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紫甘薯醋及其饮料配方的生产开发研究
2021-5-21 11:05:38

食醋是我国传统的酿造食品之一,是由多种成分组成的色、香、味具备的酸性调味品,而且富含功能成分,具有独特的功能作用。传统食醋酿造是一个多菌种混菌发酵过程,如今随着酿醋优良菌种的选育、酿醋代谢规律的揭示以及人们需求的增加,我国食醋生产技术获得了较大的进步,已由传统酿造工艺发展为传统酿造、纯种液态发酵、纯种固态发酵3种酿醋工艺并存的局面。食醋产品由于酿制原料和工艺条件不同,产品风味各异,所以没有统一的分类方法。但是随着人们对食醋的认识和需求的增长,食醋已由单纯的调味品逐渐发展为保健、功能产品。

紫甘薯的营养价值

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紫甘薯营养丰富,块根淀粉含量占总重的18%,明显高于其他普通的红薯:每100g紫甘薯鲜薯含可溶性糖0.9g、粗蛋白2.6g、维生素C 17.5 mg128)。紫甘薯富含硒、碘、钙、锌等矿物质元素,其含量高出小麦、玉米十几倍;紫甘薯的高膳食纤维含量也使其跻身于目前最理想的健康食品行列。紫甘薯富含天然食用色素一花色苷,这赋予紫甘薯独特的营养价值和保健功能。

花色苷保健功能特性显著,具有很好的抗氧化、清除自由基、减轻肝功能障碍、抗突变等生理功能。韩国的学者通过小鼠实验,研究紫甘薯花色苷对减轻由二甲基亚硝胺引起的肝脏炎症的途径,结果表明花色苷一方面能够增加抗氧化酶和Nr2的表达,另一方面可以减轻由二甲基亚胺对肝脏的损害、达到减轻肝脏炎症的目的29),又有研究发现紫甘薯花色苷对于二甲基亚胺导致的肝脏纤维化治疗效果显著,并提出紫甘薯花色苷疗法,用于预防和治疗肝脏纤维化[30,紫甘薯花色苷还具有抗突变性,Saigusa等[31)研究了生紫甘薯与熟紫甘薯抗突变性的差异,发现熟紫甘薯效果更好,并分析比较了两种花色苷的组成,发现熟紫甘薯中酰化花色苷较多,因此其抗突变性作用更大。此外,紫甘薯花色苷的抑菌作用、抗肿瘤作用、改善血糖等功能均十分显著。由此可知,紫甘薯花色苷食用安全并具有很好的功能性。

试验方法

原料预处理:选用新鲜、无病虫害、无腐烂的紫甘薯,洗净、晾干后切成3~5 mm薄片,于50 ℃热风干燥后粉碎,过60目筛,装于塑料袋中4℃密封储藏,备用;大米除杂后粉碎,过60目筛,装于塑料袋中4℃密封储藏,备用。

将提取花色苷后的紫甘薯渣以及大米粉按照料液比(g/mL)1:5比例加水,加热糊化,然后按照表2-1将紫甘薯粉及大米粉(大米粉不经过果胶酶糖化)糖化。

菌种活化条件:乳酸菌一级种子培养:250 mL三角瓶盛有100 mL一级种子培养基,于30℃静置培养16h,得到一级种子液。耐酒精的乳酸菌二级种子培养:接入10%耐酒精乳酸菌一级种子到二级种子培养基中,于30℃静置培养16h,得到二级种子液。

酒精发酵工艺优化

发酵温度试验:接种活性干酵母菌0.2%(w/v),乳酸菌10%(w/v)于酵母菌-乳酸菌发酵液体培养基,发酵温度分别为20 ℃.25 ℃.30 ℃、35 ℃发酵5d,测定发酵液酒精度和总酸含量。

酵母菌接种量试验:接种活性干酵母0.1%,0.2%、0.3%和0.4%,乳酸菌10%于酵母菌-乳酸菌发酵液体培养基,置于30 ℃发酵5d,测定指标。

糖化液体积比试验:接种活性干酵母菌0.2%,乳酸菌10%于紫甘薯糖化和大米糖化混合液体积比7:3.6:4,5:5,4:6、3:7的发酵液体培养基中,置于30 ℃发酵5d,测定指标。

糖化液体积比试验:接种活性干酵母菌0.2%,乳酸菌10%于紫甘薯糖化和大米糖化混合液体积比7:3.6:4,5:5,4:6、3:7的发酵液体培养基中,置于30 ℃发酵5d,测定指标。

乳酸菌接种时间试验:接种活性干酵母菌0.2%于酵母菌-乳酸菌发酵液体培养基,分别在发酵的0h,12h.24 h.36 h、48h时接种10%的乳酸菌种子液,置于30 ℃发酵5d,测定指标。

乳酸菌接种量试验:接种活性干酵母菌0.2%,乳酸菌接种量分别为5%、10%、15%,20%于酵母菌-乳酸菌发酵液体培养基,置于30 ℃发酵5d,测定指标。

发酵条件对酒精混菌发酵的影响

酿酒过程是一个酵母菌摄取原料中养分,通过体内特定的酶系作用,将原料转化为酒精的过程。在混菌发酵过程中,发酵条件通过调节微生物产酶能力及酶对底物的作用,从而影响微生物发酵活动13,1]。对于液态发酵而言,最重要的影响因素包括发酵温度、接种量、发酵时间、营养水平等1温度对酒精发酵影响较大,温度低会致微生物酶活高峰期现较迟且酶活偏低,温度高会使微生物产酶高峰提前出现,但易造成菌株过早老化、酶分泌量减少。本研究中30 ℃时发酵液酒精度和总酸含量最高。酵母菌为嗜温性微生物,在适合的温度下其体内酶活较高,利于酒精产生,酿酒酵母发酵紫甘薯酒的最佳条件为产酒温度为25~28 ℃、发酵7~8d160,本研究结果与其一致。有报道低温下酵母菌发酵产生的低度酒,风味较好,通过延长发酵时间可获得同等的酒精度17,本研究酒精发酵阶段为获得适合醋酸发酵的酒精度,发酵时间长意味着所消耗的动力增加,考虑生产成本和周期,酵母菌发酵选用30℃条件发酵84 h。乳酸菌在适宜的条件下可利用水解的淀粉、糖蜜等碳源产生乳酸,本研究采用的从泡菜中分离到的耐酒精乳酸菌,在液态混菌酒精发酵阶段其最适发酵温度为30 ℃.

液态混菌发酵选用的活性干酵母,具有发酵稳定性高和产酒率高的特点1819,。接种量对微生物生长及产物的积累具有重要影响,接种量过大会使菌体生长过快、过稠,造成营养基质缺乏或溶解氧不足而不利于生长[20),本试验中酵母菌接种量在0.2~0.3

%时酒液达到较高的酒精度;总酸含量的高低主要受乳酸菌产酸的影响,酵母菌接种量的增加不利于发酵液总酸的提高,当酵母菌接种量为0.4%时,总酸含量最高。

糖化液体积比不同导致初始发酵液营养物质含量不同,从而影响微生物的发酵。本研究结果表明:大米糖化液添加比例降低,酒精度随之降低,这是由于大米糖化液所含的还原糖类物质多,利于酵母菌代谢产酒精;乳酸菌与酵母菌最适碳源水平不同,碳源和氮源含量过高或者过低,均可抑制乳酸菌体内酶的活性,导致产酸较少。

当紫甘薯糖化液和大米糖化液比例为5:5时,乳酸菌产酸所需的营养适宜,产酸高。乳酸菌在酒精发酵阶段第0h、12h、24h时接入对酒精产量的影响不显著,因为此时酵母菌处于自身生长阶段,而在第36h接种时,酵母菌生长处于稳定阶段,接入乳酸菌打破了酵母菌生长的动态平衡,导致酒精含量显著降低;同时随着乳酸菌接种时间的延后,发酵液中总酸含量随之减少,可能原因是发酵总时间相同,延迟接种相当于乳酸菌发酵时间减少,从而导致总酸含量降低。乳酸菌接种量对酒精度影响显著,乳酸菌接种量过大,与酵母菌形成竞争性抑制,发酵液酒度低、酸度高;乳酸菌接种量小,酵母菌成为优势菌株,发酵液酒度高、酸度低。在酵母菌发酵0h接种10%的乳酸菌可使酵母菌与乳酸菌达到共生的状态,积累较多的代谢产物。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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