一种轻度发酵沙棘果汁的新工艺

   作者：张毅     

   沙棘果含有丰富的维生素C和胡萝卜素，其维生素C的含量比猕猴桃、葡萄等高2～200倍。此外，还富含多种生物活性物质、人体必需氨基酸和微量元素。现在许多学者已经研究发现，沙棘具有抗氧化、抗菌、抗心血管疾病、抗衰老、抗辐射、抗肿瘤和增强免疫等多种功能，例如SGeetha等在研究沙棘的抗氧化活性及免疫调节功能对，发现沙棘的果和叶萃取物有很明显的抗氧化活性及细胞保护功能，这些都说明了沙棘具有十分重要的食用和药用价值。研究以沙棘为原料来探索轻度发酵沙棘果汁的加工工艺，为工业化规模生产沙棘饮料提供理论依据和工艺参数，对开发沙棘资源、提高

经济价值有重要的现实意义。

1  材料与方法

1.1材料与试剂

  优质新疆沙棘，由乌鲁木齐五一农场提供；优质白砂糖，市售；果胶酶（酶活力30 000 U/g），肇东日成酶制剂有限公司；活性干酵母，上海康禧食品饮业有限公司；单甘脂、黄原胶、羧甲基纤维素钠均为食品级，由石河子大学食品学院实验室提供。

1.2仪器与设备

  S-3C型pH计：上海精密科学仪器有限公司；0～10酒精计，河北省沧州地区医药公司；MC202231型手持糖度计，成都泰华光学有限公司。HH-42快速恒温数显水箱，常州国华器有限公司；SL2002N电子天平：上海民桥精密科学仪器有限公司；JJ-2型组织捣碎机，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；数显不锈钢电热培养箱，上海博迅实业有限公司医疗器械厂；意大利Niro-Soavi高压均质机，北京同和友德科技有限公司；胶体磨，廊坊通用机械有限公司。

1.3方法

1.3.1技术路线

  沙棘果->预处理->打浆->果胶酶处理->过滤斗除油->预调配->自然分离->巴氏杀菌->发酵->调配->

  酵母菌->活化->

胶体磨->均质机->灌装->杀菌->成品

1.3.2操作要点

  应选用成熟度较高，果肉呈橙黄色，风味正常的新鲜沙棘。去除变质等不合格的沙棘，并用清水洗净。加水调整沙棘与水的质量比为1.25：1，80 ℃下加热，保持2 min，然后打浆得到原果汁与水质量比1：1的沙棘果汁。

  沙棘果汁在装瓶储藏过程中除发生“下层沉淀”外，也极容易出现“上层浮油”的现象。为了进一步解决“上浮下沉”的问题，进行分离是非常必要的。离心条件为5 000 r/min，离心15 min。

  向过滤除油后的沙棘果汁中加入白砂糖，将果汁糖度调整到100Bx，为适合酵母菌的生长，约加入0.2%的碳酸钙将沙棘汁的pH调整到3.7左右。将沙棘汁在75℃温度下保持20 min，再冷却至30℃左右。

  在5%的葡萄糖溶液中加入酿酒活性干酵母，混合均匀，置于35℃的水浴温度活化30 min，或在室温下活化40 min，即可作为菌种使用。

  在无菌条件下，向巴氏杀菌后的沙棘汁中加入活化后的酵母菌，酵母添加量为果汁重量的0.03%，在28℃条件下发酵24 h得原发酵液。

  为了使发酵饮料具有丰富的营养，良好的口感和品质，并且考虑到成因素，需要对原发酵液进行一定比例的稀释，同时加入一定量的苹果酸和白砂糖调节糖酸比。

  采用不同发酵汁比例含量(40%，50%和60%)、白砂糖添加量（4%，6%和8%）、苹果酸添加量（0.10%，0.15%和0.20%），选用3因素3水平正交试验，对沙棘轻度发酵饮料调配的各因素进行优化筛选，确定最佳调配比例。

  发酵沙棘饮料调配的正交试验因素与水平表见表1。

  将调配好的沙棘汁进行二次均质，以确保饮料能维持好的稳定性。控制一次均质压力为20 M Pa，二次均质压力为4 M Pa。沙棘发酵饮料灌装后采用巴氏杀菌，然后冷却至室温即成品，冷藏或室温下避光存放。

1.4轻度发酵沙棘汁的感官评定标准

  选30人对调配后的沙棘发酵饮料进行评分，最后取平均值。感官评分标准见表2。

1.5各项指标的检测方法

  出汁率的测定计算公式：出汁率=(榨汁汁质量(g)／鲜果质量(g》 X100%; pH测定：pH计测定；糖分的测定：手持测糖仪测定；酒精度的测定：蒸馏比重法；总酸（以柠檬酸计）测定：采用酸碱滴定法。

2结果与分析

2.1果胶酶添加量对沙棘出汁率的影响

  在破碎的沙棘浆中加入不同量(0，0.1%，0.3%．0.5%和0.7 %)的果胶酶，控制酶解温度为45℃，酶解时间为2h，比较不同酶添加量时的出汁率。结果见图1。

  由图1可以看出，向沙棘浆中加入果胶酶可提高沙棘果汁的出汁率，当果胶酶添加量达0.5%时，出汁率为78%，此后再加大果胶酶用量，出汁率也不会明显增加，反而会影响产品品质。因此，确定果胶酶的添加量为0.5%。

2.2最佳发酵时间的确定  

设计试验条件，将沙棘果汁糖度预调配至100Bx，酵母添加量为0.03 %，发酵温度为28℃，分别测定12，16，20和24 h时的酒精度，测定结果如图2。

  由图2可知，酒精度随时间的增加而上升，而轻度发酵果汁饮料，酒精度一般在0.5%~1%vol，考虑到原发酵液稀释调配后的发酵果汁能达到理想的效果，将发酵时间确定为24 h。

2.3发酵后果汁的调配

  为了提高果汁的口感性状，并适当的降低成，要对原发酵液进行稀释调配。以原发酵液添加量、白砂糖添加量和苹果酸添加量为研究对象，运用三因素三水平正交试验，得沙棘发酵饮料的感官评分，结果见表3。

  由表3可以看出，发酵沙棘果汁的最佳配方为A2B3C1，即原发酵液50%，白砂糖8%，苹果酸0.1%。三个因素对产品感官评分的影响顺序为：A>B>C，即原发酵液添加量影响最大，通过轻度发酵除去了沙棘果中的少许不良风味，并且使果汁带有淡淡的发酵香，是发酵果汁的主体。其次是白砂糖添加量，在预词配时添加的部分糖在发酵时被利用，后面添加的主要起调和口感，增加饮料的厚实度的作用。最后是苹果酸添加量，苹果酸因具有较高的缓冲指数味道柔和，有令人愉快的特殊香味，且不损害口腔与牙齿，是新一代的食品酸味剂于2013年被生物界和营养界誉为“最理想的食品酸味剂”，有效改善口感和风味，是饮料不可缺少的一部分。

2.4发酵沙棘果汁中复合稳定剂的确定

  为了提高产品的稳定性，需要添加适当的稳定剂。试验采用单甘脂、黄原胶和羧甲基纤维素钠三种稳定剂复合使用，根据预试验结果，进一步采用正交试验优化确定复合稳定剂的用量，复合稳定剂因素水平表，见表4。

  按照表4因素水平设计正交方案，添加到发酵沙棘果汁中，室温下自然放置一周后，检测各组果汁的分层状态，以确定最佳复合稳定剂用量，试验结果见表5。

  由表5可以看出，对沙棘发酵饮料稳定性影响的主次顺序为：A>B>C，即单甘脂>黄原胶>羧甲基纤维素钠。通过正交试验得出稳定剂的最优组合为A2B1C1，但此组合不在正交表中，采取验证分析，结果见表6。最终确定复合稳定剂最佳配比为单甘脂0.1%、黄原胶0.1%和羧甲基纤维素钠0.05%。

2.5产品质量指标

2.5.1感官指标

  发酵沙棘饮料为均一稳定的橙黄色饮料，有沙棘  特有的天然香气和淡淡的发酵香，酸甜适口，无沉淀及分层现象。

  2.5.2理化指标

  可溶性固形物(%)：≥13；总酸(%)≥0.32;食品添加剂符合GB 2760的要求。

  2.5.3微生物指标

  细菌总数(CFU/m L)≤100;大肠杆菌(MPN/100m L)≤3；致病菌不得检出。

  3结论与讨论

  试验结果表明，轻度发酵沙棘汁的最佳酶解条件为：添加0.5%果胶酶，在45℃，酶解2 h；最佳发酵条件为：将果汁与水质量比1:1的沙棘果汁的糖度预调配至100Bx，酵母添加量为0.03%，发酵温度为28℃ ，发酵时间为24 h，得到酒精度为1%vol左右的原发酵液；调配发酵沙棘果汁的最佳配方为：原发酵液50%，白砂糖8%，苹果酸0.1%；稳定剂的最适添加量为：单甘脂0.1%，黄原胶0.1%，羧甲基纤维素钠0.05%。

由于气候和地理条件等因素的影响，不同地不同种的沙棘其理化指标等各个因素各不相同，试验仅以新疆北部沙棘为原料。轻度发酵后的沙棘果汁口感更加柔和、爽口，营养更丰富，色泽亮丽、果香浓郁、风味独特，在国外，轻度发酵果汁正在逐步取代传统的压榨果汁，这是饮料行业未来发展的大趋势，轻度发酵沙棘果汁在原料的选择和工艺的创新上都符合现代健康营养的生活理念，而且沙棘可以保持水土、防风固沙、改良土壤等方面具有很好的生态效益，具有广阔的市场前景。低醇果汁发酵饮料具有极低的酒精度、较高的营养价值和独特的风格等优点，符合当前人们追求健康、绿色的理念。目前，在国内市场，此类饮料尚处于起步阶段，但必将成为未来饮料行业发展的一个趋势。

4摘要随着人们生活水平的提高，人们越来越重视营养和健康，与传统压榨果汁相比，轻度发酵果汁不仅在口感上更加圆润、柔和，在营养上也更加丰富。以沙棘为原料，进行新型轻度发酵饮料的研究。通过测定酒精度确定发酵时间；用正交试验和感官评定确定最佳调配组合和最佳稳定剂组合。结果表明，轻度发酵沙棘果汁在28℃条件下，发酵时间为24 h；最佳配方为：原发酵液50%，白砂糖8%，苹果酸0.1%；稳定剂的添加量为：单甘脂0.1%，黄原胶0.1%,羧甲基纤维素钠0.05%。