山黃皮全果乳酸菌發(fā)酵功能飲料的研制

周馬林 吳美材 僥東 宋天麟 張學(xué)榮

山黃皮為蕓香科黃皮屬多年生常綠果樹，山黃皮果俗稱“雞皮果”，因果實成熟時似雞皮而得名，主產(chǎn)于廣西南部的龍州、崇左、大新、寧明、憑祥等縣市。經(jīng)測定，產(chǎn)于廣西區(qū)內(nèi)大新、寧明、龍州的山黃皮果果核中含有豐富的精氨酸、γ-氨基丁酸、脯氨酸等三種功能氨基酸，其中，精氨酸含量為500.27mg/100g，γ-氨基丁酸含量為194.78mg/100g，脯氨酸含量為223.08 mg/100g。精氨酸具有降低血壓、保護(hù)心血管、輔助治療不孕癥、促進(jìn)傷口愈合、提高機(jī)體對疾病的免疫力等作用；γ-氨基丁酸（GABA）是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，具有健腦安神、保護(hù)肝臟、促進(jìn)乙醇代謝等生理功能；脯氨酸是植物蛋白質(zhì)的組成之一，能夠以游離狀態(tài)存在于植物體中，有助于牙釉質(zhì)健康。山黃皮果還含有左旋肉堿，以及豐富的維生素C、有機(jī)酸、多種氨基酸、鐵、鈣等營養(yǎng)元素。山黃皮果果實呈黃白色，色澤誘人，皮薄光滑多汁，具有特殊香味，味酸甜，具有消暑、消炎、化滯祛濕、健脾健胃、消膩開胃、增進(jìn)食欲的功效，是藥食兩用的珍稀水果之一。

乳酸菌發(fā)酵具有提升飲料營養(yǎng)價值、增強(qiáng)飲料的保健功效、改善飲料的風(fēng)味、延長飲料貨架期的作用。因此，本研究以產(chǎn)于大新縣的山黃皮全果（果皮、果肉、果仁）作為發(fā)酵基質(zhì)，采用單一干酪乳桿菌作為菌種進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵，研制出口感優(yōu)良、功效突出的山黃皮全果乳酸菌發(fā)酵功能飲料，不僅能全部保留山黃皮果的功能氨基酸和其他營養(yǎng)成分，為市場提供一款極具開發(fā)價值的保健功能飲料，也為山黃皮果的開發(fā)、提高附加值、增加果農(nóng)收入提供了新的途徑。

一、材料與設(shè)備

1.主要原輔料。山黃皮果，采自廣西大新縣；白砂糖、乳糖和低聚果糖（食品級）、礦泉水，市售；β-環(huán)狀糊精，河南省孟州市華興生物化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)；穩(wěn)定劑K2292M，上海名添食品有限公司生產(chǎn)；干酪乳桿菌，廣西醫(yī)科大學(xué)微生物教研室實驗室保藏。

2.主要儀器設(shè)備。JJ500型電子天平，常熟市雙杰測試儀器廠生產(chǎn)；LRH-250型生化培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)；SW-CJ型潔凈工作臺，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；OBK-998型養(yǎng)生多功能破壁料理機(jī)，歐巴克公司生產(chǎn)；ST2100型實驗室pH計，奧豪斯儀器（常州）有限公司生產(chǎn)；GrB-100型高壓均質(zhì)機(jī)，上海東華均質(zhì)機(jī)廠。

二、測定方法

1.乳酸菌菌數(shù)測定。按GB 4789.35規(guī)定的方法測定，樣品的采樣及處理按GB4789.1和GB/T4789.2執(zhí)行。

2.脯氨酸、γ-氨基丁酸、精氨酸測定。日立L-8800氨基酸自動分析儀，廣西壯族自治區(qū)分析測試研究中心。

三、山黃皮全果乳酸菌發(fā)酵功能飲料的制備

1.工藝流程。

2.操作要點。（1）原料選擇和清洗。選擇九成熟、無腐爛損傷的新鮮山黃皮果進(jìn)行試驗，清洗果實以去除表面灰塵等雜質(zhì)。（2）打漿。為了能全部保留山黃皮果的功能氨基酸和其他營養(yǎng)成分，采用全果加沸水打漿。加沸水打漿的目的有兩個，一是殺死果皮表面的微生物，避免在飲料制作過程中發(fā)生原料變質(zhì)，保證原料純正；二是鈍化多酚氧化酶（PPO），防止褐變，保持產(chǎn)品色澤美觀。（3）pH調(diào)整。為了保證得到高數(shù)量的乳酸菌，要將山黃皮果汁以氫氧化鈉或碳酸鈉液調(diào)整pH至6-7，以利于此后菌種的生長。（4）MRS培養(yǎng)基制備。①MRS肉湯。稱取MRS肉湯培養(yǎng)基48g，置于1000ml容量瓶中，定容，搖勻后分裝大號試管（每支10ml），115℃高壓滅菌15min。②MRS斜面。稱取MRS瓊脂培養(yǎng)基48g，置于1000ml蒸餾水中，加熱攪拌，混溶后分裝大號試管（每支5ml），115℃高壓滅菌 15min，擺斜面，待用。（5）菌液活化。取一環(huán)凍存于零下20℃的30%甘油保藏菌液，接種一支MRS斜面，在34℃生化培養(yǎng)箱培養(yǎng)24-48h，待菌苔長滿斜面后再取菌苔轉(zhuǎn)種另一支斜面，如是轉(zhuǎn)代至接種MRS斜面，在34℃條件下培養(yǎng)18h，長滿斜面。取一菌苔接種以上MRS肉湯管，在34℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時，再按10%接種量取培養(yǎng)好的菌液轉(zhuǎn)種MRS肉湯，在34℃條件下培養(yǎng)，如此反復(fù)數(shù)次，培養(yǎng)至活力達(dá)到109CFU/ml，留作發(fā)酵菌種用。

3.產(chǎn)品配料的確定。為了確定山黃皮果飲料的最佳工藝參數(shù)，根據(jù)前期實驗結(jié)果，選定山黃皮果與水的配比、蔗糖的添加量、乳糖的添加量、低聚果糖的添加量為主要因素，做L9（34）正交試驗，按飲料的風(fēng)味、口感、形態(tài)及色澤對山黃皮果乳酸菌發(fā)酵功能飲料進(jìn)行感官評價，累積總分選出最佳配比，詳見表1。

4.穩(wěn)定劑添加量的優(yōu)化。采用上海名添食品有限公司生產(chǎn)的復(fù)合穩(wěn)定劑K2292M，該復(fù)合穩(wěn)定劑由CMC–Na，黃原膠、三聚磷酸鈉組成，對果肉渾濁型飲料的懸浮、穩(wěn)定、保形效果好，添加量分別為：0.1%、0.25%、0.3%，打漿理料機(jī)高速攪拌混合，均質(zhì)機(jī)均質(zhì)。在4℃條件下靜置72h，對產(chǎn)品進(jìn)行穩(wěn)定性感官評價，從而選取較優(yōu)質(zhì)水平。

5.氨基酸自動分析儀測定飲料脯氨酸、γ-氨基丁酸、精氨酸的含量。廣西分析測試研究中心測定。

四、感官評定方法

山黃皮果漿汁發(fā)酵24h后，放入4℃冰箱后熟發(fā)酵18-24h后，進(jìn)行質(zhì)量和風(fēng)味評定。邀請本校醫(yī)學(xué)生物工程專業(yè)學(xué)生10名（5男5女）進(jìn)行綜合評定，以確定山黃皮全果乳酸菌發(fā)酵功能飲料的最佳配方，具體項目如表2所示。

五、結(jié)果與分析

1.β-環(huán)狀糊精的添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。由于采用山黃皮全果打漿、制汁、發(fā)酵，制得的發(fā)酵汁略帶苦澀味，為了改善這一現(xiàn)象，添加β-環(huán)狀糊精包裹苦澀味，以提高飲料品質(zhì)。實驗證明，當(dāng)β-環(huán)狀糊精添加量為0.5%時能掩蓋發(fā)酵汁的大部分苦澀味，使飲料口味更加純正厚實。

2.產(chǎn)品發(fā)酵原料的最佳配方正交試驗。以山黃皮果與水的配比、蔗糖的添加量、乳糖的添加量和低聚果糖的添加量為主要因素，按飲料的風(fēng)味（香味）、口感、形態(tài)及色澤對山黃皮全果乳酸菌發(fā)酵飲料進(jìn)行感官評價，具體評價方法和標(biāo)準(zhǔn)見表2；采用正交試驗以確定山黃皮全果乳酸菌發(fā)酵飲料最佳工藝配方，結(jié)果見表3。由正交試驗的極差分析表可以得出結(jié)果，影響產(chǎn)品感官品質(zhì)的因素重要性為A>B>D>C，得到的最佳配方為A2B1C1D2，即山黃皮果與水的配比為1︰6，蔗糖添加量為5%，乳糖添加量為0.1%，低聚果糖添加量為4%。

3.K2292M復(fù)合穩(wěn)定劑對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。K2292M的不同添加量對飲料感官品質(zhì)的影響詳見表4，由表4可知，適用量為0.25%。

4.發(fā)酵菌種對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。本實驗采用的發(fā)酵菌種是從自然界分離得到，并經(jīng)廣東省微生物研究所鑒定為干酪乳桿菌。該菌耐氧產(chǎn)酸性能優(yōu)良，實驗證明接種量為10%，在34℃條件下培養(yǎng)24h后，發(fā)酵飲料中的菌數(shù)可達(dá)109CUF/ml，并且風(fēng)味口感優(yōu)良。

5.山黃皮全果乳酸菌發(fā)酵飲料功能氨基酸含量結(jié)果。精氨酸28mg/100g，γ-氨基丁酸11mg/100g，脯氨酸10mg/100g。注：廣西分析測試研究中心測定。

六、結(jié)論

通過正交試驗確定山黃皮全果乳酸菌發(fā)酵制備工藝為：山黃皮全果漿14.3%（山黃皮果與水的配比為1︰6），蔗糖5%，乳糖0.1%，低聚果糖4%，β-環(huán)狀糊精0.5%，K2292M 0.25%；作為發(fā)酵原料，按10%接種干酪乳桿菌后，在生化培養(yǎng)箱中34℃發(fā)酵24h，之后在4℃中冷藏后熟18-24h，可獲得風(fēng)味獨特、香味純正、性狀口感良好的山黃皮全果乳酸菌發(fā)酵功能飲料。委托廣西壯族自治區(qū)分析測試研究中心，利用全自動氨基酸分析儀測定飲料中三種功能氨基酸的含量為：精氨酸28mg/100g、γ-氨基丁酸11mg/100g、脯氨酸10mg/100g，為進(jìn)一步進(jìn)行保健功能實驗和研究奠定了基礎(chǔ)。（基金項目：國家自然科學(xué)基金項目，編號81360078。）

作者簡介：周馬林（1962-），男，壯族，高級實驗師，本科；研究方向：益生菌產(chǎn)品研發(fā)。

通訊作者簡介：張學(xué)榮（1964-），男，碩士，研究員，碩士研究生導(dǎo)師；研究方向：天然活性蛋白的生物化學(xué)與分子生物學(xué)。