賈素中，杭曉敏

(上海交大昂立股份有限公司生物醫(yī)藥研究所，上海 200233)

桑葚，為?？浦参锷５墓耄缓攀忱w維、多種有機(jī)酸、7種維生素、16種人類所需微量元素、氨基酸、白藜蘆醇等營(yíng)養(yǎng)成分，號(hào)稱“天然富硒水果皇后”。桑葚是國(guó)家衛(wèi)生部首批公布的藥食同源的植物品種之一，不僅具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，更具有保健功能[1-3]?！侗静菥V目》中記載：“桑葚，止消渴，利五臟關(guān)節(jié)，通血?dú)?，令人聰明”?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，桑葚具有利尿排毒、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、緩解眼睛疲勞、美容養(yǎng)顏、延緩衰老等多種功效[2]。

益生菌是一類能在人類及動(dòng)物腸道內(nèi)定殖，能夠抑制致病菌生長(zhǎng)，改善宿主微生態(tài)平衡的有益微生物，具有提高機(jī)體免疫力、改善乳糖不耐癥、預(yù)防食物過敏、降低血脂和保護(hù)肝臟等保健功能[4-7]，長(zhǎng)期用于乳制品中，如酸奶、開菲爾乳和各種乳飲料為主要代表。近年來，隨著消費(fèi)者對(duì)于低脂、低糖、不含膽固醇飲食的日益關(guān)注，采用益生菌發(fā)酵的果蔬汁飲料產(chǎn)品受到消費(fèi)者青睞，這類產(chǎn)品不僅富含礦物質(zhì)、維生素、膳食纖維和抗氧化物質(zhì)，更增添了多種功能因子，且具有獨(dú)特的發(fā)酵風(fēng)味和口感。

筆者以桑葚汁為主要原料，優(yōu)選益生菌發(fā)酵菌株，通過單因素試驗(yàn)以及正交試驗(yàn)等方法，優(yōu)化產(chǎn)品發(fā)酵工藝條件，開發(fā)出一款“天然、營(yíng)養(yǎng)、美味、保健”的活性乳酸菌桑葚汁飲料。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1原材料。濃縮桑葚汁(42.0 BX)，福建綠全食品有限公司；蔗糖，市售；植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum，LP-Onlly)、副干酪乳桿菌(Lactobacillusparacasei，LPC-Onlly)，上海交大昂立股份有限公司生物醫(yī)藥研究所保存。

1.1.2培養(yǎng)基。MRS液體培養(yǎng)基：蛋白胨10 g，牛肉浸粉8 g，酵母浸粉4 g,葡萄糖20 g，K2HPO42 g，檸檬酸氫二胺2 g，乙酸鈉5 g，硫酸鎂0.2 g，硫酸錳0.04 g，吐溫-80 1 g，蒸餾水1 L。調(diào)節(jié)pH為6.0～6.2，121 ℃滅菌15 min。

1.1.3儀器與設(shè)備。立式壓力蒸汽滅菌器BXM-30R，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；PYX-DHS型隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；潔凈工作臺(tái)，上海匯龍儀表電子有限責(zé)任公司；AR1502CN精密電子天平，奧豪斯儀器(上海)有限公司；XW-80A微型旋渦混合儀，上海滬西分析儀器廠有限公司。

1.2方法

1.2.1發(fā)酵劑的制備。

1.2.1.1菌株的活化。將-20 ℃冷凍保藏的植物乳桿菌LP-Onlly、副干酪乳桿菌LPC-Onlly甘油管解凍至室溫，在超凈工作臺(tái)無菌條件下分別將500 μL菌種接種至15 mL MRS液體培養(yǎng)基中，37 ℃下培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18～24 h。按照此法反復(fù)活化3代，獲得活力較好的菌種。

1.2.1.2發(fā)酵劑的制備。將上述活化好的植物乳桿菌LP-Onlly、副干酪乳桿菌LPC-Onlly菌種分別加入MRS液體培養(yǎng)基中37 ℃下培養(yǎng)箱中培養(yǎng)18～24 h，獲得發(fā)酵用菌種，其活菌數(shù)大于1.0×109CFU/mL。

1.2.2工藝流程。濃縮桑葚汁→稀釋→調(diào)節(jié)pH→調(diào)配→滅菌→冷卻→接種→發(fā)酵→成品冷藏。

其操作要點(diǎn)主要如下：濃縮汁采用純凈水按復(fù)原比例進(jìn)行稀釋，用NaHCO3將桑葚汁pH調(diào)節(jié)為5.0～5.5[8]，加入蔗糖、蜂蜜、低聚果糖、低聚異麥芽糖等進(jìn)行調(diào)配，采用高壓蒸汽法進(jìn)行滅菌，溫度為105 ℃，時(shí)間為10 min。冷卻后接種一定量的發(fā)酵菌種，在37 ℃下進(jìn)行發(fā)酵，達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)時(shí)停止發(fā)酵，即為成品，在冷庫(kù)中進(jìn)行冷藏。

1.2.3乳酸菌活菌計(jì)數(shù)。對(duì)乳酸菌活菌進(jìn)行測(cè)定，無菌條件下將樣品梯度稀釋不同濃度，采用平板計(jì)數(shù)法[9]，選擇菌落在30～300個(gè)的平板菌落總數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

1.2.4發(fā)酵桑葚汁的感官評(píng)價(jià)。由10名不同年齡、性別的人員組成評(píng)定小組，從發(fā)酵產(chǎn)品的色澤、氣味、口感等方面綜合進(jìn)行評(píng)定，滿分為10分，取平均分進(jìn)行評(píng)定[10]。發(fā)酵桑葚汁感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1發(fā)酵桑葚汁感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

Table1Sensoryevaluationcriteriaforfermentedmulberryjuice

項(xiàng)目Item評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Evaluationstandards分?jǐn)?shù)Score分色澤Colorandlustre色澤鮮亮，紅棕色3氣味Smell果香味濃郁，發(fā)酵風(fēng)味較好，無異味3口感Texture酸甜可口，柔和適宜4

1.2.5發(fā)酵桑葚汁貨架期的預(yù)測(cè)。將發(fā)酵好的桑葚汁放入0～4 ℃的冰箱中進(jìn)行冷藏，每隔7 d取樣測(cè)定活菌總數(shù)及pH的變化，確定發(fā)酵桑葚汁飲料的貨架期。

1.3發(fā)酵桑葚汁制作工藝的單因素試驗(yàn)以桑葚汁添加量為50%，蔗糖添加量為5%、2種乳酸菌1∶1混合后接種量為3‰，發(fā)酵溫度為37 ℃，發(fā)酵時(shí)間為16 h作為基礎(chǔ)試驗(yàn)，改變桑葚汁的添加量20%、30%、40%、50%、60%，蔗糖的添加量1%、3%、5%、7%、9%，發(fā)酵時(shí)間12、16、20、24、28 h，乳酸菌接種量1‰、3‰、6‰、9‰、12‰，按照“1.2.2”工藝流程發(fā)酵桑葚汁，然后根據(jù)表1進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.4發(fā)酵桑葚汁工藝的正交試驗(yàn)通過單因素試驗(yàn)，確定了以桑葚汁添加量、蔗糖的添加量、乳酸菌種的接種量、發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行4因素3水平正交試驗(yàn)，根據(jù)感官評(píng)價(jià)來確定最佳發(fā)酵配方。

2 結(jié)果與分析

2.1發(fā)酵桑葚汁工藝研究的單因素試驗(yàn)

2.1.1桑葚汁添加量對(duì)發(fā)酵桑葚汁感觀評(píng)價(jià)的影響。為了使發(fā)酵桑葚汁具有理想的色澤、口感，首先對(duì)桑葚汁的添加量進(jìn)行優(yōu)化。在桑葚汁濃度分別選用20%、30%、40%、50%、60%，在基礎(chǔ)試驗(yàn)上考察其對(duì)發(fā)酵的影響，然后比較發(fā)酵后的不同桑葚汁濃度的口感、色澤、風(fēng)味，確定最佳的果汁添加含量，結(jié)果如表2所示。由表2可見，桑葚汁最適添加量范圍在40%～60%。

表2 桑葚汁不同添加量時(shí)發(fā)酵果汁的感官評(píng)價(jià)

2.1.2蔗糖添加量對(duì)發(fā)酵桑葚汁感觀評(píng)價(jià)的影響。蔗糖含量較低時(shí)，營(yíng)養(yǎng)不充足，不利于乳酸菌的增殖；當(dāng)蔗糖濃度過高時(shí)，則會(huì)抑制乳酸菌的生長(zhǎng)。考察添加蔗糖含量為1%、3%、5%、7%、9%，對(duì)不同蔗糖含量的發(fā)酵桑葚汁進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。結(jié)果如圖1,可以看出蔗糖添加量最佳范圍在3%～7%。

圖1 蔗糖添加量對(duì)發(fā)酵桑葚汁感官評(píng)價(jià)的影響Fig.1Sensory evaluations on the fermented mulberry juice with different concentrations of sucrose

2.1.3發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵桑葚汁感觀評(píng)價(jià)的影響。桑葚汁添加量為50%，蔗糖添加量為5%，2種乳酸菌1∶1混合后接種量為3‰，發(fā)酵時(shí)間分別為12、16、20、24、28 h。對(duì)不同發(fā)酵時(shí)間的發(fā)酵桑葚汁進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果如圖2。由圖2可見，最佳發(fā)酵時(shí)間為16～24 h。

圖2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵桑葚汁感官評(píng)價(jià)的影響Fig.2 Sensory evaluation on the fermented mulberry juice with different fermentation time

2.1.4接種量對(duì)發(fā)酵桑葚汁感觀評(píng)價(jià)的影響。將植物乳桿菌、副干酪乳桿菌2種乳酸菌1∶1混合，分別按照1‰、3‰、5‰、7‰、9‰的比例接種于桑葚汁添加量為50%、蔗糖添加量為5%的基質(zhì)中，發(fā)酵溫度為37 ℃，時(shí)間為16 h，每隔4 h測(cè)定桑葚汁的pH。分別對(duì)上述不同比例接種量所發(fā)酵的桑葚汁進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。如圖3所示，可以看出接種量濃度較低和較高時(shí)，對(duì)發(fā)酵風(fēng)味影響較大。其原因主要是當(dāng)接種量少時(shí)，發(fā)酵速度較慢，風(fēng)味物質(zhì)形成較少；當(dāng)接種量大時(shí)，較難控制發(fā)酵速度，發(fā)酵產(chǎn)品容易偏酸，且發(fā)酵風(fēng)味過于濃郁，影響口感。因此，最適接種量為3‰～7‰。

圖3 接種量對(duì)發(fā)酵桑葚汁感官評(píng)價(jià)的影響Fig.3 Sensory evaluation on the fermented mulberry juice with different inoculation

2.2發(fā)酵桑葚汁工藝正交試驗(yàn)通過上述單因素試驗(yàn)對(duì)感官評(píng)分結(jié)果的影響，選擇了桑葚汁添加量、蔗糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、接種量4個(gè)因素進(jìn)行3水平正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見表3，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表3 桑葚汁發(fā)酵工藝因素水平設(shè)計(jì)

由表4中的極差R值可以看出，影響桑葚汁發(fā)酵因素主次順序?yàn)椋荷］刂砑恿?A)>蔗糖添加量(B)>接種量(D)>發(fā)酵時(shí)間(C)。由表4中的K值可知，優(yōu)化方案為A2B2D1C3即桑葚汁添加量為50%，蔗糖添加量為5%，發(fā)酵時(shí)間為24 h，接種量為3‰。經(jīng)過進(jìn)一步驗(yàn)證，在最優(yōu)條件下，發(fā)酵桑葚汁酸甜可口，pH為4.1，綜合評(píng)價(jià)其色澤、口感、風(fēng)味為最佳。

2.3發(fā)酵桑葚汁在儲(chǔ)藏過程中乳酸菌的變化發(fā)酵桑葚汁在0～4 ℃溫度下冷藏28 d，每7 d定期測(cè)定其活菌數(shù)，測(cè)定結(jié)果見圖4。

由圖4可以看出，在冷藏環(huán)境下(0～4 ℃)貯藏28 d過程中乳酸菌活菌數(shù)逐漸減少，這是因?yàn)樵诶洳貤l件下，乳酸菌進(jìn)行了緩慢的發(fā)酵，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)逐漸消耗，乳酸菌生長(zhǎng)進(jìn)入了衰亡期，活菌緩慢減少。但是由于發(fā)酵結(jié)束后桑葚汁中初始乳酸菌活菌為7.8×108CFU/mL，冷藏28 d后活菌數(shù)依然較多，為2.1×108CFU/mL，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.0×106CFU/mL。

表4發(fā)酵桑葚汁正交試驗(yàn)結(jié)果

Table4Theresultsoforthogonaltestforthefermentedmulberryjuice

試驗(yàn)號(hào)TestNo．因素FactorABCD感官評(píng)價(jià)Sensoryevaluation分111117．3212227．6313337．1421238．2522318．8623128．1731327．5832137．8933217．4K17．3337．6677．7337．833K28．3678．0677．7337．733K37．5677．5337．8007．700極差Range1．0340．5340．0670．133

圖4 發(fā)酵桑葚汁在冷藏過程中乳酸菌活菌變化Fig.4 Changes of viable bacteria of lactic acid bacteria in fermented mulberry juice during cold storage

3 結(jié)論

該研究利用植物乳桿菌、副干酪乳桿菌2種常見益生乳酸菌混合后進(jìn)行桑葚汁飲料的發(fā)酵，通過采用正交試驗(yàn)方法優(yōu)化了發(fā)酵工藝的參數(shù)條件，并對(duì)發(fā)酵成品進(jìn)行了貨架期預(yù)測(cè)。通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到最優(yōu)的發(fā)酵工藝條件：桑葚汁添加量為50%，蔗糖添加量為5%，發(fā)酵時(shí)間為24 h，接種量為3‰，發(fā)酵溫度為37 ℃。在最優(yōu)條件下發(fā)酵的桑葚汁飲料具有鮮亮的紅棕色，帶有桑葚的果香味并兼具發(fā)酵風(fēng)味，酸甜可口。發(fā)酵桑葚汁經(jīng)過28 d冷藏后，乳酸菌活菌數(shù)2.1×108CFU/mL，仍處于較高濃度。

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上真正意義上的含有活菌的發(fā)酵果汁很少見，多是原漿發(fā)酵后滅活勾兌產(chǎn)品，該研究所研制的活性乳酸菌桑葚汁飲料兼具營(yíng)養(yǎng)、保健功能，具有廣闊的市場(chǎng)前景，同時(shí)也可以為相關(guān)活菌型發(fā)酵果汁提供一定的參考。

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