DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2013.02.070 食品科技 2013年 第 38卷 第 2期 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 添加剂与调味品 多菌种共固定化发酵制备黑米蓝莓 果醋饮料 陈明明，殷丹婷，丁 俭，李艾黎* (东北农业大学食品学院，哈尔滨 150030) 摘要：以蓝莓汁和黑米汁为主要原料，通过用海藻酸钠包埋乳酸菌的乳酸发酵作用，混合调配 成黑米蓝莓果醋饮料。结果表明，最佳工艺条件为苹果汁与黑米汁的比例为6:1，海藻酸钠溶液 的浓度为2.0%，胶珠直径为2～3 mm，接种量为10%，发酵时间为36 h。同时添加甜味剂、柠檬 酸、乳酸钙等辅料调配成酸甜可口、营养丰富的黑米蓝莓汁果醋饮料具有特殊的营养功效，同 时还具有黑米汁的独特风味，对提高农产品的附加值具有十分重要的现实意义。 关键词：黑米汁；蓝莓汁；固定化；乳酸菌 中图分类号：TS 264.2+9 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2013)02-0245-04 Preparation of black rice and blueberry vinegar beverage by Multi-strain immobilized fermentation CHEN Ming-ming, YIN Dan-ting, DING Jian, LI Ai-li* (College of Food, Northeast Agricultural University, Harbin 150030) Abstract: Blueberry juice and black rice juice as the main raw material, alginate entrapped lactic acid bacteria, lactic acid fermentation, mixed deployment into the black rice blueberry vinegar beverage The results showed that the optimum conditions: the ratio of apple juice and black rice juice of 6:1, the sodium alginate solution concentration of 2.0%, the plastic beads of diameter from mm to mm in 10% inoculum, and fermentation time is the 36 h Deployment of added sweeteners, citric acid, calcium lactate, and other accessories to tasty and nutritious black rice vinegar beverage of blueberry juice has special nutritional benefits, but it also has the unique flavor of the black rice juice, additional improvement of agricultural value has a very important practical significance Key words: black rice juice; blueberry juice; immobilized; lactic acid bacteria 黑米为有色稻米，是我国稻米中的珍品，古 时有“贡米”之称，具有比其他米种更为优良的 性能。黑米的营养元素含量丰富且多样，构成蛋 白质的氨基酸种类齐全、配比合理，必需氨基酸 的比例较高，尤其是含硫氨基酸(蛋氨酸＋胱氨酸) 和含苯环氨基酸(酪氨酸＋苯内氨酸)比例较高。黑 米的矿质营养元素丰富而全面，还含有多种不饱 和脂肪酸，以及丰富的VB、V A 、V E 等微量元素。 *通讯作者 收稿日期：2012-07-15 基金项目：东北农业大学开放性实验项目。 作者简介：陈明明(1991—)，山西晋中人，研究方向为乳品工程。 · 245 · 添加剂与调味品 食品科技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY 蓝莓所含的花青素、有机锗、有机硒、熊果甙、 氨基酸、果酸等特殊营养成分是任何植物都无 法比拟的，尤其是由16种生物类黄酮组成的花青 素，比一般植物花青素具有更优越的生理活性。 本研究基于固定化发酵法酿制水果在品质方 面的不足[1]以及多菌种发酵的特点[2]，采用多菌种 共固定化技术发酵蓝莓果醋饮料，研究既能改善 蓝莓汁风味又能提高生产效率的工艺条件，从而 为生产应用提供一定的技术依据。 2013年 第 38卷 第 2期 1.1 试验材料 保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌粉： 河南花花牛乳业有限公司；豆浆机：九阳公 司；MRS液体培养基(g/L)：蛋白胨10.00，牛肉 膏10.00，酵母浸粉5.00，葡萄糖20.00，乙酸钠 2.00，柠檬酸氢二胺2.00，磷酸氢二钾2.00， MgSO4·7H2O 0.58，MnSO4·H2O 0.25，Tween 80 1.00 mL，121 ℃高压蒸汽灭菌20 min；黑糙米；新 鲜蓝莓。 1.2 试验方法 试验材料与方法 1.2.1 发酵苹果汁生产工艺流程 蓝莓预处理→榨汁→过滤→调pH→灭菌→加入灭菌的黑米汁→接种→发酵→固液分离→发酵液→调配→ 二次灭菌→成品 ↑ ↓ ↑ 菌种→活化→固定化 固定化胶珠 白砂糖、稳定剂 1.2.2 蓝莓原汁制备 蓝莓去果核后可加少量Vc防 止褐变[3]，用100目筛分果肉纤维和果汁，3000 r/ min离心3 min，得澄清蓝莓原汁低温保存备用。 6:1、8:1的比例37 ℃发酵，结果见表1。 由表1可知，随着蓝莓汁所占比例的增大，产 酸量逐渐减小。蓝莓汁与黑米汁的体积比以6:1时 1.2.3 黑米汁的制备 将新鲜的黑糙米加入适量的 水，放入豆浆机制备黑米汁，并低温保存备用。 1.2.4 菌种活化 混合菌粉接种于MRS液体培养基 能达到较好的产酸效果又不会出现分层现象[6]。所 以最佳的蓝莓汁和黑米汁的比例为6:1。 内，37 ℃培养，传代2~3次后，取对数生长期发 酵液离心，用等体积生理盐水配制成细胞悬液。 海藻酸钠溶液浓度直接影响着固定化乳酸菌 1.2.5 微生物细胞固定化 取10 mL的菌悬液加入 一定浓度的固定化载体溶液中(海藻酸钠溶液)， 混匀后，滴入2%的氯化钙溶液中造粒，固定化 1.5~2 h备用[4]。 1.2.6 发酵原液的调配 蓝莓汁用饱和碳酸钠溶 液调pH值至7.0，进行巴氏消毒，待蓝莓汁冷却 到室温后，按一定的比例混入黑米汁，制成发酵 原液[5]。 1.2.7 测定还原糖及乳酸 采用DNS法测定还原糖 的含量，采用酸碱滴定法测定乳酸的含量。 结果与分析 2.1 蓝莓汁、黑米汁配比对发酵的影响 蓝莓汁、黑米汁发酵原液的配比决定着乳 酸菌的发酵效果。以蓝莓汁与黑米汁2 : 1、4 : 1、 表1 发酵原液配比对发酵的影响 蓝莓汁:黑米汁/ 体积比 乳酸/% 产品外观 产品气味 2:1 0.674 分层 酸臭味，无米香 4:1 0.625 轻度分层 酸味重，米香味 6:1 0.583 未分层 有酸味，米香味 8:1 0.409 未分层 有酸味，无米香 · 246 · 2.2 载体浓度对发酵的影响 的活性及凝胶强度，海藻酸钠溶液浓度高，凝胶 颗粒的机械强度大，包埋细胞不易泄漏，但细胞 活性较低；浓度低，形成凝胶的网络大，通透性 较好，细胞活性高，但包埋细胞容易泄漏，凝胶 颗粒又易发生破损、软化等问题。试验以1.0%、 1.5%、2.0%、2.5%浓度的海藻酸钠溶液对乳酸菌 进行固定化。 表2 海藻酸钠浓度对胶强度的影响 海藻酸钠浓度/% 1.0 2.0 3.0 4.0 凝胶强度 较小 较小 适中 较大 由表2可看出，随着海藻酸钠溶液浓度的增 高，胶珠机械强度升高。而在1.0%、2.0%、3.0% 浓度下并没有明显区别。由于海藻酸钠浓度在 4.0%时较大，综合考虑，固定化细胞使用3.0%的 海藻酸钠溶液包埋为宜[7]。 2.3 胶珠添加量对发酵产酸的影响 胶珠添加量决定着发酵体系乳酸菌的接种 量，接种量分别选取2%、6%、10%、14%、18% 对蓝莓汁进行发酵。由图1可知，接种量过高会对 乳酸菌的生长产生抑制作用，接种量为10%时， 乳酸产量最高。所以在胶珠添加量为10%时，发 酵产酸的效果最好。 食品科技 FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY ̖ᦺ᧙ 2013年 第 38卷 第 2期 添加剂与调味品 表6 黑米蓝莓果醋饮料正交试验因素水平表 因素 水平 接种量/% 海藻酸钠浓度 发酵时间/h 蔗糖添加量/% A /% B C D ຊҪ᧙ 图1 胶珠添加量对发酵产酸的影响 10 2.0 15 14 3.0 25 18 4.0 35 10 表7 正交试验数据表 2.4 发酵时间对产品品质的影响 试验号 表3 发酵时间对产品品质的影响 因素 A B C D 感官综合 评分(100) 浸提时间/h 15 25 35 45 1 1 71.55±1.89 色泽 浅蓝 浅蓝 蓝色 蓝色 2 2 80.23±0.98 口感 酸味淡 较好 较好 酸味浓 从表3可以看出，当浸提时间为35 h时，饮料 的色泽和口感均达到了较好的状态，故选择的浸 提时间为35 h。 2.5 最佳加糖量的确定 选择4%、6%、8%、10% 4种蔗糖添加量与 上述产品调配混合，发酵其他条件固定，进行感 官评价并确定最佳加糖量。 表4 不同蔗糖添加量时的酸奶感官评价 3 3 79.65±1.22 2 90.46±0.76 2 92.32±0.43 91.52±0.97 3 84.52±1.24 3 83.09±2.65 81.37±2.02 3 K1 231.43 246.53 246.16 245.24 K2 274.30 255.64 255.06 256.27 K3 248.98 252.54 256.49 253.20 蔗糖添加 量/% 10 k1 77.14 82.18 82.05 81.75 状态 良好 良好 良好 良好 k2 91.43 85.21 85.02 85.42 k3 82.99 84.18 85.50 84.40 R 14.29 3.03 3.45 2.67 较优水平 A2 B2 C3 D2 风味 味淡，偏酸 米香，偏酸 米香，适中 米淡，甜 由表4看出，当添加量为8%时，产品的风味 达到了较好的状态，综合各方面的因素考虑，最 佳加糖量为8%。此时产品充满了黑米香的香味， 同时酸度适中。 2.6 正交试验[8] 影响黑米蓝莓果醋饮料风味的主要因素为海 藻酸钠浓度、接种量、蔗糖添加量和发酵时间。 以海藻酸钠浓度、接种量、蔗糖添加量和发酵时 间为试验因素，采用4因素3水平的L9(34)正交试验 设计确定最佳工艺条件(如表7)，以表5感官评分为 指标，确定最佳方案。 表5 黑米蓝莓果醋饮料的感官评分标准 项目 评分标准 口感较好、酸甜 口感差、酸甜比例 滋味 口感好、酸甜适 比例不合适、 不合适、有异味 (35) 度、爽口、无异 味35~30 无异味29~25