莲藕酸奶-发酵液的制备研究

李杰，罗建成，程爽，王莹

（南阳理工学院生物与化学工程，河南南阳473004）

莲藕酸奶-发酵液的制备研究

李杰，罗建成，程爽，王莹

（南阳理工学院生物与化学工程，河南南阳473004）

通过对莲藕切片护色、藕浆乳制备及藕浆乳灭菌条件的研究，确定莲藕酸奶的发酵液制备工艺为：使用0.20% VC、0.25%柠檬酸和0.20%L-半胱氨酸组成的复合护色剂处理新鲜藕片30min，将护色处理后的藕片与水按1∶1.5（g/mL）比例混合，加入0.10%柠檬酸，打浆，藕浆与牛乳按4∶6（体积比）混合，90℃灭菌15min。试验表明，按此工艺制备的莲藕酸奶发酵液在接种、发酵后，莲藕酸奶的色泽乳白，口感细腻，酸奶香与莲藕香混合香味较好。

莲藕酸奶；发酵液；护色；藕浆乳

莲藕又名芙蓉、芙蕖，为睡莲科植物莲的肥大根茎，莲藕除含大量碳水化合物外，还含有丰富的蛋白质、有机酸、维生素及多种微量元素。中医认为，莲藕具有清热凉血、益血生肌、止血散瘀、通便止泻、健脾开胃等功效[1]。酸奶是以新鲜牛奶为原料，经高温杀菌冷却，再加入纯乳酸菌种培养发酵而成的奶制品，口味酸甜细滑，除保留鲜牛奶的全部营养成分外，在发酵过程中乳酸菌还可产生人体营养所必须的多种维生素，如VB1、VB2、VB6、VB12等。将藕汁与新鲜牛乳以适当比例混合，经灭菌、接种、发酵后可制成营养丰富，具有显著保健功效的莲藕酸奶。莲藕中含有丰富的碳水化合物、蛋白质、维生素、矿物质、鞣质等，这些成分为褐变反应的发生提供了物质基础，褐变不仅影响产品的色泽，还会引起营养物的损失。本文主要是对在莲藕酸奶发酵液制备过程中，莲藕切片的护色、藕浆乳的制备及藕浆乳的灭菌条件进行研究，为后续制备莲藕酸奶产品奠定基础。

1 材料

1.1 原料

莲藕（市售）：选择鲜嫩、无霉烂变质、无机械损伤、无褐变的莲藕；新鲜牛乳：市售。

1.2 菌种

保加利亚乳杆菌（Lactobacillusbulgaricus，简称Lb.）和嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus，简称St.）：中国工业微生物保藏中心提供。

1.3 试剂

乙酸钠、MnSO4·4H2O、MgSO4·7H2O：上海国药集团；NaCl：无锡市亚泰联合化工有限公司；柠檬酸三铵、

吐温80：南京化学试剂股份有限公司；K2HPO4：上海埃彼化学试剂有限公司；以上试剂，均为分析纯。VC、柠檬酸、明胶：天津市科密欧化学试剂有限公司；L-半胱氨酸、酵母膏：上海展云化工有限公司；牛肉膏：天津市凯通化学试剂有限公司；蛋白胨：天津市北辰方正试剂厂；葡萄糖：天津市致远化学试剂有限公司。

1.4 主要仪器设备

X-JZ5002电子天平：上海天平仪器厂；VS-1300超净工作台：上海康路仪器设备有限公司；PHS-3TC型精密数显pH计：上海金鹏分析仪器有限公司；PSX智能型恒温恒湿培养箱：宁波莱福科技有限公司；DY89-1型电动玻璃匀浆机：上海新诺仪器设备有限公司；2WA型阿贝折射仪：上海精密科学仪器有限公司。

2 方法

2.1 莲藕酸奶发酵液的制备

莲藕→去皮、切片→浸泡（护色）→打浆（护色）→藕浆与牛乳混合。

2.2 单一护色剂对莲藕切片护色的对比试验

鲜藕去皮清洗后切片（厚约0.5 cm），准确称取20 g，选择4种不同的护色剂，按不同剂量分别于100 mL护色液中浸泡30min后捞出打成浆液，量取20mL左右的藕汁，加入20mL 10%三氯乙酸和10mL蒸馏水，在2℃～4℃下静置24 h，用蒸馏水定容至100mL，4 000 r/min离心20min取上清液，以蒸馏水为空白，在420 nm波长处测定上清液的吸光度值，即褐变指数。比较单一护色剂的护色效果，筛选出护色效果较好的护色剂，并确定大致的添加量。单一护色剂对比试验安排表见表1。

表1 单一护色剂对比试验安排表Table1 The scheduleof single color fixative contrastexperim ent

2.3 复合护色剂对莲藕切片护色的正交试验

在单一护色剂对莲藕切片护色对比试验的基础上，选择护色效果较好的3种护色剂进行复配，通过正交试验，找出复合护色剂的最佳复配组合。正交试验因素水平表见表2。

2.4 藕浆乳的制备

2.4.1 藕浆的制备

将经过护色处理的藕片加入不同比例的清水打浆，在打浆时加入0.1%柠檬酸，利用其具有鳌合酚酶辅基Cu2+和降低pH值的双重作用使酚酶活性降低，防止藕片在打浆或保藏过程中发生二次褐变，试验安排见表3。

表2 复合护色剂正交试验因素水平表Table2 Theorthogonalexperiment factorsand levelsof com posite color fixative

表3 藕浆浓度选择试验表Table3 The scheduleof lotus rootpulp concentration choice experiment

2.4.2 藕浆乳的制备

制得的藕浆与牛乳分别以7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7的体积比进行调配混合，灭菌后接种发酵。其中，菌种Lb.和St.（体积比1∶1）接种量3%，37℃发酵8 h。

2.5 灭菌方法的选择

将藕浆与牛乳按4∶6的体积比混合，在不同条件下灭菌后接种发酵。其中，菌种Lb.和St.（体积比1∶1）接种量3%，37℃发酵8 h。试验安排见表4。

表4 灭菌方法选择试验表Table4 Thescheduleof sterilizationmethod choiceexperiment

3 结果与分析

3.1 单一护色剂的对比试验

单一护色剂的对比试验见图1。

图1 单一护色剂的对比试验结果Fig.1 The resultof single color fixative contrastexperiment

VC具有较强的还原性，一方面可竞争性地去除组织及护色液中的少量氧气，另一方面也能够将酶促褐变的中间产物-醌还原为酚，进而阻断褐变反应的发生[2]。由上图可知，VC浓度在0.05%～0.15%范围内，随浓度的增加，护色效果逐渐增强，VC浓度为0.15%时，护色效果最好，VC浓度超过0.15%，随着浓度的增加，护色效果逐渐减弱，可能VC浓度过高时，容易被氧化形成醌类物质有关。

柠檬酸能够降低护色液的pH，还可以螯合多酚氧化酶中的铜离子辅基，从而降低多酚氧化酶的活性，起到抑制酶促褐变的作用。由上图可知，柠檬酸浓度在0.05%～0.20%之间，随着浓度的增加，护色效果逐渐增强，柠檬酸浓度为0.20%时，护色效果最好，柠檬酸浓度为0.25%时，护色液pH偏低，护色效果有所下降，这可能与低pH条件下柠檬酸螯合金属离子能力减弱有关[3]。

β-环糊精可以增加护色液的黏度，护色处理时β-环糊精可将莲藕切片包埋，与PPO酶的作用底物或产物结合形成包埋物，防止发生褐变反应，进而起到护色作用，护色效果与β-环糊精浓度有关，浓度越大护色效果越好，但浓度过大，会掩盖莲藕浆原有的清香风味[4]。

L-半胱氨酸可以和PPO酶的Cu2+不可逆结合，也可以替代PPO酶活性位点上的组氨酸残基，抑制PPO酶的活性，还能与酶促反应的产物-醌类物质反应生成稳定、无色的硫氢化合物，起到抑制褐变的作用[5]。由上图可知，随L-半胱氨酸浓度的增大，护色效果越来越好，但当L-半胱氨酸浓度大于0.25%，护色效果增加不显著。

3.2 复合护色剂的正交试验结果

复合护色剂的正交试验结果见表5。

表5 复合护色剂的正交试验结果Table5 The resu ltof com posite color fixativeorthogonal experiment

由表5可知，莲藕护色较优组合为：0.20%VC、0.25%柠檬酸和0.20%L-半胱氨酸，在此条件下进行验证试验，护色处理30min，打浆后离心，取上清液测得褐变指数为0.040，打浆后的藕浆呈均一的半透明状，色泽乳白稍显浅黄，能很好地保持莲藕特有的清香风味。

3.3 藕浆乳的制备结果

3.3.1 藕浆的制备

不同藕浆浓度的感官评价见表6。

表6 不同藕浆浓度的感官评价Tab le6 The sensory evaluation of different lotus root pulp concentration

由表6可知：莲藕打浆加水量越多，浆液的组织状态和风味也越差；莲藕与水之比为1∶1.5（g/mL）时，藕浆风味较好，而且黏度较适中。

3.3.2 藕浆乳的制备

牛乳与藕浆不同配比的发酵结果见表7。

表7 牛乳与藕浆不同配比的发酵结果Table7 The ferm entation resultof different ratio ofm ilk and lotus root pulp

由表7牛乳与藕浆不同配比的发酵结果可知，随着牛乳含量的减少，酸奶凝固性降低，且藕香渐浓而乳香渐淡，整体风味偏淡。藕浆含量为30%～50%时，酸奶组织状态、口感较佳，最终确定藕浆与牛乳的比例为4∶6（体积比）。

3.4 灭菌方法的确定

灭菌效果的主要影响因素为温度和时间。温度主要影响藕浆的感官品质和色泽，灭菌温度较低、时间较短，可保持藕浆的口感、风味和色泽，但灭菌不彻底易被污染；高温灭菌和增加灭菌时间，易发生焦糖化反应，使藕浆的色泽变化较大，风味和组织状态不佳。试验结果见表8。

表8 不同灭菌条件的试验结果Table8 The resultof different sterilization condition experim ent

续表8 不同灭菌条件的试验结果Continue table8 The resultof different sterilization condition experim ent

灭菌温度为115℃与108℃，或者温度为90℃/ 95℃、时间为25min时，藕酸奶的色泽影响较大；同一温度下，灭菌时间越长，藕香风味越浓而乳香越淡。综合考虑后，选择90℃、15min为最终灭菌条件。

4 结论

1）莲藕酸奶的发酵液制备过程中，莲藕切片护色所用复合护色剂的最佳复配组合为：0.20%VC、0.25%柠檬酸和0.20%L-半胱氨酸，在此条件下护色处理30min，打浆后离心，取上清液测得褐变指数为0.040，打浆后的藕浆呈均一的半透明状，色泽乳白稍显浅黄，能很好地保持莲藕特有的清香风味，可达到较好的护色效果。

2）莲藕酸奶的发酵液制备工艺为：将护色处理后的莲藕切片与水按1∶1.5（g/mL）比例混合，加入0.1%柠檬酸，打浆，藕浆与牛乳按4∶6（体积比）的比例混合，90℃灭菌15min。

[1]林笑容,金苏英.莲藕金银花复合饮料的工艺研究[J].食品工业, 2013,34(4):119-121

[2]邓小莉,常景玲,王斌,等.石榴汁护色工艺[J].食品工业科技, 2011,32(8):266-272

[3]方子铖,李海平,郑剑.腌制竹笋防褐变无硫护色剂的研发[J].安徽农学通报,2011,23(17):167-168

[4]JoséM López-Nicolás,Antonio JPérez-López,ÁngelCarbonell Barrachina.Use of Natural and Modified Cyclodextrins as Inhibiting Agents of Peach Juice Enzymatic Browning[J].Agric Food Chem, 2007,55(13):5312-5319

[5]余森艳,汪亚林.火龙果的护色及其与脐橙复合饮料的工艺研究[J].农产品加工,2012,11(11):96-98

Study on the Fermentation Liquid Preparation of Lotus Root Yogurt

LIJie，LUO Jian-cheng，CHENGShuang，WANGYing
（CollegeofBiologicaland ChemicalEngineeringofNanyang Institute of Technology，Nanyang 473004，Henan，China）

Through the research of color-protecting of lotus rootslice，preparing of lotus rootpulpmilk，sterilization conditions of lotus rootpulpmilk，the fermentation liquid preparing technology of lotus root yogurtwas determined as follows：using the composite color-protecting stabilizer composed of 0.20%VC，0.25%citric acid and 0.20%L-cysteine processing fresh lotus root for 30minutes，mixing the color-protecting lotus root slicesandwateraccording to1∶1.5（g/mL）ratio，adding0.10%citric acid，beating，mixing lotus rootpulp and milk according to4∶6（volume ratio），90℃sterilizing for 15minutes.Experiments showed that the fermentation liquid of lotus rootpulpmilk prepared by this technologywasmilkywhite，delicate tasteand themixing fragranceofyogurtand lotus rootwas fineafter inoculation and fermentation.

lotus rootyogurt；fermentation liquid；color-protecting；lotus rootpulpmilk

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.23.022

2015-06-05

李杰（1978—），男（汉），讲师，硕士，研究方向：食品生物技术。