蓮藕酸奶-發(fā)酵液的制備研究

李杰，羅建成，程爽，王瑩

（南陽理工學(xué)院生物與化學(xué)工程，河南南陽473004）

蓮藕酸奶-發(fā)酵液的制備研究

李杰，羅建成，程爽，王瑩

（南陽理工學(xué)院生物與化學(xué)工程，河南南陽473004）

通過對蓮藕切片護(hù)色、藕漿乳制備及藕漿乳滅菌條件的研究，確定蓮藕酸奶的發(fā)酵液制備工藝為：使用0.20% VC、0.25%檸檬酸和0.20%L-半胱氨酸組成的復(fù)合護(hù)色劑處理新鮮藕片30min，將護(hù)色處理后的藕片與水按1∶1.5（g/mL）比例混合，加入0.10%檸檬酸，打漿，藕漿與牛乳按4∶6（體積比）混合，90℃滅菌15min。試驗(yàn)表明，按此工藝制備的蓮藕酸奶發(fā)酵液在接種、發(fā)酵后，蓮藕酸奶的色澤乳白，口感細(xì)膩，酸奶香與蓮藕香混合香味較好。

蓮藕酸奶；發(fā)酵液；護(hù)色；藕漿乳

蓮藕又名芙蓉、芙蕖，為睡蓮科植物蓮的肥大根莖，蓮藕除含大量碳水化合物外，還含有豐富的蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、維生素及多種微量元素。中醫(yī)認(rèn)為，蓮藕具有清熱涼血、益血生肌、止血散瘀、通便止瀉、健脾開胃等功效[1]。酸奶是以新鮮牛奶為原料，經(jīng)高溫殺菌冷卻，再加入純?nèi)樗峋N培養(yǎng)發(fā)酵而成的奶制品，口味酸甜細(xì)滑，除保留鮮牛奶的全部營養(yǎng)成分外，在發(fā)酵過程中乳酸菌還可產(chǎn)生人體營養(yǎng)所必須的多種維生素，如VB1、VB2、VB6、VB12等。將藕汁與新鮮牛乳以適當(dāng)比例混合，經(jīng)滅菌、接種、發(fā)酵后可制成營養(yǎng)豐富，具有顯著保健功效的蓮藕酸奶。蓮藕中含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、鞣質(zhì)等，這些成分為褐變反應(yīng)的發(fā)生提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，褐變不僅影響產(chǎn)品的色澤，還會引起營養(yǎng)物的損失。本文主要是對在蓮藕酸奶發(fā)酵液制備過程中，蓮藕切片的護(hù)色、藕漿乳的制備及藕漿乳的滅菌條件進(jìn)行研究，為后續(xù)制備蓮藕酸奶產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。

1 材料

1.1 原料

蓮藕（市售）：選擇鮮嫩、無霉?fàn)€變質(zhì)、無機(jī)械損傷、無褐變的蓮藕；新鮮牛乳：市售。

1.2 菌種

保加利亞乳桿菌（Lactobacillusbulgaricus，簡稱Lb.）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus，簡稱St.）：中國工業(yè)微生物保藏中心提供。

1.3 試劑

乙酸鈉、MnSO4·4H2O、MgSO4·7H2O：上海國藥集團(tuán)；NaCl：無錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司；檸檬酸三銨、

吐溫80：南京化學(xué)試劑股份有限公司；K2HPO4：上海埃彼化學(xué)試劑有限公司；以上試劑，均為分析純。VC、檸檬酸、明膠：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；L-半胱氨酸、酵母膏：上海展云化工有限公司；牛肉膏：天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；蛋白胨：天津市北辰方正試劑廠；葡萄糖：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。

1.4 主要儀器設(shè)備

X-JZ5002電子天平：上海天平儀器廠；VS-1300超凈工作臺：上?？德穬x器設(shè)備有限公司；PHS-3TC型精密數(shù)顯pH計(jì)：上海金鵬分析儀器有限公司；PSX智能型恒溫恒濕培養(yǎng)箱：寧波萊福科技有限公司；DY89-1型電動(dòng)玻璃勻漿機(jī)：上海新諾儀器設(shè)備有限公司；2WA型阿貝折射儀：上海精密科學(xué)儀器有限公司。

2 方法

2.1 蓮藕酸奶發(fā)酵液的制備

蓮藕→去皮、切片→浸泡（護(hù)色）→打漿（護(hù)色）→藕漿與牛乳混合。

2.2 單一護(hù)色劑對蓮藕切片護(hù)色的對比試驗(yàn)

鮮藕去皮清洗后切片（厚約0.5 cm），準(zhǔn)確稱取20 g，選擇4種不同的護(hù)色劑，按不同劑量分別于100 mL護(hù)色液中浸泡30min后撈出打成漿液，量取20mL左右的藕汁，加入20mL 10%三氯乙酸和10mL蒸餾水，在2℃～4℃下靜置24 h，用蒸餾水定容至100mL，4 000 r/min離心20min取上清液，以蒸餾水為空白，在420 nm波長處測定上清液的吸光度值，即褐變指數(shù)。比較單一護(hù)色劑的護(hù)色效果，篩選出護(hù)色效果較好的護(hù)色劑，并確定大致的添加量。單一護(hù)色劑對比試驗(yàn)安排表見表1。

表1 單一護(hù)色劑對比試驗(yàn)安排表Table1 The scheduleof single color fixative contrastexperim ent

2.3 復(fù)合護(hù)色劑對蓮藕切片護(hù)色的正交試驗(yàn)

在單一護(hù)色劑對蓮藕切片護(hù)色對比試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇護(hù)色效果較好的3種護(hù)色劑進(jìn)行復(fù)配，通過正交試驗(yàn)，找出復(fù)合護(hù)色劑的最佳復(fù)配組合。正交試驗(yàn)因素水平表見表2。

2.4 藕漿乳的制備

2.4.1 藕漿的制備

將經(jīng)過護(hù)色處理的藕片加入不同比例的清水打漿，在打漿時(shí)加入0.1%檸檬酸，利用其具有鰲合酚酶輔基Cu2+和降低pH值的雙重作用使酚酶活性降低，防止藕片在打漿或保藏過程中發(fā)生二次褐變，試驗(yàn)安排見表3。

表2 復(fù)合護(hù)色劑正交試驗(yàn)因素水平表Table2 Theorthogonalexperiment factorsand levelsof com posite color fixative

表3 藕漿濃度選擇試驗(yàn)表Table3 The scheduleof lotus rootpulp concentration choice experiment

2.4.2 藕漿乳的制備

制得的藕漿與牛乳分別以7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7的體積比進(jìn)行調(diào)配混合，滅菌后接種發(fā)酵。其中，菌種Lb.和St.（體積比1∶1）接種量3%，37℃發(fā)酵8 h。

2.5 滅菌方法的選擇

將藕漿與牛乳按4∶6的體積比混合，在不同條件下滅菌后接種發(fā)酵。其中，菌種Lb.和St.（體積比1∶1）接種量3%，37℃發(fā)酵8 h。試驗(yàn)安排見表4。

表4 滅菌方法選擇試驗(yàn)表Table4 Thescheduleof sterilizationmethod choiceexperiment

3 結(jié)果與分析

3.1 單一護(hù)色劑的對比試驗(yàn)

單一護(hù)色劑的對比試驗(yàn)見圖1。

圖1 單一護(hù)色劑的對比試驗(yàn)結(jié)果Fig.1 The resultof single color fixative contrastexperiment

VC具有較強(qiáng)的還原性，一方面可競爭性地去除組織及護(hù)色液中的少量氧氣，另一方面也能夠?qū)⒚复俸肿兊闹虚g產(chǎn)物-醌還原為酚，進(jìn)而阻斷褐變反應(yīng)的發(fā)生[2]。由上圖可知，VC濃度在0.05%～0.15%范圍內(nèi)，隨濃度的增加，護(hù)色效果逐漸增強(qiáng)，VC濃度為0.15%時(shí)，護(hù)色效果最好，VC濃度超過0.15%，隨著濃度的增加，護(hù)色效果逐漸減弱，可能VC濃度過高時(shí)，容易被氧化形成醌類物質(zhì)有關(guān)。

檸檬酸能夠降低護(hù)色液的pH，還可以螯合多酚氧化酶中的銅離子輔基，從而降低多酚氧化酶的活性，起到抑制酶促褐變的作用。由上圖可知，檸檬酸濃度在0.05%～0.20%之間，隨著濃度的增加，護(hù)色效果逐漸增強(qiáng)，檸檬酸濃度為0.20%時(shí)，護(hù)色效果最好，檸檬酸濃度為0.25%時(shí)，護(hù)色液pH偏低，護(hù)色效果有所下降，這可能與低pH條件下檸檬酸螯合金屬離子能力減弱有關(guān)[3]。

β-環(huán)糊精可以增加護(hù)色液的黏度，護(hù)色處理時(shí)β-環(huán)糊精可將蓮藕切片包埋，與PPO酶的作用底物或產(chǎn)物結(jié)合形成包埋物，防止發(fā)生褐變反應(yīng)，進(jìn)而起到護(hù)色作用，護(hù)色效果與β-環(huán)糊精濃度有關(guān)，濃度越大護(hù)色效果越好，但濃度過大，會掩蓋蓮藕漿原有的清香風(fēng)味[4]。

L-半胱氨酸可以和PPO酶的Cu2+不可逆結(jié)合，也可以替代PPO酶活性位點(diǎn)上的組氨酸殘基，抑制PPO酶的活性，還能與酶促反應(yīng)的產(chǎn)物-醌類物質(zhì)反應(yīng)生成穩(wěn)定、無色的硫氫化合物，起到抑制褐變的作用[5]。由上圖可知，隨L-半胱氨酸濃度的增大，護(hù)色效果越來越好，但當(dāng)L-半胱氨酸濃度大于0.25%，護(hù)色效果增加不顯著。

3.2 復(fù)合護(hù)色劑的正交試驗(yàn)結(jié)果

復(fù)合護(hù)色劑的正交試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 復(fù)合護(hù)色劑的正交試驗(yàn)結(jié)果Table5 The resu ltof com posite color fixativeorthogonal experiment

由表5可知，蓮藕護(hù)色較優(yōu)組合為：0.20%VC、0.25%檸檬酸和0.20%L-半胱氨酸，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，護(hù)色處理30min，打漿后離心，取上清液測得褐變指數(shù)為0.040，打漿后的藕漿呈均一的半透明狀，色澤乳白稍顯淺黃，能很好地保持蓮藕特有的清香風(fēng)味。

3.3 藕漿乳的制備結(jié)果

3.3.1 藕漿的制備

不同藕漿濃度的感官評價(jià)見表6。

表6 不同藕漿濃度的感官評價(jià)Tab le6 The sensory evaluation of different lotus root pulp concentration

由表6可知：蓮藕打漿加水量越多，漿液的組織狀態(tài)和風(fēng)味也越差；蓮藕與水之比為1∶1.5（g/mL）時(shí)，藕漿風(fēng)味較好，而且黏度較適中。

3.3.2 藕漿乳的制備

牛乳與藕漿不同配比的發(fā)酵結(jié)果見表7。

表7 牛乳與藕漿不同配比的發(fā)酵結(jié)果Table7 The ferm entation resultof different ratio ofm ilk and lotus root pulp

由表7牛乳與藕漿不同配比的發(fā)酵結(jié)果可知，隨著牛乳含量的減少，酸奶凝固性降低，且藕香漸濃而乳香漸淡，整體風(fēng)味偏淡。藕漿含量為30%～50%時(shí)，酸奶組織狀態(tài)、口感較佳，最終確定藕漿與牛乳的比例為4∶6（體積比）。

3.4 滅菌方法的確定

滅菌效果的主要影響因素為溫度和時(shí)間。溫度主要影響藕漿的感官品質(zhì)和色澤，滅菌溫度較低、時(shí)間較短，可保持藕漿的口感、風(fēng)味和色澤，但滅菌不徹底易被污染；高溫滅菌和增加滅菌時(shí)間，易發(fā)生焦糖化反應(yīng)，使藕漿的色澤變化較大，風(fēng)味和組織狀態(tài)不佳。試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 不同滅菌條件的試驗(yàn)結(jié)果Table8 The resultof different sterilization condition experim ent

續(xù)表8 不同滅菌條件的試驗(yàn)結(jié)果Continue table8 The resultof different sterilization condition experim ent

滅菌溫度為115℃與108℃，或者溫度為90℃/ 95℃、時(shí)間為25min時(shí)，藕酸奶的色澤影響較大；同一溫度下，滅菌時(shí)間越長，藕香風(fēng)味越濃而乳香越淡。綜合考慮后，選擇90℃、15min為最終滅菌條件。

4 結(jié)論

1）蓮藕酸奶的發(fā)酵液制備過程中，蓮藕切片護(hù)色所用復(fù)合護(hù)色劑的最佳復(fù)配組合為：0.20%VC、0.25%檸檬酸和0.20%L-半胱氨酸，在此條件下護(hù)色處理30min，打漿后離心，取上清液測得褐變指數(shù)為0.040，打漿后的藕漿呈均一的半透明狀，色澤乳白稍顯淺黃，能很好地保持蓮藕特有的清香風(fēng)味，可達(dá)到較好的護(hù)色效果。

2）蓮藕酸奶的發(fā)酵液制備工藝為：將護(hù)色處理后的蓮藕切片與水按1∶1.5（g/mL）比例混合，加入0.1%檸檬酸，打漿，藕漿與牛乳按4∶6（體積比）的比例混合，90℃滅菌15min。

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Study on the Fermentation Liquid Preparation of Lotus Root Yogurt

LIJie，LUO Jian-cheng，CHENGShuang，WANGYing
（CollegeofBiologicaland ChemicalEngineeringofNanyang Institute of Technology，Nanyang 473004，Henan，China）

Through the research of color-protecting of lotus rootslice，preparing of lotus rootpulpmilk，sterilization conditions of lotus rootpulpmilk，the fermentation liquid preparing technology of lotus root yogurtwas determined as follows：using the composite color-protecting stabilizer composed of 0.20%VC，0.25%citric acid and 0.20%L-cysteine processing fresh lotus root for 30minutes，mixing the color-protecting lotus root slicesandwateraccording to1∶1.5（g/mL）ratio，adding0.10%citric acid，beating，mixing lotus rootpulp and milk according to4∶6（volume ratio），90℃sterilizing for 15minutes.Experiments showed that the fermentation liquid of lotus rootpulpmilk prepared by this technologywasmilkywhite，delicate tasteand themixing fragranceofyogurtand lotus rootwas fineafter inoculation and fermentation.

lotus rootyogurt；fermentation liquid；color-protecting；lotus rootpulpmilk

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.23.022

2015-06-05

李杰（1978—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品生物技術(shù)。