齊 帥，宮 強(qiáng)，楊翔華，張佳月，劉 佳，徐 爍

（遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院，遼寧撫順113001）

雙歧桿菌發(fā)酵西紅柿生產(chǎn)功能保健飲料

齊 帥，宮 強(qiáng)，楊翔華*，張佳月，劉 佳，徐 爍

（遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院，遼寧撫順113001）

以西紅柿為原料，與雙歧桿菌和輔助發(fā)酵菌株乳酸桿菌、嗜熱鏈球菌三者的發(fā)酵液共同調(diào)配，并添加相應(yīng)成分，通過正交實驗方法對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，考查了雙歧桿菌的生長條件、活性飲料的口感，最終確定了產(chǎn)品的最佳配方和工藝條件，制成活菌種量大、口感酸甜度適宜、營養(yǎng)全面、富含生物活性物質(zhì)的新型發(fā)酵乳活性飲料。

雙歧桿菌，西紅柿，發(fā)酵，活性飲料

Abstract：Tomatoes as raw materials，the beverage was fermented with broth of the three bacteria co-deployment，which contains the strains of Bifidobacterium and secondary fermentation strains：Streptococcus thermophilus and Lactobacillus，on this basis，adding appropriate ingredients.And then optimizing the product by orthogonal test method to examine the growth of bifidobacteria conditions and the taste of the active beverage，which determined the best formula and processing conditions of the product.Finally，the new activity of fermented milk beverage that containing a large amount of viable bacteria，tasting sweet and sour，rich in comprehensive nutrition and bio-active substances was produced.

Key words：Bifidobacteria；tomato；fermentation；active beverage

雙歧桿菌的功效來自于它的生物學(xué)活性，它能夠保持腸道內(nèi)微生態(tài)平衡，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，拮抗病原微生物，合成B族維生素，產(chǎn)生抗菌物質(zhì)等［1-2］。隨著微生態(tài)學(xué)的發(fā)展，對雙歧桿菌等腸道菌的培養(yǎng)技術(shù)、在消化道中的分布、內(nèi)在關(guān)系及對人體健康作用等的深入研究，急需開發(fā)雙歧桿菌更大的食用價值，讓食品更科學(xué)、更營養(yǎng)、更健康［3］。西紅柿是茄科茄屬番茄亞屬的多年生草本植物，據(jù)研究測定：每人每天食用50～100g鮮西紅柿，即可滿足人體對幾種維生素和礦物質(zhì)的需要［4］。利用雙歧桿菌發(fā)酵西紅柿生產(chǎn)保健飲料，配以乳酸菌和嗜熱鏈球菌輔助發(fā)酵［5］，它具備了西紅柿、雙歧桿菌二者的保健功效，色澤誘人，風(fēng)味獨(dú)特，具有極大的市場前景［6］。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

西紅柿 市售；蜂蜜、蔗糖 食品級；青春型雙歧桿菌 實驗室提供；保加利亞乳酸桿菌、嗜熱鏈球菌 遼寧微生物菌種保藏中心提供；水果香精，食用碳酸鈉。

多功能榨汁機(jī)，精密pH測定儀，電子天平，無菌凈化工作臺，電熱壓力蒸汽滅菌器，光照培養(yǎng)箱等。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作步驟

1.2.2.1 菌種的食用安全檢測 經(jīng)由遼寧省食品衛(wèi)生檢疫所檢驗，實驗所用雙歧桿菌菌種理化性質(zhì)穩(wěn)定，符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，無毒、副作用，可以放心食用。

1.2.2.2 菌種的活化及擴(kuò)大培養(yǎng) 將本實驗室儲藏的青春型雙歧桿菌菌種置于改良TJA培養(yǎng)基中，在37℃條件下活化24h，再將活化的菌種在37℃的BL液體培養(yǎng)基中擴(kuò)大培養(yǎng)24h，作為發(fā)酵劑備用。

將乳酸桿菌和嗜熱鏈球菌用液體MRS培養(yǎng)基，在37℃擴(kuò)大培養(yǎng)24h，作為發(fā)酵劑備用［7］。

1.2.2.3 西紅柿汁的制備、調(diào)配、細(xì)磨 西紅柿去雜后洗凈，除去西紅柿蒂和其表面微生物，榨汁，濾去沉淀。然后用食用碳酸鈉溶液，調(diào)整pH為6.6，再加入4%蔗糖和1%蜂蜜，以提高產(chǎn)酸水平，改善產(chǎn)品風(fēng)味。因番茄粗纖維較多，故用膠體磨處理，使其果肉微粒化，并可防止沉淀。

1.2.2.4 滅菌、接種與發(fā)酵 將西紅柿汁在95～99℃高壓滅菌鍋中滅菌30min后，冷卻至40℃，在無菌條件下，按4%的量接種發(fā)酵劑，發(fā)酵溫度40～45℃，發(fā)酵時間8h。

1.2.2.5 再調(diào)配及灌裝、后熟 加入穩(wěn)定劑、調(diào)味劑，攪拌均勻并灌裝后，在4℃以下的冰箱中冷藏12h進(jìn)行后熟。

1.2.2.6 二次滅菌與產(chǎn)品檢測 再次在100℃條件下滅菌30min，并按成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢測，合格后即為成品。

1.3 產(chǎn)品雙歧桿菌活菌數(shù)檢測

操作步驟按GB/T 4789.2-2003食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗規(guī)定執(zhí)行，將其營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基改成TJA培養(yǎng)基即可。

1.4 發(fā)酵條件的確定方法

實驗選擇不同的雙歧桿菌接種量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度，通過對活菌數(shù)的測定對發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，在單因素實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實驗，以得出最佳發(fā)酵條件，因素水平見表1。

表1 發(fā)酵條件正交實驗因素水平表

1.5 添加劑的確定方法

以10名評委感官評分的切尾平均值作為最終評定分?jǐn)?shù)，以得出最適合大眾感官標(biāo)準(zhǔn)的添加劑。感官指標(biāo)及其分別對應(yīng)分值見表2。

表2 感官指標(biāo)及分值

1.6 穩(wěn)定劑的確定方法

實驗采用復(fù)合穩(wěn)定劑以防止飲料貯藏后出現(xiàn)的渾濁、沉淀、分層等現(xiàn)象。通過單因素實驗選擇因素水平，見表3，再進(jìn)行正交實驗以確定最佳復(fù)合穩(wěn)定劑配方。

表3 復(fù)合穩(wěn)定劑正交實驗因素水平表

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗菌種的選擇

作為保健飲料，我們必須保證產(chǎn)品的食用安全及其保健價值。經(jīng)食用標(biāo)準(zhǔn)檢測合格的雙歧桿菌菌種單獨(dú)發(fā)酵時產(chǎn)酸能力低，最終產(chǎn)品的口味和風(fēng)味欠佳，且發(fā)酵時間較長。因此，使用保加利亞乳酸桿菌和嗜熱鏈球菌作為輔助菌株，與雙歧桿菌按1∶1∶1共同作為發(fā)酵劑進(jìn)行發(fā)酵，這樣既可以使制品中含有足夠量的雙歧桿菌，又可提高產(chǎn)酸能力，縮短生長周期，并改善了制品的口感與口味。

2.2 保健飲料發(fā)酵條件的確定

發(fā)酵條件正交實驗結(jié)果見表4，比較表4中R值可知，在發(fā)酵中對活菌量起決定因素的是發(fā)酵時間，其次為發(fā)酵溫度，雙歧桿菌接種量。最佳的水平組合為：雙歧桿菌接種量4%，發(fā)酵溫度為41℃，發(fā)酵時間為 8h，即 A2B2C3。

表4 發(fā)酵條件的正交實驗

2.3 飲料添加劑的確定

添加劑直接影響飲料的口味，對三種添加劑各設(shè)三個水平進(jìn)行正交實驗，結(jié)果見表5，可知各因素對口味的影響順序為：水果香精＞蔗糖＞蜂蜜；對k值進(jìn)行分析，可確定因素B、C的優(yōu)水平為B3、C2，在此條件下，對A進(jìn)行單因素實驗，確定A3為最優(yōu)，即飲料中添加劑的最適值為蜂蜜4%，蔗糖3%，香精2%。

表5 飲料添加劑的正交實驗結(jié)果表

2.4 穩(wěn)定劑的組合實驗

對穩(wěn)定劑因素水平進(jìn)行L9（34）正交實驗（結(jié)果表略），根據(jù)對常溫下飲料分層及沉淀情況進(jìn)行的感官評定，確定最優(yōu)組合為A1B3C2D1，即0.05%海藻酸鈉、0.15%CMC、0.1% 黃原膠、0.05%PGA。該條件下，發(fā)酵液基本無分層現(xiàn)象，粘稠度適中，口感滑潤。

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.5.1 感官指標(biāo) 色澤：深紅；氣味：具有特有清香；滋味：酸甜可口、無異味；體態(tài)：均勻混濁態(tài)，允許有少量沉淀。

2.5.2 理化指標(biāo)及微生物指標(biāo) 總固形物含量：11.5%；糖含量：9.3%；還原糖含量：2.08%；pH：3.9～4.0；VC含量：3.1mg/100g；雙歧桿菌 ≥1.0 ×108cfu/mL；致病菌不得檢出。

3 結(jié)論

經(jīng)實驗，確定了西紅柿發(fā)酵飲料的最佳發(fā)酵參數(shù)為：雙歧桿菌、保加利亞乳酸桿菌、嗜熱鏈球菌配比1∶1∶1，雙歧桿菌接種量 4%，發(fā)酵溫度 41℃，發(fā)酵時間8h，經(jīng)計數(shù)剛發(fā)酵好的飲料活菌含量可達(dá)1.48×109cfu/mL；飲料中添加劑的最適值為蜂蜜4%，蔗糖3%，香精2%；復(fù)合穩(wěn)定劑的最佳配方為海藻酸鈉0.05%、CMC0.15%、黃原膠0.1%、PGA0.05%。成品西紅柿雙歧桿菌活性發(fā)酵飲料呈深紅色，口感酸甜適宜，具有一定清香氣息，在冷藏（4℃）條件下可保藏一周以上，保藏期間活菌量有所下降，但經(jīng)測定其活菌含量在保質(zhì)期內(nèi)仍能達(dá)到1.0×107cfu/mL，具有很高的保健價值。

［1］柴俊，郤翠仙，張以芳.乳酸桿菌主要代謝產(chǎn)物種類及其特性［J］.食品工業(yè)科技，2007，28（8）：257-260，264.

［2］Gueimonde M，Margolles A，de los Reyes-Gavilan CG，et al.Competitive exclusion of enteropathogens from human intestinal mucus by Bifidobacterium strains with acquired resistance to bile—a preliminary study［ J］.International Journal of Food Microbiology，2007，113（2）：228-232.

［3］楊翔華，胡文國.雙歧桿菌的保健作用及在我國的應(yīng)用［J］.食品科學(xué)，1997，18（3）：40-43.

［4］Agarwal S，Rao AV.Tomato lycopene and its role in human health and chronic diseases［J］.Canadian Medical Association Journal，2000，163（6）：739-744.

［5］張強(qiáng)，馬齊，徐升運(yùn)，等.三株益生菌發(fā)酵特性的測定［J］.食品工業(yè)科技，2009，30（4）：78-80.

［6］文劍.功能飲料市場現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2007，33（4）：101-106.

［7］劉玉榮，李曉鷗，楊翔華，等.雙歧桿菌口服液的研制［J］.食品研究與開發(fā)，2003，24（6）：81-83.

Development of functional health beverage of tomato fermented by Bifidobacteria

QI Shuai，GONG Qiang，YANG Xiang-hua*，ZHANG Jia-yue，LIU Jia，XU Shuo
（School of Environmental and Biological Engineering，Liaoning Shihua University，F(xiàn)ushun 113001，China）

Q815

B

1002-0306（2010）10-0289-03

2009-12-21 *通訊聯(lián)系人

齊帥（1988-），男，研究方向：微生物發(fā)酵與食品工程。

遼寧省自然科技基金項目（2009A433）。