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蒌蒿发酵饮料的生产工艺研究



全 文 :叶文峰,曹 凯. 蒌蒿发酵饮料的生产工艺研究[J]. 江苏农业科学,2012,40(12) :271 - 273.
蒌蒿发酵饮料的生产工艺研究
叶文峰,曹 凯
(宜春学院化学与生物工程学院,江西宜春 336000)
摘要:以蒌蒿为主要原料,先用纤维素酶提取蒌蒿中的黄酮类化合物,得到纤维素酶水解液,再用酵母菌和醋酸
菌发酵蒌蒿汁,使蒌蒿发酵饮料含有低度乙醇以及带有清爽的酸味,并用 β -环糊精包埋黄酮和生物碱引起的苦味。
最后通过正交试验确定了蒌蒿发酵饮料的发酵工艺和配方,发酵工艺为:发酵前的加糖量为 12%,先后接种酵母菌和
醋酸菌,接种菌体积比为 1 ∶ 1,接种量为 8%,酵母菌发酵时间为 30 h,醋酸菌发酵时间为 60 h;饮料配方即为:蒌蒿发
酵液 4%,白砂糖 7. 5%,柠檬酸 0. 06%,β -环糊精 0. 8%。
关键词:蒌蒿;酶提取法;发酵饮料;正交试验;配方
中图分类号:TS275. 5 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)12 - 0271 - 02
收稿日期:2012 - 05 - 30
作者简介:叶文峰(1966—) ,女,江西萍乡人,硕士,教授,主要从事天
然产物的研究与开发。E - mail:wenfengy123@ 163. com。
蒌蒿(Artem isia selengensis) ,又名水蒿、芦蒿等,为菊科蒿
属多年生草本植物,我国东北、华北、华中低洼潮湿的沟边、圩
堤荒滩、水甸边湿地、沼泽、水边、林灌丛下、湿草甸、淡水湖草
滩地均有野生种分布[1];但以江西省鄱阳湖所产蒌蒿数量
多,品质好,估计年产量超 1. 5 亿 kg。蒌蒿富含钙、钾、氨基
酸、维生素、绿原酸、黄酮、挥发油、膳食纤维、多糖、生物碱等
多种生物活性物质。中医认为其味甘、性平、无毒,有消炎、镇
痛、止血、化痰之功效,能降血压、抗肿瘤等。其中,蒌蒿的主
要有效化学成分之一是蒌蒿总黄酮,约占干物料的 0.
831%[2]。蒌蒿地上嫩茎和地下匍匐茎可供食用,因其营养
丰富、少病虫害、生命力顽强,很少受农药和化肥污染,加之有
特殊香气,是备受推崇的放心菜。蒌蒿具有一定的药用价值、
食用价值和经济价值,目前国内已成功开发出蒌蒿食品及蒌
蒿药品[3],作者也曾用蒌蒿和绿茶为主要原料制成天然饮
品[4];但利用蒌蒿发酵液制成的饮料未见文献报道。蒌蒿发
酵饮料的研制可为蒌蒿的综合利用和开发新型保健食品提供
理论依据。
1 材料与设备
1. 1 材料
蒌蒿(采摘于鄱阳湖畔的野生蒌蒿) ,酵母菌和醋酸菌
(宜春学院微生物试验室提供) ,白砂糖、柠檬酸 (食用级) ,
纤维素酶,乙醇,标准芸香苷样品,碳酸钙,Al(NO3)3、
NaNO2、NaOH(均为分析纯)。
1. 2 主要仪器与设备
250B型恒温培养箱(深圳无南海有限公司) ;S 水平超净
工作台(上海浦东物理光仪厂) ;HA - B 型恒温空气浴摇床
(常州国华电器有限 SP - JD - 11 型) ;粉碎机(上海新诺仪器
厂) ;WAY - 8W 型阿贝折光仪(上海物理光学仪器厂) ;
WFZ -W2000 型紫外分光光度计(尤尼柯仪器有限公司)。
2 试验方法
2. 1 分析方法
采用感官鉴定感官质量;酸度计测定 pH 值;折光法测定
可溶性固形物;手持测糖仪测定总糖含量;紫外分光光度计测
定总黄酮的含量。
2. 2 工艺流程
纤维素酶

新鲜藜蒿→预处理→水提取→藜蒿汁→酶解→酶解液→
酵母菌

调整成分→发酵→发酵液 1→发酵→发酵液 2→抽滤→调配
↑ ↑
醋酸菌 白砂糖,柠檬酸,β -环糊精
→均质→杀菌→冷却→装罐
2. 3 操作技术要点
2. 3. 1 培养基的制备 按文献[5]制备酵母菌、醋酸菌的固
体和液体培养基。
2. 3. 2 蒌蒿的预处理 选用新鲜、成熟但未老化的优质鲜蒌
蒿,摘除腐烂的叶片,再用水清洗,洗去泥沙、污物,最大限度
地减少蒌蒿表面污物对其品质的不良影响;在 55 ~ 65 ℃烘箱
中烘 1 ~ 2 d;粉碎,过 60 目筛,得到蒌蒿粉。
2. 3. 3 蒌蒿汁的提取 采用酶提取法制备蒌蒿汁,在 1 份蒌
蒿粉中加入 10 倍量的水,用 0. 015%纤维素酶在 55 ℃下水
解 2. 5 h,过滤后得到蒌蒿汁。
2. 3. 4 调整成分 为了提高蒌蒿中可发酵性糖的含量,发酵
成含一定量乙醇的饮料,应在发酵前分批加入食用级白砂糖,
另外再加入 0. 8%的碳酸钙防止发酵液受杂菌感染。
2. 3. 5 发酵 先用酵母菌发酵,再用醋酸菌发酵,均在 28 ~
30 ℃条件下进行。
2. 3. 6 调配 将蒌蒿发酵液、白砂糖、柠檬酸、β -环糊精进
行调配,并进行风味品评。得出口味最好、风味最佳的饮料
配方。
2. 3. 7 均质 将调配好的饮料进行均质,均质条件:压力为
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DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2012.12.023
25 MPa、温度为 60 ~ 70 ℃。可提高饮料的稳定性,防止产生
分层沉淀现象。
2. 3. 8 灭菌 将均质液趁热灌装到已消毒的容器中,封盖,
100 ℃灭菌 15 min,迅速冷却,得到成品。
2. 3. 9 黄酮含量的测定方法及标准曲线的制作 按文献
[6]制作标准曲线及测定黄酮曲线,得到回归方程为
D = 0. 142C + 0. 005 7(r2 = 0. 998 6)。
3 结果与分析
3. 1 发酵条件的优选
饮料的风味及口感会受发酵条件的影响,试验中发现影
响发酵条件的因素有发酵前加糖量、酵母菌和醋酸菌的菌比、
发酵时间。为了使试验简单易行,可先确定酵母菌的发酵时
间为 30 h,把醋酸菌发酵时间作为一因素,然后根据发酵条件
和工艺初步筛选出 3 个水平,最后采用 3 因素 3 水平的正交
试验,按表 1 给出的评分标准打分,寻找最佳发酵条件。因素
水平见表 2、正交试验结果见表 3,方差分析结果见表 4。
表 1 蒌蒿发酵后半成品的品评标准
项目 评分标准 得分
香气 具有蒌蒿发酵后的天然香味,发酵后的乙醇香味 30
色泽 具有蒌蒿发酵后应有的天然色泽,折光度好 20
滋味 质地细腻,酸味适中,无异味和苦味 50
表 2 蒌蒿饮料发酵工艺因素水平
水平
因素
A:发酵前
加糖量(%)
B:菌比
(酵母菌 ∶ 醋酸菌)
C:醋酸菌
发酵时间(h)
1 8. 0 2 ∶ 3 30
2 12. 0 1 ∶ 1 48
3 16. 0 3 ∶ 2 60
表 3 发酵条件正交试验结果
试验号
因素
A B C 空列
感官评分
(分)
1 1 1 1 1 75
2 1 2 2 2 79
3 1 3 3 3 78
4 2 1 2 3 85
5 2 2 3 1 89
6 2 3 1 2 80
7 3 1 3 2 77
8 3 2 1 3 82
9 3 3 2 1 70
k1 77. 33 79. 00 79. 00 78. 00
k2 84. 67 83. 33 78. 00 78. 67
k3 76. 33 76. 00 81. 33 81. 67
R 8. 34 7. 33 3. 33 3. 67
最优水平 A2 B2 C3
表 4 发酵条件正交试验方差分析
因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
A:发酵前加糖量 124. 222 2 5. 427 19. 000
B:菌比 81. 556 2 3. 563 19. 000
C:醋酸菌发酵时间 17. 556 2 0. 767 19. 000
误差 22. 89 2
从极差分析和方差分析可知,3 个因素对发酵条件的影
响相差不大,最优水平为 A2B2C3,即蒌蒿保健饮料发酵的最
优条件为:发酵前糖的添加量 12%,酵母菌 ∶ 醋酸菌 = 1 ∶ 1,
醋酸菌发酵时间 60 h。此外,酵母菌发酵时间为 30 h。
3. 2 饮料配方的优选
要使饮料具有优良的口感、风味和色泽,就必须研究较优
的配方。研究发现,影响饮料风味的因素有蒌蒿发酵液、白砂
糖和柠檬酸,经过初步筛选出数个较优的配比,然后采用 3 因
素 3 水平的正交试验,按表 5 给出的评分标准打分,寻找最佳
配方。因素水平见表 6,正交试验结果见表 7,方差分析结果
见表 8。
表 5 蒌蒿发酵饮料的品评标准
项目 评分标准 得分
香气 具有蒌蒿发酵饮料的天然香味和发酵后的乙醇香味 30
色泽 具有蒌蒿发酵饮料应有的天然色泽,折光度好 20
滋味 细腻,酸甜适宜,柔和爽口 50
表 6 蒌蒿发酵饮料配方因素水平表
水平 A:蒌蒿发酵液(%) B:白砂糖(%) C:柠檬酸(%)
1 4. 0 5. 0 0. 06
2 6. 0 7. 5 0. 08
3 8. 0 10. 0 0. 10
表 7 蒌蒿发酵饮料配方正交试验结果
试验号
因素
A B C 空列
感官评分
(分)
1 1 1 1 1 83
2 1 2 2 2 85
3 1 3 3 3 80
4 2 1 2 3 72
5 2 2 3 1 78
6 2 3 1 2 75
7 3 1 3 2 82
8 3 2 1 3 86
9 3 3 2 1 76
k1 82. 667 79. 000 81. 333 79. 000
k2 75. 000 83. 000 77. 667 80. 667
k3 81. 333 77. 000 80. 000 79. 333
R 7. 667 6. 000 3. 666 1. 667
优水平 A1 B2 C1
表 8 蒌蒿发酵饮料配方正交试验方差分析
配方因素 偏差平方和 自由度 F比 F临界值 显著性
蒌蒿发酵液 100. 667 2 21. 570 19. 000 *
白砂糖 56. 000 2 11. 999 19. 000
柠檬酸 20. 667 2 4. 428 19. 000
误差 4. 67 2
从极差分析和方差分析表可知,对饮料风味的影响因素
顺序为:A > C > B,蒌蒿发酵液有显著性影响,最优水平为
A1B2C1,即蒌蒿保健饮料的最优配方为:蒌蒿发酵液 4%、白
砂糖 7. 5%、柠檬酸 0. 06%。为了保持饮料的稳定性和包埋
苦味,须添加 β -环糊精,添加量为 0. 8%。
3. 3 蒌蒿发酵饮料中黄酮含量的测定
取1. 5 mL待测饮料置于25 mL容量瓶中,按文献[6]方
( 下转第 273 页)
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櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄
( 上接第 272 页)
法操作,测定其吸光度。测得 1. 5 mL 饮料的吸光度为
0. 477,根据标准曲线,可以求得蒌蒿发酵饮料的黄酮含量为
11. 83 mg /L。
4 质量标准
4. 1 感官指标
色泽:金黄色,透明;香气:有蒌蒿特有的香味;口味:口感
柔和,清凉爽口。
4. 2 理化指标
pH值:3. 5;可溶性固形物(20 ℃折光法) :6. 65%;总糖
含量(以葡萄糖计) :6. 3%;总黄酮含量:11. 83 mg /L。
5 结论
通过正交试验,优选出蒌蒿汁保健饮料制备的发酵工艺
条件和最佳配方。发酵工艺条件:发酵前糖的添加量 12%,
酵母菌、醋酸菌体积比 1 ∶ 1,醋酸菌发酵时间 60 h;此外,酵
母菌发酵时间为 30 h。最佳配方:4%的蒌蒿汁、7. 5%的白砂
糖、0. 06%的柠檬酸、0. 8%的 β -环糊精。
蒌蒿发酵饮料由于其独特的风味、特有的营养保健作用
及绿色纯天然的优点,定会受人欢迎,具有较好的发展前景。
参考文献:
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陈 晶. 五味子、龙眼、姜、红茶复合保健饮料的研制[J]. 江苏农业科学,2012,40(12) :273 - 275.
五味子、龙眼、姜、红茶复合保健饮料的研制
陈 晶
(上海农林职业技术学院,上海 201600)
摘要:以五味子、龙眼、姜、红茶为主要原料,配以蔗糖、柠檬酸等辅料,经浸提、调配、均质、脱气、灌装杀菌等工艺
制备新型复合保健饮料。通过正交试验和感官评价研究了该饮品的最佳配方:五味子、龙眼、姜、红茶复合汁(4 种原
汁质量百分数比为 20 ∶ 15 ∶ 10 ∶ 20)50%,蔗糖 8%,柠檬酸 0. 2%,水 41. 8%;添加 CMC - Na + 明胶(0. 10% +
0. 05%)构成的复合稳定剂稳定效果较理想。此外还简述了五味子、龙眼、姜、红茶的营养和药用价值,为复合保健饮
料的研制、应用和进一步工业化生产提供了科学依据。
关键词:五味子;龙眼;姜;红茶;复合保健饮料
中图分类号:TS275. 4 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2012)12 - 0273 - 03
收稿日期:2012 - 04 - 22
基金项目:上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金(编号:
nlz09004)。
作者简介:陈 晶(1983—) ,女,湖北孝感人,硕士研究生,讲师,研究
方向为食品加工与贮藏。Tel: (021)57811323;E - mail:chenj@
shafc. edu. cn。
五味子,别名山花椒、五梅子等,为木兰科五味子属多年
生落叶藤本植物,因其果实甘、酸、辛、苦、咸五味俱全而得名。
五味子营养丰富,除富含各种氨基酸、矿物质、维生素外,还含
有木脂素、新五味子素、枸橼醛、α -衣兰烯等活性成分,具有
很高的营养和药用价值[1]。研究表明,五味子具有益气安
神、滋补强壮、降酶保肝、抗衰老、抑制胆固醇生物合成等作
用[2 - 3],因其具有特殊的“五味”,加工成饮料,具有营养价值
高和风味好的特点。龙眼即无患子科植物龙眼,龙眼肉是其
假种皮的烘干物,相关资料显示,100 g 龙眼肉含蛋白质
5. 3%、糖 74. 6%、灰分 0. 4%、铁 35 mg、钙 2 mg、磷 110 mg、
钾 1 200 mg,此外还有多种氨基酸、皂素、鞣质、胆碱等[4]。
龙眼作为一种药膳两用的原料,长期食用可温补御寒、滋补养
气、润肤美容;研究还发现,龙眼对子宫癌细胞的抑制率超过
90%[5]。姜中含有多种对人体有益的有效成分及微量元素,
如姜辣素、多种氨基酸和丰富的锌等;姜本性辛、热、温中祛
寒,具有散寒发汗、温胃止吐、杀菌镇痛之功效[6];此外姜可
降低动物血液中的胆固醇含量,对癌细胞也有一定的抑制作
用[7]。红茶可以帮助胃肠消化、促进食欲、利尿消肿,是一种
非常受欢迎的饮品,目前已被广泛加工成各种茶饮料[8 - 9]。
随着茶饮料的迅速发展,保健茶及功能性茶饮料的加工技术
研究已成为时代发展的必然,五味子、龙眼、姜、红茶复合保健
饮料的研制正符合这一发展趋势。
本研究以五味子、龙眼、姜、红茶为主要原料,其中五味子
是常见中药材,酸、苦味较浓,具有草药的味道,姜汁辛辣味
重,单独饮用许多人不习惯,而龙眼具有温润的甘甜,红茶具
有醇厚的茶香,几种材料结合可利用甘甜的茶香来掩盖五味
子的的药味、姜汁的辛味,使之更易被人接受。几种原辅料的
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