小球藻發(fā)酵飲料加工工藝*

龐庭才，胡上英，林美芳，羅美枝

1(欽州學(xué)院海洋學(xué)院，廣西 欽州，535099)

2(欽州學(xué)院物理與電子工程學(xué)院，廣西欽州，535099)

小球藻屬于綠藻門小球藻科，細胞呈球形或橢圓形的單細胞綠藻［1］。小球藻營養(yǎng)成分豐富，其含有的蛋白質(zhì)、脂類、多糖、維生素等成分均具有增強免疫力、抗腫瘤、抗輻射、降血壓、降血脂等保健和藥理作用［2-8］。

目前國內(nèi)藻類保健食品主要以藻片、藻粉為主，存在著難服用、腥味重、消化吸收率低等缺點，廣大消費者更習(xí)慣于把它當(dāng)成藥品。本文以小球藻粉為原料，采用自然發(fā)酵的方法通過制備小球藻發(fā)酵液，經(jīng)調(diào)配制備出風(fēng)味清新的小球藻發(fā)酵飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小球藻粉，福清市新大澤螺旋藻有限公司;酵母粉，安琪酵母股份有限公司;白糖，湛江市金豐糖業(yè)有限公司;蜂蜜，北京百花蜂蜜有限公司;食品級檸檬酸，濰坊英軒實業(yè)有限公司。

EL204分析天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;EL20酸度計，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇科析儀器有限公司;H-1850臺式離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司;MH-250恒溫振蕩培養(yǎng)箱，北京科偉永興儀器有限公司。

1.2 工藝流程

小球藻粉(已破壁)→預(yù)處理→發(fā)酵→離心→調(diào)配→灌裝→殺菌→檢驗→成品

1.3 操作要點

1.3.1 預(yù)處理

稱量小球藻粉100 g，按料水比為1∶20(g∶mL)，攪拌均勻，置于60℃熱水中水浴1 h，并不斷攪拌。

1.3.2 脫腥

采用活性炭吸附法、酶解法、掩蓋法、酵母發(fā)酵法對小球藻提取液進行脫腥，選擇脫腥效果最好的方法。

1.3.2.1 活性炭吸附法

取100 mL小球藻提取液，添加0.2%活性炭并攪拌加熱至60℃或不加熱但攪拌40 min，過濾，對其進行脫腥效果評價。

1.3.2.2 酶解法

取100 mL小球藻提取液，調(diào)節(jié)pH至5.6左右，添加2.5 g木瓜蛋白酶，在40℃水浴中保持2 h后，加熱至90℃，保持2～3 min，離心，對其進行脫腥效果評價。

1.3.2.3 掩蓋法

取100 mL小球藻提取液，添加8%白砂糖、1%薄荷香精、0.2%檸檬酸，1.5%NaCl，攪拌后過濾，對其進行脫腥效果評價。

1.3.2.4 酵母發(fā)酵法

(1)取100 mL制備好的5%小球藻提取液，添加6 g甜酒酵母、8 g白糖，在28℃下發(fā)酵9 h，離心殺菌后，對其進行脫腥效果評價。

(2)取100 mL制備好的5%小球藻提取液，添加6 g乳酸菌、8 g白糖，在28℃下發(fā)酵9 h，離心殺菌后，對其進行脫腥效果評價。

1.3.3 離心

將脫腥后小球藻提取液以5 000 r/min離心10 min，即可獲得澄清的黃綠色的小球藻提取液。

1.3.4 發(fā)酵脫腥單因素試驗

1.3.4.1 時間對發(fā)酵脫腥效果的影響

取100 mL小球藻提取液，加入8 g白糖，攪拌均勻，滅菌冷卻后，接種6 g甜酒，于28℃分別發(fā)酵7、8、9、10、11 h。

1.3.4.2 酵母菌接種量對發(fā)酵脫腥效果的影響

取100 mL小球藻提取液，加入8 g白糖，攪拌均勻，滅菌冷卻后，分別加入 2、3、4、5、6 g 甜酒酵母，于28℃分別發(fā)酵9 h。

1.3.4.3 加糖量對發(fā)酵脫腥效果的影響

取100 mL 小球藻提取液，分別加入5、6、7、8、9 g白糖，攪拌均勻，滅菌冷卻后，各接種6 g甜酒酵母，于28℃分別發(fā)酵9 h。

1.3.4.4 溫度對發(fā)酵脫腥效果的影響

取100 mL小球藻提取液，加入8 g白糖，攪拌均勻，滅菌冷卻后，接種6 g甜酒酵母，分別于22、25、28、31、34 ℃發(fā)酵 9 h。

1.3.5 發(fā)酵脫腥正交試驗與感官評價標(biāo)準(zhǔn)

在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇加糖量、發(fā)酵時間、酵母菌接種量、發(fā)酵溫度作為考察因素，進行L9(34)正交試驗(見表1)，選擇30人根據(jù)感官評價標(biāo)準(zhǔn)(見表2)對樣品進行評分，以確定脫腥條件。

表1 發(fā)酵脫腥正交試驗水平表Table 1 Fermentation deodorization orthogonal factor level table

表2 發(fā)酵液感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Fermented liquid sensory evaluate standard

1.3.6 飲料調(diào)配正交試驗與感官評價標(biāo)準(zhǔn)

在前人研究藻類飲料的基礎(chǔ)上［9-10］，選擇飲料調(diào)配輔料為白糖、蜂蜜、檸檬酸，因此以白糖(A)、蜂蜜(B)、檸檬酸(C)、小球藻發(fā)酵液(D)為考察因素，設(shè)計L9(34)正交試驗(見表3)，選擇30人根據(jù)感官評價標(biāo)準(zhǔn)(見表4)對樣品評分，以確定飲料配方。

表3 飲料配方正交試驗水平表Table 3 Beverage formula orthogonal factor level table

表4 飲料配方感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Beverage formula sensory evaluate standard

1.3.7 灌裝與殺菌

利用灌裝設(shè)備將調(diào)配好的小球藻發(fā)酵液裝瓶(100 mL/瓶)，置于90℃滅菌15 min，冷卻即可。

1.3.8 檢測

將制備好的小球藻發(fā)酵飲料，按國家檢測標(biāo)準(zhǔn)［10-18］測定其微生物指標(biāo)和理化指標(biāo)(見表5)。

表5 小球藻發(fā)酵飲料檢測指標(biāo)Table 5 Chlorella fermented beverage measurements

2 結(jié)果與分析

2.1 脫腥試驗

從小球藻提取液的氣味、顏色、味道3個方面進行脫腥效果評價。從表6中可以看出，用發(fā)酵法(甜酒酵母)，既能脫除海藻特有的腥味，還能保持良好的口感及清新的顏色，是較佳的脫腥方法。

表6 脫腥實驗結(jié)果Table 6 Deodorization text results

2.2 發(fā)酵脫腥單因素試驗

2.2.1 發(fā)酵時間對脫腥效果的影響

從圖1可以看出，當(dāng)發(fā)酵時間為9 h時，飲料的感官評價最好，當(dāng)發(fā)酵時間低于或大于9 h，小球藻飲料的感官評分較低，可能是發(fā)酵時間低于9 h，小球藻腥味未能除盡，而影響飲料的滋味;發(fā)酵時間長于9 h，發(fā)酵過度，酒精味或其他異味影響飲料的滋味，因此最佳發(fā)酵時間為9 h。

圖1 發(fā)酵時間對脫腥效果的影響Fig.1 The influence of fermentation time on the deodorization effect

2.2.2 酵母菌接種量對脫腥效果的影響

從圖2可以看出，當(dāng)酵母菌接種量為3 g時，飲料的感官評價最好。當(dāng)接種量低于或大于3 g時，小球藻飲料的感官評分較低，可能是，當(dāng)接種量低于3 g時，菌種量少，發(fā)酵不充分，藻腥味未能完全去除;接種量大于3 g時，發(fā)酵過度，酒精味或其他異味則影響小球藻提取液風(fēng)味與口感，因此最佳的酵母菌接種量為3 g。

2.2.3 糖量對脫腥效果的影響

從圖3可以看出，當(dāng)加糖量為8 g時，小球藻提取液的感官評價最好，當(dāng)加糖量低于或高于8 g時，感官評價得分都比較低。糖量多高或過低，均不利于酵母菌的生長，導(dǎo)致發(fā)酵過度或不充分，腥味未能除盡，進而影響了小球藻提取液的風(fēng)味與口感。因此選擇最佳的加糖量為8 g。

圖2 酵母菌接種量對脫腥效果的影響Fig.2 The influence of yeast inoculation quantity on the deodorization effect

圖3 糖量對脫腥效果的影響Fig.3 The influence of sugar quantity on the deodorization effect

2.2.4 溫度對脫腥效果的影響

從圖4可以看出，在一定范圍內(nèi)，隨著發(fā)酵溫度的的升高，脫腥效果也增加，當(dāng)溫度高于28℃時，脫腥效果明顯下降。發(fā)酵溫度在28℃之前，酵母菌活性逐漸增強，發(fā)酵產(chǎn)生的中間代謝產(chǎn)物，在一定程度上掩蓋了藻腥味;溫度高于28℃之后，酵母菌生長速度過快，發(fā)酵產(chǎn)生大量酒精及代謝產(chǎn)物，使小球藻提取液酒精味過重或產(chǎn)生異味，進而影響飲料的品質(zhì)。因此選擇最佳的發(fā)酵溫度為28℃。

圖4 溫度對脫腥效果的影響Fig.4 The influence of temperature on the deodorization effect

2.3 發(fā)酵脫腥正交試驗

在上述各單因素研究的基礎(chǔ)上，對糖量(A)、時間(B)、接種量(C)、溫度(D)4因素設(shè)計L9正交優(yōu)化工藝條件，實驗結(jié)果見表7。

表7 發(fā)酵脫腥正交試驗結(jié)果Table 7 Fermentation deodorization orthogonal text results

從表7直觀分析數(shù)據(jù)可知:由以上4個因素影響飲料的發(fā)酵脫腥效果因素主次順序為:溫度(D)＞發(fā)酵時間(B)＞接種量(C)＞加糖量(A)，溫度和發(fā)酵時間對小球藻提取液的脫腥效果影響較大。發(fā)酵脫腥的最佳工藝參數(shù)組合為A2B1C2D3，即糖量6 g、發(fā)酵時間9 h、酵母接種量3 g、溫度28℃。

2.4 飲料調(diào)配正交試驗

在前人研究的藻類飲料研究的基礎(chǔ)上，對飲料的糖量(A)、蜂蜜(B)、檸檬酸(C)、發(fā)酵液量(D)4因素設(shè)計L9正交優(yōu)化工藝條件，實驗結(jié)果見表8。

表8 飲料配方正交試驗結(jié)果Table 8 Beverage formula orthogonal text results

從表8直觀分析數(shù)據(jù)可知:由以上4個因素影響小球藻發(fā)酵飲料感官評定得分的因素主次順序為:蜂蜜(B)＞發(fā)酵液量(D)＞糖量(A)＞檸檬酸(C)。蜂蜜和發(fā)酵液量對飲料的得分影響較大。飲料調(diào)配的最佳工藝參數(shù)組合為A2B1C2D3，即得出100 mL的小球藻發(fā)酵飲料的最佳配方為:白糖2 g、蜂蜜1 g、檸檬酸0.2 g、發(fā)酵液量80 mL。

2.5 檢測

2.5.1 微生物指標(biāo)

小球藻發(fā)酵飲料做生物指標(biāo)檢測結(jié)果見表9。

表9 微生物指標(biāo)Table 9 Microbiology indicators

從表9可以看出，所制備好的小球藻發(fā)酵飲料符合食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)微生物學(xué)檢驗的要求。

2.5.2 理化指標(biāo)

小球藻發(fā)酵飲料理化指標(biāo)檢測結(jié)果見表10。

表10 理化指標(biāo)Table 10 Physical and chemical indicators

從表10可以看出，小球藻發(fā)酵飲料富含蛋白質(zhì)和氨基酸，營養(yǎng)元素豐富，可作為一種優(yōu)良的保健飲品。

3 結(jié)論

本文通過采用發(fā)酵脫腥的方法，對小球藻提取液進行脫腥，在單因素試驗的基礎(chǔ)上進行一系列正交試驗，得出最佳的發(fā)酵脫腥工藝，并在前人研究的基礎(chǔ)上，進行小球藻發(fā)酵飲料配方調(diào)配的正交試驗，從而得出最佳調(diào)配配方。結(jié)果表明，影響飲料發(fā)酵條件因素的最佳發(fā)酵脫腥的工藝參數(shù)為糖量6%、時間9 h、接種量3 g、溫度28℃。飲料調(diào)配的最佳工藝參數(shù)為糖量2 g、蜂蜜1 g、檸檬酸0.2 g、發(fā)酵液80 mL。本方法研制的小球藻發(fā)酵飲料顏色為清澈的黃綠色，無藻腥味，不僅營養(yǎng)豐富，還具有良好的風(fēng)味口感，是一種老少皆宜的保健飲品。

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