一种用白地霉发酵无醇板栗饮料的方法与流程

技术领域：

本发明涉及一种无醇饮料的制作方法，具体涉及一种用白地霉发酵无醇板栗饮料的方法，属于非酒精饮料技术领域。

背景技术：
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板栗是一种物美价廉、富含营养的滋养品及补养的良药，不仅含有大量淀粉，而且还含有蛋白质、脂肪、vc以及无机盐等多种营养素，其中vc含量高于番茄，更高于苹果十倍之多，素有“千果之王”的美称。截止2000年，全球板栗产量大幅度增长，主产地是亚洲和欧洲。其中亚洲产量占全球产量的88.4％，欧洲产量为总产量的8.2％。信阳地区，板栗结果旺期亩产达700kg，是名闻遐迩的板栗之乡，现已形成东双河、周党镇等多个大型板栗交易市场。但板栗在贮藏过程中，常因淀粉糖化、失水、害虫入侵、发芽腐烂、自然消耗等原因而产生损耗，每年都要造成大量损失。目前，板栗主要用于烹饪和糖炒，如板栗鸡、糖炒板栗和板栗饼，但销售量较低，储藏性差不易运输，且板栗贮存过程易生虫，贮存成本较高，如将其加工成饮品将解决上述问题，满足人们对营养健康的需求，具有良好的市场前景。

技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题是：提供一种用白地霉发酵无醇板栗饮料的方法，解决了板栗贮藏成本高、不易运输的缺点，提高了板栗的经济价值，具有很高的社会效益。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种白地霉s12，保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc)，菌种保藏编号cctccaf2012005。

一种用权利要求1所述的白地霉发酵无醇板栗饮料的方法，包括以下步骤：

(1)选择色泽饱满、大小均一、无虫眼、未发霉、完好无损的板栗，将板栗和水按照料液比1:(6～10)进行配料，用打浆机打浆，直到成为均匀的板栗浆，100目过滤除去较大颗粒；

(2)为防止板栗酶促褐变，在盛有板栗浆的容器中，加入2％的葡萄糖，并分别放入柠檬酸、维生素c和edta-2na，护色30～120min，得到板栗匀浆；

(3)将步骤(2)获得的板栗匀浆于116℃下糖化10min，冷却至室温后，在无菌操作台上，按2％～10％接菌量接种白地霉，在28℃、100～190r/min转速下发酵2～3d，加入黄原胶、瓜尔豆胶和羧甲基纤维素钠(cmc-na)，搅拌均匀后，116℃灭菌10～20min，即得到无醇板栗饮料。

在步骤(2)中，柠檬酸、维生素c和edta-2na的加入量为：每100ml饮料加入0.09g～0.15g柠檬酸、0.5g～0.9g维生素c和0.01g～0.03gedta-2na。

在步骤(3)中，黄原胶、瓜尔豆胶和cmc-na的加入量为：每100ml饮料加入黄原胶0.05g～0.25g、瓜尔豆胶0.05g～0.25g、cmc-na0.1g～0.5g。

本发明的有益效果如下：

1、本发明提出了一种用白地霉发酵无醇板栗饮料的方法，丰富了板栗的加工利用方法，一定程度上解决了板栗储藏性差不易运输的缺点，提高了板栗的经济价值和社会价值。

2、通过护色剂、稳定剂的优化改善了无醇板栗饮料的感官品质。

附图说明：

图1为不同柠檬酸添加量对板栗匀浆护色效果的影响；

图2为不同维生素c添加量对板栗匀浆护色效果的影响；

图3为不同edta-2na添加量对板栗匀浆护色效果的影响；

图4-1为接种量和料液比对板栗饮料感官评分影响的局部图；

图4-2为接种量和料液比对板栗饮料感官评分影响的立体图；

图5-1为接种量与转速对板栗饮料感官评分影响的局部图；

图5-2为接种量与转速对板栗饮料感官评分影响的立体图；

图6-1为料液比与转速对板栗饮料感官评分影响的局部图；

图6-2为料液比与转速对板栗饮料感官评分影响的立体图；

图7为瓜尔豆胶对板栗饮料持水力的影响；

图8为瓜尔豆胶添加量对无醇板栗饮料稳定性的影响；

图9为黄原胶对板栗饮料持水力的影响；

图10为黄原胶添加量对无醇板栗饮料稳定性的影响；

图11为cmc-na对板栗饮料持水力的影响；

图12为cmc-na添加量对无醇板栗饮料稳定性的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

微生物来源：

实施例中的白地霉保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc)，菌种保藏编号cctccaf2012005

实施例1：

一种用白地霉发酵无醇板栗饮料的方法，包含以下步骤：

(1)选择色泽饱满、大小均一、无虫眼、未发霉、完好无损的板栗，将板栗和水按照料液比1:(6～10)的比例进行配置，并置于打浆机里打浆，直到成为均匀的板栗浆，100目过滤除去较大颗粒；

(2)为防止褐变，将板栗汁放入容器中，加入2％的葡萄糖，并分别加入柠檬酸、维生素c和edta-2na，护色30～120min，得到板栗匀浆；

(3)将步骤(2)获得的板栗匀浆116℃下糖化10min，糖化后，液冷却至室温后，在无菌操作台上，按2％～10％接菌量接种白地霉，在28℃、100～190r/min转速下发酵2～3d，然后加入黄原胶、瓜尔豆胶和cmc-na，搅拌均匀后，116℃灭菌10～20min，即得到无醇板栗饮料。

在步骤(2)中，柠檬酸、维生素c和edta-2na的加入量为：每100ml饮料中加入0.09g～0.15g柠檬酸、0.5g～0.9g维生素c和0.01g～0.03gedta-2na。

在步骤(3)中，黄原胶、瓜尔豆胶和cmc-na的加入量为：每100ml饮料中加入黄原胶0.05g～0.25g、瓜尔豆胶0.05g～0.25g、cmc-na0.1g～0.5g。

具体试验报告如下：

试验例1：

添加不同浓度护色剂柠檬酸对板栗匀浆进行护色处理，并分别标为实验组a1、实验组a2、实验组a3、实验组a4和实验组a5，各组处理步骤如下：

实验组a1：柠檬酸添加量0.09％；

实验组a2：柠檬酸添加量0.10％；

实验组a3：柠檬酸添加量0.11％；

实验组a4：柠檬酸添加量0.13％；

实验组a5：柠檬酸添加量0.15％。

各步骤的处理条件同实施例1，用消光值法测定褐变度，取需要测定的板栗匀浆2g，与4℃蒸馏水按质量比1:10混合，抽滤后取上清液于25℃下保温5min，450nm处测定吸光度值，实验结果如图1所示。由图1可知：当时间从30～120min，0.11％的柠檬酸护色效果最好。因此，选择最适柠檬酸添加量为0.11％，最佳时间是60min。

试验例2：

添加不同浓度护色剂维生素c对板栗匀浆进行护色处理，并分别标为实验组b1、实验组b2、实验组b3、实验组b4和实验组b5，各组处理步骤如下：

实验组b1：维生素c添加量为0.5％；

实验组b2：维生素c添加量为0.6％；

实验组b3：维生素c添加量为0.7％；

实验组b4：维生素c添加量为0.8％；

实验组b5：维生素c添加量为0.9％。

各步骤的处理条件同实施例1，用消光值法测定褐变度，实验结果如图2所示。由图2可知：当时间为30min和120min，a450nm的数值先升高后降低，0.7％的维生素c护色效果最好；当时间为60min时，0.6～0.8％护色效果最佳；当时间为90min，0.6％护色效果较好，0.7％和0.6％护色效果没有显著差异。综合分析，维生素c含量为0.7％时，护色效果最好，护色时间最好的是60和120min，但两者差异不明显。

试验例3：

添加不同浓度护色剂edta-2na对板栗匀浆进行护色处理，并分别标为实验组c1、实验组c2、实验组c3、实验组c4和实验组c5，各组处理步骤如下：

实验组c1：edta-2na添加量为0.010％；

实验组c2：edta-2na添加量为0.015％；

实验组c3：edta-2na添加量为0.020％；

实验组c4：edta-2na添加量为0.025％；

实验组c5：edta-2na添加量为0.030％。

各步骤的处理条件同实施例1，用消光值法测定褐变度，实验结果如图3所示。由图3可知：当时间为30min和90min时，0.015％的edta-2na护色效果最好；当时间为60min时，0.025％护色效果最好；当时间为120min时，0.020％护色效果最好。综合分析，edta-2na含量为0.015％时，护色效果最好，护色时间最好的是60和120min，但两者差异不明显。

试验例4：

根据上述试验结果选择护色剂浓度，进行三因素三水平正交实验，见表1和表2。

表1板栗浆护色剂添加量的正交设计表

表2护色剂正交试验结果表

正交实验结果如表2所示。由表2可知：当时间为30min时，a2b3c1(6号)组合护色效果最好；当时间为60min时，a3b2c3组合护色效果最好；当时间为90min时，a2b1c3组合护色效果最好；当时间为120min时，a3b2c3组合护色效果较好。

60min、90min和120min护色最优组合分别为a3b2c3、a2b1c3和a3b2c3，与正交实验设计中的最优配方组合a3b2c1、a2b2c3和a3b2c1并不相符。因此，为了探索这些组合是否有显著差异，进行了验证实验，a3b2c3(60min)为0.820±0.0294；a2b1c3(90min)为0.828±0.0238；a3b2c3(120min)0.759±0.0187。

综合分析，最佳复合护色剂配方为a2b1c3，配方为柠檬酸0.11％、维生素c0.6％、edta-2na0.02％，护色时间60min。

试验例5：

添加不同的糖发酵，分别标为实验组d1、实验组d2、实验组d3和实验组d4，各组处理步骤如下：

实验组d1：添加2％葡萄糖；

实验组d2：添加2％乳糖；

实验组d3：添加2％淀粉；

实验组d4：不添加。

各步骤的处理条件同实施例1。用gb5009.7-2016直接滴定法测还原糖、总糖含量；用ph计测ph值；参照感官评分标准表(见表3)评定感官评分。结果如表4所示。

表3板栗饮料的感官评分标准表

表4不同糖对无醇板栗饮料的影响

从表4可知：板栗制成的板栗匀浆稀释后糖度降低，加糖可以改善板栗饮料的风味和感官特性，并且提高白地霉的活性，加速发酵。单糖容易被白地霉利用，加入淀粉时饮料沉淀严重。当糖类为葡萄糖时，菌体生长及产品特性较好，符合低糖发酵产品的要求，ph适中，感官评分最高，因此选择葡萄糖。

试验例6：

以不同的接种量进行发酵，分别标为实验组e1、实验组e2、实验组e3、实验组e4和实验组e5，各组处理步骤如下：

实验组e1：白地霉接种量2％；

实验组e2：白地霉接种量4％；

实验组e3：白地霉接种量6％；

实验组e4：白地霉接种量8％；

实验组e5：白地霉接种量10％。

各步骤的处理条件同实施例1。用gb5009.7-2016直接滴定法测还原糖、总糖含量；用ph计测ph值；参照感官评分标准表(见表3)评定感官评分。结果如表5所示。

表5最适接种量对板栗饮料的影响

由表5可知：随着接种量的增加，还原糖呈降低趋势。接种量较小，菌体生长量低，不能充分发酵代谢,影响产品风味；接种量较多，营养物质消耗过快，主要用于菌体生长，其他代谢产物少，同时菌体生长消耗o2较多，对发酵过程中风味物质的生产不利。接菌量为6％时，产品中糖含量较低，符合低糖发酵产品的要求，ph适中，感官评分高。

试验例7：

以不同料液比进行发酵，分别标为实验组f1、实验组f2、实验组f3、实验组f4和实验组f5，各组处理步骤如下：

实验组f1：按板栗与水的比值为1：6加入白地霉发酵；

实验组f2：按板栗与水的比值为1：7加入白地霉发酵；

实验组f3：按板栗与水的比值为1：8加入白地霉发酵；

实验组f4：按板栗与水的比值为1：9加入白地霉发酵；

实验组f5：按板栗与水的比值为1：10加入白地霉发酵。

各步骤的处理条件同实施例1。用gb5009.7-2016直接滴定法测还原糖；用ph计测ph值；参照感官评分标准表(见表3)评定感官评分。结果如表6所示。

表6料液对无醇板栗饮料的影响

由表6可知：发酵液浓度太高容易出现凝结沉淀，影响口感；浓度太低不利于菌种生长，同时容易造成分层。随着料液比减少，还原糖呈先降后升，在料液比为1:7时，还原糖含量较低，菌体生长情况良好，感官评分最高。

试验例8：

以不同转速进行发酵，分别标为实验组g1、实验组g2、实验组g3和实验组g4。各组处理步骤如下：

实验组g1：以190r/min转速进行发酵；

实验组g2：以160r/min转速进行发酵；

实验组g3：以130r/min转速进行发酵；

实验组g4：以100r/min转速进行发酵；

各步骤的处理条件同实施例1。用gb5009.7-2016直接滴定法测还原糖、总糖含量；用ph计测ph值；参照感官评分标准表(见表3)评定感官评分。结果如表7所示。

表7不同转速对板栗饮料的影响

由表7可知：适当的震荡可以使浆液混合均匀不易凝结，利于菌种分散，充分发酵。在转速为160r/min时，菌体生长良好，还原糖较少，ph适中，符合低糖发酵产品的要求，感官评分最高。

试验例9：

利用软件designexpert8.0.6的box-behnken设计试验，以接种量x，料液比y和转速z为因素，以感官评分为响应值r。表8为实验因素的水平选取结果。表9为实验结果及理化值。表10、图4-1、图4-2、图5-1、图5-2、图6-1、图6-2分别为响应面分析结果。

表8响应面分析试验因素水平表

表9box-behnken试验结果及理化值分析结果

表10方差分析表

由表10可知：模型显著性检验p＝0.0001<0.01，表明该响应面回归模型极显著，具有统计学意义。其自变量一次项a，b，c，二次项a²，b²，c²显著(p<0.05)。失拟项的f值是4.25，p＝0.1963>0.05。校正决定系数r²adj＝0.9742>0.80和变异系数c.v.＝1.60％，说明该模型只有1.60％的机会变异，失拟项结果不显著，说明模型显著。

r＝-881.88775+3668.27830a+36.82739b+7.92178c-23.58491ab-2.50000ac+0.047170bc-25416.66667a²-1.74703b²-0.026667c²

由软件计算得出各因素取最优后的最佳工艺为接种量为7％，料液比为12.18％(1:7.21)，转速为156.06r/min，预测感官评分为69.05。

随后进行了验证试验(接种量7％，料液比1:7.21，转速155r/min)，在上述条件下得到的感官评分71。验证试验结果平均值与方程最佳结果很接近，说明该模型有效可靠。

试验例10：

添加不同浓度瓜尔豆胶稳定剂对板栗饮料进行处理，并分别标为实验组h1、实验组h2、实验组h3、实验组h4和实验组h5，各组处理步骤如下：

实验组h1：瓜尔豆胶添加量0.05％；

实验组h2：瓜尔豆胶添加量0.10％；

实验组h3：瓜尔豆胶添加量0.15％；

实验组h4：瓜尔豆胶添加量0.20％；

实验组h5：瓜尔豆胶添加量0.25％。

各步骤的处理条件同实施例1，参照吕文娟方法测持水力和参照表3进行感官评价，综合评价稳定效果，实验结果如图7和图8所示。由图7可知，板栗饮料的持水力随着瓜尔豆胶添加量的增加而增大，说明胶体的添加有利于饮料稳定性的提高。由图8可知，添加量为0.15％时稳定效果较好，感官评定高达70多分，添加量过高时，板栗味欠佳、胶体味较浓，板栗饮料较黏稠、流动性差。因此，瓜尔豆胶最佳添加量为0.15％。

试验例11：

添加不同浓度黄原胶稳定剂对板栗饮料进行处理，并分别标为实验组i1、实验组i2、实验组i3、实验组i4和实验组i5，各组处理步骤如下：

实验组i1：黄原胶添加量0.05％；

实验组i2：黄原胶添加量0.10％；

实验组i3：黄原胶添加量0.15％；

实验组i4：黄原胶添加量0.20％；

实验组i5：黄原胶添加量0.25％。

各步骤的处理条件同实施例1，参照吕文娟方法测持水力和参照表3进行感官评价，综合评价稳定效果，实验结果如图9和图10所示。由图9可知：黄原胶对板栗饮料持水力的影响不显著。由图10可知，黄原胶添加量为0.05％时稳定效果最差，当浓度为0.15％时，稳定效果最好，此浓度条件下，有板栗风味、胶体味较轻，饮料均匀、无析水分层。因此，黄原胶最佳添加量为0.15％。

试验例12：

添加不同浓度cmc-na稳定剂对板栗饮料进行处理，并分别标为实验组j1、实验组j2、实验组j3、实验组j4和实验组j5，各组处理步骤如下：

实验组j1：cmc-na添加量0.10％；

实验组j2：cmc-na添加量0.20％；

实验组j3：cmc-na添加量0.30％；

实验组j4：cmc-na添加量0.40％；

实验组j5：cmc-na添加量0.50％。

各步骤的处理条件同实施例1，参照吕文娟方法测持水力和参照表3进行感官评价，综合评价稳定效果，实验结果如图11和12所示。由图11可知：随着cmc-na添加量增加，板栗饮料的持水力先增大后减少，添加量超过0.15％时，持水力的值持续下降。由图12可知，卡拉胶添加量为0.20％时其感官评分最高，卡拉胶添加量高于0.25％时，口感黏稠厚重，影响感官评分。因此，cmc-na最适添加量为0.20％。

试验例13：

根据上述试验结果选择稳定剂浓度，设计三因素三水平正交实验。表11为正交设计表，表12为正交实验结果。

表11无醇板栗饮料稳定剂添加量的正交设计表

表12稳定剂正交试验结果表

从表12可知：通过极差分析可看出，a>c>b，即瓜尔豆胶是主要影响因素，cmc-na次之，黄原胶作用最小。这与单因素试验结果相吻合。根据表中k值的比较得出最佳配方为a1b1c2，其与正交实验设计中的最优配方组合a1b2c2并不相符。因此，为了探索这两个组合是否有显著差异，进行了验证实验，a1b1c2稳定性评分为72。

因此，最佳稳定剂组合为a1b1c2，最佳稳定剂配方为瓜尔豆胶0.1％、黄原胶0.1％、cmc-na0.2％。

由以上试验得出各因素的最佳工艺条件为护色剂：柠檬酸0.11％、维生素c0.6％、edta-2na0.02％，护色60min；稳定剂：瓜尔豆胶0.1％、黄原胶0.1％、cmc-na0.2％；发酵条件：接种量7％，料液比1:7.21，转速155r/min。通过验证，在上述条件下得到的无醇板栗饮料还原糖0.23g/100g，总糖1.35g/100g，淀粉0.32g/100g，感官评分74.3。

以上仅为本发明的优选实施例和试验例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。