四棱豆乳酸发酵饮料的研制.pdf
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1、465技术应用食品科学2010,Vol.31,No.18四棱豆乳酸发酵饮料的研制肖卓炳1,陈 上2(1.吉首大学 林产化工工程湖南省重点实验室,湖南 张家界 427000;2.吉首大学化学化工学院,湖南 吉首 416000)摘 要:以四棱豆为主要原料,用驯化的乳酸菌种进行发酵制备四棱豆乳酸发酵饮料,实验结果表明制作的最佳工艺条件为按豆水比1:10 磨成豆浆,加入8%(m/m)的蔗糖,经85、20min 灭菌,冷却后接入经豆奶驯化好的乳酸菌剂3%(V/V),置于4244恒温发酵 3.5h,再置于46冰箱中后熟6h,即成营养丰富、酸甜适中的四棱豆乳酸发酵饮料。关键词:四棱豆;发酵;饮料;研制Pre
2、paration of Fermentation Beverage with Winged BeanXIAO Zhuo-bing1,CHEN Shang2(1.Hunan Provincial Key Laboratory for Forest Products and Chemical Industry Engineering,Jishou University,Zhangjiajie 427000,China;2.College of Chemistry and Chemical Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China)Abstr
3、act:Winged bean was used as the major raw material to prepare fermentation beverage through Lactobacillus fermentation.Results indicated that optimal preparation processing conditions were bean-water ratio of 1:10 for milling,sterilization for 20min at 85 after the addition of sucrose 8%(m/m),3%(V/V
4、)inoculation amount of Lactobacilli in cooling milk,fermentationat 4244 for 3.5 h,and mature at 46 6 h in refrigerator.A nutritious fermentation beverage of winged bean with mildsour and sweet taste was obtained.Key words:winged bean;fermentation;beverage;processing中图分类号:TS224.4 文献标识码:B 文章编号:1002-66
5、30(2010)18-0465-06收稿日期:2010-05-23基金项目:湖南省教育厅科学研究项目(08C670);湖南省科技厅项目(2009FJ3045)作者简介:肖卓炳(1961),男,教授,硕士,主要从事食品和材料科学研究。E-mail:四棱豆(Psophocarpus tetragonolobus(L.)D.C.)属一年生或多年生,蝶形花亚科,缠绕草本豆科植物,其种子、块根、嫩荚、花、茎、叶均可食用,全身富含人体必需的多种营养成分。其种子含有丰富的优质蛋白质、不饱和脂肪酸、矿质元素、维生素以及多种生物活性物质等营养成分,具有降低血清胆固醇水平作用和维系人类脑进化的生命核心物质,对心脑
6、血管疾病具有预防作用,能够有效地抑制血栓性病症,预防心肌梗塞和脑梗塞,降低血脂,降低血压,抑制出血性中风,抑制癌症的发生和转移,并且具有增长智力、保护视力、延缓衰老等功效,对人体具有重要营养保健作用,有“绿色的金子”、“奇迹植物”和“长寿菜”之称 1-4。由于四棱豆的营养价值、经济价值和药用价值,它已引起全世界的重视和研究,成为许多国家争相开发利用的植物资源,专业人士对四棱豆及其制品的研究也越来越多,但是我国对四棱豆的研究,还仅限于品种引种栽培实验和植物生理学等方面,鲜有涉及将其应用于食品加工行业。为了开发新的植物蛋白资源,给四棱豆的深加工提参考,本研究拟采用有益于人体健康的乳酸菌对豆浆进行发
7、酵,以期获得一种口味极佳、风味特殊、营养丰富且易被广大消费者吸收利用的新型四棱豆发酵乳饮料。1材料与方法1.1材料与试剂四棱豆由湖南怀化学院提供;蔗糖、脱脂奶粉(蛋白质含量 32%)、碳酸氢钠、柠檬酸、蛋白胨、乳糖、猪胆盐、溴甲酚紫、磷酸二氢钾、琼脂、伊红美兰(均为食品级)市购。供试菌种:保加利亚乳杆菌(L a c t o b a c i l l u sbulgaricus)和嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus),由吉首大学食品科学研究所提供。1.2仪器与设备 2010,Vol.31,No.18食品科学技术应用466SZX-ZP 型标准型净化工作台 上海整新电子厂
8、;YXQ-LS-50SI型立式蒸汽灭菌器 上海博讯实业有限公司医疗设备厂;TG328B 型电子分析天平 湘仪天平仪器厂;PHS-2F型精密 pH 计 上海精密科学仪器有限公司;5415D 型台式离心机 德国Effendorf公司;DNP-9082 型电热恒温培养箱 郑州南北仪器设备有限公司;SHY-2A型水浴恒温振荡器 金坛市瑞华仪器有限公司;TCL216型电冰箱 广东 TCL 集团;高剪切混合乳化机 南通克莱尔混合设备有限公司;XSP-18A 型显微镜 江南光学仪器厂。1.3培养基的制备51.3.1乳酸菌培养活化用培养基脱脂乳培养基:将新鲜牛乳在 5000r/min 离心15min,去掉上层
9、油脂,再用 108灭菌 15min。1.3.2大肠菌群测定用培养基乳糖胆盐发酵管:蛋白胨 20g、猪胆盐 5g、乳糖10g、0.04%溴甲酚紫水溶液 25mL、蒸馏水 1000mL,pH7.4。115高压灭菌 15min。伊红美兰琼脂:蛋白胨 10g、乳糖 10g、磷酸二氢钾 2g、琼脂 17g、2%伊红 Y 溶液 20mL、0.65%美兰溶液 10mL、蒸馏水 1000mL,pH7.1。121高压灭菌 15min。乳糖发酵管:蛋白胨 20g、0.04%溴甲酚紫水溶液35mL、乳糖 10g、蒸馏水 1000mL,pH7.4。115高压灭菌 15min。1.3.3致病菌检测用培养基按 GB/T
10、4789 2003食品卫生微生物学检验5有关部分要求配制。1.4发酵饮料生产工艺流程四棱豆除杂、选豆浸泡脱皮酶钝化磨浆过滤配料(加蔗糖、脱脂奶粉)均质杀菌冷却、接种装杯发酵成熟检验成品1.5乳酸菌发酵剂的制备1.5.1乳酸菌种的活化将实验室提供的原始菌种在无菌操作条件下分别移接到灭菌的鲜牛乳中,接种量为 1%(V/V),混合均匀后,在 4244的恒温生化培养箱中培养 45h 至凝乳,如此连续多次培养活化,直到牛乳凝固快速、呈“豆腐脑”状而无乳清析出为止,置于 46冰箱内保存,备用 6。1.5.2乳酸菌种的驯化将豆乳与牛乳按 1:9、2:8、4:6、6:4、8:2、9:1的体积比配成6 种培养基
11、(总体积为 10mL),用20mm 200mm大试管分装(每管装10mL),于0.1MPa灭菌20min,冷却至室温,接种活化好的菌种1%(V/V),于4244的恒温生化培养箱中培养 45h,直至试管中豆乳牛乳混合培养基凝固呈“豆腐脑”状。按豆乳含量由低到高逐步驯化培养使其发酵能力达到最大且稳定。待其驯化好后按 1:1 的比例接种混合培养,制成混合菌发酵剂,为后续实验用 7。1.6豆乳的制备1.6.1四棱豆的浸泡称取 0.5、1、1.5g 碳酸氢钠用适量水溶解后,分别在1L 的容量瓶中定容,配成质量分数0.05%、0.1%、0.15%的碳酸氢钠溶液,挑选无霉变、虫蛀的四棱豆粒,然后称取适量四棱
12、豆用 0.05%、0.1%、0.15%等 3种不同质量分数的碳酸氢钠溶液进行浸泡(浸泡液体积为四棱豆质量的 23 倍),以不加碱液者为对照,浸泡时间均为 10、12、14h 等 3 个不同的时间段,各设 3 个重复处理8,观察不同碱液及浸泡时间对四棱豆脱皮效果,确定四棱豆的最佳浸泡脱皮工艺。1.6.2四棱豆的脱皮浸泡后的四棱豆用手搓法脱皮,使四棱豆外皮脱除。1.6.3四棱豆的脱腥四棱豆的脱腥主要采取热烫脱腥法9。将脱皮后的四棱豆粒分别采用“热水处理法”、“酸处理法”、“碱处理法”3 种方法脱腥。(a)热水处理法:将浸泡好的四棱豆预先在8590的热水中浸泡510min,然后热水法磨浆;(b)酸处
13、理法:磨浆前将四棱豆置于 pH 值为 3.04.5 的柠檬酸溶液中浸泡,然后利用热水磨浆;(c)碱处理法:磨浆前将四棱豆置于pH 值为 8.09.0 的碳酸氢钠溶液中,然后配合使用热水磨浆。磨浆时加入适量 8590的热水进行磨制,重复磨浆一次,以提高细度,利于蛋白质溶出,再将磨出的豆浆过滤,滤出豆渣后将豆浆再煮沸,以达到钝化脂肪氧化酶的作用,进一步消除四棱豆中的豆腥气味。1.6.4豆水比的确定将四棱豆与水按1:8、1:10、1:12、1:14(g/mL)不同比例混合,磨浆杀菌后,接入菌种发酵,测定其 p H值,通过 pH 值与感官确定豆与水的最适比例10。1.6.5加糖量的确定在备好的豆浆中分
14、别添加 4%、6%、8%、10%、12%(m/m)5 种不同量的蔗糖,杀菌后,接入4%(V/V)的菌剂进行发酵,经感官评定确定蔗糖的最佳添加量11。1.6.6豆乳的调配将磨制好的豆浆分别加入为 0%、5%、1 0%、15%、20%(V/V)5 种不同量的牛乳,再向每组豆乳、牛乳的混合料中加入 8%的蔗糖,杀菌后,接入 4%(V/V)的菌种进行发酵。再通过发酵后的感官评价确定发酵豆乳中的牛乳添加量12。467技术应用食品科学2010,Vol.31,No.181.6.7豆乳的均质将调配好的豆乳分别预热至 75、80、85、90 4种不同的料温,再在 20MPa 条件下进行均质13。1.6.8豆乳的
15、灭菌将调配好的豆乳采用适当的方法灭菌。本实验采用两种灭菌方法:(a)121灭菌 10min;(b)85灭菌20min14。1.7豆乳的发酵1.7.1乳酸菌剂接种量将驯化扩大活化好的乳酸菌剂按 1%、2%、3%、4%(V/V)4 种不同的接种量接种于灭菌好的豆乳中,均各设置 3 个平行处理,以其发酵凝乳后的产品的感官评价来确定最适的接种量15。1.7.2豆乳的发酵温度将接种后的豆乳置于 38、39、40、42、43 5种温度下进行发酵3.5h,以其发酵凝乳后的产品的感官评价来确定最适的发酵温度16。1.7.3豆乳的发酵时间的试验将接种后的豆乳在 42条件下发酵5.5、4.5、3.5、2.5h,以
16、其发酵凝乳后的产品的感官评价为指标来确定最适的发酵时间17。1.7.4后熟将发酵好的豆乳置于 4冰箱中保存,在冷藏期间,酸度会有所上升,同时风味成分含量增加,此为后发酵,又叫后熟,时间不少于 6h。1.8四棱豆发酵饮料的最佳配比豆乳中牛乳的含量、蔗糖的添加量、四棱豆与水的比例和菌种的接种量直接影响到产品的口感、气味、色泽等指标,为此根据上述试验结果进行四因素三水平的正交试验18。产品的感官评价方法见表 1。得分凝乳状态色泽香味口感2520凝乳好色泽好香味好口感细腻、爽口2015凝乳一般色泽较深香味较淡口感一般1510凝乳差色泽深香味淡、无口感粗糙表1 感官评价标准Table 1 Standar
17、d of sensory evaluation1.9理化指标的测定方法固形物含量采用重量法测定;蛋白质含量采用凯氏定氮法测定;脂肪含量采用索氏提取法测定;酸度的测定方法采用梯涅尔测定法19。1.10微生物质量的测定方法乳酸菌数、大肠菌群、致病菌按GB/T 4789 2003食品卫生微生物学检验标准相关部分进行测定5。2结果与分析2.1乳酸菌种驯化结果采用豆乳含量由低到高进行发酵以逐步驯化达到菌种发酵能力达到最大且稳定目的。试验结果见表 2。注:“+、”表示凝乳效果的评价,+越多表示凝乳越好,越多表示凝乳越差,有乳清释出。比例1:92:84:66:48:29:1凝乳效果+表2 乳酸菌种驯化试验结
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