《食品安全导刊》刊号:CN11-5478/R 国际:ISSN1674-0270

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莱菔子红茶菌复合饮品的初步探究

2021-10-17 10:53:57 来源: 食品安全导刊

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王利平,魏婷婷,朱艳平,张艳芳,田金河

(新乡学院,河南新乡 453003)

摘 要:以莱菔子、红茶、白砂糖为主要原料,红茶菌为菌种,研制具有莱菔子风味的复合型发酵茶饮料。通过改变发酵时间、莱菔子液浓度,结合饮品口感、色泽、菌膜生长情况、还原性糖含量以及pH值,初步探究出莱菔子红茶菌复合饮品的最适发酵条件为:发酵时间6 d,莱菔子添加量10 g/L。发酵液具有莱菔子香气,饮品色泽透亮,口感酸甜适中,菌膜成透明胶制状,富有弹性。

关键词:莱菔子;红茶菌;发酵;菌膜

莱菔子又称胡萝卜籽,是十字花科植物萝卜的干燥成熟种子。莱菔子不仅可榨油食用,也可入药,有悠久的药用历史,属于药食两用物质。莱菔子药性平和,味辛、甘,对肺部和胃部病变有较好的治疗效果。莱菔子水溶液可宣降肺气上逆,化痰祛淤、消食除胀、降血脂、降血压,是中药炮制“生熟异治,生升熟降”的典型药物。莱菔子生品多用来治疗呼吸道疾病,通常捣汁服用或捣碎冲服,炒制莱菔子多用来治疗消化道疾病,将其研末冲服,可治饮食停滞、老年便秘、腹痛腹胀,与其他中药煎服或做药丸状,则主消食、降气。临床应用中其对促进术后肠功能早期恢复有明显效果[1]。莱菔子选用炒、煎两道工序处理,是为避免引起恶心等不良症状,且莱菔子炒制后有“杀酶保苷”的作用,阻止硫苷类成分——萝卜苷的分解,更好地发挥莱菔子

药效[2]。

红茶菌是由多种酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等组成的共生体[3]。红茶菌中的酵母菌能促进新陈代谢,乳酸菌能抑制肠道内的杂菌,帮助人体调节肠道菌群平衡,具有抗病毒及抗癌的作用[4],因其菌膜酷似“海蜇”皮,又被称为“海宝”[5]。红茶菌中的酵母菌和醋酸菌主要用于发酵红茶[6]。在微生物的作用下,红茶菌液中富含多种营养物质,如蛋白质、氨基酸、醋酸、多种B族维生素、甘油、D-葡萄糖二酸、D-葡萄糖二酸-1,4-内酯等。其中葡萄糖酸能与重金属结合,形成水溶性复合物帮助人体排出有害的重金属元素[7]。红茶菌具有抑菌作用,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有明显抑制作用。红茶菌能降低胃液pH值,抑制胃肠道中的有害菌,同时可以预防结肠癌的发生[8]。肠道作为人体最大的免疫器官,在机体循环方面起重要作用,不健康的习惯都会对肠道健康造成损害,破坏肠道菌群,而红茶菌中含有的益生菌可平衡肠道菌群,改善人们的健康情况。在消化方面,因红茶菌能帮助消化、预防胃病,人们又称红茶菌为“胃宝”[9]。红茶菌饮品具有一定抗氧化效果,饮品中含有酶,可使红茶菌对氮和过氧化物的清除能力变强。发酵基质的茶叶中含有的茶多酚,也可有效清除自由基,延缓人体衰老。红茶菌饮品口味清爽,微生物发酵后产生的大量有机酸、醇和酯类物质,对饮品口感及感官品质有很大改善。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售优质红茶、白砂糖、莱菔子、红茶菌种(支氏酵品红茶菌)、碱性酒石酸酮甲液、碱性酒石酸铜乙液、乙酸锌溶液、10.6%亚铁氰化钾溶液、葡萄糖标准溶液、硫酸铜(Cu2SO4·5H2O)、次甲基蓝、酒石酸钾钠、氢氧化钠、亚铁氰化钾、乙酸锌[Zn(CH3COO)2·2H2O]、冰醋酸、葡萄糖、盐酸、pH4.01标准液、pH6.86标准液。

1.2 工艺流程

莱菔子称量→清洗→沸水浸泡→加入白砂糖→纱布过滤→冷却→接种(红茶菌菌种)→封罐→恒温培养→定期指标测定。

1.3 分析方法

设计单因素试验,单独考察莱菔子浓度、发酵时间对红茶菌饮品的影响。取莱菔子红茶菌复合溶液,用pH计测定溶液pH值,用直接滴定法测饮品中还原性糖含量。根据《感官分析 建立感官分析实验室的一般导则》(GB/T 13868—2009)中饮品感官评定准则,10位评价员根据饮品色泽、口感、香味、组织状态打分。设计正交试验得出莱菔子红茶菌饮品最佳发酵条件,利用得出的结论再次进行验证试验,以验证实验结果的准确性。

1.4 工艺优化说明

饮料发酵过程中微生物充分利用发酵原液的各种糖类生长,糖的转化率越高,说明糖的利用率越高,发酵越好。发酵过程消耗糖分,同时产生大量有机酸,发酵饮品的pH逐渐下降,杂菌在酸性条件下不易生长。随着酸度值和还原性糖含量的变化,饮品的口感也会随之改变。因此将饮品中还原性糖含量、pH值、感官评定结果作为检测指标,莱菔子浓度、发酵时间作为考察因素,探究不同莱菔子浓度、发酵时间对红茶菌饮品品质的影响。

1.5 感官评定指标

品评员及实验室的要求参照GB/T 13868—2009中的相关要求。评定项目包括饮品色泽、组织状态、风味、口感,满分为100分。品评员试尝不同浓度、不同发酵时间样品,结合感官评定标准,对不同样品进行打分。优质饮品口感符合正常味道,酸甜可口,且带有莱菔子清香,表面菌膜呈胶状且透明,底部少量沉淀,菌液清澈,色泽呈现淡黄色。劣质饮品味道酸涩,不良口感较重,且菌膜不成形,饮品色泽呈深色,不透亮。详细评价标准见表1。

2 结果与分析

2.1 莱菔子红茶菌发酵工艺优化单因素试验结果

2.1.1 不同莱菔子浓度对红茶菌的影响

不同莱菔子液浓度对红茶菌饮品感官评定影响的结果,见表2。经10名评价员品尝打分,得出莱菔子液添加量在10 g/L时的分数为89分,分数最高。此时该饮品具有莱菔子与红茶菌的特征香味,香气柔和。液体色泽金黄,表面有白色菌膜形成,菌膜不易分散,组织状态较好,饮品口感酸甜适宜,无辛辣味。

不同莱菔子液浓度对红茶菌饮品的pH值影响的结果,见表3。由表3可看出,莱菔子浓度为10 g/L和16 g/L时,pH值分别为2.45、2.43,pH值结果相差不大,已达到稳定数值。pH值大小在2.40左右与其他文献中红茶菌pH值相似,结合感官分析,10 g/L时饮品口感较好,酸甜适中。

不同莱菔子浓度对红茶菌饮品还原性糖含量影响的结果,见表4。由表4可知,随着莱菔子浓度的增加,还原性糖含量逐渐增多。在莱菔子浓度为16 g/L时,还原性糖含量最高,为9.6。这说明微生物会利用莱菔子中所含有的糖类物质,莱菔子浓度对饮品中的还原性糖含量有一定影响。

2.1.2 发酵时间对红茶菌的影响

发酵时间对红茶菌饮品感官评定影响的结果,见表5。由表5可知,随着发酵时间的延长,饮品质地逐渐澄清,菌膜逐渐成形,饮品风味渐佳,酸甜可口,具有红茶菌饮品特有风味。在第6 d时,红茶菌饮品色泽淡黄,组织状态清澈透亮,香味醇厚,无涩感。饮品中出现由于菌膜下的褐色絮状物脱落形成的沉淀,这多为老化的胶膜醋酸菌,而老化的酵母细胞自溶也易形成沉淀物。因此为避免沉淀出现,待饮品发酵成熟后,可进一步处理菌膜菌液。用灭菌镊子摘下菌膜下部的絮状物,凉开水冲洗菌膜,连同除去沉淀物的清亮培养液一起加入灭菌瓶中封口保存。为保持良好风味及延长保存时间,饮品应在0~4 ℃储存。

发酵时间对红茶菌饮品pH的影响结果,见表6。由表6可知,随着发酵时间的延长,发酵液的pH总体呈下降趋势,2~4 d时,pH下降速度最快,第6 d时,pH趋于稳定,最终pH稳定在2.40~2.46。实验结果表明,发酵6 d后pH降为2.4左右并维持不变,液体表面出现白色半透明菌膜,培养液清澈透明,口感略酸,代表饮品发酵成熟。在发酵过程中,红茶菌中含有的醋酸菌最终将还原性糖还原成为醋酸、乳酸等,饮品中pH逐渐减小。待发酵成熟,由于有机酸的增加,抑制微生物的生长,饮品的pH值基本不再变化。

发酵时间对红茶菌饮品还原性糖含量的影响,见表7。由表7可知,随着发酵时间的延长,饮品中还原性糖含量总体呈现先上升后降低的趋势。结合感官评定,第6 d时,饮品口感最佳,还原性糖含量数值逐渐稳定。饮品中还原性糖含量变化的原因:蔗糖作为糖原,微生物发酵将蔗糖转变成还原性糖,随着时间的延长,微生物代谢消耗还原性糖。

2.2 正交试验设计结果

选择莱菔子添加量、发酵时间为考察因素,以还原性糖含量、pH值和感官评分为指标,设计L9(32)的正交试验,正交实验因素如表8所示,正交试验结果见表9。

通过单因素试验与正交试验可得出,最优配比为A3B2,即莱菔子浓度为10 g/L,发酵时间6 d。观察极差值,得出饮品主要影响因素为发酵时间,随着发酵时间的延长,还原性糖含量呈先升高后降低的趋势,pH值逐渐减小,且减小速率变得缓慢。当发酵时间为6 d时,饮品的pH值达到稳定。同时根据所观察的菌膜状态及饮品色泽,莱菔子浓度为10 g/L,发酵时间为6 d时,有成型菌膜,色泽透亮,饮品色泽呈淡黄色,香气浓郁,口感温和不刺激。此工艺流程简单,莱菔子用量适中,成本低,发酵时间短,经济效益高。

2.3 正交试验的验证结果

根据正交实验结果进行验证试验。在扩大培养完成的红茶菌液中,添加10 g/L莱菔子液450 mL,加入10%白砂糖,在30 ℃条件下,恒温发酵6 d。发酵成熟后,评价人员根据其色泽、组织状态、风味、口感进行感官评定。验证结果表明,饮品pH值为2.40左右,色泽呈鲜亮淡黄色;菌膜具有一定韧性,不易松散,呈透明状,底部无沉淀及絮状物;具有莱菔子与红茶菌清香风味;口感爽滑可口,酸甜适中,无辛辣刺激感。

3 结论

通过研究莱菔子浓度、发酵时间对红茶菌饮品的影响,以饮品中还原性糖含量、饮品pH值、感官评定得分为指标,对复合红茶菌饮品的发酵工艺进行研究与优化,得出最佳发酵条件为莱菔子添加量为10 g/L、发酵时间为6 d,此时复合饮品香味浓厚,具有莱菔子和红茶菌特有风味,饮品色泽为淡黄色至黄色,质地清澈透明,沉淀量少,无异味,酸甜适宜,口感顺滑清爽。

通过正交试验结果看出,发酵时间对莱菔子红茶菌复合饮品的品质影响较大:发酵饮品中含有活菌数较多,若发酵时间过短,饮品各项指标分数较低;若发酵时间过长,益生菌消耗糖分,饮品质量下降,口感较差。莱菔子浓度对实验影响相对较小:莱菔子浓度过低,饮品风味较单调;若莱菔子浓度过高,对饮品色泽有略微影响,口感不易被接受。该复合饮料工艺流程简单,发酵周期短,经济实惠,为充分开发和利用莱菔子、茶叶资源,丰富康普茶饮料产品类型提供了一种新的思路。

参考文献

[1]赵婧,霍青,李运伦.莱菔子的现代研究及临床应用[J].长春中医药大学学报,2011,27(2):294-296.

[2]朱立俏,张元元,于绍华,等.莱菔子炮制前后HPLC指纹图谱及主要成分含量变化研究[J].中药新药与临床药理,2018,29(5):614-621.

[3]谢惠青,赵力超,杨翠琪,等.红茶菌发酵咖啡液制备低咖啡因饮料[J].食品科技,2016,41(11):57-62.

[4]魏书蓉,张亚楠,吴春,等.红茶菌的研究进展[J].亚太传统医药,2018,14(11):97-99.

[5]左勇,鞠帅,谢晖,等.红茶菌保健酒的研制[J].食品与发酵科技, 2011,47(6):76-78.

[6]KHOI N,THUY NH,LE P H.Effects of and alterations in fermentation conditions on biosynthesis of glucuronic acid by a intermedius kombucha symbiosis model system[J].Food Biotechnolo-gy,2015,29(4):356-370.

[7]高妍妍.红茶菌优势菌株分离鉴定及水果红茶菌饮料活性成分分析[D].开封:河南大学,2018.

[8]DUFRESNE C,FARNWORTH E.Tea, Kombucha, and health: A review[J].Food Research International,2000,33(6):409-421.

[9]刘红,姜明洪,张明,等.青梅红茶菌复合饮料的研制[J].饮料工业,2016,19(4):21-25.

基金项目:国家级创新创业计划训练项目“红茶菌饮品及其新产品的开发与推广”(201811071002)。

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