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                红薯格瓦斯复合发酵饮料的研制

                楼主:南阳师范学院学报 时间:2021-05-14 14:44:09

                ?摘 要:以面包和红薯为主料,采用正交设计及感官评价确定红薯格瓦斯复合发酵饮料的制作工艺和配方.通过●产品风味感官评价以及产品的pH、OD值来确定工艺流程、产品配方和最佳工艺参数.结果表明:面包汁与红薯浸取液体积比为影响红薯格瓦斯发酵的主要因素;最佳工艺条件为:面包汁与红薯浸取液体积比为2∶1,酵母菌与乳酸菌质量比为2∶1,菌种接◇种量为3%,发酵温度为30 ℃,发酵时间为24h.

                关键词:格瓦斯;红薯;面包;发酵



                格瓦斯(Kba)是盛行于俄罗斯的一种低浓度饮料,属于软饮饮料[1],它︼是以面包碎屑(如黑麦、小麦、大麦等)为原料,经过酵母菌与乳酸菌一起发酵而得,含有丰富的氨基酸、维生素、乳酸等成分,可以促进胃肠道的消化吸收,具有排毒养颜的功效,酒精含量较低[2],与Ψ 德国啤酒、加利亚布扎、美国可乐被公誉为“世界四大民族饮品”[3].据塔斯社莫斯科1982年7月18日报道,在南斯拉夫举行的国际▅清凉饮品中,品尝者对来自莫斯科的“俄罗斯格瓦斯”的评价最高,评分为20分,可口可乐仅得9.8分[4].但是由于用面包作为原材料成本较高,并且面包屑的利用率不高易造成资源的浪费,且口味比较∞单一,现在许多研究者开始以谷物、水果、红枣、山楂等为原料制作不同口味的格瓦斯饮料[5].

                红薯又名山芋、甘薯、红玉等,富含蛋白质、淀粉、维生素、氨基酸、纤维素→等多种物质,含糖量达15%~20%,有抗癌、保护心脏、预防肺气肿、糖尿病的作用,并且还有减肥的功效.明代李时珍《本草纲目》记载有“甘薯补虚,健脾开胃,强肾补阴”,中医常视其为良药[6].

                目前关于红薯格瓦斯的研究较少,仅刘虎成[7]采用酶法Ψ水解红薯淀粉接种啤酒酵母和戴氏芽孢杆菌研制了红薯格瓦斯,但该研究只选取了红薯为原材料,口味较单一,且未进行工艺优化.本研究从加工方法及发酵条件︽等方面探讨提高红薯格瓦斯复合发酵饮料的色泽和风味的方法,确定其最佳工艺参数,为红薯格瓦斯的开发利用提供试验参数和理论依据.

                1??? 材料与方法

                1.1??? 材料

                红薯、全麦面包、纯净水(市售)、安琪高活性¤酵母(湖北宜昌)、川秀乳酸菌(北京川秀).

                1.2??? 器材

                恒温水浴锅 (HHS-21-8,上海博讯实业有限公司医疗设备厂)、干燥箱(DHG-9013A(S)、浙江嘉兴)、高压锅(珠海双喜电器有限公司)、恒温培◣养箱(DHP-9054,济南赛福生物有限公司)、超净工作台(BBS-DDC,济南市工业南路51号)、高压蒸汽灭菌锅(BXM-30R,上海博讯)、离心机(CT18RT,上海天↓美生化仪器设备工程有限公司)、电子天平(JA2003,上海舜宇恒平科学仪器有限公司)、烤箱(101-1,上海特ω成机械设备有限公司).

                1.3??? 操作步骤

                1.3.1???面包汁的制备

                取新鲜面包片,烤箱中180 ℃、20 min烘烤至两面焦黄,室温冷却后分割成边长约为3 cm的№面包小块,用纱布包好,按1∶20的比例加入纯净水,70 ℃恒温浸泡糖化3 h后过滤、离心备用.

                1.3.2???红薯浸取液的制备

                取新鲜红心红卐薯,剔除伤疤及一些破损,洗净后去皮切小※块,蒸煮30 min后室温冷却,粉碎后按1∶15的比例加入纯净水,70 ℃恒温浸泡糖化3 h后过滤、离心备用.

                1.3.3???调配灭菌与接种

                酵母菌↑的活化[8]:取酵母2 g加入500 mL的纯净水中,37℃活化1.5 h备用.

                乳酸菌的活化[9]:取0.5 mL混合乳酸菌,接种于装有15 mL灭菌脱脂⌒乳的试管中,置于30 ℃的恒温箱中培养一定时间后,取出置于4 ℃冰箱保存备用.

                1.4??? 检测与」评定

                糖度测定:手持糖度计法;酸度测定:pH计法测定;酒精度:酒精计法测定;OD值测定:分光光度计法测定;微∑ 生物检测:按GB/T4789.21规定执行.

                感官评定:由南阳师范学院有经验的老师(3名)和学生(7名)按照感官评定标准观察、品尝、打分;评定人员在参加评定前12 h内不吸烟、不喝酒、不吃辛辣食品及刺激性食物[10],每评定一个样品前用清⊙水漱口,每隔10 min进行下一个样品的评定,并认真填写评分结果,感□官评分标准见表1,感官评分取平均值.

                表1??? 感官评分标准

                1.5??? 工艺优化

                通过单因素实验确定原材料的最佳体积比、菌种的最佳质量配比、最适温度①发酵,然后以面包汁与红薯浸提液体积比、酵母菌与乳酸菌质量比和发酵温度为影响因素,以感官评♀价为指标进行3因素3水平正交实验,正交实验设计因素与水平结果见表2.

                表2???? 实验因素水◣平表

                2??? 结果与分析

                2.1??? 单因素实验

                2.1.1???不同体积比面包汁与红薯浸提液对格瓦斯饮料的影响

                按体积比1∶1、1∶2、1∶3、2∶1和3∶1将面包汁与∴红薯浸提液分别加入到灭菌的培养瓶中(超净工作台内进行),然后分别加入3%活化好的混合菌(酵母菌∶乳酸菌=1∶1)[11],密封瓶口,30℃培养发酵24 h后测pH、OD值并进行感官评分〖,结果见表3.

                表3??? 不同体积比面包汁与红薯浸提液发酵实√验结果

                pH越小代表其产酸能力越强,OD值越大说明菌种越多、菌种越适合这种发酵配比,由表3可知面包汁与红薯浸出液体积比为2∶1效果最好.

                2.1.2???不同菌种比例对格瓦斯饮料的影⌒ 响

                在5个培养瓶中分别加入180 mL体积比2∶1的面包浸出液与红薯浸出液混合液,然后接入3%的混合菌,酵母菌与乳酸菌质量比分别为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1,将接种后的培养瓶放置在30 ℃的恒温培养箱中☆无氧发酵24 h,然后检测发酵液的pH和OD值,并进行感官▼评价,结果见表4.

                表4??? 不同菌种配比实验结果

                由表4可以得出,酵母菌与乳酸菌质量比为2∶1时,格瓦斯发酵的效果较佳,口感较好.

                2.1.3???不同发酵温度对格瓦斯饮料的影响

                面包汁与红薯浸提〗液体积比为2∶1,酵母菌与乳酸菌质量比为2∶1,分别设置15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃ 5个发酵温度,恒温培养24 h,然后检测发酵液的pH和OD值,并进行感官评价,结果见表5.

                表5 ? ? 不同发ω 酵温度实验结果

                综合分析表5数据】可以得出,发酵温度为30 ℃时,格瓦斯发酵的效果较佳,口感较好.

                2.2??? 最佳发酵条件的确定

                选取面包汁与红薯浸提液体积比、酵母菌ぷ与乳酸菌质量配比和发酵温度为影响因素,以综合感官评分为指标,采用L9(34)进行正交实验,其中A为面包汁与红薯浸提液体积比,B为酵母菌与乳酸菌质量】配比,C为发酵温度,结果见表6和图1.

                由表6和图1可知,影响红薯格瓦斯复合发酵饮料∩感官评分的主次顺序为:A(原材料的体积比)>C(菌种的培养温度)>B(菌种的质量比),最优组◤合为A2B2C2,即面包汁与红薯浸提液体积比为2∶1、酵母菌与乳酸菌质量配比为2∶1、发酵温度为30 ℃,样品5和8的评分较高,可将它们与█理论最优组合(设为Y)比较做进一步验证,结果见表7.

                表6??? 正交实◣验结果


                图1面包汁∶红薯浸取液、酵母菌∶乳酸菌、温度对格瓦斯质量的影响


                表7??? 发酵条件重复实验

                由表7可知,最优工艺条件(A2B2C2)下发酵ㄨ的红薯格瓦斯复合发酵饮料综合评定优于5号和8号工艺条件下的产品.

                2.3??? 产品质量检测结果

                2.3.1???感官指标

                色泽:鲜明柔和,呈现清晰地淡黄绿色,均□ 匀无杂质.

                滋味与气味:有清晰的格瓦斯醇香和淡淡的红薯清香,总△体呈酸甜、清爽的口感.

                组织状态:无杂质,不分层,摇动时有丰富的气泡,清澈透明.

                2.3.2???理化指标

                糖度:10.0° Brix;酸度:4.0;酒精度:≤0.5% vol(20 ℃).

                2.3.3???微生物指标

                大肠杆菌:<3个/100 mL;细菌总量:<100CFU/100 mL;致病菌:未检出.

                3??? 讨论

                红薯格瓦斯风味独特,营养丰富,是一种理想的保健●饮品.红薯中淀粉含量在30%左右,经过糖化,大部分转化为果糖和葡萄糖,增加了糖浆的甜度,部分未糖¤化的淀粉,可作为饮料中的增稠剂,增加产品的稳定性.目前关于红薯格瓦斯可利@用的制作工艺还很少,所以红薯格瓦斯饮料具有很高的研究价值.本研究的目的在于通过对红薯格瓦斯的研制,为我国的软饮料产业发展提供更多的理论♀参考依据,为人们的日常生活提供更多的新型饮料,满足更多人的消费需求.

                格瓦斯在制作过程中通常以常规的液体发酵方式进行生产,因此在发酵前需要对原料进行一定▓的处理.红薯含有大量的大分子纤维素,导致红薯的糖♀分不能被充分直接利用,本实验将红薯蒸煮之后碾成糜状再浸泡,能充分利用红薯中的成分,提高原材料利用率和产率,同时能更好地保存红薯的特殊香味.

                本实验将红心红薯作为主原料之一≡研制新型格瓦斯饮料,通过设计优化生产工艺,确定最佳的材料体积比、菌种质量配比和发酵温度,生产出一款具有特殊风㊣味的格瓦斯饮品,不仅制作方便而且制作成本低廉,具有较好的经济前景和》推广价值.

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                参 考 文 献

                [1] 艾静,苏本宪,孟祥晨.谷物格瓦斯发酵条件的优化[J].食品与发酵工业,2014,40(2):132-138.

                [2] 张柏青.面包格瓦斯的生产方式[J].酿酒科技,1984 (1):4-9.

                [3] 罗斯A H.发酵食品[M].朱庆裴,译.北京:轻工业出版社,1982:9-11.

                [4] 张苏德,张文利.格瓦斯在我国№的发展(上篇)[J].饮料工业,2013(4):9-12.

                [5] 朱海良,等.柠檬格瓦斯饮料的制备[J].广州化工,2015(5):82-83.

                [6] 涂强,余康宁,张冬梅,等.甘薯格瓦斯饮料工艺条件的研究[J].中国酿造, 2008,27(21):93-96.

                [7] 刘虎成.红薯格瓦斯的研制[J].食品与发酵科技,1999(4):43.

                [8] SMIT G, SMIT B A, ENGELS W J.Flavor formation by lactic acid bacteria and biochemical flavor profiling of cheeseproducts[J]. Fems Microbiology Reviews,2005, 29(3): 591-610.

                [9] POUTANEN K, FLANDER L, KATINAK. Sourdough and cereal fermentation in an nutritional perspective[J]. FoodMicrobiology,2009, 26(7): 693-699.

                [10] SICARD D, LEGRAS J L. Bread,beer and wine:yeast domestication in the Saccharomyces sensu strictocompiex[J]. Comptes Rendus Biologies,2011, 334(3): 229-236.

                [11] 薛原,高瑞飞,王昌禄.罗汉果格⊙瓦斯复合发酵饮料的研制[J].饮料工业,2014 (12):15-18.

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                中图分类号: TS 264.22

                文献╱标志码:A

                文章编号:1671-6132(2018)03-0026-05

                收稿日期:2017-11-20

                基金项目:2016年南阳师范学院实验室开放项目(功能性食品加工与检测开放实验实训)

                作者简介:李文鹏(1992— ),河南南阳人,本科生,主要从事生物工程方面的研究.

                通信作者:鲁云风(1980— ),河南♂信阳人,博士,讲师,主要从事生物资源保存与利用方面的研究.

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