番茄蘋(píng)果復(fù)合汁乳酸菌發(fā)酵飲料的研制*

常 野，田 樂(lè)，馬 玉，陳 婷，王繼華

(哈爾濱師范大學(xué))

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番茄蘋(píng)果復(fù)合汁乳酸菌發(fā)酵飲料的研制*

常 野，田 樂(lè)，馬 玉，陳 婷，王繼華**

(哈爾濱師范大學(xué))

以番茄和蘋(píng)果為原材料，制備復(fù)合果蔬汁，添加保加利亞乳桿菌Lactobacillusbulgaricus與嗜熱鏈球菌Streptococcusthermophilus(比例為1∶1)進(jìn)行發(fā)酵，開(kāi)發(fā)研制番茄蘋(píng)果復(fù)合汁乳酸菌發(fā)酵飲料.通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定番茄蘋(píng)果復(fù)合汁乳酸菌發(fā)酵飲料的最佳發(fā)酵工藝條件為：番茄汁與蘋(píng)果汁的混合比例為2∶1，脫脂乳添加量為14%，乳酸菌接種量為7%，發(fā)酵溫度為43℃，發(fā)酵時(shí)間為18 h.

番茄；蘋(píng)果；乳酸菌；發(fā)酵

0 引言

番茄是一種常見(jiàn)于人們餐桌上的蔬菜，口味酸甜，廣受人們的歡迎.番茄有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，它含有豐富的纖維素、有機(jī)酸、果膠質(zhì)、蛋白質(zhì)以及多種維生素，具有生津止渴，強(qiáng)健脾胃，幫助消化，清熱利尿，降低血壓等功效[1].特別是成熟果實(shí)中所含有的番茄紅素，是一種天然的超級(jí)抗氧化劑.據(jù)相關(guān)的研究結(jié)果表明，通過(guò)在飲食中適量增加番茄或者番茄制品的攝入量，讓血清中的番茄紅素含量水平升高，可以降低患癌的風(fēng)險(xiǎn)，并且對(duì)心血管疾病的預(yù)防也能起到很好的作用[2-3].

蘋(píng)果，是薔薇科蘋(píng)果屬的植物，廣泛分布于北半球的溫帶地區(qū)，其果實(shí)又叫平安果、智慧果，是一種常見(jiàn)的水果.蘋(píng)果一直以來(lái)就深受人們的喜愛(ài)，其果實(shí)不僅汁多、香甜、脆嫩、儲(chǔ)藏時(shí)間長(zhǎng)，還含有人體必需的各類(lèi)氨基酸、維生素，以及鉀、磷、鐵等元素.長(zhǎng)期食用蘋(píng)果能促進(jìn)睡眠，增強(qiáng)記憶力，改善體形，蘋(píng)果中的多酚、三萜、果膠等有機(jī)物質(zhì)，具有降低血壓和抗腫瘤等作用[4].在中國(guó)，蘋(píng)果的栽培歷史很長(zhǎng)，同時(shí)我國(guó)也是蘋(píng)果的生產(chǎn)大國(guó).每年我國(guó)的蘋(píng)果產(chǎn)量超過(guò)世界總產(chǎn)量的三分之一[5].因此，對(duì)我國(guó)的蘋(píng)果資源進(jìn)行多方面的開(kāi)發(fā)利用，具有重大的意義.通過(guò)對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行加工，研發(fā)新型的功能性食品和飲料，可以更好的拓展蘋(píng)果的產(chǎn)業(yè)，讓蘋(píng)果資源得到更好的利用.

乳酸菌是一大類(lèi)廣泛存在于自然界的原核生物.它們能對(duì)糖類(lèi)，例如葡萄糖和乳糖，進(jìn)行發(fā)酵，同時(shí)產(chǎn)生乳酸.乳酸菌在人體的腸道里也大量存在著，并且對(duì)人體的健康起著很好的維護(hù)作用.它們可以維持腸道中的菌群平衡，增強(qiáng)胃腸的蠕動(dòng)功能，合成營(yíng)養(yǎng)素，從而幫助消化.此外，它們還具有抑制腐敗菌生長(zhǎng)，促進(jìn)鈣磷等元素的吸收，消除致癌因子，提高機(jī)體免疫力，減緩衰老，降低人體膽固醇等作用[6].

發(fā)酵食品伴隨著人類(lèi)的歷史，已經(jīng)存在了很長(zhǎng)的時(shí)間，它們有著獨(dú)特的味道和豐富的營(yíng)養(yǎng)，一直以來(lái)，就被人們所喜愛(ài).而隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越重視健康，各種各樣的發(fā)酵食品也有了更廣闊的市場(chǎng)前景.這也使得食品研發(fā)人員不斷嘗試研發(fā)新型的發(fā)酵食品.乳酸菌被用于生產(chǎn)很多發(fā)酵食品，在生產(chǎn)發(fā)酵食品的過(guò)程中，它發(fā)揮著十分重要的生物化學(xué)機(jī)理.例如，發(fā)酵劑中含有的乳酸菌，能通過(guò)相關(guān)酶的作用，讓經(jīng)過(guò)發(fā)酵作用生產(chǎn)的食品具有特別的風(fēng)味[7].在發(fā)酵的過(guò)程中，乳酸菌產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)還能抑制其他的一些雜菌的生長(zhǎng)，起到延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的作用.乳酸菌發(fā)酵食品的開(kāi)發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)也是很多國(guó)家食品產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)，在我國(guó)，一些傳統(tǒng)的發(fā)酵食品，例如白酒、調(diào)味品等在食品生產(chǎn)工業(yè)中就占有重要的地位[8].

該實(shí)驗(yàn)選用營(yíng)養(yǎng)豐富的番茄和蘋(píng)果，通過(guò)乳酸菌發(fā)酵技術(shù)對(duì)其發(fā)酵加工，研制一種新型發(fā)酵飲料，使其不僅具有番茄和蘋(píng)果的營(yíng)養(yǎng)成分，而且還擁有發(fā)酵食品的獨(dú)特風(fēng)味.通過(guò)研究發(fā)酵飲料的制作工藝，為其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)，同時(shí)，也能為果蔬資源的開(kāi)發(fā)利用提供一條新的思路，具有廣闊的發(fā)展前景.

1 材料與方法

1.1 材料和菌種

材料：番茄、蘋(píng)果.

菌種：保加利亞乳桿菌Lactobacillusbulgaricus、嗜熱鏈球菌Streptococcusthermophilus.

1.2 試劑和培養(yǎng)基

試劑：脫脂乳、檸檬酸鈉、海藻酸鈉、蔗糖.

脫脂乳培養(yǎng)基(NFM)：將脫脂乳粉和水按照1∶10的比例混合調(diào)制而成.

1.3 儀器與設(shè)備

CJ-2D型超凈工作臺(tái)：泰斯特儀器有限公司；LDZX-75KBS型高壓滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；HHS-4S型恒溫水浴鍋：宜昌儀器紗篩廠；FA1104型電子天平：上海天平儀器廠；TGL20M型高速冷凍離心機(jī)：凱特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司等.

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 工藝流程

該研究以番茄和蘋(píng)果為原材料，以保加利亞乳桿菌Lactobacillusbulgaricus及嗜熱鏈球菌Streptococcusthermophilus為發(fā)酵劑制備發(fā)酵飲料.制備的工藝流程如下：

番茄、蘋(píng)果→挑選、洗凈→榨汁→過(guò)濾→滅菌處理→冷卻底液→接種(活化、馴化后的乳酸菌)→對(duì)底液進(jìn)行發(fā)酵→離心處理→調(diào)配(加入穩(wěn)定劑和調(diào)味劑)→成品.

1.4.2 乳酸菌種的活化與馴化培養(yǎng)

由于將保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌接種在一起生長(zhǎng)的時(shí)侯，兩種菌具有相互促進(jìn)生長(zhǎng)的作用[9].因此，在實(shí)驗(yàn)中使用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌兩種菌的混合菌劑來(lái)發(fā)酵.將嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌按照1∶1的比例混合，將乳酸菌接種到脫脂乳培養(yǎng)基上，放入培養(yǎng)箱中在37 ℃下培養(yǎng)8 h，使其活化.將番茄汁與蘋(píng)果汁按照1∶1的比例混合在一起，制成番茄蘋(píng)果復(fù)合汁.然后將活化后的菌種接種到番茄蘋(píng)果復(fù)合汁與牛奶比例為6∶4的混合液中，在37 ℃下培養(yǎng)，等待菌種生長(zhǎng)狀態(tài)較好后，將培養(yǎng)后的菌種接種到番茄蘋(píng)果復(fù)合汁與牛奶比例為8∶2的混合液中，在37℃下培養(yǎng)，使其達(dá)到理想的產(chǎn)酸速度.

1.4.3 番茄汁和蘋(píng)果汁的制備

材料的選擇：選擇成熟、無(wú)霉?fàn)€的新鮮番茄和果實(shí)大、新鮮的紅富士蘋(píng)果作為制備番茄汁和蘋(píng)果汁的原材料.

番茄汁的制備：將挑選好的新鮮番茄清洗干凈后切成小塊，然后進(jìn)行榨汁.使用四層紗布過(guò)濾后對(duì)其進(jìn)行滅菌處理，備用.

蘋(píng)果汁的制備：將挑選好的新鮮蘋(píng)果清洗干凈后切成小塊，然后進(jìn)行榨汁.同樣使用紗布進(jìn)行過(guò)濾后對(duì)其進(jìn)行滅菌處理，備用.

1.4.4 番茄和蘋(píng)果復(fù)合汁的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)

將制備好的番茄汁和蘋(píng)果汁混合在一起，制成復(fù)合汁，然后在復(fù)合汁中再加入牛乳，作為發(fā)酵底液.將馴化后的乳酸菌菌種接種到發(fā)酵底液上，在恒溫下進(jìn)行發(fā)酵，制備發(fā)酵飲料.依據(jù)正交表L16(45)，安排正交實(shí)驗(yàn)，測(cè)量各組發(fā)酵液pH大小，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析，通過(guò)分析結(jié)果，得出底物原料的調(diào)配方案和最佳發(fā)酵條件.正交實(shí)驗(yàn)的各個(gè)實(shí)驗(yàn)因素和水平見(jiàn)表1.在發(fā)酵完成之后，使用離心機(jī)對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行離心處理(10000 r/min)15 min，去除發(fā)酵液的雜質(zhì).

表1 發(fā)酵條件正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

1.4.5 發(fā)酵液的調(diào)味實(shí)驗(yàn)

發(fā)酵液離心之后，加入蔗糖、檸檬酸鈉和海藻酸鈉，提高飲料的味道和穩(wěn)定性.番茄蘋(píng)果復(fù)合汁發(fā)酵飲料的調(diào)配方案通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行確定.使用L9(34)正交表，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，并對(duì)調(diào)配之后的各個(gè)水平的樣品進(jìn)行感官評(píng)分[10]，評(píng)分的項(xiàng)目包括：香味(40分)，組織狀態(tài)(30分)，色澤(30分)，總分為100分.之后對(duì)調(diào)配實(shí)驗(yàn)感官評(píng)分的結(jié)果進(jìn)行極差分析.通過(guò)數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)因素對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)分影響力的大小，進(jìn)而確定最佳調(diào)配方法.調(diào)味實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)因素和水平見(jiàn)表2.

表2 番茄蘋(píng)果復(fù)合汁發(fā)酵飲料調(diào)味實(shí)驗(yàn)因素水平表

1.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析

采用正交設(shè)計(jì)助手Ⅱv3.1統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)實(shí)驗(yàn)后所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析處理.

2 結(jié)果與分析

2.1 番茄蘋(píng)果復(fù)合汁的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3為發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由表3可得，在16個(gè)水平的樣品中，4號(hào)樣品的pH最低.通過(guò)對(duì)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析，可知各個(gè)實(shí)驗(yàn)因素對(duì)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響大小是：B>D>A>E>C，因此，可看出脫脂乳的添加量對(duì)發(fā)酵結(jié)果的影響最大，其次為發(fā)酵溫度，番茄汁、蘋(píng)果汁的比例，發(fā)酵時(shí)間和接種量.根據(jù)數(shù)據(jù)分析，最后確定的發(fā)酵最佳條件是：番茄汁∶蘋(píng)果汁=2∶1，脫脂乳添加量14%，接種量7%，發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時(shí)間18 h.

2.2 發(fā)酵液的調(diào)味實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表4可得，在調(diào)味實(shí)驗(yàn)的9個(gè)樣品中，感官評(píng)分的分?jǐn)?shù)最高的樣品是8號(hào).通過(guò)對(duì)調(diào)味實(shí)驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行極差分析，可知，各個(gè)實(shí)驗(yàn)因素對(duì)調(diào)味后的發(fā)酵液感官評(píng)分的結(jié)果的影響力的大小是：H>F>G，即對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響最大是海藻酸鈉的添加量，其次為蔗糖的添加量，再次是檸檬酸鈉的添加量，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可確定出各個(gè)實(shí)驗(yàn)因素的最佳添加量為：蔗糖添加量6%，檸檬酸鈉添加量0.06%，海藻酸鈉添加量0.05%.

表3 番茄蘋(píng)果復(fù)合汁飲料發(fā)酵的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 番茄蘋(píng)果復(fù)合汁發(fā)酵飲料調(diào)味實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3 飲料的色澤、香味和狀態(tài)

經(jīng)發(fā)酵、離心、調(diào)配后的番茄蘋(píng)果復(fù)合汁乳酸菌發(fā)酵飲料呈淺黃色透明狀，色澤均勻，無(wú)分層沉淀，不僅有番茄和蘋(píng)果特有的香味，還具有乳酸菌發(fā)酵飲料所獨(dú)有的乳酸味.

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該研究開(kāi)發(fā)的番茄蘋(píng)果復(fù)合汁乳酸菌發(fā)酵飲料的原料配比例以及發(fā)酵的最佳條件為：番茄汁和蘋(píng)果汁的混合比例為 2∶1，脫脂乳添加量為14%，乳酸菌接種量為7%，發(fā)酵溫度為43℃，發(fā)酵時(shí)間為18 h.

通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定出的調(diào)味劑和穩(wěn)定劑的最佳添加量為：蔗糖添加量6%，檸檬酸鈉添加量0.06%，海藻酸鈉添加量0.05%.

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(責(zé)任編輯：李家云)

Preparation of Lactobacillus Fermented Beverage From Tomato-Apple Juice

Chang Ye, Tian Le, Ma Yu, Chen Ting,Wang Jihua

(Harbin Normal University)

The compound fruit and vegetable juice is prepared by using tomato and apple as the primary ingredient, and adding the same amount of Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophiles to ferment. This is the way to make the lactic acid bacteria fermented beverage from the compound juice of tomato and apple. According to the orthogonal experiment, the result shows that the best ferment conditions are: the ratio of tomato juice to apple juice is 2∶1; the percentage of skim milk in the zymotic fluid is 14%; the inoculum size of lactobacillus is 7%; the fermentation temperature is 43℃; the fermentation time is 18 h.

Tomato; Apple; Lactobacillus; Fermentation

2015-09-02

*哈爾濱師范大學(xué)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新基金項(xiàng)目(第七屆)

Q81

A

1000-5617(2016)03-0093-04

**通訊作者：wangjihua333@hotmail.com