本發(fā)明屬于食品加工領(lǐng)域，具體涉及一種菊芋酵素發(fā)酵乳飲料的制作方法。
背景技術(shù)：
菊芋又名洋姜、鬼子姜，其營養(yǎng)價值豐富。菊芋的主要成分為菊粉，占菊芋鮮重的15％-20％、干重的70％-80％。菊粉是一類天然果聚糖混合物，是良好的益生元和最易溶解的膳食纖維，具有增殖益生菌、預(yù)防腸道腫瘤、治療便秘、控制血糖等多種功效。2009年衛(wèi)生部批準(zhǔn)菊粉為新食品資源，2012年衛(wèi)生部公布增加菊芋作為新資源食品菊粉的生產(chǎn)原料。
酵素是酶的另一種稱呼，酶是生物體產(chǎn)生的具有催化作用的生物活性大分子，參與人體新陳代謝、能量攝取、成長和繁殖等生命現(xiàn)象。近些年酵素產(chǎn)品風(fēng)靡全球，因其不僅保留了原料的全部營養(yǎng)成分，并且通過微生物發(fā)酵還產(chǎn)生了大量生物活性物質(zhì)。目前酵素產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用僅限于酵素食品自身，而將其作為食品原料或輔料應(yīng)用在食品加工生產(chǎn)中還很少。利用酵素產(chǎn)品開發(fā)新型功能性食品，不僅可提高加工制品的營養(yǎng)價值，還可以改變原食品的組織狀態(tài)和風(fēng)味。因此需要加快對酵素產(chǎn)品的研究，將其利用到食品加工生產(chǎn)中，改進(jìn)或提高特定食品的生產(chǎn)工藝，滿足現(xiàn)代人對營養(yǎng)需要的多樣性、平衡性和安全性。
發(fā)酵乳飲料是以乳或乳制品為原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后加水、白糖等調(diào)制而成的飲料。其中，含有活菌的發(fā)酵乳飲料不僅營養(yǎng)豐富，而且具有多種益生功能，因此深受消費者喜愛。然而，活性乳酸菌飲料加工工藝尚未完全成熟，貨架期內(nèi)產(chǎn)品不穩(wěn)定、產(chǎn)生沉淀、后酸化嚴(yán)重、乳酸菌活力不強、活性乳酸菌數(shù)量少等問題，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的市場。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對目前酵素產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用的現(xiàn)狀，以及發(fā)酵乳飲料及其生產(chǎn)工藝存在的不足，本發(fā)明提出了一種菊芋酵素發(fā)酵乳飲料的制作方法，將菊芋酵素和發(fā)酵乳飲料有機結(jié)合起來。通過本發(fā)明方法可獲得具有較強益生功能和保健功能的高品質(zhì)發(fā)酵乳飲料。
本發(fā)明的目的是通過以下方式實現(xiàn)的：
一種菊芋酵素發(fā)酵乳飲料的制作方法，該方法包括以下步驟：
1)菊芋處理：將新鮮菊芋洗凈、去皮、打漿得到菊芋漿液，分別按重量比1:2～1:3、4:1～5:1和0.2％～0.3％向菊芋漿液中加入水、果蔬汁和乳糖，混合均勻，迅速加熱至80℃～90℃，并在此溫度下超聲波處理15min～20min；
2)菌種活化：將步驟1)所得超聲波處理液過濾，與滅菌牛奶分別以質(zhì)量比2:8、5:5、8:2混合得馴化培養(yǎng)基，首先將混合乳酸菌菌種按1％～2％接種到2:8培養(yǎng)基中，培養(yǎng)3h～4h，再將所得培養(yǎng)液按5％～10％接種到5:5培養(yǎng)基中，培養(yǎng)12h～14h，最后將第二次培養(yǎng)液按5％～10％接種到8:2培養(yǎng)基中，培養(yǎng)20h～24h，獲得菌種活化液；
3)一次發(fā)酵：將步驟2)所得菌種活化液接種到步驟1)所得超聲波處理混合液中，然后在40℃～42℃下密閉無氧發(fā)酵35h～40h，離心取上清得一次發(fā)酵液；
4)牛奶處理：將新鮮牛奶加水稀釋，再按質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％～2％添加蜂蜜，混合均勻，加熱煮沸2min～3min；
5)二次發(fā)酵：將步驟4)牛奶冷卻后，按重量比3:1～4:1加入步驟3)所得一次發(fā)酵液，混合均勻，在40℃～42℃下發(fā)酵，當(dāng)pH為4.1～4.3時發(fā)酵結(jié)束得到發(fā)酵液；
6)調(diào)配冷藏：向步驟5)發(fā)酵液中加入4％～8％阿拉伯糖和異麥芽低聚糖混合物、0.1％～0.2％麥芽糊精，均質(zhì)后在4℃～6℃冷藏。
步驟1)中所述菊芋為南菊芋9號品種。
步驟1)中所述果蔬汁為蘋果汁、梨汁、西紅柿汁、草莓汁和橙汁中的一種。
步驟1)中超聲波功率為500w～600w。
步驟1)中加入乳糖的可以提供碳源促進(jìn)后續(xù)發(fā)酵步驟中乳酸菌的生長；加入果蔬汁可以提供更全面的營養(yǎng)促進(jìn)后續(xù)發(fā)酵步驟中乳酸菌的生長。
步驟1)中加熱至80℃～90℃并進(jìn)行超聲波處理，一方面是為了最大限度的提取菊粉，另一方面是為了滅菌。
步驟2)中混合乳酸菌菌種包括保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳桿菌和鼠李糖乳桿菌，其質(zhì)量比為1:1:1:1～1:1:2:2。本發(fā)明使用該混合乳酸菌菌種是能夠使發(fā)酵更快、香氣更濃郁、風(fēng)味更復(fù)雜。
步驟2)中在不同培養(yǎng)基中培養(yǎng)溫度均為40℃～42℃。
步驟2)中超聲波處理液用300目～400目濾布進(jìn)行過濾。
步驟2)中滅菌牛奶是將牛奶煮沸并保持2min～3min所得。
步驟2)中在2:8培養(yǎng)基中培養(yǎng)3h～4h、在5:5培養(yǎng)基中培養(yǎng)12h～14h以及在8:2培養(yǎng)基中培養(yǎng)20h～24h后，混合乳酸菌達(dá)到其對數(shù)生長中后期，乳酸菌數(shù)量為1×107CFU/mL～1×108CFU/mL。
步驟3)中菌種活化液接種量為5％～10％。
步驟3)中發(fā)酵35h～40h后發(fā)酵液pH為4.5～5.0。
步驟3)中發(fā)酵35h～40h后發(fā)酵液中乳酸菌數(shù)量為1×107CFU/mL～1×108CFU/mL。
步驟3)中離心處理條件為在4000g～4500g離心力下離心15min～20min。
步驟3)中一次發(fā)酵液即酵素。
步驟4)中牛奶加水比例為4:3～1:1。
步驟4)中添加的蜂蜜優(yōu)選為桂花蜜。本發(fā)明使用蜂蜜不僅可改善發(fā)酵乳的風(fēng)味，還可增加其營養(yǎng)成分。
步驟5)中發(fā)酵時間為2.5h～3h。
步驟5)中發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵液中還原糖含量為6g/L以下。
步驟5)中發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵液中乳酸菌數(shù)量為1×109CFU/mL～1×1010CFU/mL。
步驟6)中阿拉伯糖和異麥芽低聚糖質(zhì)量比為2:1～3:1。
步驟6)中阿拉伯糖和異麥芽低聚糖為功能性低聚糖，事先在121℃滅菌20min。添加麥芽糊精可以達(dá)到穩(wěn)定和增稠的效果。
本發(fā)明技術(shù)的有益效果：
將酵素利用到食品加工生產(chǎn)中，開發(fā)新型功能性食品或提高特定食品生產(chǎn)工藝是未來保健食品發(fā)展方向之一，本發(fā)明利用酵素發(fā)酵牛奶制作發(fā)酵乳飲料，將酵素和發(fā)酵乳飲料有機結(jié)合起來，改變了傳統(tǒng)發(fā)酵乳飲料制作的思路和方法，是產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新；通過酵素二次深度發(fā)酵制作發(fā)酵乳飲料大大提高了其營養(yǎng)成分、生物活性物質(zhì)和益生菌數(shù)量，同時改善了其組織狀態(tài)和風(fēng)味，大大提高了其商品價值和商品形象；特別是以菊粉含量豐富的南菊芋9號菊芋為原料，增加了發(fā)酵乳飲料中膳食纖維和益生元含量，提高了益生菌數(shù)量和質(zhì)量，延長了其存活時間，改善了發(fā)酵乳飲料口感，使其更加圓潤、細(xì)膩、光滑，增加了其粘稠度和平衡性，提高了穩(wěn)定性；降低了發(fā)酵乳中還原糖含量，并以功能性低聚糖代替，不僅可讓肥胖和糖尿病患者食用，對其還有一定的預(yù)防和治療作用。
具體實施方式
以下結(jié)合發(fā)明人給出的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
實施例1：
取新鮮南菊芋9號菊芋1kg，洗凈、去皮、打漿，向菊芋漿液中加入水2kg、蘋果汁0.25kg和乳糖2g，混合均勻，迅速加熱至80℃，并在此溫度下超聲波處理20min，超聲波功率為500w，得超聲波處理混合液3.252kg。取1.2kg超聲波處理液用300目濾布過濾得濾液0.9kg，分別取120g濾液和480g滅菌牛奶混合均勻、300g濾液和300g滅菌牛奶混合均勻、480g濾液和120g滅菌牛奶混合均勻，分別配制2:8、5:5、8:2馴化培養(yǎng)基。取保加利亞乳桿菌1.5g、嗜熱鏈球菌1.5g、植物乳桿菌1.5g、鼠李糖乳桿菌1.5g混合均勻加入2:8培養(yǎng)基中，在42℃培養(yǎng)3h，再取培養(yǎng)液30g接種到5:5培養(yǎng)基中，在42℃培養(yǎng)12h，最后取第二次培養(yǎng)液30g接種到8:2培養(yǎng)基中，在42℃培養(yǎng)20h，獲得菌種活化液630g。取菌種活化液100g接種到2kg超聲波處理混合液中，然后在42℃下密閉無氧發(fā)酵35h，離心取上清得一次發(fā)酵液1.6kg。取新鮮牛奶2.5kg加水1.875kg稀釋，并混合均勻，再添加蜂蜜43.75g，混合均勻，加熱煮沸2min，得牛奶處理液4.418kg。將牛奶處理液冷卻后，加入一次發(fā)酵液1.472kg，混合均勻得5.890kg，在42℃下發(fā)酵2.5h，此時pH為4.2，發(fā)酵結(jié)束。向發(fā)酵液中加入阿拉伯糖157g、異麥芽低聚糖78.5g、麥芽糊精5.89g，混合均勻，均質(zhì)后在4℃冷藏。
上述實施例制得菊芋酵素發(fā)酵乳飲料的測試指標(biāo)如下：
1、感官指標(biāo)
色澤：色澤均一，呈微黃色；
滋味：酸味柔和、酸甜適口、酵香濃郁；
口感：圓潤、細(xì)膩、光滑；
組織狀態(tài)：均勻、粘稠、無分層、無沉淀。
2.理化指標(biāo)
酸度：55°T；pH：4.2；還原糖(除阿拉伯糖)：5.5g/L；低聚果糖(益生元、膳食纖維)：19.5g/L；蛋白質(zhì)：1.5g/100g
3.微生物指標(biāo)
乳酸菌7.5×109CFU/mL
大腸菌群/(MPN/100mL)無檢出；
腸道致病菌(沙門氏菌、志賀氏菌、金黃色葡萄球菌)無檢出
實施例2：
取新鮮南菊芋9號菊芋2kg，洗凈、去皮、打漿向菊芋漿液中加入水6kg、西紅柿汁0.4kg和乳糖6g，混合均勻，迅速加熱至90℃，并在此溫度下超聲波處理15min，超聲波功率為600w，得超聲波處理混合液8.406kg。取2kg超聲波處理液用400目濾布過濾得濾液1.7kg，分別取200g濾液和800g滅菌牛奶混合均勻、500g濾液和500g滅菌牛奶混合均勻、800g濾液和200g滅菌牛奶混合均勻，分別配制2:8、5:5、8:2馴化培養(yǎng)基。取保加利亞乳桿菌3.33g、嗜熱鏈球菌3.33g、植物乳桿菌6.66g、鼠李糖乳桿菌6.66g混合均勻，加入2:8培養(yǎng)基中，在40℃培養(yǎng)4h，再取培養(yǎng)液100g接種到5:5培養(yǎng)基中，在40℃培養(yǎng)14h，最后取第二次培養(yǎng)液100g接種到8:2培養(yǎng)基中，在40℃培養(yǎng)24h，獲得菌種活化液1100g。取菌種活化液600g接種到6kg超聲波處理混合液中，然后在40℃下密閉無氧發(fā)酵40h，離心，取上清得一次發(fā)酵液5.7kg。取新鮮牛奶5kg加水5kg稀釋，并混合均勻，再添加蜂蜜200g，混合均勻，加熱煮沸3min，得牛奶處理液10.2kg。將牛奶處理液冷卻后，加入一次發(fā)酵液2.55kg，混合均勻得12.75kg，在40℃下發(fā)酵3h，此時pH為4.1，發(fā)酵結(jié)束。向發(fā)酵液中加入阿拉伯糖765g、異麥芽低聚糖255g、麥芽糊精25.5g，混合均勻，均質(zhì)后在4℃冷藏。
上述實施例制得菊芋酵素發(fā)酵乳飲料的測試指標(biāo)如下：
1、感官指標(biāo)
色澤：色澤均一，呈微粉色；
滋味：酸味柔和、酸甜適口、酵香濃郁；
口感：圓潤、細(xì)膩、光滑；
組織狀態(tài)：均勻、粘稠、無分層、無沉淀。
2.理化指標(biāo)
酸度：60°T；pH：4.1；還原糖(除阿拉伯糖)：4.8g/L；低聚果糖(益生元、膳食纖維)：18.8g/L；蛋白質(zhì)：1.6g/100g
3.微生物指標(biāo)
乳酸菌8.2×109CFU/mL
大腸菌群/(MPN/100mL)無檢出；
腸道致病菌(沙門氏菌、志賀氏菌、金黃色葡萄球菌)無檢出。
以下通過部分試驗過程進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果：
試驗例1：
對比了超市購買發(fā)酵乳飲料和本發(fā)明菊芋酵素發(fā)酵乳飲料感官和生物活性成分的不同。
沉淀率測定參照代青梅等所述方法(鼠李糖乳桿菌發(fā)酵乳飲料發(fā)酵工藝研究)；乳酸菌總數(shù)測定參照GB 4789.35-2010《乳酸菌檢驗》；膳食纖維含量測定參照汪紅等所述方法(酶重量法測定食品中膳食纖維含量方法的改進(jìn))；SOD酶活、淀粉酶活測定參照于曉艷等所述方法(微生物酵素主要功效酶活力的測定)；抗氧化性測定參照李亞輝等所述方法(響應(yīng)面優(yōu)化復(fù)合酶提取蘆薈多糖工藝及其抗氧化活性分析)。
結(jié)果如表1所示：
表1超市購買發(fā)酵乳飲料和本發(fā)明菊芋酵素發(fā)酵乳飲料感官評價和生物活性成分
由表1結(jié)果可知：無論是感官方面還是益生菌數(shù)量、功能性成分含量方面，本發(fā)明實施例1發(fā)酵乳飲料、實施例2發(fā)酵乳飲料都顯著高于超市購買發(fā)酵乳飲料。
試驗例2：
比較了超市購買發(fā)酵乳飲料和本發(fā)明菊芋酵素發(fā)酵乳飲料對糖尿病患者血糖水平的影響。
同一糖尿病患者連續(xù)三天早晨空腹飲用超市購買發(fā)酵乳飲料、本發(fā)明實施例1發(fā)酵乳飲料和本發(fā)明實施例2發(fā)酵乳飲料150mL，分別在飲用后0小時、1小時、2小時、3小時測定其血糖含量，取三次測量的平均值。結(jié)果如表2所示：
表2超市購買發(fā)酵乳飲料和本發(fā)明菊芋酵素發(fā)酵乳飲料對糖尿病患者血糖水平的影響
由表2可知本發(fā)明實施例1發(fā)酵乳飲料和實施例2發(fā)酵乳飲料對糖尿病患者血糖升高影響較小，均顯著低于普通發(fā)酵乳飲料對血糖升高的影響，可供糖尿病患者食用。