泡菜汁发酵胡萝卜饮料的工艺研究.doc

泡菜汁发酵胡萝卜饮料的工艺研究
董双涛 李宝霞 杜月莲 刘文娟
山西生物应用职业技术学院 030031
摘要：【目的】以泡菜汁为发酵剂发酵胡萝卜汁并将其加工成发酵饮料，为今后大规模生产以胡萝卜为原料的发酵蔬菜饮料提供理论依据。【方法】胡萝卜榨汁，接种泡菜汁，对影响胡萝卜汁发酵的各因素进行分析，通过正交试验筛选出用泡菜汁发酵胡萝卜汁的最佳工艺，在此基础上，添加稳定剂、蔗糖、酸味剂等将发酵汁加工成发酵饮料。【结果】结果表明：发酵温度为28℃，泡菜汁的接种量为12%，发酵天数为6d所得发酵汁颜色呈橙色，酸味适中，发酵香味较浓。最佳饮料配方为50%发酵胡萝卜汁、7%蔗糖、0.10%柠檬酸，发酵饮料颜色呈橙色，口感酸甜适中，风味清爽。用0.10%明胶+0.10%海藻酸钠作复合稳定剂，发酵饮料基本不分层，质地均匀。【结论】用泡菜汁发酵胡萝卜汁并将其进一步加工成发酵饮料不仅兼具乳酸发酵和胡萝卜汁的优点，使原料风味与发酵风味浑然一体，而且营养丰富，使其生产具有可行性。
【关键词】：胡萝卜； 泡菜汁； 发酵饮料
本文中研究了利用泡菜汁做发酵剂，探索最佳的泡菜汁发酵胡萝卜汁及发酵胡萝卜汁饮料的加工工艺，以生产出符合人们需求的营养丰富、风味独特、物美价廉、绿色环保的发酵胡萝卜汁饮料，来丰富饮料市场。
1材料与方法
1.1 试验材料
胡萝卜：市售新鲜胡萝卜
泡菜汁：自制泡菜(详见1.3.1.1)
试 剂：白砂糖、柠檬酸、明胶、海藻酸钠等
1.2 仪器与设备
LRHS-150恒温恒湿培养箱(上海跃进医疗器械厂) 、榨汁机、DHP-500型电热恒温培养箱（光明医疗仪器厂，中国北京）、手提式不锈钢蒸汽消毒器、电子天平、SW-CF-2FJ洁净工作台（苏州安泰空气技术有限公司）、冰箱、电子万用炉、温度计、常规玻璃器皿等。
1.3 试验方法
1.3.1 工艺流程
1.3.1.1 泡菜汁制备[1]
1%(按盐水量)
↓
小白菜、胡萝卜→清洗→预处理→配制盐水入坛→白糖→香料→密封→发酵→成品 ↑
5%~8%的盐水(与原料等重)
1.3.1.2 胡萝卜汁发酵工艺流程
胡萝卜→挑选→清洗→修整→去皮→切片→热烫→榨汁→接种泡菜汁→发酵→发酵胡萝卜汁
1.3.1.3 发酵胡萝卜汁饮料的工艺流程
发酵胡萝卜汁→调配→灌装→杀菌→密封→成品
1.3.2 操作要点
①原料选择：选择颜色鲜艳，表面光滑，无病虫害的胡萝卜。
②去皮：用4% 碱液 90℃／30s 去皮，然后用饮用水洗净表面碱液。
③热烫：将胡萝卜切成约3mm 厚的小片，然后用沸水热烫5min。
④泡菜汁发酵：取泡菜汁接种到玻璃瓶中发酵。
⑤调配：将发酵胡萝卜汁、预先配制的糖液、稳定剂及饮用水，按一定比例加入并混合均匀。
⑥灌装、杀菌：将调配好的料液灌装，100℃ 杀菌 10min，冷却后即为成品。
1.3.3 各因素对发酵胡萝卜汁质量的影响
1.3.3.1 泡菜汁接种量
向胡萝卜汁中接种5%、10%、15%、20%的泡菜汁，28℃下发酵6d，感官评价胡萝卜汁的发酵风味，选出较适的泡菜汁接种范围。
1.3.3.2 发酵温度
向胡萝卜汁中接种12%的泡菜汁，分别在15℃、20℃、25℃、30℃下发酵6d，感官评价胡萝卜汁的发酵风味，选出适宜的发酵温度范围。
1.3.3.3 发酵天数
向胡萝卜汁中接种12%的泡菜汁，在28℃下分别发酵2d、4d、6d、8d，感官评价胡萝卜汁的发酵风味，选出合适的发酵天数。
1.3.4 发酵胡萝卜汁的感官评定标准
表1 感官质量评价标准
Table1 Evaluation criteria of sensory quality
项目
评分标准
满分
色泽
呈橙色
20
口感
酸味适中
50
香气
有特殊香味
30
1.3.5 胡萝卜汁发酵饮料工艺筛选
分别用40%、50%、60%的发酵胡萝卜汁，0.05%、0.10%、0.15%的柠檬酸，5%、7%、9%的蔗糖，进行L9(33)正交试验，确定最佳配方。
2.3.6 发酵胡萝卜汁饮料的感官评定标准

表2 感官质量评价标准[2]
Table2 Evaluation criteria of sensory quality
项目
评分标准
满分
色泽
呈橙色，均匀
20
口感
甜味适中，爽口
50
风味
清爽，有特殊香味
30
1.3.7 发酵胡萝卜汁饮料稳定剂的确定
用明胶、海藻酸钠按一定比例配成复合稳定剂，添加到发酵胡萝卜汁中，确定复合稳定剂的比例。
2 结果与分析
2.1 发酵胡萝卜汁最佳工艺选择
2.1.1 泡菜汁接种量对发酵胡萝卜汁的影响
泡菜汁的接种量不同,发酵后酸的含量就不同，发酵胡萝卜汁的颜色、香气也有差异。为了确定合适的泡菜汁接种量，本试验设计了4组不同的泡菜汁接种量，结果见表3。
表3 泡菜汁接种量对发酵胡萝卜汁的影响
Table3 Effect of sauerkraut juice inoculation on the quality of fermented carrot juice
泡菜汁接种量(%)
5
10
15
20
感官评价
颜色为橙黄，酸味中等，香味几乎没有
颜色为橙色，酸味适中，香味中等
颜色为橙色，酸味稍强，香味稍淡
颜色为橙红色,酸味很强，香味很淡
由表3 可知，泡菜汁的接种量在10%~15%时，胡萝卜汁的发酵风味较好。
2.1.2 不同温度对发酵胡萝卜汁的影响
发酵温度的范围应控制在泡菜汁中菌种较适宜的生长范围。
表4 不同温度对发酵胡萝卜汁的影响
Table4 Temperature effects on the fermentation of carrot juice
温度(℃)
15
20
25
30
感官评价
颜色为橙黄，酸味很弱，香味不存在
颜色为橙黄，酸味弱，香味很淡
颜色为橙色，酸味中等，香味淡
颜色为橙色，酸味稍强，香味中等
由表4 可知，发酵温度的范围在25~30 ℃时，胡萝卜汁的发酵风味较好。

2.1.3 发酵天数对发酵胡萝卜汁的影响
发酵天数不同，泡菜汁中乳酸菌数就不同，产生的乳酸量也就不同，发酵胡萝卜汁的颜色、香气也就有差异。为了确定合适的发酵天数，本试验设计了4组不同的天数，结果见表5。
表5 不同天数对发酵胡萝卜汁的影响
Table5 Effect of different days on the quality of fermented carrot juice
天数﹙d﹚
2
4
6
8
感官评价
颜色为橙黄，酸味很弱，香味不存在
颜色为橙色，酸味中等，香味中等
颜色为橙色，酸味稍强，香味稍强
颜色为橙红色，酸味强，香味稍淡
由表5 可知，发酵天数在4~6 d时，胡萝卜汁的发酵风味较好。
2.1.4 发酵胡萝卜汁最佳工艺选择
根据单因素试验结果选择L9（33）正交表进行正交试验，筛选出最佳的胡萝卜汁发酵工艺，结果见表7。
表6 发酵胡萝卜汁的因素与水平
Table6 Factors and levels of fermented carrot juice
水平
因素
A 发酵温度（℃）
B 泡菜汁接种量（%）
C 发酵天数﹙d﹚
1
26
10
4
2
28
12
5
3
30
14
6

表7 正交试验L9(33)结果
Table7 Result of orthogonal experiment L9(33)
试验号
因素
感官评分
A
B
C
1
1
1
1
57
2
1
2
2
69
3
1
3
3
76
4
2
1
2
64
5
2
2
3
77
6
2
3
1
75
7
3
1
3
66
8
3
2
1
67
9
3
3
2
73
K1
202
187
199

K2
216
213
206

K3
206
224
219

k1
67.3
62.3
66.3

k2
72.0
71.0
68.7

k3
68.7
74.7
73

R
4.7
12.4
6.7

由表7 可知，各因素对发酵胡萝卜汁质量的影响顺序为B＞C＞A，即泡菜汁接种量对发酵胡萝卜汁的影响最大，发酵天数次之。从表可知，5号试验最好，即A2B2C3为最佳工艺选择。从平均值可以看出，A以A2，B以B3，C以C3为优水平，即A2B3C3为最优工艺组合。经过重复对比试验，结果表明发酵胡萝卜汁的最佳工艺选择为A2B2C3，即发酵温度为28℃，泡菜汁接种量为12 % ，发酵天数为6d。
2.2 发酵胡萝卜汁饮料配方的确定
按2.3.5描述进行正交试验，通过感官评价确定最佳发酵胡萝卜汁饮料配方，结果见表8。
表8 正交试验L9(33)结果
Table8 Result of orthogonal experiment L9(33)
试验号
因素
感官评分
A
B
C
1
1
1
1
65
2
1
2
2
77
3
1
3
3
71
4
2
1
2
74
5
2
2
3
80
6
2
3
1
72
7
3
1
3
62
8
3
2
1
64
9
3
3
2
66
K1
213
201
201

K2
226
221
217

K3
192
209
213

k1
71.0
67.0
67.0

k2
75.3
73.7
72.3

k3
64.0
69.7
71.0

R
11.3
6.7
5.3

注：发酵胡萝卜汁，柠檬酸，蔗糖的加入量以重量百分比计。
由表8 可知，各因素对产品质量影响的顺序为A＞B＞C，从表得之，5号试验最好，即A2B2C3 为最佳组合。从平均值可以看出，A以A2，B以B2，C以C2为好，即A2B2C2为最优组合。经过重复对比试验，结果表明产品的最佳配方为A2B2C2，即发酵胡萝卜汁 50％, 柠檬酸0.10％, 蔗糖 7％。
2.3 发酵胡萝卜汁饮料稳定性的确定[3]
本实验的发酵胡萝卜汁饮料属于浑浊型，因此需加入稳定剂以防止分层，保持饮料的稳定性。本试验选用了2种常见的稳定剂进行试验。将明胶、海藻酸钠按一定比例添加到胡萝卜汁发酵饮料中，室温下静止24小时观察结果。
表9 不同稳定剂对发酵胡萝卜汁饮料稳定性的影响
Table9 Effect of different stabilizers on fermented carrot juice stability
处理号
稳定剂
感官评价
1
对照
分层明显
2
0.10％明胶
稍有分层
3
0.20％明胶
分层不明显
4
0.10％海藻酸钠
分层明显
5
0.20％海藻酸钠
分层较多
6
0.10％明胶﹢0.10％海藻酸钠
基本不分层，质地均匀
由表9 可知，0.10％明胶﹢0.10％海藻酸钠的复合稳定剂稳定效果最好。
2.4 产品检验
感官指标：饮料色泽为橙色，口感细腻，具有发酵的特殊香味，酸甜适口，无沉淀。
3 讨论
（1）本试验中的发酵胡萝卜汁最佳工艺选择，实际上就是为泡菜汁中乳酸菌能大量繁殖提供适宜条件。
（2）本试验由于泡菜汁具有较浓郁的味道，对发酵后的胡萝卜汁的香味有严重的干扰，因此应该对泡菜汁进行处理。
（3）在发酵胡萝卜汁饮料中柠檬酸起到的作用为：柠檬酸易溶于水，使用方便，其酸味纯正温和，清醒可口，带有香甜的果味，用其对饮料进行调配，如果加入的量适当不仅可以调节酸度而且可以改善饮料的风味，给饮料稍带还有柠檬果的香味，并且能使产品有清爽的口感。过量的添加柠檬酸则会使饮料过酸近而掩盖了其它风味，使饮料的口感不佳。
（4）本试验中稳定剂的选择由于时间等因素没有亲自做实验，是参考别人的数据，以后如果可以的话再做研究。
（5）若要延长发酵胡萝卜汁饮料的货架期，应给予足够的杀菌强度[4]。温度越高，加热时间越长，杀菌效果就越好，但加热时间过长，温度过高，又易使产品中蛋白质等物质变性而发生沉淀分层，并使香气损失太多，风味变劣[5]，因此杀菌条件直接影响产品品质和保存期。根据前人实验报导，杀菌温度为100℃，杀菌时间为10min所得的发酵饮料品质较好[6]。
（6）榨汁后应立即发酵，停留时间越短，氧化程度越轻，发酵汁颜色越好。
4 结论
本试验做的是发酵胡萝卜汁饮料，通过试验确定了泡菜汁发酵胡萝卜汁的最佳工艺和发酵胡萝卜汁饮料的最佳配方。结果表明：发酵温度为28℃，泡菜汁接种量为12%，发酵天数为6d所得发酵汁感官质量最好。最佳饮料配方为50%发酵胡萝卜汁、7%蔗糖、0.10%柠檬酸。复合稳定剂的配比为0.10%明胶+0.10%海藻酸钠。本试验加工过程简单，操作方便，所生产的发酵饮料不但营养价值大大提高，而且风味很独特，酸甜适口，老少皆宜，不但丰富了我国的饮料种类，同时也具有良好的保健作用。
参考文献
[1] 赵丽芹. 果蔬加工工艺学[M]. 北京：中国轻工业出版社，2009：356—357
[2] 姜振纲. 胡萝卜[M]. 北京：北京出版社
[3] 孙君社. 食品感官鉴评[M]. 广州：华南理工大学出版社，1994
[4] 杜连祥，赵征. 乳酸菌及其发酵制品生产技术[M]． 天津：天津科学技术出版社，1999
[5] 徐岩译. 发酵食品微生物学[M]. 北京：中国轻工业出版社，2001：37—48
[6] KYUN YOUNG KIM. Chemical changes of vegetable juice during mixed culture fermentation of lactic acid bacteria isolated from Kimchi [J]. Journal of the Korean society and nutrition，1988, 27(6)：1059—1064

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