菊花發酵乳飲料工藝優化研究

劉帥

摘要：以菊花提取液和鮮牛奶為主要原料，殺菌后接種乳酸菌進行乳酸發酵，通過試驗確定原料的配比、發酵條件及產品的配方。通過多次實驗，得到菊花發酵乳飲料原料最佳配比和最佳發酵工藝條件。

關鍵詞：菊花：發酵：工藝優化

前言

野菊花為菊科植物野菊的干燥頭狀花序，在我國民間藥用歷史悠久，中國藥典2010年版一部己把其收入其中，規定野菊花性味苦、辛，微寒，歸肝、心經，功能與主治清熱解毒，常用于疔瘡痛腫、目赤腫痛、眩暈?，F代藥理研究表明：野菊花具有廣譜抗菌、抗病毒、降壓、增加冠脈血流量、清除氧自由基等作。野菊花生物活性多樣、清香宜人、安全可靠，同時藥源廣泛、價格低廉，在藥品、食品、保健品、化妝品等諸多領域具有開發價值。有關野菊花化學成分雖已有文獻報道，但野菊花化學成分較為復雜，而且由于地理環境、氣候條件和采集時間的差別，使植物化學成分也有明顯的差異，其藥用的療效也有所不同。華東地區產的野菊花僅見微量元素含量報道。乳飲料將果汁、谷物等與牛奶有機相結合，借助牛奶中的蛋白營養成分及果汁、谷物等的芳香、色澤及其他礦物質營養，滿足了消費者對營養互補、風味及口感相互協調等的需求，受到消費者廣泛歡迎。乳飲料是以乳或發酵乳為原料，加入水、白砂糖、小料（甜味劑、酸味劑）、香精、CMC、果汁、谷物、茶、咖啡、植物提取液等的一種或幾種為調制而成的飲料。傳統乳飲料配料時都需要把奶粉、白砂糖、小料（甜味劑、酸味劑）、香精、CMC、果汁等單獨在一定條件下溶解，然后通過泵等輸送到調配罐中調配。

1材料與方法

1.1材料與設備

鮮牛奶南昌塘山養殖廠；菊花浙江桐鄉；蔗糖（食品級）市售。保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合菌種江西中德聯合研究院；液化酶與糖化酶成都萬和生物工程有限責任公司；復配型乳化穩定劑江西南科食品有限公司。調配罐、均質機、高溫瞬時滅菌機、發酵罐、板框換熱器、灌裝封蓋機；蛋白質測定儀沈陽分析儀器廠；脂肪測定儀瑞士Buchi公司。

1.2方法

1.2.1理化指標的測定

總酸：氫氧化鈉滴定法測定；總糖：裴林試劑法測定；蛋白質：蛋白質測定儀測定；脂肪：脂肪測定儀測定。

1.2.2工藝流程

鮮牛奶

菊花→清洗→提取→過濾→配料→滅菌→接種發酵→冷卻→包裝→成品

白砂糖→熱溶→過濾→糖液

1.2.3操作要點

提取過程中，采用二次提取法，菊花與水的料液比為10：1。第一次提取溫度90～95℃，時間40min，過濾；濾渣進行第二次提取，第二次時，菊花與水的料液比為6：1，提取溫度90～95℃，時間30min，過濾；將兩次提取液合并，最后用硅藻土過濾，得到澄清的提取液，留作待用。采用菊花提取液20%、白糖8%、復配乳化穩定劑0.4%、鮮牛乳4 O%為基料，基料進行瞬時高溫滅菌，溫度125℃、時間10～15s，冷卻至42℃時添加3%乳酸菌（保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌1：1混合）作為發酵菌種進行發酵。冷卻、包裝：發酵結束后，冷卻至室溫，經5～7d保溫貯存試驗，檢查無染菌、分層現象，即得菊花發酵乳飲料成品。

2結果與分析

2.1菊花提取液的制備

因為菊花中大部分功能成分是水溶性的，所以先用水提取法提取出菊花中的功能性成分，為盡可能不破壞菊花中原有的營養成分及自然風味，對菊花的提取工藝進行試驗，確定采用二次提取法。第一次提取時，菊花與水的料液比10：1、溫度90～95℃C、時間40mm，過濾；濾渣進行第二次提取，第二次時，菊花與水的料液比6：1、提取溫度90～95℃、時間30min，過濾；將二次提取液合并，最后用硅藻土過濾，得到澄清的提取液。

2.2菊花提取液與鮮牛奶配比的確定

菊花提取液帶有菊花特有的清香氣味，將其與鮮牛奶混合，既要體現出菊花特有的清香味，又不能過重，同時還要具有發酵乳良好的口感，故需要對兩者之間的配比進行確定。在其他各項條件不變的情況下，選擇不同的配比，對發酵后的酸奶進行感官鑒定（色澤、風味、組織狀態），以百分計，確定兩者之間最佳配比，試驗設計及結果見表1。

由表1可知，菊花提取液與鮮牛奶的體積比1：2時，感官評分最高為87分，此時色澤、風味、組織狀態均較好。當菊花提取液偏多時，菊花味偏重，奶味略有不足，顏色呈淡白色，發酵奶稀，不能凝固成形；當菊花提取液添加量偏少，菊花的清香味不足，口感較差。故菊花提取液與鮮牛奶的體積比1：2為最優方案。

2.3發酵工藝條件的確定

2.3.1單因素試驗

2.3.1.1發酵時間對發酵乳風味的影響

在培養條件為42℃，接種量為3%，鮮牛奶添加量40%，菊花提取液添加量20%，蔗糖添加量8%，自然pH值的條件下，選擇發酵時間分別為3.0、3.5、4.0、4.5、5.0h。根據感官評分，確定發酵時間。結果見圖1。由圖1可知，菊花發酵乳飲料的風味綜合得分開始隨著發酵時間的延長而升高，當超過4h時，其綜合得分開始下降，主要原因是隨著發酵時間的延長，導致飲料中乳酸含量過高，引起酸味過重。因此采用發酵時間4 h。

在發酵時間為4 h，接種量為3%，鮮牛奶添加量40%，菊花提取液添加量20%、蔗糖添加量8%，自然ph值的條件下，選擇發酵溫度分別為38、40、42、44、46℃。根據感官評分，確定發酵溫度。結果見圖2。由圖2可知，菊花發酵乳飲料的風味綜合得分開始隨著發酵溫度的升高而升高，當超過42℃時，其綜合得分開始下降，主要原因是隨著發酵溫度的升高，導致飲料中菌種過早衰老，導致發酵無力，乳酸生成量嚴重不足。因此采用發酵溫度42～C。

2.3.1.3接種量對發酵乳風味的影響

在發酵溫度42℃、發酵時間4h、鮮牛奶添加量40%、菊花提取液添加量20%、蔗糖添加量8%、自然pH值的條件下，選接種量分別為2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%。根據感官評分，確定發酵溫度。由圖3可知，菊花發酵乳飲料的風味綜合得分開始隨著接種量的增加而升高，當超過3%時，其綜合得分開始下降，主要原因是隨著接種量的增加，導致飲料發酵過度，產酸多，糖酸比嚴重失調。因此采用接種量3%。

2.4試驗方案

2.4.1試驗設備

（1）真空混料機：6000L，1臺，攪拌功率75kW。

（2）奶粉溶解系統：1套，含化奶罐，均質機等。

（3）離心率檢測儀：安徽中科中佳科學儀器有限公司、KDC-12低速離心機。

（4）粒徑分析儀：英國馬爾文、mastersizer2000粒徑分析儀。

2.4.2試驗內容

工藝生產流程

對乳飲料采用真空混料機進行調配試驗，試驗的工藝生產流程如下：

（1）配料前準備：

在真空混料機大粉倉中加入CMC、白砂糖等；在真空混料機小粉倉中加入小料等；化奶罐中提前加入水，控制好水溫，并投入奶粉溶解后待用。（2）在真空混料機內加入一定水，控制好水溫，打開真空度和攪拌。（3）真空吸入CMC、白砂糖等攪拌一定時間。

（4）添加提前化好的奶液，奶液經均質冷卻后進入真空混料機，控制好溫度，攪拌一定時間。（5）最后真空吸入香精，最后定容到6000L，攪拌一定時間后再去殺菌、灌裝。

1.4.2取樣分析

在試驗過程中對混料機混料后的半成品以及灌裝好的成品進行取樣并做離心沉淀率、粒徑尺寸、能耗數據分析，并與傳統配料方式進行對比。

3.試驗結果與分析

3.1提高了產品質量

1）減少泡沫。真空混料機配料工藝由于在真空下配料，真空狀態下配料泡沫容易破，因此真空混料機配料工藝的泡沫較少。2）離心沉淀率。真空混料機配料工藝的定容后及成品離心沉淀率（0.5%）都要小于配料罐配料工藝（1%）。3）粒徑尺寸。真空混料機配料工藝的成品的粒徑尺寸（中徑0.823μm）要小于配料罐配料工藝（中徑1.945μm）。

3.2節能降耗

1）簡化配料工藝。2）減少操作人員?？蓽p少白砂糖、甜味劑、酸味劑、果汁等溶解系統的操作人員，預計每個配料間減少2-3人。3）縮短調配時間縮短4）減少設備投入?？蓽p少白砂糖、小料（甜味劑、酸味劑）、香精、CMC、果汁等溶解系統。5）縮短配料時間。傳統配料工藝調配時間為：2.5～3小時，現有工藝調配時間在1.5～2小時。調配時間大大縮短。6）降低原料消耗和污水排放。

4.結論

4.1經過2個多月的間斷性試驗，采用真空混料系統對配料工藝進行了改進，除提高產品質量外，還可簡化配料工藝、減少操作人員、縮短配料時間、減少設備投入、降低能耗、減少污水排放等，在取得巨大經濟收益的同時，也取得了較大的社會效益。

4.2菊花提取液對乳酸菌的生長有一定促進作用，可刺激乳酸菌快速生長繁殖。

4.3菊花發酵乳飲料和普通的酸奶在外觀和風味上并無太大的不同，菊花本身的味道不強烈，有微甜的清香味，較高含量的黃酮類、多糖類、維生素能幫助消化和促進腸內有益細菌的生長，同時抑制有害細菌。因此，菊花發酵乳飲料作為中老年或女性的營養保健品，具有較高的營養價值。