姜汁、果蔬汁復合活菌型乳酸菌飲料的工藝研究

文 / 李 巖 東北農業大學食品學院 黑龍江龍丹乳業科技股份有限公司于敏艷 黑龍江龍丹乳業科技股份有限公司

生姜俗名黃姜，味辛、微溫，營養豐富，其成分主要包括揮發油和辛辣成分。此外，生姜還含有氨基酸、淀粉、糖、維生素、植物殺菌素和樹脂狀物質[1]。生姜是常用的中藥，中醫認為生姜具有解表散寒、溫和止嘔、保肝利膽、抗炎消腫止痛、止咳化痰的作用。現代科學研究發現了生姜的更多作用，如抗衰老、解毒、防暈、抗腫瘤和調節免疫功能等。

由于生姜的辣味不易被人接受，因此可以加入其它果蔬，中和其味道。同時可以根據不同原料營養特征的優劣，形成互補而平衡的營養。根據果蔬間的相容性，本研究選用番茄、胡蘿卜、蘋果3 種果蔬與生姜進行復合。蘋果營養豐富，含有多種維生素和酸類物質。與番茄相比，胡蘿卜含有更多的維生素A的前體——胡蘿卜素，而番茄中維生素C的含量較高。這3 種果蔬復合，可使維生素A和維生素C同時得到滿足。

目前，酸乳飲料市場以調味型滅菌產品為主，以養樂多為代表的活菌型乳酸菌飲料產品較少。因此，本研究以低溫長時間發酵酸乳為基料，通過添加果蔬汁、糖等輔料，經過調配等工藝操作，開發了一種活菌數大于100 億CFU/100 mL的產品——姜汁、果蔬汁復合活菌型乳酸菌飲料，旨在豐富活菌型酸乳飲料市場，并為生產實踐提供參考。

圖1 工藝流程

1 儀器和材料

1.1 材料

優質生姜，番茄，胡蘿卜，蘋果（均為市售）；無抗脫脂乳粉（龍丹乳業提供）；低聚果糖（山東保齡寶公司提供）；干酪乳桿菌（科漢森公司提供）；果膠，黃原膠（丹尼斯克公司提供）；白砂糖（食品級）。

1.2 儀器

JFSD型臺式磨漿機，IN602型低溫恒溫培養箱，D120型電動攪拌器，GYB60-65型高壓均質機，D-37520型離心分離機，LDZX-40B型自動立式電熱壓力蒸汽滅菌器，AUY120型分析天平，ANTI-MOULD型電子顯微鏡，AIRTECH系列標準型超凈工作臺等。

2 試驗方法

2.1 試驗設計

將無抗脫脂乳粉與去離子水按1:8比例沖調成還原乳，50 ℃條件下水合30 min，再加入果葡糖漿攪拌均勻，殺菌冷卻，接種發酵制成酸奶。再把酸奶、姜汁、果蔬汁和白砂糖按不同比例（正交試驗）調配成蛋白質1.2%的乳酸菌飲料，確定最佳配方。最后進行穩定性試驗，確定最佳穩定劑用量。

2.2 工藝流程

工藝流程如圖1 所示。

2.3 操作要點

2.3.1 姜汁、果蔬汁的制備

[2～3]的方法，并作一定修改。

（1）生姜制汁

選用新鮮肥厚，無爛傷，香味濃的生姜，洗凈去皮，切成厚度為2～3 mm的片。按料∶液=1∶1打漿。用120 目篩過濾2 次。在90 ℃下殺菌10 min，然后冷卻到45 ℃。加入0.01%的檸檬酸，靜置24 h，取上層清液。

（2）番茄制汁

取適度成熟的，無腐爛及蟲害的番茄，洗凈。在90～95 ℃下燙漂2 min。熱燙既可以殺菌又能軟化果肉組織，并且可以抑制脂肪氧化酶、聚半乳糖醛酸酶的活性，也能抑制青葉臭的發生。熱燙后將番茄切成5 mm厚的條狀。按料∶液=1∶1打漿。用100 目尼龍濾袋過濾2次。在110 ℃下高溫滅菌40～60 s，立即分段冷卻到室溫[4，5]。

（3）蘋果制汁

取適度成熟的，無腐爛及蟲害的蘋果，洗凈去皮，切成2 cm大小的塊。將塊狀蘋果放到0.1%食鹽水中護色5 min。護色后放入90 ℃熱水中處理2～6 min。加入抗壞血酸與檸檬酸按料∶液=1∶1打漿。用100 目尼龍濾袋過濾2 次。在80 ℃下滅菌20 min。

（4）胡蘿卜制汁

取適度成熟的，無腐爛及蟲害的胡蘿卜，洗凈。去皮采用濃度為2%～6%的NaOH溶液，在溫度80～85 ℃下處理80 s左右后，用流水清洗至不滑手。切成3～4 mm厚的薄片，投入濃度為0.5%的檸檬酸溶液中，煮沸燙漂15～20 min。中和殘留堿液，防止褐變，除去不良風味，撈出后迅速冷卻洗凈。按料∶液=1∶1打漿。用100 目尼龍濾袋過濾2 次。在80 ℃下滅菌20 min。

2.3.2 發酵乳的制備

將無抗脫脂乳粉與40～50 ℃的去離子水按1∶8比例攪拌水合30 min成復原乳。脫脂粉要求蛋白質含量大于35%，脂肪含量小于1%，脫脂粉添加量為14%。加入7%果葡糖漿攪拌均勻，補水。在95 ℃下滅菌100 min，目的在于殺菌的同時使料液中的糖發生美拉德反應，從而使料液發生顏色變化并生成特殊風味。將殺完菌的混合液冷卻到37 ℃左右接種發酵。采用干酪乳桿菌進行接種，接種量為0.3%。然后在37 ℃條件下發酵72 h。發酵結束后在5 ℃保溫12～24 h。

2.3.3 姜汁、果蔬汁混合調配

將處理好的姜汁、果蔬汁按一定比例混合，以感官得分確定姜汁、果蔬汁的添加比例。

2.3.4 調配

在無菌條件下，將調配好的復合姜汁果蔬汁與發酵乳按5∶4混合，加入一定量的白砂糖調整甜度，以感官得分確定復合生姜果蔬汁及白砂糖添加量。為了增加飲料穩定效果，選擇果膠、黃原膠、羧甲基纖維素鈉及其復合物進行穩定性試驗，以分層率和感官評定選出最佳的穩定劑種類和用量。

2.3.5 均質、灌裝

在無菌條件下，將調配好的混合液在20～25 MPa壓力下連續均質2 次。然后用料液灌裝機進行灌裝，迅速密封。

表1 感官評分標準

2.4 產品質量測定

總糖用鐵氰化鉀法測定；pH值用酸度計直接測定；微生物用平板菌落計數法測定[6]。

2.5 分層沉淀率測定

取10 g樣品放入離心管，3000 r/min離心15 min，倒出上層清液，稱量沉淀質量，計算沉淀率。

A=g/G×100%

式中：A—沉淀率（%）；g—離心后沉淀質量（g）；G—樣品的總質量（g）

2.6 感官評價方法

采用百分制評分法，根據本產品的感官特征制定出感官評價標準（表1）。請10 位飲用酸乳飲料有經驗者對產品進行綜合評分，取其平均值，即為最終成品飲料的感官評價分數。

3 結果與討論

3.1 姜汁、果蔬汁的調配

姜汁、番茄汁、胡蘿卜汁、蘋果汁的配比對產品的最終質量和感官評價有著重要的影響。本產品主要突出生姜味道，因此先確定其它3 種果蔬汁的添加比例。首先通過感官評價選出2 種果蔬汁的最佳添加比例，再用選出的最佳比例與第3 種汁液通過感官評價做單因素試驗。通過單因素試驗對果蔬汁添加比例進行篩選后，與姜汁組成主次因素，選用L9（34）正交表進行正交試驗設計。通過對氣味、滋味、組織狀態的感官評價進行果蔬汁比例的優化試驗，確定最佳方案。姜汁、番茄汁、胡蘿卜汁、蘋果汁配比正交試驗因素水平見表2，正交試驗結果見表3。

分析正交表3可知：D因素（姜汁）是影響產品感官的最主要因素，B因素（番茄汁）次之，而A因素（蘋果汁）再次之，C因素（胡蘿卜汁）影響最小。姜汁、番茄汁、蘋果汁、胡蘿卜汁復合果蔬汁最佳的配比組合為A1B1C3D2，即蘋果汁為24%，番茄汁為9%，胡蘿卜汁為18%，姜汁為10%，其余部分為水。

表2 L9（34）設計正交試驗的因子水平

表3 L9（34）正交試驗及感官評分分析

表4 發酵乳（A）和復合果蔬汁（B）的調配

3.2 飲料的調配

3.2.1 發酵乳與復合果蔬汁的調配

本產品設計為蛋白質1.2%的乳酸菌飲料，根據蛋白質含量確定發酵乳添加量為250 g/kg。由表4可知，復合生姜果蔬汁添加量過多，姜辣味過重，影響風味；復合生姜果蔬汁添加量過少，沒有姜辣味及果蔬味，影響飲料口感，故以5∶4的配比較為理想。

3.2.2 白砂糖添加量的確定

低溫長時間發酵的酸乳一般酸度很低，通常pH值在4.0以下。而本試驗酸乳發酵后pH值為3.6，因此本試驗無需再進行酸度調整，只需通過添加白砂糖、果蔬汁調整飲料糖酸比及口感即可。由圖2可知，白砂糖添加量為11%時產品口感最好。

圖2 白砂糖添加量對飲料風味的影響

3.2.3 穩定劑選擇和用量的確定

在生產發酵乳的過程中，乳酸菌大量繁殖代謝產生乳酸，使原料乳的pH值逐漸下降，當pH值達到4.6即酪蛋白等電點時，酪蛋白凝聚沉淀。酸乳飲料本身處于酸性環境的不穩定狀態，易出現水析及沉淀，甚至水乳分層現象。因此，對穩定劑的穩定效果有很大的依賴性，要求穩定劑有很好的穩定作用[8]。選用果膠、黃原膠、CMC-Na分別進行單因素試驗，發現穩定效果都不理想，離心時沉淀量都很大，考慮把3 種穩定劑復合進行試驗。根據以往經驗，選用2 個級別的穩定劑使用總量，分別為0.3%和0.4%，測試其穩定性。

由表5可知，當果膠∶黃原膠=2∶1時，產品有良好的外觀和質地。但當穩定劑的添加量為0.4%時，飲料口感略顯粘稠，爽口性較差，所以選用添加量為0.3%，即果膠用量為0.2%，黃原膠用量為0.1%。

表5 不同穩定劑對產品穩定性的影響

4 產品的質量指標

4.1 感官指標

色澤呈乳褐色，均勻無分層，口感細膩，微酸爽口，有姜辣味及淡淡的西紅柿等復合果蔬汁味道，有干酪乳桿菌發酵的獨特風味，無異味。

4.2 理化指標

蛋白質含量為1.2%，可溶性固形物含量為13.8%，總糖含量為11%，pH值為3.8～4.2。

4.3 微生物指標

乳酸菌數≥1×1010 CFU/100 mL，大腸桿菌≤3 CFU/100 mL，致病菌未檢出。

5 結論

通過正交試驗和感官評定，確定姜汁、果蔬汁復合活菌型乳酸菌飲料的最佳工藝為：首先將14%脫脂乳粉，7%果葡糖漿混合均勻，殺菌冷卻接種，干酪乳桿菌的接種量為0.3%，發酵時間為72 h，發酵溫度為37℃；然后將其他原料按如下添加量混合調配：發酵乳25%，姜汁10%，蘋果汁24%，番茄汁9%，胡蘿卜汁18%，選擇加11%的白砂糖，0.2%的果膠和0.1%黃原膠對發酵后的飲料進行口感和風味的調配。

通過實驗研制出呈乳褐色，酸甜適口，略有姜辣味和番茄等果蔬味道的活菌型乳酸菌飲料?！?/p>

參考文獻

[1]Sharma I，Gusain D，Dixit V P.Hypolipidaemic and an tiathero sclerotic effects of zingier of ficinale in cholesterol fed rabbits.Phy to therapy Research，1996，10（6）：517-518.

[2]姜竹茂，夏玉靜，賀紅軍. 姜汁酸奶飲料的研制. 中國乳品工業，2008，36（2）：16-20.

[3]區展紅，張宏康. 蘋果、胡蘿卜、番茄復合果蔬汁的研制. 試驗報告與理論研究，2010，13（13）：30-33.

[4]董全，章道明，林岱軍，等. 蘆薈、梨、黃瓜復合果蔬汁飲料的加工工藝. 飲料工業，2005，8（6）：25-28.

[5]岳昊博，關鵬，宋立峰，等. 胡蘿卜、番茄復合果蔬汁加工工藝的研究. 飲料工業，2007，10（1）：24-26.

[6]牛天貴. 食品微生物學實驗手冊. 北京：中國農業大學出版社，2002.

[8]Tamime A，Robinson R. 酸乳科學與技術. 姜竹茂主譯. 北京：中國農業出版社，2003.