本文摘要：摘要以蓝靛果、桑葚为原料,研制低糖发酵型饮料。采用单因素试验研究果汁配比、木糖醇添加量、乳酸菌接种量、发酵温度、发酵时间对饮料感官品质的影响。在单因素试验基础上,以感官评分为响应值,采用响应面法对蓝靛果桑葚低糖饮料的发酵工艺进行优化。结果表明
摘要以蓝靛果、桑葚为原料,研制低糖发酵型饮料。采用单因素试验研究果汁配比、木糖醇添加量、乳酸菌接种量、发酵温度、发酵时间对饮料感官品质的影响。在单因素试验基础上,以感官评分为响应值,采用响应面法对蓝靛果桑葚低糖饮料的发酵工艺进行优化。结果表明,蓝靛果桑葚低糖饮料的最佳工艺条件为:蓝靛果/桑葚果汁比例1︰1,木糖醇添加量5.0%,乳酸菌接种量4.1%,发酵温度42.0℃,发酵时间14.8h。在此条件下,感官评分为94.32分,可溶性固形物含量为6.0%,总糖含量为4.3%,酸度为0.09%,所制得的饮料酸甜适中、口感清爽、风味宜人。
关键词蓝靛果,桑葚,低糖,发酵,响应面法
蓝靛果忍冬(LoniceracaeruleaL.)又名蓝靛果、黑瞎子果、羊奶子等，属忍冬科忍冬属，在中国主要分布于东北、华北以及西南等地[1-2]。蓝靛果果实呈蓝黑色或紫黑色，具有较高的营养价值，富含维生素PP、维生素C等多种维生素，以及氨基酸、有机酸等多种营养成分，具有改善视力、提高免疫力、促进血液循环、降血压、清热解毒、抗疲劳、抗氧化、抗肿瘤等功效[3-6]。
桑葚(Mulberry)又名桑果、桑实、桑枣，属桑科桑属[7-8]。桑葚味甘酸，性寒，呈紫红色，果实含有18种氨基酸(包含人体必需的8种氨基酸)[9]，此外还富含花青素、鞣酸、胡萝卜素以及锌、钾、镁、磷等多种矿质元素，具有黑发、明目、降血糖、降血脂、抗氧化、延缓衰老等多种生理功能[10-12]。鉴于桑葚的多种保健营养功能，被中华人民共和国卫生部正式列为首批“药食同源”的名单[13]。
目前市场上的蓝靛果制品以果酒居多，蓝靛果饮料以调配型为主。罗进城等[16]研究蓝靛果汁猕猴桃汁添加量分别为22.5%和4%复合饮料的制作工艺;程兆宇等[17]研究蓝靛果汁钙果果汁添加量分别为60%和40%复合饮料的制作工艺，但将蓝靛果与桑葚结合并进行发酵的饮料的工艺研究较少。试验以蓝靛果、桑葚为原料，以乳酸菌为发酵剂，通过对复合果汁发酵工艺的优化，研制出一种口感清凉、天然安全的低糖发酵型饮料，其不仅符合现代人营养健康的饮食需要，同时为蓝靛果、桑葚等浆果发酵制品的开发利用提供一定理论依据。
1材料与方法
1.1材料与试剂
蓝靛果(采自于黑龙江省伊春市);桑葚(市售);木糖醇(山东福田药业有限公司);甜菊糖(曲阜香州甜菊制品有限公司);直投式发酵剂(保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌，杜邦(中国)有限公司);CMC-Na(食品级，山东阜丰发酵有限公司)。
1.2仪器与设备
打浆机(汇达农林机械有限公司);DK-8D恒温水浴锅(上海森信仪器有限公司);PHS-25S酸度计(上海雷磁仪器设备有限公司);PHS-3CpH计(上海仪电科学仪器股份有限公司);AR1502CN精密电子天平(奥豪斯仪器有限公司);BCD-225WDGK冰箱(青岛海尔股份有限公司);手持糖度计(0~20%，广州速为电子科技有限公司);SM-CJ-IFD超净工作台(苏净集团苏州安泰空气技术有限公司);LRH70生化培养箱(上海和恒仪器设备有限公司);GYB60-6S高压均质机(上海东华高压均质机)。
1.3试验工艺流程
蓝靛果→挑选→清洗→榨汁→过滤↘桑葚→挑选→清洗→榨汁→过滤→混合→稳定剂、木糖醇、甜菊糖→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→杀菌→冷却→成品
1.4操作要点
1.4.1原料的挑选
挑选新鲜饱满、成熟发软的蓝靛果，剔除未成熟、霉变以及伤烂的果实，去除混杂在其中的枝叶等其他杂质;挑选色泽呈紫红色，入口香甜，无腐烂、无虫蛀的新鲜桑葚。
1.4.2清洗
将挑选出的蓝靛果、桑葚放入清水中进行清洗，其中对蓝靛果清洗时，不可用力搅拌，洗涤2次即可，桑葚清洗2~3次。
1.4.3榨汁、过滤
按照蓝靛果和水1︰2(g/mL)比例对蓝靛果进行榨汁;按照桑葚和水1︰1(g/mL)比例对桑葚进行榨汁;选用4层200目纱布对果汁进行过滤，均过滤3遍。
1.4.4均质、杀菌
将调配完成的果汁预热至40℃，在20MPa条件下进行均质，于95℃杀菌10min。
1.4.5发酵
将果汁冷却至42℃，在无菌条件下，接入5%的直投式发酵剂，在42℃条件下恒温发酵24h。
1.4.6灭菌
在110℃条件下灭菌10min，并将其冷却至室温。
1.4.7单因素试验
以发酵后产品的感官评分为指标，以影响饮料品质的5个重要因素蓝靛果桑葚果汁混合比例、木糖醇添加量、乳酸菌接种量、发酵温度、发酵时间分别进行单因素试验。其单因素试验设计为：蓝靛果桑葚果汁混合比例2︰1，1︰1，2︰3，1︰2和1︰3;木糖醇添加量2%，3%，4%，5%和6%;乳酸菌接种量2%，3%，4%，5%和6%;发酵温度36，38，40，42和44℃;发酵时间6，12，18，24和30h。
1.4.8响应面法优化试验设计
在单因素试验的基础上，根据中心组合试验设计原理，以接种量、发酵温度、发酵时间为自变量，以感官评价为响应值，设计三因素三水平的试验组。
1.5感官指标测定
采用100分制评分检验法，请10名食品专业人员进行品评[16]，根据产品的色泽、滋气味、口感、组织状态4个方面进行综合评定，取平均值。
1.6理化指标的测定
可溶性固形物含量，采用手持折光仪测定直接测定;总糖含量，采用酸碱滴定法测定;酸度，使用酸度计直接测定。
1.7微生物指标的测定
菌落总数按照GB4789.2—2016执行;大肠菌群按照GB4789.3—2016执行。
1.8试验数据处理
试验采用DesignExpert8.0.6软件和Excel软件对数据进行统计分析，每个结果重复3次，取平均值。
2结果与分析
2.1饮料单因素试验
2.1.1蓝靛果/桑葚果汁比例对饮料品质的影响
随着蓝靛果和桑葚果汁比例的增加，饮料的感官评分先增加后降低，当果汁比例1︰1时，饮料的口感达到最佳状态。这是因为蓝靛果汁口感偏酸，当其比例过高时，使得饮料酸性物质较高，影响饮料品质。而桑葚果汁口感偏甜，其比例较高会使得饮料的糖酸比不平衡，使得饮料口感较差。
2.1.2木糖醇添加量对饮料品质的影响
添加不同比例的木糖醇，对饮料的感官品质有着较为明显的影响，当木糖醇添加量为5%时，酸甜适中，饮料口感最佳。这是由于木糖醇添加量较低时，产品的甜味较淡，酸味较为突出;木糖醇添加量较高时，产品的甜度较大。
2.1.3乳酸菌接种量对饮料品质的影响
在发酵温度、发酵时间一定条的件下，当乳酸菌接种量为4%时，饮料的感官品质达到最佳状态，接种量过高或过低均会对饮料的品质产生不良影响。这是因为接种量较低，在一定时间内产生的菌数不足，使得发酵不充分，风味不足，进而影响饮料的感官品质;接种量较高会使得发酵液内营养成分不足，同时产酸量较大，造成饮料口感变差[17]。
2.1.4发酵温度对饮料品质的影响
在该条件下，随着温度升高，饮料的感官评分先升高后降低，当发酵温度为40℃时，饮料的感官评分最高。温度较低时，菌体内酶的活性在一定程度上会受到抑制，使得发酵产酸量降低，同时菌体的繁殖速率也会降低;温度较高时，菌体的生长也会受到抑制，菌体也有可能遭到破坏，产生对饮料品质不良的物质，因此在该条件下，应选择40℃的温度进行发酵。
2.1.5发酵时间对饮料品质的影响
发酵时间对饮料感官评分的影响较大，当发酵时间为12h时饮料感官评分最高;当发酵时间大于12h时感官评分持续降低。这是因为发酵时间较短时，菌体繁殖速度较快，产生较多的风味物质，同时发酵液酸度较为合理。随着发酵时间的延长，产酸量会逐渐增大，使得饮料偏酸，影响饮料口感，时间进一步延长，菌体进入衰亡期，有可能会产生次级代谢产物，使饮料品质变差。
2.3响应面最佳配方的确定及验证试验
经Design-Expert8.0.6软件处理后，分析得到蓝靛果桑葚低糖发酵饮料最佳发酵条件：接种量4.11%、发酵温度42.00℃、发酵时间14.47h，此条件下感官评分为94.32分。为验证所建立多元回归模型的准确性同时保证试验的可操作性，对最优发酵条件进行修约，即接种量4.1%，发酵温度42.0℃，发酵时间14.5h。进行3组平行试验，感官评分为94分，与预测值相近，说明该模型具有较高的预测准确度。
2.4理化指标
可溶性固形物含量为6.0%;总糖含量(以转化糖计)为4.3%;酸度(以柠檬酸计)为0.09%。
2.5微生物指标
菌落总数≤100CFU/100mL;大肠杆菌未检出。
3结论
试验以蓝靛果、桑葚为原料，通过单因素试验得到蓝靛果桑葚低糖发酵饮料品质随木糖醇添加量、果汁比例、乳酸菌接种量、发酵温度、发酵时间的变化关系，并通过响应面法对饮料的发酵工艺进行优化试验，以感官评分为响应值建立多元回归模型。
结果表明，3个因素对饮料感官评分的影响程度大小次序为：发酵时间>发酵温度>乳酸菌接种量。蓝靛果桑葚低糖发酵饮料的最优发酵条件为：接种量4.1%、发酵温度42.0℃、发酵时间14.5h、木糖醇添加量5.0%、蓝靛果和桑葚果汁比例1︰1。此条件下得到的饮料酸甜适中、口感清爽、香气清新。
参考文献：
[1]张启昌,李亮,张义涛,等.蓝靛果忍冬利用价值研究进展[J].北华大学学报(自然科学版),2014,15(5):661-664.
食品发酵论文投稿刊物：《食品与发酵工业》(月刊)1970年创刊，是全国众多食品刊物中由国家一级学会创办的、代表我国现代食品与发酵科学技术发展水平的纯学术期刊，刊载内容主要有：食品与发酵工业发展相关的原辅料、工艺、包装、机械、检测、安全、流通、综合利用等方面的研究报告以及国内外食品与发酵科技发展动态等方面的综述文章。读者对象为从事食品与发酵及相关行业的生产、科研、设计和管理的人员。
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