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益生菌发酵葡萄汁饮料配方的工艺研究
2021-3-25 10:35:29

随着人们生活水平的提高,开发富含益生菌、益生元等具有改善人体健康功能的活性物质的保健食品已经成为食品工业的重要发展方向之一1,研究证明,益生菌能竞争性抑制肠道致病菌的生长,从而具有维持肠道菌群平衡的功能2。此外,某些益生菌还具有抗氧化、同化胆固醇及提高免疫力等特殊保健功能。因此,益生菌尤其是双歧杆菌和乳杆菌属的益生菌已经被越来越多地应用于食品工业。

目前的消费市场,饮料不仅要具有解渴的功能,消费者更多地追求其补充能量、抗氧化、延缓衰老等特殊功能。果蔬饮料中富含碳水化合物、氨基酸、维生素和矿物质等营养成分,不仅有利于人体健康,也有利于益生菌的生长。

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甘蓝、苹果、马铃薯等果蔬已经用作益生菌饮料生产的原料)。研究表明,嗜酸乳杆菌植物乳杆菌等乳酸菌可以耐受果蔬本身和乳酸菌发酵导致的较高的酸度和较低的pH环境。刘磊等1以保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌为发酵菌株,进行了浑浊型龙眼果肉乳酸菌发酵饮料加工工艺的优化。李维妮等凹对益生菌发酵苹果汁的发酵工艺进行了优化并对发酵前后的有机酸的变化进行了分析。郑欣等1以荔枝汁为原料,进行乳酸菌发酵果汁的制备营养品质的变化及贮藏稳定性研究。另外,采用苹果山药复合果蔬汁、枸杞胡萝卜复合汁、黄秋葵、桑 汁等1为原料进行了乳酸菌发酵饮料的工艺研究。这些研究表明以果蔬汁单独或复合进行益生菌发酵饮料的制备是可行的,为益生菌发酵果蔬制品的开发奠定了基础。

我国葡萄种植面积大,资源丰富。葡萄中不仅含碳水化合物、氨基酸等营养物质,而且含有抗氧化、提高免疫力、抗癌和减少心脑血管疾病风险的多酚、花青素、膳食纤维等功能性成分59,目前葡萄主要以鲜食为主,深加工产品主要有葡萄干、葡萄汁和葡萄酒。王舸楠等1采用响应面法方法对复合菌种发酵葡萄玫瑰花饮品的发酵工艺进行了优化。但是以葡萄为原料制备富含益生菌的功能性饮料的研究鲜见报道。为了更好地开发功能型葡萄汁饮料,本研究以前期筛选的具有体外降胆固醇降甘油三酯功能的益生菌嗜酸乳杆菌为菌种,采用单因素试验和正交试验,对影响益生菌生长和代谢的初始pH.接种量、发酵温度和发酵时间等发酵工艺进行了研究和优化,为益生菌发酵葡萄汁饮料的开发提供理论依据。

方法

菌种活化及制备:将-20℃C保藏的嗜酸乳杆菌L2-16甘油管,接种到装液量为50 mL/150 mL MRS液体培养基中,37℃静置培养12 h,用无菌水离心洗涤3次,并用无菌水调至适宜浓度,得到嗜酸乳杆菌菌悬液,备用。

发酵葡萄汁饮料制备:将葡萄除梗后,清洗,用榨汁机压榨,制成新鲜果汁,加果胶酶(果胶酶的添加量0.1 gkg)于15℃条件下酶解10h,取上清液,采用1 molL的碳酸钠调节pH,接种制备的嗜酸乳杆菌菌悬液(接种量0.5%~3.0%),在40 ℃静置发酵至pH不再增加。

益生菌发酵葡萄汁饮料工艺优化单因素试验将葡萄汁(初始pH 3.3)用1 molL的碳酸钠或盐酸将初始pH值分别调节至0.5.4.0.4.5.、5.0.5.5和6.0,分别按照0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的接种量接入嗜酸乳杆菌L2-16菌悬液,在20 ℃、24℃、28 ℃、32℃.36℃.40℃发酵12 h、16 h.20 h.24 h、28 h、32 h,测定嗜酸乳杆菌活菌数并进行感官评价。

益生菌发酵葡萄汁饮料工艺优化正交试验以葡萄汁发酵的初始pH、接种量、发酵温度及发酵时间为影响因素,设计4因素3水平的正交试验,以嗜酸乳杆菌活菌数和感官评价结果为评价指标,确定最佳的发酵工艺条件。

结果与分析

益生菌发酵葡萄汁饮料的单因素试验

初始pH对葡萄汁发酵的影响可以看出,当初始pH为3.5时,由于酸度过大,对嗜酸乳杆菌的生长产生不利的影响,导致其生长速度减慢,发酵后活菌数较低;在初始pH3.5~5.0,随着初始pH的增大,嗜酸乳杆菌的活细胞数逐渐增大,当初始pH>5.0时,活菌数呈下降的趋势。在初始pH3.5~4.5,随着初始pH的增大,发酵葡萄汁的感官评分逐渐提高,当初始pH>4.5时,感官评分呈下降的趋势。因此,综合考虑确定适宜的初始pH值为4.5.

接种量对葡萄汁发酵的影响:当接种量为0.5%~2.0%时,随着接种量的增大,嗜酸乳杆菌活菌数提高,但随着接种量的继续增大,活菌数不再增加。按种量为0.5%~2.0%时,感官评分随着接种量的增大有增加的趋势,但接种量继续增大,感官评分不再提高反而下降。因此,综合考虑,确定适宜的接种量为2.0%

发酵温度对葡萄汁发酵的影响由图3可以看出,发酵温度在20-36 ℃,随着温度的升高,活细胞数逐渐增加,但当温度继续提高,活细胞数显著下降。在20~32 ℃时,随着发酵温度的提高,发酵葡萄汁的感官评分逐渐增加,当温度提高至36℃时,感官评分没有明显下降,当发酵温度提高至40℃时,感官评分下降。因此,综合考虑活细胞数和感官品质情况,选择较适宜的发酵温度为32℃.

结论

利用益生菌嗜酸乳杆菌L2-16菌株发酵巨峰葡萄汁,通过正交试验确定葡萄汁发酵饮料的最佳工艺条件为最t初tpH 4.5,接量2.5%,发酵温度32 ℃,发酵时间26 h.在此优化条件下,葡萄汁发酵饮料活菌数对数值为8.87,感官评分88.3分,酸度为90.1 T,可溶性固形物含量17.2%功能益生菌的葡萄汁发酵饮料的研制,不仅赋予了产品的功能性,延长了葡萄产业链,还可增加葡萄的附加值,有利于葡萄产业的发展,具有较好的市场推广前景。本文只采取了饮料配方及工艺研究中的某部分研究内容,如需得到完整的饮料配方技术及工艺流程可联系成都市佳味添成饮料科技研究所,作为专业的饮料配方研发公司,提供饮料配方研发整体方案,饮料配方调味整体方案,饮料配方技术整体方案,饮料配方专家咨询整体方案,饮料配方生产技术指导等饮料行业所需的各类技术和资源的饮料开发整体解决方案服务,联系电话:13518183030  13518182323



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