全 文 ：雪莲果乳酸菌饮料的研制
陈 燕 1, 2 , 王文平1, 2＊ , 曾艺琼 1, 2 , 吴国卿 1, 2 ,谢 静 2
(1.贵州省发酵工程与生物制药重点实验室 ,贵州贵阳 550003;2.贵州大学化学与化工学院 ,贵州贵阳 550003)
摘要 以雪莲果和鲜牛奶为主要原料 ,杀菌后通过乳酸菌混合发酵剂进行乳酸发酵 ,研制一种新型的雪莲果乳酸菌饮料。在单因素试
验基础上 ,进行了正交试验 ,得到其最佳工艺参数为:白砂糖 8%,发酵奶 15%,雪莲果汁 20%,稳定剂 0.4%(黄原胶∶CMC-Na=1∶3)。
关键词 雪莲果;低聚果糖;乳酸菌;工艺
中图分类号 TS275.5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)30-15071-03
DevelopmentofLactobacilusDrinkofSmallanthussonchifolius
CHENYanetal (GuizhouProvinceKeylaboratoryofFermentationEngineeringandBiologicalPharmacy, Guiyang, Guizhou550003)
Abstract UsingSmallanthussonchifoliusandfreshmilkasmainmaterials, thelactobacilusdrinkwasinoculatedbylactobacillusmixedfe-
mentivereagent.Smalanthussonchifoliuslactobacilusdrinkwasdevelopedbythesingle-factortestsandtheorthogonaltest.Theoptimal
technologyparameterswereasfolows:whitegranulatedsugarof8%, fermentedmilkof15%, Smalanthussonchifoliusjuiceof20%, and
stabilizer(xanthangum∶CMC-Naof1∶3)of0.4%.
Keywords Smalanthussonchifolius;Fructo-oligosaccharides;Lactobacilus;Technology
基金项目 贵州省科学技术基金项目(黔科合 J字 [ 2008] 2092号);贵
州大学引进人才科研项目(贵大人基合字(2009)号);2007
年贵州大学生创新基金项目。
作者简介 陈燕(1984-),女 ,安徽安庆人 ,硕士研究生 ,研究方向:乳
制品的研究开发。 ＊通讯作者 , 教授 , E-mail:wwp931002@
163.com。
收稿日期 2009-06-22
雪莲果(Smalanthussonchifolius)植物学分类上属菊科
(Compositae)向日葵属(HelianthusL.)双子叶草本植物 [ 1] 。
原产南美洲安第斯山一带 ,是当地印第安人的一种传统根茎
食品 ,当地人称其为 “亚贡 ”(神果之意)。雪莲果含有大量
的低聚果糖 ,是所有蔬菜水果中含量最高的 ,被成为 “低聚果
糖之王 ”[ 2] ;且果肉汁多 ,含大量的水溶纤维 ,属低热量食品 ,
特别适合糖尿病患者及减肥者食用 ,还能有效地控制胆固醇
和糖尿病。同时 ,雪莲果含有 20多种人体必须的氨基酸及
丰富的矿物质和较高的钙 、镁 、铁 、钾等微量元素 [ 3-5] 。
雪莲果水分含量大 ,不易加工 、贮藏和运输 ,目前雪莲果
以鲜食为主 ,使用受季节限制 ,用于保健和治疗时特别不方
便 ,所以雪莲果的开发还停留在初级阶段。乳酸菌饮料有极
高的营养价值 ,其中的活性乳酸菌和有机酸可有效地抑制肠
道中有害微生物的繁殖 ,从而调节肠道微生态平衡 ,具有很
好的保健功能 [ 6] 。为此 ,笔者以雪莲果为原料 ,利用其中的
低聚果糖能使饮料中的乳酸菌得到大量增殖的作用 ,研制出
一种集雪莲果保健功能的新型乳酸菌饮料 ,以期为雪莲果的
研究提供新的思路 ,也可开辟乳品业的新市场。
1 材料与方法
1.1 材料 雪莲果 ,白砂糖 ,鲜牛奶 ,脱脂奶粉 ,均购于当
地市场。
试剂:黄原胶 ,琼脂 ,果胶 , 羧甲基纤维素(CMC),羧甲
基纤维素钠(CMC-Na), Vc,柠檬酸 ,无水亚硫酸钠等 ,均为国
产分析纯。
菌种:保加利亚杆菌(Lactobacilusbulgaricus, Lb.),嗜热
链球菌(Streptococusthermophilus, St.),购于丹尼克斯(中国)
有限公司。
仪器设备:RE-52B旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂),
PHS-25B型 pH计(上海大普仪器有限公司), SPX-250B-Z型
生化培养箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂), HR-
7803D型微波炉(青岛海尔微波制品有限公司),电子显微
镜 ,手持式折光仪及榨汁机等。
1.2 方法
1.2.1 生产发酵剂的制备 , 为了满足生产的需要 ,取实际生
产量 2% ～3%的新鲜乳 ,装入经灭菌的生产发酵剂容器中 ,
95℃下杀菌 5min,冷却至 43℃以下 ,然后无菌添加 3%已活
化的发酵剂(Lb.∶St.=1∶2),并充分搅拌 , 43 ℃下发酵 2.5 ～
3.0h,凝固后贮存于冰箱或冷库中待用 [ 7] 。
1.2.2 雪莲果汁生产工艺及操作要点 [ 8] 。
1.2.2.1 工艺流程。见图 1。
图 1 雪莲果汁生产工艺流程
Fig.1 ThetechnologyprocessflowofSmalanthussonchifolius
juice
1.2.2.2 操作要点。①原料选择:原料应新鲜 ,表皮呈黄
色 ,无病斑 、虫害 ,无裂纹 、腐烂 ,无机械损伤;②切块护色:将
切好(1.5 cm×1.5 cm×3.0 cm)的雪莲果放入护色液
(0.1%柠檬酸 +0.3%Vc)中浸泡 4 h;③微波灭酶:把护色
后的雪莲果立即放到微波炉中加热(100 ℃)灭酶 ,煮沸后保
持 1 min即可;④护色:微波灭酶后 ,再放入新配制的护色液
(0.1%柠檬酸 +0.3%Vc)中冷却 ,继续浸泡 20 min;⑤过滤
杀菌:将榨汁后的雪莲果汁用 6层纱布过滤 ,得到雪莲果汁 ,
杀菌(90 ～ 95 ℃下 15 min),立即冷却 ,放入 0 ～ 4 ℃下冷藏
待用。
1.2.3 雪莲果乳酸菌饮料的生产工艺及操作要点。
1.2.3.1 工艺流程。见图 2。
1.2.3.2 操作要点。 ①杀菌冷却:在接种发酵前要对鲜牛
奶和雪莲果汁分别进行杀菌处理 ,杀菌温度均为 90℃,保持
15 min,冷却至 40℃左右;②接种发酵:将制备好的生产发酵
剂 ,在无菌条件下 ,按 3%接种量加入冷却后的鲜牛奶中 ,充
分混匀 ,置于 43 ℃恒温培养箱中发酵 ,至酸度达到 65 ～ 70°T
安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(30):15071-15073, 15076 责任编辑 姜丽 责任校对 卢瑶
图 2 雪莲果乳酸菌饮料的生产工艺流程
Fig.2 ThetechnologyprocessflowofSmallanthussonchifolius
lactobacillusdrink
时 ,终止发酵;③混料均质:将称量好的白砂糖和稳定剂预先
进行搅拌 ,混合均匀后 ,加入少量雪莲果汁在电炉上加热搅
拌 ,使白砂糖和稳定剂完全溶解 ,再加入适量发酵奶混匀后
均质 ,均质压力 20MPa;④杀菌 、冷却 、冷藏:混合料在电热温
水浴锅内杀菌 , 80 ～ 85 ℃下 15min,冷却后置于 4 ～ 5 ℃冰箱
中冷藏。
1.2.4 质量评定。按照 GB规定的方法对雪莲果乳酸菌饮
料分别进行感官评定 、理化指标及微生物指标测定 [ 9-10] 。
2 结果与分析
2.1 产品的稳定性
2.1.1 稳定剂的选择结果。选用不同的复合稳定剂 ,其添
加量为 0.4%[ 11] ,发酵奶 15%,白砂糖 6%,雪莲果汁 20%,
混合均匀后杀菌冷却 ,置于 4 ～ 5 ℃冰箱中冷藏 ,其稳定效果
见表 1。从表 1可以看出 , CMC-Na与黄原胶复合后的稳定
效果最好。因此 ,选择 CMC-Na与黄原胶进行复合 。
表 1 不同复合稳定剂的稳定效果
Table1 Stabilityeffectofdifferentmixedstabilizers
试验号
TestNo.
稳定剂
Stabilizer
组织状态
Tissuestate
1 CMC+黄原胶(1∶1) 静置 5d产生沉淀并分层
2 CMC+果胶(1∶1) 静置 6d后开始分层
3 CMC+琼脂(1∶1) 静置 10d后开始分层 ,且有乳清析出
4 CMC-Na+琼脂(1∶1) 静置 15d后开始分层 ,且有大量乳清析出
5 CMC-Na+果胶(1∶1) 静置 18d后稍有乳清析出
6 CMC-Na+黄原胶(1∶1) 静置 20d后稍有乳清析出
2.1.2 稳定剂比对雪莲果乳酸菌饮料品质的影响。确定复
合稳定剂黄原胶 -CMC-Na的添加量为 0.4%,改变二者的
比例 ,发酵奶 15%,白砂糖 6%,雪莲果汁 20%,混合均匀后
杀菌冷却 ,置于 4 ～ 5 ℃冰箱中冷藏 ,其稳定效果见表 2。从
表 2可以看出 ,当黄原胶和 CMC-Na的比例为 1∶3时感官效
果非常好 ,无乳清析出 ,稳定性好。因此 ,选择黄原胶和
CMC-Na的比例为 0.20∶0.20、0.15∶0.25、0.10∶0.30。进行正
交试验。
表 2 稳定剂比对雪莲果乳酸菌饮料的影响
Table2 EfectofstabilizerratioonSmalanthussonchifoliuslactoba-
cilusdrink
黄原胶∶CMC-Na
Xanthangum /CMC-Na
组织状态
Tissuestate
稳定性
Stability
1∶1 有大量乳清析出 差
3∶5 有少量乳清析出 较差
1∶3 无乳清析出 好
1∶7 有少量乳清析出 较差
2.2 白砂糖添加量对雪莲果乳酸菌饮料品质的影响 改
变白砂糖的添加量 ,发酵奶 15%,雪莲果汁 20%,稳定剂
0.4%(黄原胶∶CMC-Na=1∶3),混合均匀后杀菌冷却 ,置于 4
～ 5 ℃冰箱中冷藏 ,白砂糖对产品品质的影响见表 3。从表 3
可以看出 ,添加过多的白砂糖口感甜腻 ,而且成本较高 ,添加
量 8%口感酸甜适中 ,为最佳。因此 ,选择白砂糖的添加量为
6%、8%、10%进行正交试验。
表 3 白砂糖添加量对雪莲果乳酸菌饮料品质的影响
Table3 EfectofsugaradditiononSmalanthusSonchifoliuslactoba-
cilusdrink
添加量Addition∥% 口感 Taste 酸度 Acidity∥°T
4 偏酸 85
6 稍酸 84
8 酸甜适中 83
10 稍甜 82
12 太甜 80
2.3 雪莲果汁添加量对雪莲果乳酸菌饮料品质的影响 分
别添加不同量的雪莲果汁 ,发酵奶 15%,白砂糖 8%,稳定剂
0.4%(黄原胶∶CMC-Na=1∶3),混合均匀后杀菌冷却 ,置于 4
～ 5 ℃冰箱中冷藏 。雪莲果汁添加量对产品品质的影响见
表 4。从表 4可以看出 ,随着雪莲果汁量的增加 ,产品的酸度
也增加 ,雪莲果汁量为 20%时酸甜适中且口感爽滑。因此 ,
选择雪莲果汁添加量为 15%、20%、25%进行正交试验 。
表 4 雪莲果汁添加量对雪莲果乳酸菌饮料品质的影响
Table4 EfectofSmalanthussonchifoliusjuicequantityonSmalan-
thussonchifoliuslactobacilusdrink
添加量Addition∥% 口感 Taste 酸度 Acidity∥°T
10 偏酸 88
15 偏酸 86
20 酸甜适中 ,且口感爽滑 85
25 稍甜 ,口感爽滑 83
2.4 发酵奶添加量对雪莲果乳酸菌饮料品质的影响 分
别添加不同量的发酵奶 ,白砂糖 8%,稳定剂 0.4%(黄原胶
∶CMC-Na=1∶3),雪莲果汁 20%,混合均匀后杀菌冷却 ,置于
4 ～5 ℃冰箱中冷藏 ,其对产品品质的影响见表 5。从表 5可
以看出 ,发酵奶的添加量过低 ,会使乳酸菌饮料的风味变得
稀薄 ,平淡无味 ,而发酵乳添加量过高 ,不仅会使乳酸菌饮料
口感甜腻 ,而且使整个体系稳定性下降。因此 ,选择发酵奶
的添加量为 15%、20%、25%进行正交试验 。
表 5 发酵奶添加量对雪莲果乳酸菌饮料品质的影响
Table5 EfectoffermentedmilkquantityonSmalanthussonchifolius
lactobacillusdrink
添加量Addition∥% 口感 Taste 稳定性 Stability
15 口感稍淡 好
20 酸甜适中 ,爽口 好
25 较甜腻 ,不够爽口 较好
30 粘滞,不爽口 差
2.5 正交试验结果与分析 选取白砂糖添加量 、发酵奶添
加量 、雪莲果汁添加量 、稳定剂比为主要试验参数 ,在单因素
试验基础上 ,按照正交表 L9 (34)进行试验。其中 ,以感官评
15072 安徽农业科学 2009年
分作为最佳工艺的评定指标 ,感官评定标准见表 6。按 3组
每组 10人对试验样品进行评分 ,以 3组的平均分作为每个
样品的感官评价得分。试验因素水平见表 7。正交试验结果
见表 8[ 12] 。
表 6 雪莲果乳酸菌饮料的感官评定标准
Table6 EvaluationcriterionofsenseonSmalanthussonchifoliuslactobacilusdrink
级别 Level 色泽 Color 香味Aroma 组织状态Tisuestate 滋味Flavor 分值 Score
1级 13～ 15分;淡黄色 ,有光泽 18～ 20分;有浓郁发酵奶和雪莲果味 27～ 30分;均匀细腻 ,无沉淀 ,无分层 32～ 35分;细腻饱满 ,酸甜适中 ,柔和爽口 90～ 99
2级 10～ 12分;黄色 ,有光泽 15～ 17分;2种味中一种很淡 24～ 26分;上部稍有清液 29～ 31分;偏甜或偏酸 ,口感黏稠 80～ 89
3级 5～ 9分;褐色 ,无光泽 10～ 14分;几乎没香味,有蒸煮味 20～ 23分;有明显分层或沉淀 25～ 28分;口感黏滞 ,太甜或太酸 ,无雪莲果香味 <70
注:色泽 、香味、组织状态、滋味总分分别为 15、20、30、35分。
Note:Thetotalscoreofcolor, aroma, tissuestateandflavorare15, 20, 30and35resp.
表 7 正交试验L9(34)因素水平设计
Table7 FactorsandlevelsdesignofL9(34)orthogonaltest
水平Level
白砂糖添加量(A)∥%Sugaraddition
发酵奶添加(B)∥%Additionofferm-entedmilk
雪莲果汁添加量(C)∥%AdditionofSmalanthussonchifoliusjuice
稳定剂比(黄原胶∶CMC-Na)(D)Stabilizerratio(xanthangum∶CMC-Na)
1 6 15 15 0.20∶0.20
2 8 20 20 0.15∶0.25
3 10 25 25 0.10∶0.30
表 8 正交试验结果
Table8 Theresultsoftheorthogonaltest
试验号
TestNo. A B C D
感官评分∥分
Sensoryscore
1 1 1 1 1 81
2 1 2 2 2 87
3 1 3 3 3 90
4 2 1 2 3 93
5 2 2 3 1 85
6 2 3 1 2 83
7 3 1 3 2 82
8 3 2 1 3 91
9 3 3 2 1 82
R 2.000 2.667 2.333 8.666
由表 8可知 , RA
品质的影响最小。经方差分析可知 , FD =3.308 >F0.1 =
3.110,说明因素 D对雪莲果乳酸菌饮料品质有显著影响。
由正交试验结果得到最佳工艺组合为:A2B1C2 D3 ,即白砂糖
8%,发酵奶 15%,雪莲果汁 20%,稳定剂 0.4% (黄原胶:
CMC-Na=1∶3)。按该组合的物料用量进行 3次验证试验 ,产
品感官综合评分的平均值为 94,说明 A2B1C2D3为最优组合。
2.6 雪莲果乳酸菌饮料质量评价 [ 13] 雪莲果乳酸菌饮料
的感官指标评定结果见表 9。雪莲果乳酸菌饮料的理化指标
测定结果见表 10。雪莲果乳酸菌饮料的微生物指标测定结
果见表 11。
3 结论与讨论
该试验结果表明 ,雪莲果乳酸菌饮料的最佳工艺条件
为:白砂糖 8%,发酵奶 15%,雪莲果汁 20%,稳定剂 0.4%
(黄原胶∶CMC-Na=1∶3), 43 ℃下发酵 3 h。在最佳工艺条件
下得到的雪莲果乳酸菌饮料为淡黄色 ,色泽均匀 ,有光泽 ,
酸甜适中 ,口感爽滑细腻 ,具有雪莲果及发酵奶特殊风味 ,无
表 9 雪莲果乳酸菌饮料的感官指标评价结果
Table9 SensoryindicesofSmalanthussonchifoliuslactobacilusdrink
项目
Item
指标
Indices
评定结果
Evaluationresults
结论
Conclusion
组织状态 呈乳浊状, 均匀一致不分层 ,允许有少量沉淀 ,无气泡、无异物
呈均匀的乳浊状, 无气泡 ,无异物 ,无沉淀 合格
滋气味 口感细腻、甜度适中、酸而不涩, 具有该乳酸菌饮料应有的滋味和气味 ,无异味
具有发酵奶奶和雪莲果特有的芳香气味, 酸甜适中,无酒精发酵味、霉味和不良气味
合格
色泽 呈均匀一致的乳白色 ,稍带微黄色或相应的果类色泽
色泽均匀一致 ,呈淡黄色 合格
表 10 雪莲果乳酸菌饮料的理化指标评价结果
Table10 Theevaluationresultsofthephysicalandchemicalindicesof
Smalanthussonchifoliuslactobacilusdrink
项目Item
国家标准Nationalstandards
检测结果Detectionresults
结论Conclusion
蛋白质∥% ≥0.7 0.8 合格
脂肪∥% ≥3.1 3.5 合格
总糖(以蔗糖计)∥% ≥10 12.8 合格
酸度∥°T 40～ 90 86.0 合格
表 11 雪莲果乳酸菌饮料的微生物指标评价结果
Table11 TheevaluationresultsofmicrobeindicesofSmalanthusson-
chifoliuslactobacilusdrink 个 /ml
项目
Item
国家标准
Nationalstandards
检测结果
Detectionresults
结论
Conclusion
乳酸菌 ≥1×106 2.13×108 合格
大肠杆菌 ≤3 2 合格
异味;呈均匀细腻的乳浊液 ,有少量沉淀 ,无异物 ,无分层现
象。 4 ～5 ℃下能保存 3个月 ,产品的感官指标 、理化指标和
微生物指标均符合 QB标准。开发雪莲果功能性酸奶不仅可
以提高消费者的健康水平 ,还可以丰富乳制品市场 ,具有广
阔的发展前景。
参考文献
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(下转第 15076页)
15073 37卷 30期 陈燕等 雪莲果乳酸菌饮料的研制
表 1 Cu2+、Zn2+、SDS、DBS对凡纳滨对虾仔虾急性毒性特征的分析
Table1 TheanalysisofacutetoxicitycharacterofCu2+、Zn2+、SDS、DBSonPenaeusvannameipostlarva
试剂
Reagent
时间∥h
Time
回归方程
Regressionequation LC50∥mg/L χ
2 P 95%置信区间
95%Confidenceinterval
Cu2+ 24 Y=1.494 55+0.686 84x 0.347 09 1.923 0.382 0.005 80～ 1.012 66
48 Y=2.360 92+1.708 87x 0.188 88 0.895 0.639 0.015 95～ 0.398 04
72 Y=2.545 66+2.203 32x 0.136 30 1.647 0.439 0.008 31～ 0.307 16
96 Y=3.832 36+3.171 14x 0.148 78 0.021 0.989 0.536 20～ 1.183 80
Zn2+ 24 Y=1.638 67-0.643 02x 2.468 83 6.509 0.039 0.109 00～ 0.956 60
48 Y=1.694 89+0.633 72x 0.422 77 1.722 0.423 0.598 20～ 1.082 20
72 Y=2.926 41-0.202 37x 0.347 26 1.251 0.535 0.001 23～ 2.404 75
96 Y=2.588 55+0.792 05x 0.284 33 2.145 0.342 0.856 30～ 1.037 30
SDS 24 Y=2.694 54-2.801 26x 10.954 85 3.560 0.169 6.250 99～ 16.044 70
48 Y=4.847 35-3.748 28x 5.932 84 0.182 0.913 5.932 84～ 7.245 42
72 Y=4.310 02-2.980 13x 4.914 07 2.524 0.283 2.084 31～ 6.825 49
96 Y=6.888 85-5.904 31x 3.195 86 1.124 0.570 0.313 51～ 9.143 67
DBS 24 Y=1.058 00-2.146 23x 106.801 30 1.613 0.446 22.622 59～ 305.897 67
48 Y=1.204 72-1.984 16x 44.358 91 3.056 0.217 12.190 93～ 84.706 11
72 Y=1.793 12-1.987 61x 12.837 02 2.356 0.308 5.949 41～ 20.321 32
96 Y=1.384 14-1.249 92x 7.998 81 4.579 0.101 0.245 70～ 1.007 50
物的毒性仅见于脊尾白虾仔虾 [ 9] ,其耐受性均高于凡纳滨对
虾仔虾。脊尾白虾仔虾对 SDS的耐受性略低于对 DBS的耐
受性 ,而凡纳滨对虾仔虾则相反 ,这种差别除与物种差异有
关外 ,也可能与生物所处的发育阶段有关 [ 13] 。而试验条件
如水温 、盐度等的不同也可能造成结果有差异。另外对紫贻
贝 [ 14]的研究表明 ,水体中 SDS、DBS的存在可在一定程度上
影响水生生物的 CAT等生理生化指标 ,从而反映水体的污
染状况。
在 Cu2+、Zn2+的急性毒性试验中 ,凡纳滨对虾仔虾敏感
性与脊尾白虾 [ 9] 、长毛对虾 [ 8, 11] 、日本对虾 [ 10 , 12] 、罗氏沼虾 [13]
比较接近;王志铮等 [ 15] 、姚庆祯等 [ 16]的研究结果表明 Cu2+、
Zn2+对凡纳滨对虾幼虾的安全浓度分别为 0.008、0.136
mg/L,而与该试验结果的差异可能与生物所处的发育阶段
有关。
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15076 安徽农业科学 2009年