甘蔗是一种多年生热带和亚热带植物,属单子叶植物纲、禾本科、黍亚科、蜀黍族、甘蔗亚族、甘蔗属",是一种能高效地将太阳能转化为化学能C4植物。甘蔗原产于热带新几内亚或印度,现广泛种植在33°N和30°S之间图。我国是世界甘蔗种植第四大国,位于巴西、印度和泰国之后,种植面积在140万hm以上,年产甘蔗超过10 000万t。甘蔗含有多种对人体新陈代谢有益的铁、钙、钟、钠、晒等微量元素,以及蛋白质、氨基酸、维生素、多酚类,多糖类0、单糖"、黄酮类、二十八烷醇3等营养物质,具有清热、生津、下气、润肺等作用"4。发酵饮料是果蔬、谷物等发酵原料经过酵母菌、乳酸菌等微生物发酵配制而成的饮料产品。微生物发酵过程中,大分子物质被降解,发生代谢合成和生物转化等一系列反应,不但赋予了饮料新鲜独特的风味和口感,还产生大量对人体健康有益的产物,如有机酸、酶类、维生素、氨基酸、多糖、低聚糖、酚类等16,近年来深受消费者青睐。
试验以甘蔗为原料,采用酵母菌和乳酸菌二步发酵,在单因素基础上,采用响应面优化方法,生产甘蔗原汁乳酸发酵饮料,以期为甘蔗的多元化加工和甘蔗乳酸发酵饮料的规模化生产提供数据参考。
工艺流程及部分操作要点
酵母菌活化
甘蔗→压榨→过滤→甘蔗原汁→灭菌→酵母菌发酵→乳酸发酵→膜澄清→灌装→灭菌→成品乳酸菌活化入
酵母菌活化:称取2 g果酒酵母,加入20mL已灭菌4%葡萄糖溶液中,轻轻晃动并于37℃恒温培养箱中保温30 min,完成活化。
乳酸菌活化:将乳酸菌接种到液体培养基上37℃活化培养24 h,传代1次;取一定量乳酸菌液到一级种子培养基中,于37℃恒温培养24h,作为一级种子;按5%的体积比将一级种子接种到二级种子培养基中,于37℃恒温培养24h,作为二级种子
酵母菌发酵工艺试验选取发酵温度、酵母菌接种量以及发酵时间3个因素,以酒精度和残糖量为考察指标,在单因素试验的基础上,采用响应面优化试验方法,确定酵母菌发酵工艺参数。
乳酸菌发酵工艺试验选取发酵温度、乳酸菌接种量以及发酵时间3个因素,以发酵液的pH和乳酸含量为考察指标,在单因素试验的基础上,采用响应面优化试验方法,确定乳酸菌发酵工艺参数。
结果与分析
发酵温度对酵母菌发酵的影响可知,随着发酵温度的上升,总糖和蔗糖含量均呈现出先下降后略有上升的趋势,酒精度的变化则呈现出相反的趋势,先上升后略有下降,在发酵温度32℃时,总糖和蔗糖含量最低,分别为128.56和76.92 g·L',酒精度最高为2.68%,这种变化趋势表明果酒酵母是消耗糖类物质来生产酒精;在低于32℃时,果酒酵母的生长繁殖较慢,糖类物质利用消耗慢,产酒精少;在高于32℃时,酵母新陈代谢增强,老化加快,不仅影响最终产品的风味和口感,过高的发酵速率还会导致糖类物质无法被酵母充分转化为酒精而生成其他副产物。综合考虑,选择30,32和34进行响应面优化试验。
接种量对酵母菌发酵的影响可以看出,当接种量在0.1%~0.5%之间时,接种量增加,总糖及蔗糖含量迅速下降,酒精度迅速上升;当接种量为0.5%时,酒精度达到最大值(2.75%);当接种量超过0.5%时,随着接种量的增加,总糖含量、燕糖含量以及酒精度均呈现出下降的趋势,这可能是由于接种量过大,酵母自身繁殖需要大量的糖类物质,用于发酵及自身代谢的量减少,导致酒精度反而降低;酵母菌的生长受到甘蔗原汁中营养物质的限制,其死亡速率大于生长速率,活菌数逐渐减少,无氧发酵速率降低,最终导致发酵液中酒精度降低(20;另外接种量大,还会增大最终产品的“酵母”味,产生不愉快的口感和气味211。综合以上考虑,选择0.5%作为酵母菌发酵的最适接种量。
结论
试验以甘蔗为原料,经压榨提原汁,通过酵母菌发酵及乳酸菌发酵,生产甘蔗原汁发酵型乳酸饮料。在单因素试验基础上,进行响应面优化,酵母菌发酵的最佳工艺条件为发酵温32℃、接种量0.7%、发酵时间22.4 h;乳酸菌发酵最佳工艺条件为发酵温度37 ℃、接种量3.6%、发酵时间20h,得到的甘燕饮料乳酸含量为6.60g·L'。经二步发酵,甘蔗原汁发酵饮料总酚和总黄酮含量均有提高,分别增加了15.35%和39.70%;乳酸发酵甘蔗原汁饮料颜色金黄,气味芳香,口味酸甜,口感醇厚。太阳集团网站入口官网为了更好地满足华南和华东市场的需求,提供专业的服务,除了成都研发中心本部外,太阳集团正式入驻广东省和上海市,成立广东研发中心和上海研发中心,标志着公司进入新的阶段,也让太阳集团的综合配套服务进一步提升。
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