荸薺果皮中草藥發酵飲料配方的研發
荸薺俗稱馬蹄,又名地栗、烏茶、通天草、鳧,屬莎草科荸薺,是一種水生草本11,其性喜溫濕,種于10-15C芽,25~30C旺盛生長,因此多栽種于溫暖地區的水田中。
荸薺在我國有超過2000年的栽培史,多數學者認為,荸薺起源于中國和印度因其性喜溫濕,除高海拔和寒冷地區外,荸薺種植幾乎都有分布,而人工栽培多集中在長江流域及其以南地區,例如著名產區廣西桂林、浙江余杭、江蘇高郵、福建福州,著名品種有桂林馬蹄、杭州大紅袍、蘇薺、余杭薺等。朝鮮、日本、越南、印度、澳大利亞和美國亦有栽培"。荸薺作物在我國廣泛種植,其中大多數用作食品的深加工,由于加工過程中會產生大量的廢棄果皮,國內外研究者對于荸薺果皮的利用主要有:產品開發、物質成分提取、以及活性物質研究等方面,主要集中在活性成分提取分離、色素和抗氧化活性物質等方面。
發酵工藝流程及操作要點
(1)原料選擇:選擇無任何病蟲害損傷的新鮮荸薺的果皮。
(2)荸薺果皮基料:將荸薺果皮與去離子水按照一定比例進行打漿。(3)糊化:將打漿完成的基料進行熱處理,溫度850c,時間1h.
(4)酶解:將糊化后的料液降溫至70℃,添加淀粉酶2.5%,酶解100min后,溫度降至400c,添加淀粉酶2.5%,酶解120min.
(5)配料:將甘草,陳皮,白茅根,淡竹葉浸提液與荸薺果皮基料按照一定比例進行復配,并添加甜味料。
(6)熱處理:將復配完成的基料于850C熱處理10 min.
(7)添加菌種:將復配基料溫度降至室溫,菌種添加量為2%(vlv),發酵溫度37c,發酵時間20h.
(8)灌裝:將發酵結束的樣品進行離心,轉速5000 r/min,時間20 min.得澄清的發酵飲料,灌裝,859C熱處理10 min.
甜味料的制備:將羅漢果、甘草按照制作工藝參數進行浸提,得浸提液。然后將浸提液與赤蘚糖醇、木糖醇、甜菊糖苷和甘草甜素按照一定比例進行混合濃縮,得甜味料。
1發酵過程中pH、酸度和乳酸菌活菌數的變化
在乳酸菌發酵產品過程中,pH、酸度和活菌數的變化直接反映乳酸菌的生長情況,因此,通過測定樣品的pH、酸度、活菌數,判斷乳酸菌生長是否到達穩定期,試驗結果單一及混合乳酸菌發酵的飲料pH、酸度在發酵28 h內變化顯著(pc0.05),pH在8小時內迅速降低,不同菌株發酵pH差異顯著(p<0.05)與單一菌株發酵相比,混合乳酸菌發酵20h后pH趨于穩定無顯著性變化(p20.05)。
同時由表4-2可知,在發酵28h內酸度隨著發酵時間的延長而不斷上升,混合發酵20h后酸度趨于穩定且無顯著性變化(p20.05)。研究證明192,隨著發酵時間的延長,終產物的積累,導致飲料酸pH值的下降抑制了乳酸菌的生長,導致酸度趨于穩定。發酵過程中伴隨氧化反應的發生。將還原糖的羥基氧化為羧基,增加了產品中有機酸的含量,從而導致pH的降低以及酸度的升高。單一及混合乳酸菌發酵的飲料活菌數先上升后趨于穩定,在發酵前8小時乳酸菌活菌數顯著上升(p<0.05),與單一菌株發酵相比,在20 h時混合乳酸菌發酵活菌數最大為8.73 l0g10 CFUmL,且發酵20 h后活菌數不再有顯著性變化(p20.05)。結合pH、酸度可知,當pH過低時會抑制乳酸菌的生長,導致活菌數降低,同時可以看出,混合菌株發酵20h時產品中乳酸菌生長達到穩定期。
結論
(1)荸薺果皮基料的最佳料水比為1:6;4種中草藥的浸提工藝參數為:甘草料水比、浸提時間及溫度分別為1:25.75 min,100℃,陳皮浸提條件分別為1:15、55 min
100℃,白茅根浸提條件為1:25,85 min、959℃,淡竹葉浸提條件為1:15.65 min.950C
(2)甘草、陳皮、白茅根、淡竹葉浸提液的最佳配比為1:4:6:6,中草藥浸提液和荸薺果皮基料混合比例為1:6,甜味料添加量為10%,發酵菌株為植物乳桿菌117,58.S7等比例混合發酵,乳酸菌接種量為2%、發酵溫度37C、發酵時間20h.
(3)與單一菌株發酵相比,混合菌株117、58,S7發酵20h后,飲料的pH、酸度和乳酸菌活菌數趨于穩定(p>0.05);多酚含量、黃酮含量、ABTSt自由基清除能力以及鐵離子還原能力均較高。同時與未發酵樣品相比,混合菌株發酵顯著提高了荸薺果皮復合中草藥發酵飲料抑制蠟樣芽孢桿菌、假單胞菌、沙門氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的能力(p<0.05)。
(4)以最優工藝參數進行中試生產,產品感官良好,菌落總數、大腸桿菌、霉菌、酵母菌、沙門氏菌均未檢出,符合GB 7101-2015標準,且與市售飲料相比多酚、黃酮含量較高、能量較低。本產品適合在室溫條件下貯藏,120d內理化指標、感官評分無顯著性變化(ps0.05),微生物指標合格,且具有較強的抗氧化特性。