汪雅馨,付文军,张阳阳,张 艳,马凌云
(信阳农林学院 食品学院,河南 信阳 464000)
党参,多年生草本植物,具有补中益气,健脾健胃,养血活血生津,清肺止咳之功效[1]。党参作为一类常用的药食同源中药材,始载于《本草从新》,在我国历史悠久。目前,党参已被列入多个国家食药物质名单中[2-3]。研究表明:党参中的活性成分具有抗氧化、调节免疫力、抑菌抗溃疡、防癌抗肿瘤、改善心血管功能和延缓衰老等多种功效[4-6]。党参对人体循环系统、免疫系统和消化系统等多个系统均有调节作用[7]。此外,党参与人参的滋补功效相似,可作为人参的平价代替品。乳酸菌饮料具有特殊的生理活性和保健功能,含有丰富的对人体有益处的营养成分,如钙、矿物质、蛋白质及维生素等[8],具有防止肠道菌群失衡、减少血清中的胆固醇、防癌抗癌及预防衰老等良好功效。乳酸菌饮料酸甜适口且促进消化和吸收,老人和儿童特别适合饮用[9]。此外,饮料中的大部分乳糖已经被降解,对于患有乳糖不耐症的人群同样适合饮用。
随着人们生活水平的提高和消费理念的的转变,其对产品的要求不仅要满足能量的摄入,而且追求产品的风味、营养及保健功效。目前,国内外对党参的研究报道主要集中在营养价值、功效成分及药理作用等方面,对于党参的合理、综合开发环节仍处于相对薄弱阶段[10],在党参饮料研究方面报道更是鲜有,且党参大多以原料和粗加工的形式销售,加工方式传统单一,产品附加值较低。实验以党参和牛乳为主要原料,经乳酸菌发酵制成党参乳酸菌饮料,比传统的乳酸菌饮料增加了党参的活性成分,是一种兼具党参的营养保健价值和乳酸菌党参风味口感的新型饮料,具有较为广阔的市场前景和较高的经济价值,不仅丰富了乳酸菌饮料的种类,满足了消费者对健康营养的需求,而且提高了党参资源的利用率,增加了产品的附加值,为拓宽党参深加工的途径和方向提供了依据。
1.1 材料与试剂
党参,甘肃陇山堂商贸有限公司;纯牛乳,内蒙古蒙牛乳业股份有限公司;直投式乳酸菌发酵剂(保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌质量比为1∶1),丹尼斯克乳酸菌种YOMIX 883 LYO 50 DCU。
1.2 仪器与设备
XMTD-7000电热恒温水浴箱,北京市永光明医疗仪器有限公司;DHP-260电热恒温培养箱,上海梅香仪器有限公司产品;TDL-40B离心机,上海安亭科学仪器厂;ST-04凯式定氮仪,山东盛泰仪器有限公司;L13-Y91S破壁机,九阳股份有限公司;JM-L50胶体磨,上海诺尼轻工机械有限公司。
2.1 技术路线
1) 牛乳→杀菌→冷却至发酵温度→接种→发酵→冷却→后发酵→发酵乳。
2) 选料→清洗、预处理→预煮→打浆→过滤分离→均质→杀菌→冷却→党参汁。
3) 原辅料(发酵乳、党参汁、稳定剂、白砂糖、柠檬酸)→调配→均质→杀菌→冷却→成品。
2.2 操作要点
1) 发酵乳的制备
原料乳选择:选择总菌数50万CFU/mL以下,不含抗生素的原料乳。
杀菌:将牛乳在90 ℃下杀菌10 min,以杀灭原料乳中的杂菌。
冷却:将已杀菌的牛乳迅速冷却至43 ℃,以便接种发酵剂。
接种:将乳酸菌种发酵剂以0.3%的接种量进行接种,充分搅拌,使其与原料乳充分混合。
发酵:接种后即可发酵,温度保持在43 ℃,培养时间为3 h。
冷却:发酵结束后,将发酵乳迅速冷却至4 ℃。
后发酵:将发酵乳置于4 ℃环境中后熟,时间为18 h,抑制乳酸菌发酵。最终得到的酸乳色泽均匀一致,呈乳白色,具有发酵乳特有的滋味、气味,组织细腻、均匀。
2) 党参汁的制备
选料:选取色泽、气味佳,无病斑、虫害,无裂纹、霉变,无机械损伤的干制党参原料。
清洗、预处理:用清水洗去残留农药、粘附的泥土、虫卵及细菌等,将党参切成小段,沥干水分备用。
预煮:党参在中药处方中的用量需保持在质量为30 g以内[11],将党参加22倍水在100 ℃下预煮5 min,以软化细胞壁,便于打浆。
打浆:将预煮后的党参及其得到的预煮液在破壁机中一同打浆,得到党参浆。
过滤、分离:利用四层纱布过滤,去除杂质、沉淀,得到党参汁。
均质、杀菌:将党参汁倒入胶体磨中,均质5 min;杀菌温度为90 ℃,在此温度下保持10 min。
冷却:将党参汁冷却,备用。
3) 党参乳酸菌饮料的制作
原辅料调配:为防止产品变性,将柠檬酸在低温下加入适量水溶解后迅速加入到党参汁与发酵乳的混合物中,边加入边搅拌。稳定剂与白砂糖按照一定质量比混合后,缓慢加入搅拌中的温水中,防止因结块后溶解不完全而影响使用效果[12]。待溶解完全后冷却至室温后一并加入饮料中,补足用水量100%,搅拌混合均匀。
均质:将混合料液倒入胶体磨中,均质5 min,增加饮料稳定性。
杀菌:将混合料液在90 ℃下杀菌10 min。
冷却、成品:将料液冷却至室温,即为成品。
2.3 党参乳酸菌饮料风味配方优化
分别以党参汁与发酵乳质量比(3∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶3)、白砂糖添加量A(4%,6%,8%,10%,12%)和柠檬酸添加量B(0.05%,0.1%,0.15%,0.2%,0.25%)、党参汁与发酵乳混合物添加量C(40%,50%,60%,70%,80%)为单因素,感官评分作为评价标准,进行实验。通过单因素实验筛选出最佳添加水平,以A、B和C为3因素,设计3水平正交实验,感官评分作为评价标准,以此确定党参乳酸菌饮料的最佳风味配方。风味配方正交实验的因素与水平设计如表1所示。
表1 风味配方正交实验因素水平
2.4 稳定剂优化
在饮料配方的基础上,分别以海藻酸丙二醇酯(PGA)添加量D(0.05%,0.075%,0.1%,0.125%,0.15%)、海藻酸钠添加量E(0.05%,0.075%,0.1%,0.125%,0.15%)和果胶添加量F(0.05%,0.1%,0.15%,0.2%,0.25%)设计单因素实验,以离心沉淀率为评价标准,考察3种稳定剂对党参乳酸菌饮料稳定性的影响,并确定其最适添加量。在单因素实验的基础上,以D、E和F为3因素,设计3水平正交实验,以离心沉淀率为评价标准,得出稳定剂的最佳复配添加量,稳定剂复配正交实验因素与水平设计如表2所示。
表2 稳定剂复配正交实验因素水平
2.5 理化指标测定及感官评价
2.5.1 离心沉淀率的测定
参考李明娟等[13]方法进行测定。
2.5.2 感官评定
邀请10位经过培训的人员作为感官评定员,对实验样品进行感官评分。以党参乳酸菌饮料感官评定标准为评价依据,满分为100分,各方面所占的比例有所不同,详细评定标准如表3所示。评分结果以10名感官评定员对产品综合评分的平均值为准。
表3 党参乳酸菌饮料感官评定标准
2.5.3 理化指标测定
离心沉淀率参照李明娟等[13]方法进行测定;酸度参照GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》中第一法进行测定;可溶性固形物质量分数参照GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》进行测定;蛋白质测定参照GB/T 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》进行测定。
2.5.4 卫生指标测定
菌落总数参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》进行测定;大肠菌群参照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数》进行测定;致病菌参照GB 29921—2013《食品安全国家标准 食品中致病菌限量》进行测定。
3.1 党参汁与发酵乳质量比的确定
党参汁与发酵乳的质量比将会直接影响成品的品质,党参汁虽然含有活性成分,有一定的保健作用,但党参余味苦涩,若添加过多则会影响最终产品的口感风味,发酵乳若添加过多会降低党参的质量分数,起不到党参应有的保健作用,组织状态过于黏稠,不爽口。党参汁与发酵乳不同的质量比对党参乳酸菌饮料品质的影响结果如表4所示。
表4 党参汁与发酵乳不同质量比的感官评价
由表4可知:当党参汁与发酵乳质量比过小时,混合物组织状态较浓稠,流动性较差,色泽呈乳白色,且发酵乳味浓厚,而党参风味不明显;随着质量比的增加,混合物黏稠度越来越小,组织流动性逐渐变佳,且党参的风味也越来越浓郁;当质量比为1∶2时,混合物呈淡黄色,既有发酵酸乳特有的香味,也有党参的清香味,风味协调;随质量比的继续增加,混合物组织越来越稀,色泽越来越深,且党参风味过浓,甚至出现了苦涩味,而发酵乳风味寡淡,让人难以接受。综上所述,最终确定党参汁与发酵乳质量比为1∶2时最佳。
3.2 党参汁与发酵乳混合物添加量(质量分数)的确定
党参汁与发酵乳的混合物是党参乳酸菌饮料的重要组成部分,对产品的品质起着至关重要的作用,对饮料的风味品质、组织形态均有重要影响。添加不同量的党参汁与发酵乳混合物,考察其对党参乳酸菌饮料品质的影响,结果如图1所示。
图1 党参汁与发酵乳混合物的添加量对党参乳酸菌饮料品质的影响Fig.1 Effect of adding amount of Codonopsis pilosula juiceand Fermented milk mixture on the quality ofCodonopsis pilosula lactic acid bacteria beverage
由图1可知:当党参汁与发酵乳混合物添加量过小时,乳酸菌饮料的组织状态过稀,口感寡淡,水感明显,影响产品的风味与质地,感官评分较低;当添加量达到70%时,感官评定结果较高,此时产品的颜色为均匀的淡黄色,产品既有党参的清香味,又有发酵乳特有的滋味和气味,口感细腻丰富;当混合物添加量增大到80%时,产品风味过于浓郁,口感不佳,同时生产成本也较大,不利于经济效益的提升。综上所述,最终确定党参汁与发酵乳混合物的最适添加量为70%。
3.3 白砂糖添加量的确定
白砂糖是由甘蔗或甜菜加工而成的,纯度为99.5%以上,是一种天然甜味剂,其颗粒为结晶状,颜色洁白,甜味纯正,食用后可快速为人体提供能量,适量食用有补中益气、和胃润肺的功效,其添加量对饮料的风味口感、组织状态都有重要的影响。分别添加不同量的白砂糖,考察它们对党参乳酸菌饮料品质的影响,结果如图2所示。
图2 白砂糖添加量对党参乳酸菌饮料品质的影响Fig.2 Effect of sugar content on the quality of Codonopsis pilosula lactic acid bacteria beverage
由图2可知:添加白砂糖不仅能使饮料酸中带甜,而且还能够提高饮料密度,增加黏稠度,提高产品质量[14]。当白砂糖添加量过小时,饮料甜度偏低,糖酸比例不协调,不仅使得饮料变得寡淡无味,而且掩盖不住党参余味的微涩感,影响产品质量;当白砂糖添加量达到8%时,饮料酸甜可口,给人带来愉悦的甜度,此时产品的感官评价结果最好;随着添加量的继续增加,饮料过于甜腻,党参味道被掩盖,口感欠佳,感官评分也随之下降。综上所述,最终确定白砂糖的最适添加量为8%。
3.4 柠檬酸添加量的确定
柠檬酸又名枸橼酸,是一种重要的有机酸,无色晶体,有很强的的酸味,在饮料中主要调节饮料的酸度,改善饮料的糖酸质量比,增强风味,只有糖酸质量比合适时才能产生令人愉悦的口感,柠檬酸还兼具防腐、抗氧化和护色等作用,在食品工业中被广泛应用。分别添加不同量的柠檬酸,考察其对党参乳酸菌饮料品质的影响,结果如图3所示。
图3 柠檬酸添加量对党参乳酸菌饮料品质的影响Fig.3 Effect of citric acid content on the quality of Codonopsis pilosula lactic acid bacteria beverage
由图3可知:发酵乳中虽然含有一定量的乳酸,但经过党参汁和水的稀释后浓度会较低,添加适量柠檬酸与乳酸复配可以改善饮料的口感,柠檬酸可作为酸味剂、抗氧化剂以及pH调节剂,以保持饮料的品质[15]。当柠檬酸添加量过小时,饮料甜度过大,没有起到调节酸度的作用;当柠檬酸添加量过大时,会导致产品过酸,甚至将甜味掩盖;当柠檬酸添加量为0.1%时,产品感官评价结果最优,此时产品酸甜适中,口感柔和。综上所述,最终确定柠檬酸的最适添加量为0.1%。
3.5 风味配方正交实验结果
在单因素实验的基础上优化实验,分别以白砂糖添加量A(6%,8%,10%)和柠檬酸添加量B(0.05%,0.1%,0.15%)、党参汁与发酵乳混合物添加量C(60%,70%,80%)为自变量,以感官评分为评价指标,做3因素3水平正交实验,优化饮料配方,使饮料口感更加适口、协调。风味配方正交实验结果如表5所示。
表5 风味配方正交实验结果
由表5极差R可知:影响党参乳酸菌饮料品质的因素顺序为B>A>C,即柠檬酸添加量>白砂糖添加量>党参汁与发酵乳混合物添加量。柠檬酸起到调节糖酸比的作用,其添加量过大或过小都会导致产品口感不协调,因此柠檬酸添加量对饮料品质的影响最大。由表5可知:风味配方的最佳组合为A3B3C3,即添加量分别为柠檬酸0.15%、白砂糖10%以及党参汁与发酵乳混合物80%。在此条件下,实验重复3次,得到感官评定平均值为89.6分,高于正交实验的最高感官评定结果。
3.6 PGA添加量的确定
PGA是天然海藻中提取的海藻酸盐的衍生物,外观为白色或淡黄色粉末,溶于水后形成黏稠的胶体[16],PGA具有水合、组织改良、增稠、乳化性和在酸性条件下稳定等特性[17],是一种性能优良的食品添加剂,已被广泛应用于饮料、冰激凌和糖果等各类食品中。分别添加不同量的PGA,考察它们对饮料稳定性的影响,结果如图4所示。
图4 PGA添加量对党参乳酸菌饮料品质的影响Fig.4 Effect of PGA addition on quality of Codonopsis pilosula lactic acid bacteria beverage
由图4可知:离心沉淀率随着PGA添加量的增加先下降后上升。在添加量为0.075%时,离心沉淀率达到最低,此时饮料组织状态较好,无分层现象。添加稳定剂可以有效解决酸性乳饮料中蛋白质絮凝沉淀的问题[18]。当PGA的添加量大于0.075%时,随着添加量进一步扩大,离心沉淀率不断增大,这时产品的稳定性变差,且出现分层现象。综上所述,最终确定PGA的最适添加量为0.075%。
3.7 海藻酸钠添加量的确定
海藻酸钠是由海带、海藻提取制成的高分子多糖聚合物,其资源丰富,廉价易得,水溶液呈黏稠的胶体状,具有增稠性、亲水性、胶凝性、稳定性和成膜性等特性,在食品工业中被广泛应用。分别添加不同量的海藻酸钠,考察它们对饮料稳定性的影响,结果如图5所示。
图5 海藻酸钠添加量对党参乳酸菌饮料品质的影响Fig.5 Effect of sodium alginate addition on quality of Codonopsis pilosula lactic acid bacteria beverage
由图5可知:当海藻酸钠添加量为0.05%～0.15%时,离心沉淀率先下降后升高;当添加量为0.075%时,产品稳定性最好;随着海藻酸钠添加量的继续增大,产品粘稠度增大,且有沉淀产生,水分析出,流动性较差。综上所述,最终确定海藻酸钠的最适添加量为0.075%。
3.8 果胶添加量的确定
果胶是由D-半乳糖醛酸通过α-1,4糖苷键连接成主链和由D-半乳糖、L-阿拉伯糖、D-山梨糖和L-鼠李糖等中性糖组成侧链的杂多糖,主链中的羧基通常以部分甲酯化状态存在[19]。分别添加不同量的果胶,考察其对饮料稳定性的影响,结果如图6所示。
图6 果胶添加量对党参乳酸菌饮料品质的影响Fig.6 Effect of pectin addition on quality of Codonopsis pilosula lactic acid bacteria beverage
由图6可知:将果胶添加到饮料中,随着果胶添加量的增加,产品的沉淀率呈现先下降后上升的趋势;添加量增大,饮料的沉淀率减小,产品的稳定性增加,如果添加量过大反而使沉淀率升高,产品的稳定性变差;当果胶添加量为0.15%时,沉淀率最低,此时产品的稳定性最好。综上所述,最终确定果胶的最适添加量为0.15%,因此选择添加量分别为0.1%,0.15%,0.2%进行正交实验。
3.9 复合稳定剂正交实验结果
饮料在贮存过程中容易出现沉淀及悬浮等不良现象,不仅影响观感,而且影响饮料的风味及品质,通常单一的稳定剂较难达到满意的稳定效果,需要多种稳定剂复配使用以提高稳定剂的作用效果,笔者选取PGA、海藻酸钠和果胶进行稳定剂复配,分别添加不同量的复合稳定剂,考察它们对党参乳酸菌饮料品质的影响,结果如表6所示。
表6 稳定剂复配正交实验结果
离心沉淀率越小,则稳定剂的效果越好,饮料质量越佳[20]。由表6可知:在极差分析中,各因素的主次顺序为E>F>D,即海藻酸钠添加量>果胶添加量>PGA添加量;稳定剂添加量的最佳配方为D1E3F3,即添加量分别为PGA 0.05%、海藻酸钠0.1%和果胶0.2%,此时产品的组织状态均稳定,流动性良好,黏稠度适中,无沉淀和分层。在此条件下,实验重复3次,得到离心沉淀率平均值为2.56%,低于正交实验的评定结果。
3.10 产品质量标准
按照上述最佳工艺配方制作的党参乳酸菌饮料,其感官评价主要有色泽、香气、口感和组织状态4个方面,其色泽均匀一致,明亮淡黄,香气醇厚并具有党参特有的清香味,无异味,口感柔和,无沉淀和分层,感官评价结果如表7所示;其理化指标及卫生指标测定结果均符合产品要求,理化指标和卫生指标测定项目及要求分别如表8,9所示,其中表8中蛋白质理化指标应按GB/T 21732—2008《含乳饮料》执行。
表7 感官指标
表8 理化指标
表9 卫生指标
以党参和牛乳为主要原料,对党参乳酸菌饮料的配方进行了优化研究。通过单因素实验、正交实验,确定了党参乳酸菌饮料的最佳配方为m(党参汁)∶m(发酵乳)=1∶2,党参汁与发酵乳混合物添加量为80%,白砂糖添加量为10%,柠檬酸添加量为0.15%,PGA添加量为0.05%,果胶添加量为0.2%,海藻酸钠添加量为0.1%。按照此配方制成的产品组织细腻柔和,余味清爽,酸甜可口,具有党参特有的香味和发酵乳的发酵香气。党参的食用安全性较高,具有滋补效果,将党参与乳酸菌饮料搭配在一起,能够充分发挥其营养价值和功效成分,提高其资源利用率,同时也可以丰富乳酸菌饮料的种类,具有极大的市场空间和经济价值。
猜你喜欢 稳定剂党参白砂糖 聚氯乙烯钙锌热稳定剂的辅助热稳定剂研究进展浙江化工(2022年8期)2022-09-05PVC聚合用热稳定剂乳液及其制备方法和应用能源化工(2021年6期)2021-12-30好难吃的“糖”幼儿智力世界(2021年5期)2021-12-17Anticancer Properties of Lobetyolin, an Essential Component of Radix Codonopsis (Dangshen)Natural Products and Bioprospecting(2021年2期)2021-04-10不同产地党参主要有效成分研究综述甘肃农业科技(2020年12期)2020-12-17新型黏土稳定剂的制备与性能评价石油工业技术监督(2020年2期)2020-04-11日式时尚吐司饮食科学(2019年9期)2019-09-23雪花蜡烛杯女友(2018年3期)2018-05-14党参质松不甜该怎么办农家科技中旬版(2016年9期)2016-11-02枳术党参颗粒肠推进和镇吐作用的实验研究安徽医科大学学报(2015年9期)2015-12-16