姜汁、果蔬汁复合活菌型乳酸菌饮料的工艺研究

文 / 李 岩 东北农业大学食品学院 黑龙江龙丹乳业科技股份有限公司于敏艳 黑龙江龙丹乳业科技股份有限公司

生姜俗名黄姜，味辛、微温，营养丰富，其成分主要包括挥发油和辛辣成分。此外，生姜还含有氨基酸、淀粉、糖、维生素、植物杀菌素和树脂状物质[1]。生姜是常用的中药，中医认为生姜具有解表散寒、温和止呕、保肝利胆、抗炎消肿止痛、止咳化痰的作用。现代科学研究发现了生姜的更多作用，如抗衰老、解毒、防晕、抗肿瘤和调节免疫功能等。

由于生姜的辣味不易被人接受，因此可以加入其它果蔬，中和其味道。同时可以根据不同原料营养特征的优劣，形成互补而平衡的营养。根据果蔬间的相容性，本研究选用番茄、胡萝卜、苹果3 种果蔬与生姜进行复合。苹果营养丰富，含有多种维生素和酸类物质。与番茄相比，胡萝卜含有更多的维生素A的前体——胡萝卜素，而番茄中维生素C的含量较高。这3 种果蔬复合，可使维生素A和维生素C同时得到满足。

目前，酸乳饮料市场以调味型灭菌产品为主，以养乐多为代表的活菌型乳酸菌饮料产品较少。因此，本研究以低温长时间发酵酸乳为基料，通过添加果蔬汁、糖等辅料，经过调配等工艺操作，开发了一种活菌数大于100 亿CFU/100 mL的产品——姜汁、果蔬汁复合活菌型乳酸菌饮料，旨在丰富活菌型酸乳饮料市场，并为生产实践提供参考。

图1 工艺流程

1 仪器和材料

1.1 材料

优质生姜，番茄，胡萝卜，苹果（均为市售）；无抗脱脂乳粉（龙丹乳业提供）；低聚果糖（山东保龄宝公司提供）；干酪乳杆菌（科汉森公司提供）；果胶，黄原胶（丹尼斯克公司提供）；白砂糖（食品级）。

1.2 仪器

JFSD型台式磨浆机，IN602型低温恒温培养箱，D120型电动搅拌器，GYB60-65型高压均质机，D-37520型离心分离机，LDZX-40B型自动立式电热压力蒸汽灭菌器，AUY120型分析天平，ANTI-MOULD型电子显微镜，AIRTECH系列标准型超净工作台等。

2 试验方法

2.1 试验设计

将无抗脱脂乳粉与去离子水按1:8比例冲调成还原乳，50 ℃条件下水合30 min，再加入果葡糖浆搅拌均匀，杀菌冷却，接种发酵制成酸奶。再把酸奶、姜汁、果蔬汁和白砂糖按不同比例（正交试验）调配成蛋白质1.2%的乳酸菌饮料，确定最佳配方。最后进行稳定性试验，确定最佳稳定剂用量。

2.2 工艺流程

工艺流程如图1 所示。

2.3 操作要点

2.3.1 姜汁、果蔬汁的制备

[2～3]的方法，并作一定修改。

（1）生姜制汁

选用新鲜肥厚，无烂伤，香味浓的生姜，洗净去皮，切成厚度为2～3 mm的片。按料∶液=1∶1打浆。用120 目筛过滤2 次。在90 ℃下杀菌10 min，然后冷却到45 ℃。加入0.01%的柠檬酸，静置24 h，取上层清液。

（2）番茄制汁

取适度成熟的，无腐烂及虫害的番茄，洗净。在90～95 ℃下烫漂2 min。热烫既可以杀菌又能软化果肉组织，并且可以抑制脂肪氧化酶、聚半乳糖醛酸酶的活性，也能抑制青叶臭的发生。热烫后将番茄切成5 mm厚的条状。按料∶液=1∶1打浆。用100 目尼龙滤袋过滤2次。在110 ℃下高温灭菌40～60 s，立即分段冷却到室温[4，5]。

（3）苹果制汁

取适度成熟的，无腐烂及虫害的苹果，洗净去皮，切成2 cm大小的块。将块状苹果放到0.1%食盐水中护色5 min。护色后放入90 ℃热水中处理2～6 min。加入抗坏血酸与柠檬酸按料∶液=1∶1打浆。用100 目尼龙滤袋过滤2 次。在80 ℃下灭菌20 min。

（4）胡萝卜制汁

取适度成熟的，无腐烂及虫害的胡萝卜，洗净。去皮采用浓度为2%～6%的NaOH溶液，在温度80～85 ℃下处理80 s左右后，用流水清洗至不滑手。切成3～4 mm厚的薄片，投入浓度为0.5%的柠檬酸溶液中，煮沸烫漂15～20 min。中和残留碱液，防止褐变，除去不良风味，捞出后迅速冷却洗净。按料∶液=1∶1打浆。用100 目尼龙滤袋过滤2 次。在80 ℃下灭菌20 min。

2.3.2 发酵乳的制备

将无抗脱脂乳粉与40～50 ℃的去离子水按1∶8比例搅拌水合30 min成复原乳。脱脂粉要求蛋白质含量大于35%，脂肪含量小于1%，脱脂粉添加量为14%。加入7%果葡糖浆搅拌均匀，补水。在95 ℃下灭菌100 min，目的在于杀菌的同时使料液中的糖发生美拉德反应，从而使料液发生颜色变化并生成特殊风味。将杀完菌的混合液冷却到37 ℃左右接种发酵。采用干酪乳杆菌进行接种，接种量为0.3%。然后在37 ℃条件下发酵72 h。发酵结束后在5 ℃保温12～24 h。

2.3.3 姜汁、果蔬汁混合调配

将处理好的姜汁、果蔬汁按一定比例混合，以感官得分确定姜汁、果蔬汁的添加比例。

2.3.4 调配

在无菌条件下，将调配好的复合姜汁果蔬汁与发酵乳按5∶4混合，加入一定量的白砂糖调整甜度，以感官得分确定复合生姜果蔬汁及白砂糖添加量。为了增加饮料稳定效果，选择果胶、黄原胶、羧甲基纤维素钠及其复合物进行稳定性试验，以分层率和感官评定选出最佳的稳定剂种类和用量。

2.3.5 均质、灌装

在无菌条件下，将调配好的混合液在20～25 MPa压力下连续均质2 次。然后用料液灌装机进行灌装，迅速密封。

表1 感官评分标准

2.4 产品质量测定

总糖用铁氰化钾法测定；pH值用酸度计直接测定；微生物用平板菌落计数法测定[6]。

2.5 分层沉淀率测定

取10 g样品放入离心管，3000 r/min离心15 min，倒出上层清液，称量沉淀质量，计算沉淀率。

A=g/G×100%

式中：A—沉淀率（%）；g—离心后沉淀质量（g）；G—样品的总质量（g）

2.6 感官评价方法

采用百分制评分法，根据本产品的感官特征制定出感官评价标准（表1）。请10 位饮用酸乳饮料有经验者对产品进行综合评分，取其平均值，即为最终成品饮料的感官评价分数。

3 结果与讨论

3.1 姜汁、果蔬汁的调配

姜汁、番茄汁、胡萝卜汁、苹果汁的配比对产品的最终质量和感官评价有着重要的影响。本产品主要突出生姜味道，因此先确定其它3 种果蔬汁的添加比例。首先通过感官评价选出2 种果蔬汁的最佳添加比例，再用选出的最佳比例与第3 种汁液通过感官评价做单因素试验。通过单因素试验对果蔬汁添加比例进行筛选后，与姜汁组成主次因素，选用L9（34）正交表进行正交试验设计。通过对气味、滋味、组织状态的感官评价进行果蔬汁比例的优化试验，确定最佳方案。姜汁、番茄汁、胡萝卜汁、苹果汁配比正交试验因素水平见表2，正交试验结果见表3。

分析正交表3可知：D因素（姜汁）是影响产品感官的最主要因素，B因素（番茄汁）次之，而A因素（苹果汁）再次之，C因素（胡萝卜汁）影响最小。姜汁、番茄汁、苹果汁、胡萝卜汁复合果蔬汁最佳的配比组合为A1B1C3D2，即苹果汁为24%，番茄汁为9%，胡萝卜汁为18%，姜汁为10%，其余部分为水。

表2 L9（34）设计正交试验的因子水平

表3 L9（34）正交试验及感官评分分析

表4 发酵乳（A）和复合果蔬汁（B）的调配

3.2 饮料的调配

3.2.1 发酵乳与复合果蔬汁的调配

本产品设计为蛋白质1.2%的乳酸菌饮料，根据蛋白质含量确定发酵乳添加量为250 g/kg。由表4可知，复合生姜果蔬汁添加量过多，姜辣味过重，影响风味；复合生姜果蔬汁添加量过少，没有姜辣味及果蔬味，影响饮料口感，故以5∶4的配比较为理想。

3.2.2 白砂糖添加量的确定

低温长时间发酵的酸乳一般酸度很低，通常pH值在4.0以下。而本试验酸乳发酵后pH值为3.6，因此本试验无需再进行酸度调整，只需通过添加白砂糖、果蔬汁调整饮料糖酸比及口感即可。由图2可知，白砂糖添加量为11%时产品口感最好。

图2 白砂糖添加量对饮料风味的影响

3.2.3 稳定剂选择和用量的确定

在生产发酵乳的过程中，乳酸菌大量繁殖代谢产生乳酸，使原料乳的pH值逐渐下降，当pH值达到4.6即酪蛋白等电点时，酪蛋白凝聚沉淀。酸乳饮料本身处于酸性环境的不稳定状态，易出现水析及沉淀，甚至水乳分层现象。因此，对稳定剂的稳定效果有很大的依赖性，要求稳定剂有很好的稳定作用[8]。选用果胶、黄原胶、CMC-Na分别进行单因素试验，发现稳定效果都不理想，离心时沉淀量都很大，考虑把3 种稳定剂复合进行试验。根据以往经验，选用2 个级别的稳定剂使用总量，分别为0.3%和0.4%，测试其稳定性。

由表5可知，当果胶∶黄原胶=2∶1时，产品有良好的外观和质地。但当稳定剂的添加量为0.4%时，饮料口感略显粘稠，爽口性较差，所以选用添加量为0.3%，即果胶用量为0.2%，黄原胶用量为0.1%。

表5 不同稳定剂对产品稳定性的影响

4 产品的质量指标

4.1 感官指标

色泽呈乳褐色，均匀无分层，口感细腻，微酸爽口，有姜辣味及淡淡的西红柿等复合果蔬汁味道，有干酪乳杆菌发酵的独特风味，无异味。

4.2 理化指标

蛋白质含量为1.2%，可溶性固形物含量为13.8%，总糖含量为11%，pH值为3.8～4.2。

4.3 微生物指标

乳酸菌数≥1×1010 CFU/100 mL，大肠杆菌≤3 CFU/100 mL，致病菌未检出。

5 结论

通过正交试验和感官评定，确定姜汁、果蔬汁复合活菌型乳酸菌饮料的最佳工艺为：首先将14%脱脂乳粉，7%果葡糖浆混合均匀，杀菌冷却接种，干酪乳杆菌的接种量为0.3%，发酵时间为72 h，发酵温度为37℃；然后将其他原料按如下添加量混合调配：发酵乳25%，姜汁10%，苹果汁24%，番茄汁9%，胡萝卜汁18%，选择加11%的白砂糖，0.2%的果胶和0.1%黄原胶对发酵后的饮料进行口感和风味的调配。

通过实验研制出呈乳褐色，酸甜适口，略有姜辣味和番茄等果蔬味道的活菌型乳酸菌饮料。■

参考文献

[1]Sharma I，Gusain D，Dixit V P.Hypolipidaemic and an tiathero sclerotic effects of zingier of ficinale in cholesterol fed rabbits.Phy to therapy Research，1996，10（6）：517-518.

[2]姜竹茂，夏玉静，贺红军. 姜汁酸奶饮料的研制. 中国乳品工业，2008，36（2）：16-20.

[3]区展红，张宏康. 苹果、胡萝卜、番茄复合果蔬汁的研制. 试验报告与理论研究，2010，13（13）：30-33.

[4]董全，章道明，林岱军，等. 芦荟、梨、黄瓜复合果蔬汁饮料的加工工艺. 饮料工业，2005，8（6）：25-28.

[5]岳昊博，关鹏，宋立峰，等. 胡萝卜、番茄复合果蔬汁加工工艺的研究. 饮料工业，2007，10（1）：24-26.

[6]牛天贵. 食品微生物学实验手册. 北京：中国农业大学出版社，2002.

[8]Tamime A，Robinson R. 酸乳科学与技术. 姜竹茂主译. 北京：中国农业出版社，2003.