本发明涉及饮料技术领域，具体说是利用双酶法与梨汁调配法研制一种不含糖类添加剂的营养保健型惠楼山药砀山梨汁复合发酵饮料及其制备方法。
背景技术：
目前市场上的发酵类饮料产品种类多，同时，发酵类饮料因其风味独特、口感美好而受到广大消费者的青睐，但其中的糖类添加剂也是数不胜数，如有些产品省去成本较高、热量较高的糖类的使用，直接使用甜味剂阿斯巴甜、AK糖等效果更强的糖类添加剂。本发明主要针对山药中营养成分丰富且淀粉含量高的特点，利用双酶法即α淀粉酶和糖化酶对山药浆中大量的淀粉进行水解得到可利用的糖类，再将山药酶解液与一定量含有高含糖量含酸量的砀山梨汁进行复配和微生物菌种发酵，再添加适当的梨汁进行糖度调节调配，最终制得不加糖的山药梨汁混合发酵保健型饮料。目前市场上山药类饮料较少，且专利方面有专利号为2008101505987的记录，但时间较久远，其技术已不够新颖，且此种山药加梨汁的调配方式目前尚无记载可查，市场上也无此类产品出现，同时尚无山药发酵饮料中不加糖以及甜味剂等糖类添加剂的研究与研制方法。
山药，又名怀山药，属薯蓣科，多年生蔬菜，早在周朝时期（公元前约11世纪）就已有种植。山药肉质洁白，脆爽，汁多，有清甜的口感和清新的香味，而且性味甘平，有健脾补肺，固肾益精，补中益气，清热解烦，助消化，降血糖，降血脂等医疗保健作用。《神农本草经》将山药列为“主伤中补虚，除寒热邪气，补中益力气，长肌肉，久服耳聪目明”之上品；《药性论》记载其“补七伤五劳、去冷风、止腰痛、镇心神、补心气之不足、患人体虚赢，加而用之”。《日华子本草》也有记载“助五脏，强筋骨，长志安神，主泄精健忘”，所以山药是我国传统的药食同源食品。惠楼山药与其他山药相比有三大显著特征：一 不麻不涩；二 甘面,甜,易剥皮,可一剥到头；三 营养及药用价值高，含有27种营养元素山药中含有丰富的活性成分，主要有淀粉，皂苷，糖类，蛋白质，醇类物质，胆碱，糖蛋白，淀粉酶，多酚氧化酶，甘露聚糖，植物酸，多巴胺，山药素及多种维生素和微量元素等惠楼山药含有丰富的粘液蛋白质、糖、淀粉、维生素A、B1、B2、C及多种氯基酸和微量元素。其中含有还原性糖1.85%左右，多糖5.56%左右，淀粉20.9%左右。
砀山酥梨，生、熟食俱佳，老少皆宜。“生食可清六腑之热，熟食可滋五脏之阴”，更兼有较高的药用价值，数百年来受到各阶层人士的青睐。《本草纲目》第三十卷有详实的记载，临床也证明：砀山酥梨有止渴、生津、祛热消暑、化痰润肺、止咳平喘、滋阴降火、凉心解毒等功效，被历代中医称之为“果中甘露子，药中圣醍醐”。其营养及其丰富，据测定，砀山梨含有营养丰富，含多种人体必需的氨基酸、维生素、矿物质，85%的水分，6%-9.7%的果糖，1%-3.7%的葡萄糖，0.4%-2.6%的蔗糖，可滴定糖为7%左右，可滴定酸0.10%左右。
技术实现要素：
本发明为解决现有饮料中需要加入调节糖度、酸度等的多种食品添加剂的技术难题，公开了一种山药梨汁复合发酵饮料及其制备方法。
为解决上述技术难题，本发明采用以下技术方案：
一种山药梨汁复合发酵饮料，所述复合饮料通过在预处理后的山药浆中加入α淀粉酶，将山药中的淀粉水解后，再进行糖化处理，得到山药水解液，将山药水解液与梨汁复配，所述山药水解液与梨汁的质量比为4-5:1，控制发酵条件使饮料的pH为4.2-5.5，糖度为6.5-8.5，完成复合发酵饮料的制备。
步骤如下：
（1）山药水解液的制备：将山药通过清洗、去皮、切片、护色、预煮、打浆、糊化后得山药汁，然后进行双酶解、灭酶和过滤完成山药水解液的制备；
（2）制备梨汁：将无霉变的砀山梨清洗、去皮、切块、隔绝空气护色、清洗，预煮、螺旋压榨、过滤完成梨汁的制备；
（3）山药、梨汁复配得复配液：将山药水解液与梨汁复配后，得到复配液，以复配液为基准，加入0.1%黄原胶、0.18%羧甲基纤维素钠、0.06%海藻酸钠、0.1%异VC钠，在 65℃、20MPa下进行高压均质，最后通过高压瞬间灭菌后灌装，完成复配液的制备；
（4）菌种的活化：①将步骤（3）所得的复配液取出90g分装至a、b、c、d四个三角瓶中，质量依次为0g、15g、30g、45g待用；②脱脂乳的制备：将脱脂奶粉与蒸馏水按质量比1:6-8的比例混合制得脱脂乳；③将脱脂乳分别依次按50g、35g、20g、5g分装至装有复配液的a、b、c、d四个三角瓶中；④37℃下将6%的发酵菌接入a中，在37℃下恒温培养3-5h至有凝乳出现，然后在37℃下将a中培养液的6%接入b中，继续培养至凝乳出现，再以同样的接种量和方法，同样的温度分别依次接入c和d，最终d中的菌种即为驯化后的菌种；
（5）对复配液进行发酵：将驯化后的菌种按6%的接种量接入复配液中进行发酵，发酵温度为37-40℃，发酵时间为16-20h，pH为4.2-5.5，发酵完成后，以发酵混合液的重量为基准，向发酵混合液中加入20-30%的梨汁，调节发酵后的饮料甜度至6.5-8.5，混合均匀后，冷藏24h，完成山药梨汁复合发酵饮料的制备。
所述步骤（1）中护色步骤为：向切片后的山药中加入护色液，以淹没切片后的山药为准；所述护色液的配制：以护色液的质量为基准，加入0.6%柠檬酸、2%食盐和0.1%亚硫酸氢钠处理40-50min；双酶解的步骤为：将糊化后的山药汁在60℃的恒温水浴锅中，加入1g/kg的中温α淀粉酶进行酶解40min，再加入0.6%的糖化酶，60℃下恒温水浴3h。
所述步骤（2）中隔绝空气护色步骤为：向切块后的砀山梨中加入隔绝空气护色液，以淹没切块后的砀山梨为准；所述隔绝空气护色液的配方为：以隔绝空气护色液质量为基准，加入0.6%柠檬酸处理30min。
所述步骤（4）中发酵菌为嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌的混合菌。
本发明的有益效果在于：
1. 本发明通过使用α淀粉酶将淀粉水解后再对山药水解液进行加入糖化酶的糖化处理，从而使山药中的大量淀粉转化为可供发酵利用的葡萄糖，再通过后期加入20%-30%的梨汁进行调配以及接种量、发酵时间16-20h、温度为37-40℃的控制从而使饮料达到酸度pH值在4.2-5.5之间，糖度在6.5-8.5之间的酸甜适宜的保健可口的发酵类饮品。
2. 本发明通过双酶法以及科学的复配方法来研发一种不加糖的营养价值高、绿色保健又可口的惠楼山药砀山梨的混合汁发酵饮料。通过对山药和梨进行一系列的前期处理如切片、护色、酶解、打浆等常规处理，以及二者复配后的过滤、杀菌、均质等改善品质的中期处理，到菌种的活化以及后期发酵。
3. 本发明不仅可以将山药与梨汁的营养成分与微生物发酵联系起来达到双重功效，而且利用山药中的高淀粉、高糖含量以及砀山梨中含水量高、含糖量高的特点，将二者的优势成分互补结合，经加工调配可以制得一种口感清新爽口、绿色保健的新型不加糖的微生物发酵饮料。本发明的另一目的是，将此种较新颖的研发方法广泛运用于山药梨汁系列饮料的研制中，这样不仅可以将山药、梨汁的药食作用更为多样的发挥出来，而且可以最大化的利用其本身的营养成分，让消费者得到感官与健康的双重体验。
4. 最终经检测本发明的微生物指标为：总菌数≤80，且不含致病菌；生理生化指标为：固形物含量≥20，酸度5.6，糖度5.2，与常规方法相比，本发明得到的产品不仅品质优良，而且更加符合绿色保健的健康理念，同时与市场上已有的山药饮料相比，口感更佳清新爽口，营养更加丰富，对原材料本身物质的利用率也更高，而且很大程度上杜绝了糖类添加剂的使用，更容易受到消费者的青睐。
具体实施方式
实施例1
制备山药水解液：将新鲜山药通过清洗、去皮得到山药100g、切片（2mm厚）、护色（100mL蒸馏水中加入0.6g柠檬酸、2g食盐、0.1g亚硫酸氢钠处理40min）、沸水预煮（煮至山药组织软化约15min）、加入蒸馏水400g打浆（质量比为山药：水=1:4）、糊化（60℃，10min）、酶解（60℃，40min，0.5g中温α淀粉酶1g/kg）、糖化（60℃，3h ，3g）糖化酶、灭酶（100℃，5min）、过滤（200目尼龙网纱）。
双酶法酶解过程：山药中含有大量淀粉，在液体中易发生沉淀，为提高饮品的保健功能以及感官品质，可将糊化后的山药汁首先在60℃的恒温水浴锅中加入0.5g的中温α淀粉酶进行酶解40min，此过程可将糊化后的淀粉酶解为可溶性的糊精、麦芽糖等低聚糖。然后向淀粉酶水解后的山药水解液中加入3g糖化酶，在60℃下恒温水浴3h，最终得到可用于发酵的葡萄糖。
制备砀山梨汁：将无霉变的450g砀山梨清洗、去皮、切块、隔绝空气护色（500g蒸馏水中加入3g柠檬酸配制隔绝空气护色液，30min）、清洗，预煮（5min）、螺旋压榨得纯梨汁202g。
将500g山药汁100g梨汁复配得复配液600g：因为山药与梨汁各自营养成分高，将二者混合后可以丰富发酵液的营养种类，同时可以利用双酶法酶解糖化山药汁后得到更多的糖类、以及梨汁本身具有的糖类和酸类物质，使菌种在活化或者发酵过程中处于一个最佳的生长环境。此种复配方式可以省去很多糖度以及酸度调节过程中多种添加剂的使用。将山药水解液与纯梨汁按5:1复配，此时可测得发酵液的糖度在1.4，pH 5.8，处于混合菌的最适生长环境的区间之内。之后加入食品级稳定剂0.6g黄原胶、1.08g羧甲基纤维素钠、0.36g海藻酸钠、0.6g异VC钠。之后在65℃、20MPa下进行高压均质，最后通过高压瞬间灭菌后灌装。
菌种的活化：因所用菌种为市售益生菌，因此需在将其接入待发酵液之前先对其进行菌种的驯化，以使混合菌种能够适应山药梨汁复配液的环境。①将上步所得山药梨汁复配液取出90g分装至a、b、c、d四个三角瓶中，质量依次为0g、15g、30g、45g待用；②脱脂乳的制备：将15g脱脂奶粉与90g蒸馏水混合制得脱脂乳；③将脱脂乳分别依次按50g、35g、20g、5g分装至上述装有山药梨汁复配液的a、b、c、d四个三角瓶中。④在37℃下按照6%的添加量加入3g发酵菌（嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等混合菌）接入a中，在37℃下恒温培养3h至有凝乳出现，然后在37℃下将a中的3g培养液接入b中继续培养至凝乳出现，再以同样的接种量和方法以及温度分别依次接入c和d，最终d中的菌种即为驯化后的菌种。
对山药梨汁复配液进行发酵：将d中的菌种活化培养液，按30.6g活化液接入510g待发酵的山药梨汁复配液中进行发酵。温度为37℃，发酵时间为16h，pH为4.2，发酵完成后将发酵后的混合发酵液加入102g的梨汁，调节发酵后的饮料的甜度，使其糖度在6.5，此时饮料酸甜适宜且具有梨汁和发酵的混合清香味。混合均匀后进入冷藏，时间为24h。
实施例2
制备山药水解液：将山药通过清洗、去皮（去皮后为100g）、切片（3mm厚）、护色（500mL蒸馏水中加入3g柠檬酸、10g食盐、0.5g亚硫酸氢钠，处理50min）、预煮（煮至山药组织软化约12min）、打浆（质量比为山药：水=1:4）、糊化（60℃，10min）、酶解（60℃，40min，0.5g中温α淀粉酶）、糖化（60℃，3h ，3g糖化酶）、灭酶（100℃，5min）、过滤（200目尼龙网纱）。
双酶法酶解过程：山药中含有大量淀粉，在液体中易发生沉淀，为提高饮品的保健功能以及感官品质，可将糊化后的山药汁首先在60℃的恒温水浴锅中加入1g/kg的中温α淀粉酶0.5g进行酶解40min，此过程可将糊化后的淀粉酶解为可溶性的糊精、麦芽糖等低聚糖。然后向淀粉酶水解后的山药水解液中加入3g 的糖化酶，在60℃下恒温水浴3h，最终得到可用于发酵的葡萄糖等糖类。
制备砀山梨汁：将无霉变的砀山梨580g清洗、去皮、切块、隔绝空气护色（500g蒸馏水中加入3g柠檬酸配制隔绝空气护色液，30min）、清洗，预煮（5min）、螺旋压榨得纯梨汁285.5g、过滤（100目尼龙网）。
山药（500g）梨汁（125g）复配得复配液625g：因为山药与梨汁各自营养成分高，将二者混合后可以丰富发酵液的营养种类，同时可以利用双酶法酶解糖化山药汁后得到更多的糖类、以及梨汁本身具有的糖类和酸类物质，使菌种在活化或者发酵过程中处于一个最佳的生长环境。此种复配方式可以省去很多糖度以及酸度调节过程中多种添加剂的使用。将山药水解液500g与纯梨汁125g复配，此时可测得发酵液的糖度在1.4，pH5.8，处于混合菌的最适生长环境的区间之内。之后加入食品级稳定剂0.625g黄原胶、1.125g羧甲基纤维素钠、0.375g海藻酸钠、0.625g异VC钠。之后在65℃、20MPa下进行高压均质，最后通过高压瞬间灭菌后灌装。
菌种的活化：因所用菌种为市售益生菌，因此需在将其接入待发酵液之前先对其进行菌种的驯化，以使混合菌种能够适应山药梨汁复配液的环境。①将上步所得山药梨汁复配液取出90g分装至a、b、c、d四个三角瓶中，质量依次为0g、15g、30g、45g待用；②脱脂乳的制备：将12.5g脱脂奶粉与100g蒸馏水混合制得脱脂乳；③将脱脂乳分别依次按50g、35g、20g、5g分装至上述装有山药梨汁复配液的a、b、c、d四个三角瓶中。④在38℃下将6%的发酵菌3g（嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等混合菌）接入a中，在37℃下恒温培养4h至有凝乳出现，然后在37℃下将a中的3g培养液接入b中继续培养至凝乳出现，再以同样的接种量和方法以及温度分别依次接入c和d，最终d中的菌种即为驯化后的菌种。
对山药梨汁复配液进行发酵：将d中的32.1g菌种活化培养液接入535g待发酵的山药梨汁复配液中进行发酵。温度为40℃，发酵时间为20h，pH为5.5，发酵完成后将发酵后的混合发酵液加入160.5g的梨汁，调节发酵后的饮料的甜度，使其糖度在8.5，此时酸甜适宜且口感较好。混合均匀后进入冷藏，时间为24h。
实施例3
制备山药水解液：将山药通过清洗、去皮（去皮后为100g）、切片（2.5mm厚）、护色（500mL蒸馏水中加入3g柠檬酸、10g食盐、0.5g亚硫酸氢钠配制护色液，处理50min）、预煮（煮至山药组织软化约12min）、打浆（质量比为山药：水=1:4）、糊化（60℃，10min）、酶解（60℃，40min，0.5g中温α淀粉酶）、糖化（60℃，3h ，3g糖化酶）、灭酶（100℃，5min）、过滤（200目尼龙网纱）。
双酶法酶解过程：山药中含有大量淀粉，在液体中易发生沉淀，为提高饮品的保健功能以及感官品质，可将糊化后的山药汁首先在60℃的恒温水浴锅中加入1g/kg的中温α淀粉酶进行酶解40min，此过程可将糊化后的淀粉酶解为可溶性的糊精、麦芽糖等低聚糖。然后向淀粉酶水解后的山药水解液中加入3g的糖化酶，在60℃下恒温水浴3h，最终得到可用于发酵的葡萄糖。
制备砀山梨汁：将无霉变的砀山梨(490g)清洗、去皮、切块、隔绝空气护色（500g蒸馏水中加入3g柠檬酸配制隔绝空气护色液，30min）、清洗，预煮（5min）、螺旋压榨、过滤（100目尼龙网）后得258.75g纯梨汁。
山药梨汁复配得复配液：因为山药与梨汁各自营养成分高，将二者混合后可以丰富发酵液的营养种类，同时可以利用双酶法酶解糖化山药汁后得到更多的糖类、以及梨汁本身具有的糖类和酸类物质，使菌种在活化或者发酵过程中处于一个最佳的生长环境。此种复配方式可以省去很多糖度以及酸度调节过程中多种添加剂的使用。将500g山药水解液与125g纯梨汁复配，此时可测得发酵液的糖度在1.4，pH 5.8，处于混合菌的最适生长环境的区间之内。之后加入食品级稳定剂0.625g黄原胶、1.125g羧甲基纤维素钠、0.375g海藻酸钠、0.625g异VC钠。之后在65℃、20MPa下进行高压均质，最后通过高压瞬间灭菌后灌装。
菌种的活化：因所用菌种为市售益生菌，因此需在将其接入待发酵液之前先对其进行菌种的驯化，以使混合菌种能够适应山药梨汁复配液的环境。①将上步所得山药梨汁复配液取出90g分装至a、b、c、d四个三角瓶中，质量依次为0g、15g、30g、45g待用；②脱脂乳的制备：将13.75g脱脂奶粉与96.25g蒸馏水混合制得脱脂乳；③将脱脂乳分别依次按50g、35g、20g、5g分装至上述装有山药梨汁复配液的a、b、c、d四个三角瓶中。④在38℃下将3g的发酵菌（嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等混合菌）接入a中，在37℃下恒温培养5h至有凝乳出现，然后在37℃下将a中的3g培养液接入b中继续培养至凝乳出现，再以同样的接种量和方法以及温度分别依次接入c和d，最终d中的菌种即为驯化后的菌种。
对山药梨汁复配液进行发酵：将d中的32.1g菌种活化培养液，接入待发酵的535g山药梨汁复配液中进行发酵。温度为38℃，发酵时间为19h，pH为4.5，发酵完成后向发酵液中加入133.75g梨汁，调节发酵后的饮料的甜度，使其糖度在7.5，此时酸甜适宜且口感较好。混合均匀后进入冷藏，时间为24h。
实施例4
制备山药水解液：将新鲜山药通过清洗、去皮得到山药90g、切片（2mm厚）、护色（500mL蒸馏水中加入0.54g柠檬酸、1.8g食盐、0.09g亚硫酸氢钠处理40min）、沸水预煮（煮至山药组织软化约15min）、加入蒸馏水360g打浆（质量比为山药：水=1:4）、糊化（60℃，10min）、酶解（60℃，40min，0.45g中温α淀粉酶）、糖化（60℃，3h ，2.7g）糖化酶、灭酶（100℃，5min）、过滤（200目尼龙网纱）。
双酶法酶解过程：山药中含有大量淀粉，在液体中易发生沉淀，为提高饮品的保健功能以及感官品质，可将糊化后的山药汁首先在60℃的恒温水浴锅中加入0.45g的中温α淀粉酶进行酶解40min，此过程可将糊化后的淀粉酶解为可溶性的糊精、麦芽糖等低聚糖。然后向淀粉酶水解后的山药水解液中加入2.7g糖化酶，在60℃下恒温水浴3h，最终得到可用于发酵的葡萄糖。
制备砀山梨汁：将无霉变的485g砀山梨清洗、去皮、切块、隔绝空气护色（500g蒸馏水中加入3g柠檬酸配制隔绝空气护色液，30min）、清洗，预煮（5min）、螺旋压榨得纯梨汁237.5g。
将450g山药汁100g梨汁复配得复配液550g：因为山药与梨汁各自营养成分高，将二者混合后可以丰富发酵液的营养种类，同时可以利用双酶法酶解糖化山药汁后得到更多的糖类、以及梨汁本身具有的糖类和酸类物质，使菌种在活化或者发酵过程中处于一个最佳的生长环境。此种复配方式可以省去很多糖度以及酸度调节过程中多种添加剂的使用。将山药水解液与纯梨汁按4.5:1复配，此时可测得发酵液的糖度在1.4，pH 5.8，处于混合菌的最适生长环境的区间之内。之后加入食品级稳定剂0.55g黄原胶、0.99g羧甲基纤维素钠、0.33g海藻酸钠、0.55g异VC钠。之后在65℃、20MPa下进行高压均质，最后通过高压瞬间灭菌后灌装。
菌种的活化：因所用菌种为市售益生菌，因此需在将其接入待发酵液之前先对其进行菌种的驯化，以使混合菌种能够适应山药梨汁复配液的环境。①将上步所得山药梨汁复配液取出90g分装至a、b、c、d四个三角瓶中，质量依次为0g、15g、30g、45g待用；②脱脂乳的制备：将脱脂奶粉与蒸馏水按质量比1:6的比例混合制得脱脂乳；③将脱脂乳分别依次按50g、35g、20g、5g分装至上述装有山药梨汁复配液的a、b、c、d四个三角瓶中。④在37℃下将3.3g发酵菌（嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等混合菌）接入a中，在37℃下恒温培养3.5h至有凝乳出现，然后在37℃下将a中的3.3g培养液接入b中继续培养至凝乳出现，再以同样的接种量和方法以及温度分别依次接入c和d，最终d中的菌种即为驯化后的菌种。
对山药梨汁复配液进行发酵：将d中的菌种活化培养液，按33g活化液接入550g待发酵的山药梨汁复配液中进行发酵。温度为40℃，发酵时间为20h时，pH为5.0，发酵完成后将发酵后的混合发酵液加入137.5g的梨汁，调节发酵后的饮料的甜度，使其糖度在7.5，此时饮料酸甜适宜且具有梨汁和发酵的混合清香味。混合均匀后进入冷藏，时间为24h。