紫甘薯乳酸菌饮料工艺技术研究

黄和升，王海平（江苏食品药品职业技术学院，江苏淮安223003）

紫甘薯乳酸菌饮料工艺技术研究

黄和升，王海平*
（江苏食品药品职业技术学院，江苏淮安223003）

摘要：以紫甘薯和鲜乳为主要原料，研制紫甘薯活性乳酸菌饮料。通过单因素试验和正交试验确定紫甘薯乳酸菌饮料的最佳工艺条件为：发酵时间6.5 h、柠檬酸的添加量0.4%、白砂糖添加量8%、紫甘薯添加量20%，所得产品质地均匀，口感细腻，酸甜可口，具有紫甘薯的香味和浓郁的乳酸菌发酵的奶香味，理化指标和微生物指标均符合国家标准GB 16321-2003《乳酸菌饮料卫生标准》。

关键词：紫甘薯；乳酸菌饮料；工艺

紫甘薯又称黑薯、紫肉甘薯。紫甘薯除富含蛋白质、淀粉、纤维素、多种氨基酸和矿物元素等普通红薯具有的基本营养成分之外[1-2]，其富含的花青素、多糖、硒和多酚类物质等功能性成分使其在预防糖尿病、改善肝功能、降血压、抗肿瘤、抗氧化等方面也起到一定保健功效[1-4]。

我国紫薯资源丰富，但深加工和利用率均比较低，目前紫薯开发主要有紫薯全粉生产[5]、紫薯休闲食品[5-6]、紫薯色素提取[3-4]、紫薯饮料[7-8]等。本试验以紫甘薯和鲜牛乳为主要原料研制紫甘薯乳酸菌饮料，利用正交试验优化发酵工艺，以此迎合消费者对乳酸菌饮料的口味及营养要求的需求，同时也为紫甘薯资源开发提供参考。

1　材料与方法

1.1材料与设备

1.1.1主要原辅料

紫甘薯、白砂糖、鲜奶、纯净水：市售；柠檬酸、稳定剂（琼脂+CMC-Na）为食品级；乳酸菌饮料发酵剂：润盈生物工程有限公司生产。

1.1.2主要仪器设备

电磁炉（SH2050型）：美的集团有限公司；高压灭菌锅（LDZX-40C）：上海实验仪器厂；高压均质机（SSY33-JZ-1）：北京中西远大科技有限公司；电热恒温箱（DNP-9082）：上海精宏实验设备有限公司；电子天平（FA-1004）：上海精科天平厂；精密pH计（PHS-3B）：上海雷磁仪器厂。

1.2工艺流程及操作要点

1.2.1紫甘薯乳酸菌饮料的制作工艺

鲜牛乳→加入紫甘薯、白砂糖及稳定剂→均质→杀菌→冷却→接种→无菌灌装→保温发酵→冷藏后酵→成品

1.2.2紫甘薯乳酸菌饮料操作要点

1.2.2.1紫甘薯的处理

将新鲜紫甘薯洗净、去皮后，切成大小约为边长3 mm的肉丁，置于80℃热水中护色4 min（以水面高出紫甘薯2 cm左右为准）。

1.2.2.2均质

将0.1%琼脂+0.1%CMC-Na加入60℃～65℃的鲜乳中，同时加入约8%的白砂糖，在20 MPa压力下均质。

1.2.2.3杀菌、冷却

将紫甘薯肉丁加入均质液中，搅拌均匀加热到95℃保持5 min（原料杀菌的同时紫甘薯也得到了熟化），然后冷却到42℃，并转移到发酵瓶。

1.2.2.4接种发酵

加入直投式乳酸菌发酵菌剂（按1 L鲜奶加1 g计），在42℃下恒温发酵约6 h。

1.2.2.5冷藏后酵

将主发酵后的半成品迅速冷至10℃以下，置于约4℃的冰箱中，后酵24 h，即得成品。

1.3方法

1.3.1单因素试验

在基础配方为100 mL鲜奶，白砂糖添加量6%，柠檬酸添加量为0.5%、发酵时间6 h、紫薯添加量20%的基础上，改变其中一个因素的量，考察其对紫甘薯乳酸菌饮料品质的影响，以感官评分为评价指标，确定各因素的最适合的量。单因素试验因素水平表见表1。

表1　单因素试验因素及水平表Table 1　Levels and factors in single factor test

1.3.2正交试验

在单因素试验基础上，设计正交试验，正交试验因素水平表如表2所示。

表2　正交试验因素水平Table 2　Levels and factors in orthogonal experiments

以紫薯乳酸菌饮料感官质量为评价标准，确定白砂糖添加量、柠檬酸添加量、发酵时间、紫薯添加量的最佳水平。

1.4紫甘薯酸奶质量测定

感官评价请10位专业人员参照GB/T 21732-2008《含乳饮料》进行评价，最后取平均值；理化指标和微生物指标参照GB 16321-2003《乳酸菌饮料卫生标准》。

2　结果与分析

2.1单因素试验结果及分析

2.1.1白砂糖添加量对乳酸菌饮料质量的影响

白砂糖添加量对乳酸菌饮料质量的影响见图1。

图1　白砂糖添加量对乳酸菌饮料质量的影响Fig.1　Effect of sugar amount on quality of purple sweet potato lactobacillus drink

由图1可以看出，当糖的添加量在6%之前时，感官评分随着糖添加量的增加而增加。当糖添加量在6%之后时，感官评分随着糖添加量的增加而减少，所以确定糖添加量为6%左右。

2.1.2柠檬酸添加量对乳酸菌饮料质量的影响

柠檬酸添加量对乳酸菌饮料质量的影响见图2。

图2　柠檬酸添加量对乳酸菌饮料质量的影响Fig.2　Effect of citric acid amount on quality of purple sweet potato lactobacillus drink

由图2可以看出，当柠檬酸的添加量在0.4%之前时，感官评定得分随着柠檬酸添加量的增加而增加。当柠檬酸添加量在0.4%之后时，感官评定得分随着柠檬酸添加量的增加而减少，所以确定柠檬酸添加量为0.4%。

2.1.3发酵时间对乳酸菌饮料质量的影响

发酵时间对乳酸菌饮料质量的影响见图3。

图3　发酵时间对乳酸菌饮料质量的影响Fig.3　Effect of fermentation time on quality of purple sweet potato lactobacillus drink

由图3可以看出，当发酵时间在6 h之前时，感官评定得分随着发酵时间的增加而增加。当发酵时间在6 h之后时，感官评定得分随着发酵时间的增加而减少，所以确定发酵时间约为6.5 h。

2.1.4紫薯添加量对乳酸菌饮料质量的影响

紫甘薯添加量对乳酸菌饮料质量的影响见图4。

图4　紫甘薯添加量对乳酸菌饮料质量的影响Fig.4　Effect of purple sweet potato amount on quality of purple sweet potato lactobacillus drink

由图4可以看出，当紫薯添加量在20%之前时，感官评定得分随着紫薯添加量的增加而增加。当紫薯添加量在20%之后时，感官评定得分随着紫薯添加量的增加而减少，所以确定紫薯添加量为20%。

2.2正交试验结果及分析

正交试验结果表明：产品的最佳配比为A2B2C3D2，即发酵时间6.5 h、柠檬酸的添加量0.4%、白砂糖添加量8%、紫薯添加量20%。在此条件下重复试验3次，得出的试验结果感官评分平均值为95.62分，从R值可以看出四个因素对产品质量影响的强弱依次为：发酵时间、柠檬酸的添加量、糖添加量、紫薯添加量。

表4　正交试验结果Table 4　Orthogonal experimental results

2.3产品质量指标

对最佳工艺条件下得到的产品进行质量检验。

2.3.1感官指标

紫甘薯乳酸菌饮料呈淡紫色，均匀一致，无异物，无分层，无气泡及沉淀现象，具有紫薯的香味和浓郁的乳酸菌奶香味，酸甜可口，口感细腻、柔和。

2.3.2理化指标

总砷（以As计）/（mg/L）＜0.2，铅（Pb）/（mg/L）＜0.05，铜（Cu）/（mg/L）＜5.0，脲酶试验阴性，脂肪2.9 g/100 g，蛋白质2.8 g/100 g，非脂乳固体含量3.0 g/100 g，酸度80°T。

2.3.3微生物指标

乳酸菌数为8.0×106cfu/mL，霉菌数＜30 cfu/mL，酵母菌数＜cfu/mL，大肠菌群＜3 MPN/100 mL，致病菌未检出。

以上指标均符合GB16321-2003《乳酸菌饮料卫生标准》中的规定。

3　结论

通过对紫甘薯酸奶的加工艺研究，得到紫甘薯的最佳工艺为：发酵时间6.5 h、柠檬酸的添加量0.4%、糖添加量8%、紫薯添加量20%。该紫薯乳酸菌饮料产品呈淡紫色，质地均匀一致，既具有紫甘薯的香味又具有浓郁的乳酸菌发酵而来的奶香味。

参考文献：

[1] 罗通彪.紫薯黑米凝固型酸乳的生产工艺研究[J].食品工业,2015, 36(3):45-48

[2]冯晓群.紫薯的保健功能及应用前景[J].甘肃科技,2011,27(9): 160-161

[3]回晶,崔学敏,付杨,等.紫薯花青素超声提取工艺研究[J].2015,42 (1):75-78

[4]朱美娟,姚勇芳,韩雪衩,等.紫薯色素的提取及稳定性研究[J].安徽农业科学,2009,37(6):17885-17887

[5] 揭小玲.紫薯全粉品质特性及紫薯饼干加工技术研究[D].福建:福建农林大学,2013

[6]陈艳,李美凤.紫薯果酱的研制[J].农产品加工,2015(3):17-18

[7]孙潇雅.紫薯银耳悬浮饮料的制备及其贮藏稳定性的研究[D].安徽:合肥工业大学,2013

[8] 赵磊,张秋晨,李金玉,等.植物乳杆菌发酵紫薯饮料的研制[J].食品工业科技,2014,35(22):193-198

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.017

收稿日期：2015-06-01

作者简介：黄和升（1979—），男（汉），讲师，硕士，从事食品微生物、食品发酵的教学与科研。

*通信作者：王海平（1976—），女（汉），副教授，硕士，从事食品微生物、食品发酵的教学与科研。

Study on the Technology of Purple Sweet Potato Yogurt

HUANG He-sheng，WANG Hai-ping*
（Jiangsu Food＆Pharmaceutical Science College，Huai'an 223003，Jiangsu，China）

Abstract：Purple sweet potato lactobacillus drink was made by making use of fresh milk and purple sweet potato.On the basis of single factor experiments，process Condition was optimizated through a orthogonal experiments.Results showed that the optimal process parameters were as follows：fermentation time 6.5 h，citric acid 0.4%，sugar 8%，purple sweet potato20%.Purple sweet potato lactobacillus drink has refreshing taste，pure flavor，sweet and sour taste，of lactobacillus drink and purple sweet potat.The quality of purple sweet potato lactobacillus drink was in accordance with GB 16321-2003.

Key words：purple sweet potato；lactobacillus drink；process