全 文 ：食品工业科技 工 艺 技 术
　　ScienceandTechnologyofFoodIndustry
188　 　2008年第 01期
沙果 -胡萝卜混汁的乳酸发酵饮品的研究
李次力
(哈尔滨商业大学食品工程学院 ,黑龙江哈尔滨 150076)
摘　要:以优质的沙果和胡萝卜为主要原料 ,选用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌以 1∶1组成混合发酵剂进行乳酸发
酵 。采用五因素二水平正交实验确定最佳发酵工艺条件为:混汁(沙果汁∶胡萝卜汁为 3∶7)添加量 60%、接种量 4%、
发酵温度 40℃、蔗糖量 3%、发酵时间 12h。经发酵后的饮料进行调配 ,选择加 1.5%的蜂蜜增加口感和风味 。采用三
因素三水平正交实验确定最佳复合稳定剂配方为:黄原胶 0.09%、海藻酸钠 0.06%、琼脂 0.15%。
关键词:沙果 ,胡萝卜 ,混汁 ,乳酸发酵
StudyonbeverageofcloudyjuiceofChinesepear-leaved
crab-appleandcarrotbylacticacidfermention
LICi-li
(CollegeofFoodEngineering, HarbinUniversityofCommerce, Harbin150076 , China)
Abstract:Chinesepear-leavedcrab-appleandcarrotwerefermentedbycombinedstarterofLactobacilus
bulgaricusandStreptococcusthermophiluswiththeratioof1∶1.Theoptimalfermentationtechniqueswas
determinedbyorthogonalexperiment:mixedjuiceofcarotandChinesepear-leavedcrab-apple(3∶7)60%,
inoculum 4%, temperature40℃, sucrose3%, andfermentationtime12h.1.5% ofhoneywasaddedafter
fermentationtoenhancethemouth-feelandflavor.Theoptimalcompoundstabilizingagentwasalsostudied:
xanthan0.09%, sodiumalginate0.06%, andagar0.15%.
Keywords:Chinesepear-leavedcrab-apple;carrot;cloudyjuice;lacticferment
中图分类号:TS255.44　　　　文献标识码:B　　　　文 章编 号:1002-0306(2008)01-0188-03
收稿日期:2007-06-12
作者简介:李次力(1963-),男 ,副教授 ,研究方向:食品科学与工程。
　　沙果外形美观 、色泽艳丽 、酸甜适口 、营养丰富 、
果味芳香 ,具有止渴生津 、涩精止痢 、驱虫 、明目的功
效 。胡萝卜价格低廉 、营养丰富 ,素有 “小人参”的美
称 ,现代药理研究证实 ,胡萝卜对保护视力 、促进儿
童生长发育 、降低血压血脂 、增强机体抗病能力 、防
癌有明显的作用 。乳酸发酵果蔬汁是近年来兴起的
营养保健饮品 。本文将沙果汁和胡萝卜汁合理配
伍 ,并利用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌进行发酵 ,
制得经济实惠 、营养丰富的饮品 。
1　材料与方法
1.1　材料与设备
沙果 、胡萝卜　市售 ,优质新鲜;嗜热链球菌 、保
加利亚乳杆菌　由食品工程学院食品微生物实验室
提供。
HR2839 /A型飞利浦搅拌器 , HH-BII-420型恒
温培养箱 , TXB-MOJG型精密 pH计 , LD5-10型离心
机 , YXQ-SG46-280型电热压力蒸汽消毒器 , ALC-
210.2型精密电子天平 , XSZ-2型显微镜 ,均质机等 。
1.2　工艺流程及操作要点
1.2.1　果汁制备　选择无病虫害 、霉烂 、腐败的沙果
和胡萝卜 ,清洗干净。将切成小块的沙果浸入 pH为
4的柠檬酸缓冲液中 ,称取沙果块放入等量的 100℃
沸水中热烫 3～ 4min,捞出后用冷水冷却 ,将沙果块放
入破碎机中 ,同时加入 5%～ 10%的 VC,加入量为沙果
原料的 0.1%,以防止褐变;滤液立即进行 95～ 100℃
瞬时杀菌 ,维持 15～30s,进行杀菌和钝化氧化酶及果
胶酶 。胡萝卜切块后热烫 3～ 4min,捞出后用冷水冷
却 ,分别加入等量的水与胡萝卜块于破碎机中 ,用 60
目滤网滤掉果肉 ,滤液立即进行 95～ 100℃瞬时杀菌 ,
维持 15～30s。将得到的沙果与胡萝卜原汁冷却后 ,
保存备用 。
1.2.2　混汁调配　胡萝卜汁按 1∶1比例稀释 ,沙果为
原汁 。将沙果原汁与胡萝卜汁按 2∶8、3∶7、4∶6的配比
调制成不同比例的混合汁 ,发酵时脱脂乳液∶混合汁
为 6∶4,蔗糖添加量 3%,保加利亚乳杆菌和嗜热链球
菌(1∶1)接种 3%于发酵液中 ,在 40℃培养条件下 ,培
养 12h,从 pH和感官评分等方面选出最佳的混合汁
的比例。
DOI :10.13386/j.issn1002-0306.2008.01.081
工 艺 技 术 食品工业科技
Vol.29, No.01, 2008
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表 4　混合汁乳酸发酵条件正交实验结果表
实验号 A混合汁(%) B接种量(%) C温度(℃) D蔗糖(%) E发酵时间(h) 感官评分
1 1(50) 1(4) 1(40) 1(3) 1(10) 80
2 1 1 1 2(4) 2(12) 75
3 1 2(5) 2(42) 1 1 74
4 1 2 2 2 2 72
5 2(60) 1 2 1 2 83
6 2 1 2 2 1 79
7 2 2 1 1 2 86
8 2 2 1 2 1 78k1 75.25 79.25 79.75 80.75 77.75k2 81.50 77.50 77.00 76.00 79.00R 5.25 1.75 2.75 3.75 1.25
1.2.3　菌种优化
1.2.3.1　单一菌种发酵实验　将保加利亚乳杆菌和
嗜热链球菌扩大培养 ,接种 3%于灭菌后的 、脱脂乳
液∶混合汁为 6∶4的混合培养液中 ,加蔗糖 3%,在
40℃培养箱中培养 12h,测定 pH并进行感官评分 。
1.2.3.2　混合菌种发酵实验　将保加利亚乳杆菌和
嗜热链球菌按 1∶1、1∶2、2∶1混合培养 ,接入灭菌后的 、
脱脂乳液∶混合汁为 6∶4的混合培养液中 ,接种量为
3%,加蔗糖 3%,在 40℃培养箱中培养 10h,测定 pH
并进行感官评分 ,筛选出最佳菌种配比。
1.2.4　调配　在发酵饮料中分别加入 1%、1.5%、2%
的蜂蜜 ,以感官得分确定最佳蜂蜜添加量。为了增
加乳酸饮料的稳定效果 ,选择 CMC、黄原胶 、海藻酸
钠 、PAA、琼脂 5种稳定剂进行实验 ,分别以浓度
(%)为 0、0.1、0.15、0.20、0.25、0.30加入发酵后的饮
料中 ,离心测定其上浮层占液面总高度的比例(分层
率),根据分层率选出较佳的稳定剂种类 ,并进一步
确定较佳的复合稳定剂。
1.3　实验方法
1.3.1　感官评分标准　实验样品随机由 20人进行综
合评分 ,取平均分为总感官评分。其中色泽 10分 、
口感 30分 、香味 20分 、组织状态 40分 。
1.3.2　活菌数的测定　在厌氧环境下 ,采用 MRS培
养基平板记数。
1.3.3　pH测定　pH计直接测量 。
1.3.4　离心分层率测定　取样品 5mL放入离心管 ,
1500～ 2000r/min离心 5min,取出静置 30min后 ,测量
上清液的高度。
A=hH×100%
式中:A—分层率(%);h—离心后上清液高度
(cm);H—样品的总高度(cm)。
2　结果与分析
2.1　沙果和胡萝卜混汁的调配
由表 1可知 ,沙果汁添加量多 ,酸度高 ,影响乳
酸菌的正常生长 ,产乳酸量低 ,风味差;沙果汁量少 ,
胡萝卜汁量多 ,胡萝卜味过重影响风味;故以 3∶7的
配比较为理想。
2.2　菌种筛选及优化
由表 2可知 ,单一菌种 L虽然发酵后 pH低 ,产
酸量高 , 但风味欠佳;菌种 S产酸量低 ,风味更差 。
由表 3可知 ,将二者进行配比混合发酵 ,在风味和产
酸量上都有所改进 ,但按 2∶1和 1∶2的配比从风味品
评看仍有欠缺 ,当以 1∶1的配比时风味较理想。
表 1　沙果汁(A)与胡萝卜汁(B)调配选择
混合汁(A∶B) pH 评分
2∶8 4.11 71
3∶7 4.15 77
4∶6 4.30 69
表 2　单一菌种发酵实验结果比较
菌种 pH 评分
保加利亚乳杆菌 L 4.10 72
嗜热链球菌 S 4.37 70
表 3　混合菌种发酵实验结果比较
菌种配比(L∶S) pH 评分
2∶1 4.22 74
1∶1 4.26 81
1∶2 4.38 76
2.3　乳酸发酵混合汁的最佳工艺条件的确定
设计了混合汁的添加量 、接种量 、培养温度 、蔗
糖添加量和发酵时间的五因素二水平的 L8(25)正交
实验 ,实验因素水平及结果见表 4。
从极差分析可知 ,混合汁乳酸发酵饮料适宜发
酵条件为 A2B1C1D1E2 ,但根据感官评分得最佳发酵条
件为 A2B2C1D1E2。这两种条件中较为经济实用的发
酵条件为 A2B1C1D1E2 ,即混合汁添加量 60%、接种量
4%、温度为 40℃、蔗糖 3%、发酵时间为 12h。影响发
酵条件的各因素的主次关系为:A>D>C>B>E。
2.4　饮料的调配
2.4.1　蜂蜜的添加量确定　由图 1可知 ,通过对蜂蜜
添加量的调整 ,可以使口感更加适口 、协调 、浓郁 ,蜂
蜜加入量为 1.5%时最好 。
图 1　蜂蜜添加量对饮料风味的影响
2.4.2　稳定剂的选择
2.4.2.1　单一稳定剂的稳定性实验　由表 5可知 ,随
着各稳定剂浓度的增加 ,分层率越小 , 即越难以分
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层 ,其中海藻酸钠 、琼脂 、黄原胶作用效果明显 , CMC
和 PAA作用效果欠佳 ,在下一步实验中将不再采用。
表 5　单一稳定剂实验结果
浓度
(%)
分层率(%)
CMC PAA 海藻酸钠 琼脂 黄原胶
0 35.00 13.11 14.42 28.56 18.34
0.10 53.97 17.64 13.36 14.36 7.45
0.15 25.34 15.22 12.80 13.21 4.34
0.20 15.64 12.78 8.34 10.30 0.58
0.25 13.24 10.24 4.36 5.24 0
0.30 10.53 8.90 2.16 5.10 0
2.4.2.2　复合稳定剂的稳定性实验　在单一稳定剂
实验的基础上 ,选用海藻酸钠 、琼脂 、黄原胶三种稳
定剂进行复合 ,采用 L9(33)正交实验 ,结果见表 6。
表 6　复合稳定剂正交实验结果
实验号 A黄原胶(%)
B海藻酸钠
(%)
C琼脂
(%)
分层率
(%)
1 1(0.03) 1(0.02) 1(0.05) 25.80
2 1 2(0.04) 2(0.10) 9.45
3 1 3(0.06) 3(0.15) 5.32
4 2(0.06) 1 2 12.50
5 2 2 3 4.20
6 2 3 1 10.42
7 3(0.09) 1 3 2.64
8 3 2 1 9.84
9 3 3 2 1.50
k1 13.52 13.65 15.35k2 9.04 7.83 7.82k3 4.66 5.75 4.05
R 8.86 7.90 11.30
　　由表 6可知 ,对沙果-胡萝卜混汁乳酸发酵饮料
稳定性影响最大的是琼脂 ,其次是黄原胶 ,再次是海
藻酸钠 。通过正交表确定最优水平为A3B3 C3 ,即黄
原胶为 0.09%、海藻酸钠为 0.06%、琼脂为 0.15%,按
此组合生产的沙果-胡萝卜混合汁乳酸发酵饮料的
稳定时间长达二个月以上。
3　结论
选择东北特有沙果 ,以沙果和胡萝卜为原料 ,选
取保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌为发酵菌种 ,进行
乳酸发酵工艺研究 ,实验结果如下:保加利亚乳杆菌
和嗜热链球菌以 1∶1的组合发酵;沙果 -胡萝卜混汁
的最佳调配比 3∶7;混合汁乳酸发酵最佳条件为:混
汁 60%、蔗糖 3%、接种量 4%、40℃发酵 12h;添加
0.09%黄原胶 、0.06%海藻酸钠 、0.15%琼脂和 1.5%
的蜂蜜来改善饮料的稳定性和口感。乳酸发酵所得
的混汁饮品色泽呈橘红色 ,口感酸甜 、爽口 ,有沙果 、
胡萝卜的滋味及乳酸发酵产生的特有香味 ,无分层 、
无沉淀。本实验为我国丰富的水果 、蔬菜资源加工
利用提供了一条有效的解决途径 ,而且果蔬乳酸发
酵汁能满足人们的营养需求 ,具有广阔的市场前景。
参考文献:
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(上接第 187页)
　　将权重因子带入优化模型 Y(min)=∑Wi×Yi
(Y-统一目标函数;Wi-权重因子;Yi-i个回归方
程)中 ,得到优化模型的目标函数为:Y(min)=7 /15
×Y1+4/15×Y2+4 /15×Y3
即:Y(min)=19.138 +1.356X1 -0.082X2 -
0.805X3-0.056X12 +0.116X22 +0.296X32
上述方程的约束条件 (三因素水平范围 )为:
1≤X1≤10, 1≤X2≤5, 1≤X3≤5。用 DPS软件对
Y(min)函数在约束条件内求最小值 ,优化结果为:
X1=5.50 , X2 =3.00, X3=2.99, Y(min)=56.50。将
优化结果代入 Y1, Y2和 Y3三个回归方程 ,计算得冻
干时间 , Vc和叶绿素损失率预测值为:Y1 =25.41,
Y2=5.30, Y3=39.30。
3　结论
利用优化理论与方法 ,在保证猕猴桃干燥品质
的前提下 ,得到了猕猴桃片的最优冻干工艺参数为:
切片厚度 7mm,解析时表面温度 44℃,干燥仓压力
45Pa。实验指标与 3个因素按二次函数规律变化且
变化规律具有明显的一致性 ,回归方程显著 ,实测值
与拟合值误差非常小 ,准确度高。最优工艺条件下
Vc和叶绿素损失率分别为 5.30%和 39.30%,冻干时
间为 25.41h。
参考文献:
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