全 文 ：387※技术应用 食品科学 2009, Vol. 30, No. 22
雪莲果乳酸菌发酵饮料的研制
罗水忠，郑 志，潘利华，姜绍通
(合肥工业大学生物与食品工程学院，安徽 合肥 230009)
摘 要：以雪莲果为原料、保加利亚乳杆菌为菌种开发研制雪莲果乳酸菌发酵饮料，确定其最佳发酵条件和口感
稳定性的工艺配方。结果表明：100℃条件下热烫 1min，并添加抗坏血酸调整果汁 pH值为 4.0～4.5，可以有效的
阻止绿变的发生。最佳发酵工艺条件：雪莲果原汁添加量 60ml、蔗糖添加量 4g、奶粉添加量 4g、接种量 10%、
发酵温度 41℃；发酵饮料调配最佳配方：在 100ml雪莲果原汁的乳酸菌发酵液中添加蔗糖 4g、黄原胶 0.2g。
关键词：雪莲果；褐变；乳酸菌；发酵饮料
Production of A Yacon Lactic Acid Fermentation Beverage from Yacon by Lactic Acid Bacteria
LUO Shui-zhong，ZHENG Zhi，PAN Li-hua，JIANG Shao-tong
(School of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)
Abstract ：Yacon juice with added sucrose and milk powder was fermented by Lactobacillus bulgaricus and the formula and
processing conditions for production of the fermentation beverage were optimized by orthogonal test design. Results showed that
browning of yacon juice was effectively prevented by boiling in water for 1 minute and then ascorbic acid was added to adjust
the pH of the yacon syrup within the range of 4.0 to 4.5. The optimum conditions fermention by Lactobacillus bulgaricus in the
yacon juice (60 ml-scale) were: temperature of 41 ℃, inoculation amount of 10 % and with the contents of sucrose and milk
powder 4 g and 4 g, respectively. The optimum formula of the fermented yacon beverage was that sucrose (4 g) and xanthan gum
(0.2 g) were mixed with the fermented yacon juice (100 ml).
Key words：yacon； browning； lactic acid bacteria；fermentation beverage
中图分类号：TS275.5 文献标识码：B 文章编号：1002-6630(2009)22-0387-04
收稿日期：2009-05-09
基金项目：安徽省自然科学基金项目(090411015)
作者简介：罗水忠(1975－)，男，讲师，博士研究生，研究方向为农产品加工生物技术。E-mail：luoshuizhong@163.com
雪莲果，又称雪莲薯(Yacon)，原产于南美洲安第
斯山脉，属菊科向日葵属，外形似番薯，皮薄汁多，
果肉晶莹剔透、香甜脆爽。雪莲果含有较高果寡糖和
2 0 多种人体必须的氨基酸，以及钙、镁、铁、锌、
钾、硒等微量元素，具有降低血糖、血脂和胆固醇，
预防和治疗高血压和糖尿病，对老年人心脑血管病有明
显的保健作用[1- 2]。
由于现代生物技术的日新月异，使得雪莲果人工栽
种获得巨大成功。因此，雪莲果已成为新型大众水果。
但是，雪莲果的开发存在季节性食用瓶颈问题，旺季
时，大量积压出现廉价和腐烂等问题，而非季节时，
无法满足消费者需求。为充分发挥雪莲果的药理功效和
营养功效，本实验以雪莲果为主要原料、保加利亚乳
杆菌为菌种研制一种营养丰富的大众饮品——雪莲果乳
酸菌发酵饮料。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
雪莲果 市售；保加利亚乳杆菌 中国普通微生物
菌种保藏管理中心。
1.2 雪莲果乳酸菌发酵饮料的加工工艺流程
雪莲果→清洗去皮→切片→打浆→榨汁→过滤→杀
菌→冷却至 40℃左右加入驯化后的保加利亚乳杆菌→发
酵→加入已灭菌的蔗糖、稳定剂等→二次灭菌→装罐→
成品
1.3 雪莲果原汁的制备
参考文献[3 ]方法，略有改进。挑选无病虫害、腐
烂、破皮，根茎大的新鲜雪莲果，用自来水清洗除去
表面的泥污和杂质。用小刀刮掉外皮，洗净，并切成
小块状后放入 0.1%柠檬酸的沸水中，烫漂 lmin。取出
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趁热放入打浆机里打浆，将打好的雪莲果浆液进行粗过
滤，并在滤液中加入VC护色(使滤液 pH值为 4.0～4.5)，
杀菌。常温下自然冷却，备用。
1.4 雪莲果原汁的发酵
活化培养：将保加利亚乳杆菌接入 10%脱脂乳液
中，41℃恒温培养，传代培养 3～4 次。如果 4h 内凝
乳，说明乳酸菌的活力已达到要求，放置冰箱备用[ 4]。
果汁发酵：为了得到最佳配方，选用 L16(45)正交试
验进行筛选，选择雪莲果原汁添加量、蔗糖添加量、
奶粉添加量、接种量、发酵温度作为影响因素，以发
酵 24h产生的乳酸量为检测指标，从而确定乳酸菌发酵
雪莲果原汁的最佳发酵工艺参数。因素水平见表 1。
水 因素
平 A雪莲果原汁(ml) B蔗糖(g) C奶粉(g) D接种量(%) E发酵温度(℃)
1 40 2 2.5 6 25
2 50 3 3.0 8 30
3 60 4 3.5 10 37
4 70 5 4.0 12 41
表1 雪莲果原汁发酵正交试验因素水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal test for fermentation of
natural yacon juice
水平
因素
A 蔗糖(g/100ml) B 空列 C 黄原胶(g/100ml)
1 2 0.1
2 4 0.2
表2 雪莲果发酵饮料口感调配及稳定性试验因素水平表
Table 2 Factors and levels of orthogonal test on taste and steady
of fermented yacon
1.5 雪莲果乳酸菌发酵饮料口感调配及稳定性试验
通过正交试验筛选出的雪莲果乳酸菌发酵液，添加
不同浓度的蔗糖、柠檬酸、C MC -Na，经均质后，对
发酵液进行口感稳定性试验研究。选用 L4(23)正交表安
排正交试验。评分指标为：香气满分 20分，色泽满分
20分，滋味满分 30分，组织形态满分 30分，色泽要
求白色或乳白色色、纯正、协调，其他评价标准参见
文献[3]。由 15位同学品尝后打分。雪莲果发酵饮料口
感调配及稳定性试验正交因素水平见表 2。
1.6 分析方法
1.6.1 雪莲果原汁营养成分的测定
总糖含量采用苯酚 -硫酸法[5]测定；还原糖含量采
用 D NS 法测定[ 6 ]；蔗糖、葡萄糖、果糖的测定参考文
献[7-9]进行；灰分含量的测定采用灼烧法(GB/T 14707—
39)；脂肪含量的测定采用索氏提取法(GB/T 14772—
3)；蛋白质含量采用 Bradford法测定[10]。
1.6.2 乳酸菌数的测定
血球计数板显微镜下计数[11]。
1.6.3 雪莲果汁乳酸菌发酵饮料稳定性观察
参考文献[12]进行。
1.6.4 雪莲果汁乳酸菌发酵饮料成品测定
酸度测定根据国标法GB/T 5009— 1996进行；可溶
性固形物采用阿贝折光仪直接测定；pH 值用酸度计直
接测定；VC 含量参考文献[13]测定。
2 结果与分析
2.1 雪莲果原汁褐变的控制
白色透明的雪莲果，由于加工和自身成分的影响，
其果汁很容易发生绿变，不仅影响了产品的外观品质，
而且造成营养和风味的改变。本研究发现，雪莲果去皮
后热烫1min再破碎，在破碎液中添加VC以调整使汁液pH
值为 4.0～4.5，能够抑制绿变发生，获得白色或乳白色的
雪莲果果汁。与文献[14 ]报道的结果相比，效果更优。
2.2 雪莲果原汁的主要营养成分
雪莲果营养丰富，具有高含量的低聚糖，几乎不
含淀粉，在营养功能方面表现出极大优势[ 1 5 ]。将鲜重
50g的雪莲果可食部分制成雪莲果原汁 100ml。从表 3可
以看出，雪莲果原汁中含有乳酸菌生长所需要的葡萄
糖、蔗糖等碳源，以及蛋白质等氮源，但是，乳酸菌
能发酵利用的还原糖与蛋白质的比例较低，约为 2.3。因
此，雪莲果原汁进行乳酸菌发酵时，有必要添加外源
碳、氮源以调整碳氮比。
成分 总糖 还原糖 果糖 葡萄糖 蔗糖 灰分 脂肪 蛋白质
含量(mg/100ml) 8641.3 1696.7 35.1 14.6 7.6 526.2 41.9 725.5
表3 雪莲果原汁营养成分
Table 3 Nutrient composition of natural yacon juice
2.3 雪莲果原汁的乳酸菌发酵工艺优化
2.3.1 单因素试验结果
单因素试验中，以雪莲果原汁添加量 60ml、蔗糖添
加量 4g、奶粉添加量 3g、接种量 10%、发酵温度 37
℃为基本条件因素，每次改变一个因素进行单因素试
验。各因素对乳酸产量的影响曲线见图 1～5。
图 1 显示了雪莲果原汁添加量对乳酸产量的影响，
可以看出，当雪莲果原汁添加量低于 60ml时，随着雪
莲果原汁添加量的增加乳酸产量随之增加；继续增加雪
莲果原汁添加量，乳酸产量变化不大。蔗糖添加量对
乳酸产量的影响结果(图 2)显示，蔗糖添加量在 4～10g
之间时，乳酸产量增加不明显(P＞ 0.05)。图 3是奶粉
添加量对乳酸产量的影响曲线，可以看出，在试验选
定的时间范围内，乳酸产量随着奶粉添加量的增加而增
加。图 4是接种量对乳酸产量的影响曲线，由图 4可以
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看出，当接种量在 4%～10%之间时，随着接种量的增
加乳酸产量随之增加，当接种量在大于 10% 时，乳酸
产量开始下降。温度对乳酸产量的影响结果(图 5)表明，
当温度范围在 20～40℃之间时，随着发酵温度的增加，
乳酸产量增加；继续升高温度，乳酸产量随着发酵温度
的增加而降低。
因而单因素试验得出的雪莲果乳酸菌发酵饮料的的
最佳发酵工艺为：雪莲果原汁添加量 60ml、蔗糖添加
量 4g、奶粉添加量 3g、接种量 10%、发酵温度 40℃。
2.3.2 正交试验结果
图 1 雪莲果原汁添加量对乳酸产量的影响曲线
Fig.1 Effect of content of natural yacon on yield of lactic acid
1.0
0.8
0.6
0.4
乳
酸
产
量
(g
/1
00
m
l)
雪莲果原汁添加量(ml)
20 40 60 80 100
图 2 蔗糖添加量对乳酸产量的影响曲线
Fig.2 Effect of sucrose content on yield of lactic acid
1.0
0.8
0.6
0.4
乳
酸
产
量
(g
/1
00
m
l)
蔗糖添加量(g)
2 4 6 8 10
图3 奶粉添加量对乳酸产量的影响曲线
Fig.3 Effect of milk powder on yield of lactic acid
1.0
0.8
0.6
0.4
乳
酸
产
量
(g
/1
00
m
l)
奶粉添加量(g)
1 2 3 4 5
图4 接种量对乳酸产量的影响曲线
Fig.4 Effect of inoculum on yield of lactic acid
1.0
0.8
0.6
0.4乳
酸
产
量
(g
/1
00
m
l)
接种量(%)
4 6 8 10 12
图5 发酵温度对乳酸产量的影响曲线
Fig.5 Effect of fermentation temperature on yield of lactic acid
温度(℃)
20 30 40 50
1.0
0.8
0.6
0.4乳
酸
产
量
(g
/1
00
m
l)
试验号 A B C D E 乳酸产量(g/100ml)
1 1 1 1 1 1 0.34
2 1 2 2 2 2 0.79
3 1 3 3 3 3 1.08
4 1 4 4 4 4 1.06
5 2 1 2 3 4 1.09
6 2 2 1 4 3 0.99
7 2 3 4 1 2 0.85
8 2 4 3 2 1 0.52
9 3 1 3 4 2 1.04
10 3 2 4 3 1 0.94
11 3 3 1 2 4 1.03
12 3 4 2 1 3 0.84
13 4 1 4 2 3 1.03
14 4 2 3 1 4 0.87
15 4 3 2 4 1 0.83
16 4 4 1 3 2 1.06
k1 0.82 0.88 0.86 0.73 0.66 T=14.36
k2 0.86 0.90 0.89 0.84 0.94
k3 0.96 0.95 0.88 1.04 0.99
k4 0.95 0.87 0.97 0.98 1.01
R 0.14 0.08 0.11 0.31 0.35
表4 正交试验结果及直观分析
Table 4 Results and range analysis of orthogonal test
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 F(0.01)值 显著性
A 0.0574 3 0.0191 2.22 5.95
B 0.0151 3 0.0050 0.58 5.95
C 0.0303 3 0.0101 1.17 5.95
D 0.2424 3 0.0808 9.40 5.95 **
E 0.3196 3 0.1065 12.38 5.95 **
误差 0.1028 12
总和 0.7676 27
表5 正交试验方差分析表
Table 5 Analysis of variance deviation
将正交试验数据用DPS统计软件进行统计分析，试
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验和方差分析结果分别见表 4和表 5。由表 4可以看出，
雪莲果原汁添加量：k3＞ k 4＞ k 2＞ k 1；蔗糖添加量：
k3＞ k 2＞ k 1＞ k 4；奶粉添加量：k4＞ k 2＞ k 3＞ k 1；
接种量：k 3＞ k 4 ＞ k 2＞ k 1；发酵温度：k 4＞ k 3＞ k2
＞ k 1。因此，最佳萃取组合为 A 3B 3C 4D 3E 4，即雪莲果
原汁添加量 60ml、蔗糖添加量 4g、奶粉添加量 4g、接
种量 10%、发酵温度 41℃。雪莲果原汁添加量、蔗糖
添加量、奶粉添加量、接种量、发酵温度五因素的极
差分别为 0.14、0.08、0.11、0.31、0.35，表明发酵温
度对乳酸产量的影响最大；各因素对乳酸产量的影响主
次为：发酵温度＞接种量＞雪莲果原汁添加量＞奶粉
添加量＞蔗糖添加量。方差分析显示，发酵温度和接
种量对乳酸产量的影响在显著性水平 0.01上均极显著
(表 5 )。
2.4 雪莲果乳酸菌发酵饮料的口感调配及稳定性试验
试验号 A B C 香气得分 色泽得分 滋味得分 组织形态得分 总分
1 1 1 1 17 16 22 23 78
2 1 2 2 18 18 22 26 84
3 2 1 2 18 19 29 25 91
4 2 2 1 17 18 27 28 90
k1 81 85 84
k2 91 87 88
R 10 2 4
表6 雪莲果发酵饮料口感调配及稳定性试验结果
Table 6 Results and range analysis of orthogonal test on taste
and steady of fermentation of yacon beverage
健作用尤为明显。制备雪莲果果汁时，将雪莲果去皮
后在 100℃下热烫 1min，并添加抗坏血酸调整果汁 pH值
为 4.0～4.5可以有效的阻止绿变。以 50g去皮雪莲果制
成 100ml雪莲果原汁，取雪莲果原汁 60ml、蔗糖 4g和
脱脂奶粉奶粉 4g，混匀灭菌后接种 10%的活化保加利
亚乳杆菌，41℃恒温发酵 24h得雪莲果原汁的乳酸菌发
酵液；在 100ml雪莲果原汁的乳酸菌发酵液中添加 4g蔗
糖和 0.2g黄原胶，均质后得到雪莲果乳酸菌发酵饮料。
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由表 6 可见，3、4 号样调配得分较高，3 号样的
配方是 A 2C 2，4 号样的配方是 A 2C 1，根据极差分析得
到配方 A2C2。为了得到最佳配方将这两个配方做重复试
验，结果 3号样得分最高，因此选择 3号样为最佳配方，
即在 100ml雪莲果原汁的乳酸菌发酵液中添加蔗糖 4g，
黄原胶 0.2g。
3 结 论
雪莲果是一种新型功能性水果，对糖尿病患者的保