蓝莓果汁乳酸菌饮料的工艺研究

蓝莓果汁乳酸菌饮料的工艺研究
摘要：选育适合乳酸菌饮料发酵的菌种：嗜热乳链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种，进行1∶1复配，经40℃、8小时发酵，ph 值可达到4.1，滴定酸度可达到100°t左右；研究饮料制作工艺，采用高压均质处理和添加复合稳定剂cmc45%、黄原胶35%、藻酸丙二醇酯20%；产品配方的组合为白砂糖17%、蓝莓果汁0.6%、产品酸度0.40%、复合稳定剂0.30%。

关键词：乳酸菌；蓝莓；饮料
蓝莓果实是一种营养保健果品。

其营养含量非常丰富，其中除了常规的糖、酸和vc外，富含花青苷、sod、食用纤维以及矿质元素。

根据分析测定，每百克蓝莓鲜果中花青苷色素含量高达163mg，蛋白质400-700毫克、脂肪500-600毫克、碳水化合物12.3-15.3毫克， sod5.39国际单位。

蓝莓含有较多的抗氧化植物性营养素，特别是花青素，因此，蓝莓的保健功效显著，在预防心血管疾病、糖尿病、癌症，以及黄斑部退化和白内障等退化性眼疾方面，扮演了重要的角色。

蓝莓也含有另一种抗氧化剂-鞣花酸，能够封锁促进癌症生成的新陈代谢管道。

蓝莓并含有丰富的果胶，这种可溶性的纤维可以舒缓腹泻和便秘；蓝莓所含的单宁酸，则可以减轻消化系统的发炎症状。

本研究筛选的蓝莓果汁产自我国黑龙江省大兴安岭森林保护区，由当地厂家制作成浓缩果汁，真空包装，冷藏贮运，保证品质及营养价值。

乳酸菌饮料是将牛奶经乳酸菌发酵后，进行糖、酸比调配，口味
酸甜可口，营养有益，深受青少年儿童喜爱。

本研究是将蓝莓与乳酸菌饮料保健功效有机结合，再结合先进杀菌工艺和灌装技术，生产出的产品可在常温下、无需冷链贮存，保质期达6个月以上，有利于在全国范围市场销售。

1 材料与方法
1.1 材料
蓝莓果汁：购买黑龙江大兴安岭产区。

全脂奶粉：蛋白质含量24%，购于新西兰恒天然公司。

菌种：嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌和嗜热乳链球菌，公司自有。

羧甲基纤维素钠、果胶、柠檬酸等符合食品添加剂标准。

1.2 主要设备
夹层锅，酸奶恒温发酵桶，高压均质机，饮料灌装封口机。

2 制作工艺方法
2.1 乳酸菌菌种的选育
乳酸菌菌种包括乳链球菌和乳杆菌类。

实验流程：
2.3 操作要点
2.3.1 乳酸菌发酵实验步骤
①按照下面配方进行称料配制待发酵奶基，总重是5000g，将全脂奶粉和白砂糖溶到水中。

具体见表1。

②水化30min，条件是60～65℃。

③水化结束后进行灭菌，90～95℃，30min。

④保鲜膜封口，进行冷却，使温度降低到40℃左右。

⑤移至无菌室，进行称重补水，分装到5个灭菌好的容器中，每个总重为1000g。

即按5个平行样进行发酵实验，取平均值。

⑥在无菌室内的超净工作台上接入自有菌种进行发酵试验，中间抽样测定酸度和ph值。

发酵温度根据不同的菌种选取各自的最适温度，发酵时间暂定为24～72h。

2.3.2 原料处理
奶粉按10%用量，充分溶解后，加热至93～95℃，时间为15～20min。

白糖溶解后，煮沸5分钟；蓝莓果汁热水分散均匀。

以上原料需用200目过滤。

其余原料热水溶解备用。

2.3.3 乳酸菌接种及发酵
用冷水循环方式使奶液降到40℃，接入2%发酵剂，搅拌均匀后，启动发酵桶恒温发酵装置。

经过8小时左右发酵，用滴定酸度法检测其酸度，达0.9%～1%，则可终止发酵。

2.3.4 调配、均质、灌装、杀菌
加入无菌水、蓝莓果汁、其余原料，水与发酵奶比例为1：3。

调配完成后升温至60～70℃进行均质，均质压力为20mpa。

灌注入塑料瓶中，密封。

热水杀菌，温度为90℃，10～15 min。

杀菌后冷却至40℃以下。

3 结果与讨论
3.1 乳酸菌筛选与发酵
本试验的乳酸菌为嗜热乳链球菌st和德氏乳杆菌保加利亚亚种
lb。

3.1.1 嗜热乳链球菌st发酵情况
图1为st发酵过程情况。

st在实验室配置的发酵奶基中进行发酵试验时，该菌在发酵4h时进入生长对数期，ph值和滴定酸度值开始迅速变化，10h时进入稳定期，ph值和滴定酸度值变化较小。

在发酵试验时，最终的ph值为4.0左右，滴定酸度值为103°t左右。

3.1.2 德氏乳杆菌保加利亚亚种lb发酵情况
图2为lb发酵过程情况。

lb在发酵奶基中进行发酵试验时，该菌在发酵5h时进入生长对数期，ph值和滴定酸度值开始迅速变化，18h时进入稳定期，ph值和滴定酸度值变化较小。

在发酵试验时，最终的ph值为4.0左右，滴定酸度值为108°t左右。

3.1.3 lb/st进行复配后的发酵试验情况
图3为复配后的发酵试验情况。

lb与st进行1∶1复配，然后在实验室配置的发酵奶基中进行发酵试验时，该复配乳酸菌在发酵3h 时进入生长对数期，ph值和滴定酸度值开始迅速变化，10h后进入稳定期，ph值和滴定酸度值变化较小。

在发酵试验时，最终的ph 值为3.8左右，滴定酸度值为131°t左右。

结合乳酸菌饮料实际生产考虑，德氏乳杆菌保加利亚亚种lb和嗜热乳链球菌st进行1∶1复配时的发酵时间可选择在8h，发酵终点时ph值可达到4.1，滴定酸度可达到100°t左右。

3.2 饮料稳定性的研究
乳酸菌饮料是多种营养物质组成的不稳定体系，由于蛋白质（氨基酸）上的氨基和羧基所带有相等的正负电荷，结合时就会完全凝聚沉淀，导致乳酸菌饮料中分散乳蛋白粒子凝集沉淀。

因此，关于乳酸菌饮料中悬浮粒的稳定性的探讨也是一重要课题。

3.2.1 均质处理
按照斯托克斯定理，采用均质机对乳酸菌饮料进行处理，让蛋白粒子微细化从而使得粒子沉淀得以控制，这是一种可以防止乳酸菌饮料沉淀的物理方法。

当选用在15～20mpa压力下和温度控制在60～70℃时来进行均质，所得出的效果最为显著。

3.2.2 合适的稳定剂的选择
乳酸菌饮料中富含蛋白质和脂肪，在产品杀菌和后贮藏的过程中，体系中的脂肪会随时间的推移发生上浮，蛋白质会发生大分子聚集产生沉淀，因此，出现溶液分层现象。

通过添加适合的稳定剂解决此问题。

具体见表2。

从表2中可得，采用不同的单一稳定剂会对产品口感和稳定性产生不同的影响，但效果都不够理想，因此对稳定剂进行复配，通过研究复配稳定剂使用的比例为：cmc45%、黄原胶35%、藻酸丙二醇酯20%，产品口感适宜，6个月内无脂肪上浮和蛋白质下沉现象，获得理想的稳定效果。

3.3 产品配方的正交试验结果
本试验采用以白砂糖、蓝莓果汁、产品酸度、稳定剂用量为条件的四因素三水平正交试验l9（34）。

由表中结果可得，对产品口感的影响因素的顺序为：白砂糖→产品酸度→蓝莓果汁→稳定剂；最佳配方组合为a2b2c2d3，白砂糖15%，蓝莓果汁0.6%，产品酸度0.40%，复合稳定剂0.30%。

4 结论
4.1 本研究选育适合生产乳酸菌饮料的菌种，最佳组合为嗜热乳链球菌st和德氏乳杆菌保加利亚亚种lb以1：1混合发酵，发酵时间在8h，发酵终点时ph值可达到4.1，滴定酸度可达到100°t 左右，以此作为基料进行调配。

对灌封后的产品应用热水杀菌工艺，温度为90℃，10～15 min。

4.2 针对乳酸菌饮料溶液不稳定性情况，应用高压均质（15～
20mpa压力、温度50～60℃）工艺并结合复配稳定剂。

复合稳定剂使用的比例为：cmc45%、黄原胶35%、藻酸丙二醇酯20%；产品配方的组合为白砂糖17%，蓝莓果汁0.6%，产品酸度0.40%，复合稳定剂0.30%。

4.3 按照本工艺方法，产品可达到以下的质量标准。

蛋白质≥1%，可溶性固形物（以折光计）：16±1%，酸度（柠檬酸计）：0.40±0.02%，菌落总数≤100cfu/ml，大肠菌群≤
3mpn/100ml。

产品保质期6个月以上。

参考文献
[1]郑建仙.功能性食品[m].北京：中国轻工业出版社，1995.
[2]郭本恒.液态奶[m].北京：化学工业出版社，2004.
[3]孟祥晨，霍贵成.双歧杆菌酸奶生产工艺的优化[j].食品与发
酵工程，2003，29（11）；35-40.
[4]gb/t4789.35-2003，乳酸菌饮料中乳酸菌检验[s].北京：中国卫生部中国国家标准化管理委员会，2003.
作者简介：杨炳坤（1967，12-），男，广东省东莞人，助理工程师，大专，研究方向：生物工程技术。