全 文 ：2013 年 1 月
第 28 卷第 1 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol． 28，No． 1
Jan. 2013
紫背天葵色素对酸豆奶发酵进程的影响
崔蕊静 康维民 郭 朔
(河北科技师范学院食品科技学院，秦皇岛 066004)
摘 要 大豆为主要原料，将紫背天葵提取色素添加到豆奶中，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌等比混合
为发酵剂进行乳酸发酵制酸豆奶。通过单因素试验，探讨紫背天葵色素对酸豆奶发酵 pH、乳酸菌数、酸豆奶
品质及保藏性能的影响。结果表明，豆水质量比为 1∶ 10 的豆奶中添加 6%紫背天葵色素提取液，6%蔗糖和
2%葡萄糖，85 ℃杀菌 30 min后冷却至 43 ℃，接种 3%乳酸菌发酵 6 h，紫背天葵色素的添加有利于乳酸菌的
生长繁殖，加速酸豆奶的发酵进程，缩短发酵时间，能改善产品的组织状态，提高产品的保藏性能。制得的酸
豆奶色泽鲜红，组织细腻，凝固性好，滋味和气味优良，营养价值高。
关键词 紫背天葵 色素浸提 豆奶 乳酸菌发酵
中图分类号:TS214． 9 文献标识码:A 文章编号:1003 － 0174(2013)01 － 0093 － 05
基金项目:河北科技师范学院计划项目(CXTD2010 － 7)
收稿日期:2012 － 01 － 13
作者简介:崔蕊静，女，1966 年出生，教授，农产品加工
酸豆奶是以大豆为主要原料经乳酸菌发酵制成
的。与豆奶相比，其营养价值有较大提高。大豆蛋
白被降解成更易于人体吸收的小分子肽和氨基酸;
破坏了大豆中的抗营养因子，如胰蛋白酶抑制剂、凝
血素、胀气因子、过敏因子等。同时利用乳酸菌的整
肠作用和预防肠道疾病的功能，抑制肠道内腐败性
细菌的生长，减少氨、胺、酚等有毒物质在人体内的
积累［1 － 6］。
秋海棠科植物紫背天葵(Begonia fim bristipula
Hance)属多年生宿根草本植物，不仅含有多种营养
成分和药理成分，而且含有一种天然红色素—花青
素。花青素具有抗氧化、抗过敏、保护胃黏膜、清除
自由基、抗突变、保护肝脏、预防心血管病等功
效［7 － 10］。
目前有关紫背天葵红色素的提取有研究报
道［11 － 14］，但应用研究较少。本研究拟将紫背天葵红
色素添加到豆奶中，接种乳酸菌发酵，制成集紫背天
葵色素和酸豆奶的营养、保健功能于一体，又略带紫
背天葵的清香味和发酵豆奶的独特风味的新型发酵
产品，为紫背天葵色素的开发利用拓宽市场。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
紫背天葵:河北科技师范学院园林系试验基地;
大豆:河北农科院;保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌:
河北科技师范学院食品工程系微生物实验室;无水
乙醇、0． 1%柠檬酸溶液、0． 1 mol /L 氢氧化钠溶液等
均为分析纯。
1． 2 主要仪器与设备
A － 88 组织捣碎机:江苏金坛医疗仪器厂;pH
S － 3C型数字酸度计:萧山市鑫龙医疗仪器有限公
司;胶体磨:沈阳联华机械厂:723 型分光光度计:上
海光谱仪器;生化培养箱:广东医疗器械厂;XSP －
218B型显微镜:江南光学仪器厂;旋转蒸发仪:金坛
市华城恒磊实验仪器厂。
1． 3 工艺流程
大豆→挑选→清洗→浸泡→脱皮→磨浆→过滤
→加糖调配→均质→杀菌→冷却→接菌发酵→冷藏
↑
色素液←
旋转
蒸发
←抽滤←
乙醇
浸提
←破碎←清洗←
紫背
天葵
1． 4 操作要点
紫背天葵色素的提取:新鲜紫背天葵中加少量
体积分数 30%酒精溶液，放入组织捣碎机中捣碎，颗
粒度为 2 mm ×3 mm，补足提取液至料液比为 1∶2，恒
温水浴锅 50 ℃提取 3 h。过滤除去不溶物，滤液进
行旋转蒸发，即得紫背天葵色素浸提液。
豆奶的制备:选择无霉变、无虫害、无杂质、颗粒
均匀的优质大豆，清洗后浸泡于 3 倍的水中约 10 ～
12 h，使大豆软化，表皮膨胀至平滑，手搓能去皮为
好。加 10 倍水磨浆 2 次，以提高细度，利于蛋白质
中国粮油学报 2013 年第 1 期
溶出。
调配:豆乳中添加 6%原料色素液、6%蔗糖 +
2%葡萄糖，调配后加热至 85 ℃杀菌 30 min，25 MPa
压力下均质 2 次，冷却至 43 ℃。
发酵:接种 3%等比混合的保加利亚乳杆菌和嗜
热链球菌于豆乳中，43 ℃发酵 6 h。
后熟冷藏:发酵产品放入 4 ℃冰箱中保存。
1． 5 测定方法
pH测定:pHS － 3C型酸度计。
菌数的测定(cfu /mL) :血球计数法［15］。
2 结果与分析
2． 1 紫背天葵色素最佳浸提条件选择
2． 1． 1 紫背天葵色素光谱特性的研究
称取定量的紫背天葵，用体积分数 30%乙醇溶
液 40 ℃浸提 2 h，浸提液稀释定容，用紫外可见分光
光度计测量浸提液在 400 ～ 600 nm 范围内的吸收曲
线。
图 1 紫背天葵色素可见光谱扫描图
结果表明，紫背天葵色素液在 400 ～ 600 nm波长
内的最大吸收波长为 520 nm，后面试验测吸光度值
均在此波长下测定。
2． 1． 2 紫背天葵色素浸提最佳工艺参数筛选
预试验的基础上，确定影响紫背天葵色素浸提
的 3 因素的基本参数为乙醇体积分数 30%、温度
50 ℃、时间 3 h。对乙醇体积分数、浸提温度和时间
3 个因素按表 1 进行 L9(3
4)正交试验，以吸光值为评
价指标，试验结果见表 2。
表 1 L9(34)正交试验因素水平设计
A
乙醇体积分数 /%
B
温度 /℃
C
时间 /h
1 20 40 2
2 30 50 3
3 40 60 4
表 2 正交试验结果
试验序号 A B C 吸光度
1 1 1 1 0． 266
2 1 2 2 0． 657
3 1 3 3 0． 605
4 2 1 2 0． 587
5 2 2 3 0． 873
6 2 3 1 0． 829
7 3 1 3 0． 338
8 3 2 1 0． 785
9 3 3 2 0． 720
K1 0． 509 0． 397 0． 627
K2 0． 763 0． 772 0． 655
K3 0． 614 0． 718 0． 605
R 0． 254 0． 375 0． 049
表 3 各因素显著判断方差分析结果
变异来源 平方和 自由度 均方 F值 α = 0． 05 α = 0． 01
A 0． 090 2 0． 045 32． 143* 19． 0 99． 00
B 0． 233 2 0． 117 83． 571*
C 0． 000 5 2 0． 000 3 0． 214
误差 e 0． 002 8 2 0． 001 4
结果表明，影响紫背天葵色素浸提的因素主次
顺序为 B ＞ A ＞ C，即浸提温度影响最大，其次为乙醇
体积分数，浸提时间影响较小;方差分析结果，A、B
两因素对试验结果有显著影响，浸提时间影响不显
著;极差分析最优组合为 A2B2C2，即浸提剂乙醇体积
分数为 30%，温度为 50 ℃，浸提时间为 3 h。
2． 2 豆乳浓度对酸豆乳发酵的影响
大豆与水按 1∶6、1∶ 8、1∶ 10、1∶ 12 比例混合磨浆，
加入 6%紫背天葵色素液、6%蔗糖 + 2%葡萄糖、3%
乳酸菌，43 ℃下发酵 6 h，测产品 pH，每个水平重复 3
次，对不同的水平进行新复极差分析，同时进行感官
评定。
表 4 不同豆水比对产品酸度和感官品质的影响
干豆∶水 pH平均值
感官品质
色泽 凝固状态 乳清析出 口感 发酵风味 组织状态
1∶6 3． 94 aA 鲜红色 好 无 酸涩味大 浓 质地较硬
1∶8 4． 10 bB 鲜红色 好 无 酸甜适口 浓 细腻光滑
1∶10 4． 26 cC 鲜红色 好 少 酸甜适口 浓 细腻光滑
1∶12 4． 54 dD 淡红色 较差 多 酸味不足 淡 质地过软
注:小写字母不同者之间，表示差异达 5%显著水平，大写字母表示差
异达 1%显著水平，下同
结果表明，豆水质量比 1∶6 的豆乳发酵酸度极显
著优于其余 3 个处理。结合感观评定结果，豆水质
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第 28 卷第 1 期 崔蕊静等 紫背天葵色素对酸豆奶发酵进程的影响
量比 1∶6 的豆乳，虽然发酵状态良好，但质地较硬，无
弹性，可能因其蛋白质含量高，发酵速度快，导致凝
块过硬;豆水质量比 1∶ 8 ～ 1∶ 10，凝固性好，口感细腻
润滑，且有豆香味;豆水质量比 1∶12 的豆乳固形物含
量低，凝固性较差，风味淡，食用时缺乏质感。4 种产
品均呈现红色，说明紫背天葵红色素在酸性条件下
稳定，pH越低色泽越红。故选择豆水质量比 1 ∶ 8 ～
1∶10的豆乳发酵为宜。
2． 3 杀菌条件对豆奶发酵的影响
豆水质量比 1∶10 的豆与 6%紫背天葵色素液和
6%蔗糖 + 2% 葡萄糖混合，分别置于 65、85、100、
121 ℃加热不同时间，移取定量混合液体冷却至室
温，520 nm测定吸光度，剩余液体待温度降至 43 ℃，
接种 3%乳酸菌发酵 6 h，测定产品 pH，同时进行感
官评定。
结果表明，随杀菌温度的升高，吸光度呈下降趋
势，说明紫背天葵色素高温不稳定;产品酸度随杀菌
温度的升高逐渐增多，说明紧密折叠在一起的大豆
蛋白质经热处理后发生变性，破坏了其分子的紧密
结构，分子结构伸展松散，从而易被乳酸菌分解，产
生有利于乳酸菌生长发酵的物质。但超过 100 ℃时
pH有些升高，说明杀菌温度超过 100 ℃时，变性的
蛋白质分子会相互凝集形成沉淀。因为大豆蛋白热
变性程度和—SH 基团变化有内在关系。杀菌温度
过高使 11 S大豆蛋白的碱性亚基和 7 S 大豆蛋白的
酸性亚基聚合形成沉淀，从而影响乳酸菌利用。经
SSR检验，85 ℃与 100 ℃差异不显著，其余各处理间
差异都达极显著水平;温度太高还会破坏豆乳中的
维生素、叶酸等营养成分。综合考虑，杀菌条件选择
85 ℃处理 30 min。
2． 4 紫背天葵色素液添加量对酸豆奶 pH 和感官品
质的影响
豆水质量比 1∶ 10 的豆乳 7 份，分别加入紫背天
葵色素液 0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%，搅拌均
匀后测定 pH，观察豆乳的状态。再分别加入 6%蔗
糖 + 2%葡萄糖、3%乳酸菌，43 ℃下发酵 6 h，4 ℃后
熟 12 h，测产品 pH，每个水平重复 3 次，对不同的水
平进行新复极差分析，同时进行感官评定。
结果表明，紫背天葵色素浓缩液的添加，对豆奶
体系 pH基本无影响，因紫背天葵色素浓缩液的 pH
为 6． 52，与豆奶体系 pH 接近，但对发酵产品 pH 和
感官品质有较大影响。当添加量低于 6%时，随色素
液添加量的增多，产品 pH下降，产酸量增多，可能是
以下两方面的原因:紫背天葵色素的维生素活性促
进了乳酸菌的生长繁殖;紫背天葵色素的抗氧化性
在乳酸菌发酵过程中的化学去胁迫作用(吸氧) ，促
进了发酵进程，且随色素液加入量的增加，产品的颜
色加深，6%时为鲜红色。添加量超过8%时，pH升
表 5 杀菌条件对豆奶发酵的影响
杀菌条件 吸光度 产品 pH
感官评定
色泽 凝固状态 乳清析出 口感 发酵风味 组织状态
65 ℃ /30 min 0． 601 4． 62 cC 淡红色 较好 少 酸味不足 较浓 细腻光滑
85 ℃ /30 min 0． 587 4． 28 aA 鲜红色 好 无 酸甜适口 浓 细腻光滑
100 ℃ /15 min 0． 561 4． 33 aA 鲜红色 好 无 酸甜适口 浓 细腻光滑
121 ℃ /5 min 0． 446 4． 47 bB 淡红色 较好 较多 不适口 一般 有砂砾感
表 6 色素添加量对豆乳体系 pH及酸豆奶酸度和感官品质的影响
色素液添加量
/% 豆乳体系
pH 产品 pH平均值
感官品质
色泽 凝固状态 乳清析出 口感 发酵风味 组织状态
0 6． 71 4． 73 乳白 较好，黏稠适口 少量 甜 浓 软，细腻光滑
2 6． 70 4． 68 微红 较好，黏稠适口 少量 较甜 浓 软，细腻光滑
4 6． 68 4． 57 淡红 好，黏稠适口 无 酸甜适口 浓 软，细腻光滑
6 6． 54 4． 29 鲜红 良好，黏稠适口 无 酸甜适口 浓 软，细腻光滑
8 6． 46 3． 97 鲜红 较好，黏稠度大 少量 酸涩味大 浓 较硬，粗糙
10 6． 37 4． 66 淡红 差，黏稠度小 多 较甜 淡 软
12 6． 31 4． 93 淡红 分层，黏稠度小 多 酸味不足 无 过软
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中国粮油学报 2013 年第 1 期
高，产酸量减少，可能是发酵过程中，紫背天葵红色
素与蛋白质之间存在着相互作用，蛋白质对紫背天
葵红色素有结合作用。由于两者结合后，其发酵环
境发生变化，产品凝固性变差，乳清析出量多，且随
色素液加入量的增加，产品颜色的加深并不成明显
的正相关。故背天葵色素液添加量 6%为宜。
2． 5 发酵时间对酸豆奶发酵酸度的影响
豆水质量比 1 ∶ 10 的豆乳，加 6%紫背天葵色素
液、6%蔗糖 + 2%葡萄糖、3%乳酸菌，43 ℃下发酵，
每隔 1 h测 1 次酸度。
表 7 结果表明，发酵前期，发酵速度缓慢，这是
因为开始保加利亚杆菌发酵，速度缓慢，期间分解豆
乳蛋白而形成氨基酸(主要是缬氨酸)和多肽，为嗜
热链球菌提供一定的氮源，促进其生长，发酵 3 h 后，
随着氮源的不断增加，在两种菌的作用下发酵速度
加快，产酸增多，酸度的增加又抑制了嗜热链球菌的
生长，发酵 5 h后产酸速度变慢。加色素产品 pH 比
对照的低且下降速度快，说明紫背天葵色素可加快
发酵进程，缩短发酵时间。
表 7 发酵时间对酸豆奶发酵酸度的影响
发酵时间 /h 0 1 2 3 4 5 6
未加色素产品 pH(对照) 6． 70 6． 51 6． 28 5． 81 5． 24 4． 85 4． 72
加色素产品 pH 6． 70 6． 27 5． 62 4． 91 4． 47 4． 26 4． 23
2． 6 紫背天葵色素对酸豆奶保藏特性的影响
将紫背天葵酸豆奶贮藏在 4 ℃的冰箱中，每隔
3 d取样对产品 pH、乳酸菌落数进行测定，同时进行
感官评价，以掌握产品在保藏期间品质的变化情况，
指导消费者的食用。
结果表明，产品 pH 在保藏初期有所升高，随后
又逐渐下降，这是因为嗜热链球菌在贮存中继续生
长繁殖，具有一定的分解蛋白的能力，故在保藏初期
产品 pH有所升高，乳酸菌个数也是增加的，但随贮
存时间的延长，菌体发酵产酸的能力大于分解蛋白
的能力，结果 pH又下降，乳酸菌个数也下降，且均在
第 9 d下降快，以后逐渐减慢;加色素的产品发酵期
间 pH一直低于对照(表 7) ，但在保藏后期 pH 逐渐
高于对照，可能由于紫背天葵色素的抗氧化作用延
缓了酸豆奶的后酸化，延长了产品的货架期。同时
加色素的产品保藏期间乳酸菌个数多于对照，说明
色素的添加有利于乳酸菌的繁殖，可能是色素的添
加为乳酸菌提供了维生素等生长因子，同时加色素
的豆乳发酵期间酸度下降较快，是发酵环境提前到
达乳酸菌生长繁殖所需要的环境，在相同的发酵时
间里间接的延长了乳酸菌生长繁殖的时间，从而使
乳酸菌数比对照多。
表 8 紫背天葵色素对酸豆奶在贮藏中品质的影响
保藏天数
/d
产品 pH 乳酸菌落数 /CFU /mL
未加色素(对照) 加 6%色素 未加色素 加 6%色素
0 4． 71 4． 23 3． 2 × 107 5． 6 × 107
3 4． 78 4． 29 2． 8 × 108 4． 2 × 108
6 4． 67 4． 15 1． 9 × 108 3． 3 × 108
9 4． 21 4． 06 7． 5 × 107 9． 7 × 107
12 3． 98 4． 00 3． 1 × 107 6． 5 × 107
15 3． 84 3． 95 8． 0 × 106 3． 8 × 107
18 3． 65 3． 94 4． 1 × 106 8． 2 × 106
21 3． 51 3． 91 2． 7 × 106 6． 8 × 106
25 3． 36 3． 84 8． 4 × 105 4． 2 × 106
30 － 3． 75 － 2． 8 × 106
感官评价结果，对照产品贮藏 21 d 时出现乳清
析出现象，25 d 时凝乳松散，口味过酸，而色素产品
贮藏 30 d 内均未出现明显的乳清析出现象，凝乳状
态良好，口味酸甜较适宜，说明色素的添加能改善产
品的组织状态，提高品质。
3 结论
紫背天葵色素添加到豆奶中发酵有利于乳酸菌
生长与繁殖，促进酸豆奶的发酵进程，缩短发酵时
间，与对照比发酵结束产品 pH 降低 0． 48，乳酸菌数
多 1． 8 倍，保藏 21 d乳酸菌数多 2． 5 倍。
紫背天葵色素能延缓酸豆奶的后酸化，延长产
品的货架期，产品保藏 25 d乳酸菌数为 4． 2 × 106，符
合国标 GB 2746—1999 乳酸菌数 1． 0 × 106 的要求，
而对照产品为 8． 4 × 105，不符合国标要求。酸奶为
淡粉紫色，凝固均匀，组织致密细腻，没有乳清析出，
能满足产品的感官品质要求。
紫背天葵色素的添加，能改善产品的组织状态，
提高品质。产品保藏 30 d未出现明显的乳清析出现
象，凝乳状态良好，口味酸甜较适宜，而对照产品贮
藏 21 d时出现乳清析出现象，25 d时凝乳松散，口味
过酸。
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Influence of Begonia Fimbristipula Hance Pigment on
Fermentation Process of Sour Soy Milk
Cui Ruijing Kang Weimin Guo Shuo
(College of Food Science ＆ Technology，Hebei Normal University of Science ＆ Technology，Qinhuangdao 066004)
Abstract soybeans were the main raw materials and the pigment extracted from begonia fimbristipula hance was
added into soy milk to make sour soy milk through the process of lactic acid fermentation，with lactobacillus bulgari-
cus and streptococcus thermophilus mixed in an equal ratio as leavening agent． Through single factor test，we ex-
plored the influence of begonia fimbristipula hance pigment on fermentation pH，number of lactic acid bacteria，qual-
ity and preservation performance of sour soy milk． As the results showed，in the soy milk where the soybean and wa-
ter mass proportion was 1∶ 10，we added 6% begonia fimbristipula hance pigment extract，6% sucrose and 2% glu-
cose，and when they were cooled to 43 ℃ after 30 min of 85 ℃ sterilization we inoculated 3% lactic acid bacteria for
6 hours of fermentation． In this process，begonia fimbristipula hance pigment was beneficial to growth and reproduc-
tion of lactic acid bacteria，accelerated the process of acid fermentation of soy milk，shortened the fermentation time，
and could improve the product tissue state and preservation performance． With bright red color，manufactured sour
soy milk had delicate tissue，good coagulation，good taste and flavor and high nutritional value．
Key words begonia fimbristipula hance，pigment extract，soy milk，lactic acid bacteria fermentation
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