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人参乳清开菲尔发酵饮料配方的工艺技术研究

作者:饮料工艺 时间:2023年4月6日 09:07

目前,功能型饮料越来越受人们欢迎,然而含有人参多糖的功能型饮料在市面上却很少见,而且将人参多糖与乳清混合在一起进行发酵制成的饮料更是少见。将人参加入乳清饮料中,使人参的功能特性与乳清的生物活性完美地结合在一起开发的功能型饮料,无论是在风味口感上还是在营养价值和保健功能上,这款饮料都将获得广大消费者的喜爱,具有广阔的发展前景。

 

人参乳清开菲尔发酵饮料是以人参和乳清为原料制作的,其中乳清是生产干酪过程中产生的副产物,而长白山是人参的主要生长地,所以原料供应充足可以为饮料的生产加工提供有效的保障。另外,随着以牛奶为原料的益生菌发酵食品的蓬勃发展,人们的消费意识也有所提高,对乳品饮料的需求也随之旺盛,所以只要优化出最佳工艺得到口感独特、营养丰富的饮料,必将受到消费者欢迎。因此,本研究的目的是生产一种包含人参多糖和乳清双重有益成分的人参多糖乳清发酵功能型饮料,研究了饮料的制备工艺,并以粘度、酸度、多糖含量以及感官评价等为指标对其理化特性进行评估。

制备操作要点

人参的预处理:挑选外表无损坏的人参,先用粉碎机将其粉碎至80~200目,然后按1:20的比例在去离子水中浸泡2h,最后在90℃水浴加热条件下浸提3h,这样处理

乳清的还原:准确称取一定量乳清粉溶解于去离子水中,制成10%的乳清溶液,然后在85C条件下灭菌20 min,冷却至室温后,置于40C冰箱中冷藏备用。

菌种活化:开菲尔粒在使用前需进行活化,将乳清溶液与人参提取液的混合溶液分装于锥形瓶中,在115C条件下灭菌15 min作为培养基,待温度冷却至35~40℃时,按5%的接种量接入,在36℃C条件下培养,待pH值降到4.6左右时即可达到较好活力。

冷却,接种:将杀菌后的人参提取液和乳清溶液的混合液用冰水冷却至室温,然后将5%活化好的开菲尔发酵剂接入混合液中,保证此过程在无菌条件下操作。然后搅拌均匀,密封。另存4个小样以供检测用。

发酵:接种完毕后,将样品置于36℃恒温恒湿培养箱中发酵,当发酵液pH降到4.6时,达到发酵终点,期间每隔两个小时测定一次pH和粘度,并记录结果。

离心:将人参乳清开菲尔发酵液于5000 rpm/min条件下,离心10 min,去除脂肪取上清液备用。

发酵温度的优化:将乳清和人参提取液按2:1的比例混合均匀然后在85C条件下保温20 min进行巴氏杀菌。杀菌结束后冷却至35~40℃左右时接种发酵剂,接种量为5%并置于生化培养箱中分别在309C、33℃、360、39℃和42C条件下发酵12h,以发酵终点的pH值、粘度和感官评分为指标,优化最适的发酵温度。

发酵时间的优化:将乳清和人参提取液按2:1的比例混合均匀然后在850C条件下保温20 min进行巴氏杀菌。杀菌结束后冷却至35~40C左右时接种发酵剂,接种量为5%,并置于生化培养箱中在369C条件下分别发酵8h,10h,12h,14h和16h,以发酵终点的pH值、粘度和感官评分为指标,优化最适的发酵时间。

 

结论

工艺流程

罗汉果原料验收→粉碎→提取→乳化→离心→微滤→RO膜浓缩→真空浓缩→真空干燥→收粉→拼配

→内包装→外包装→入库。

工艺要点

原料验收:根据2015版《中国药典》第一部,对罗汉果原料的常规理化指标进行检验,包括水分、总灰分、浸出物,并对其感官指标进行评价,各项指标检验合格后,对原料进行合格入库[01.4.2 粉碎

用强力破碎机破碎罗汉果,每次取25kg罗汉果,加入5倍常温水,用万能粉碎机进行湿法粉碎,然后装于不锈钢铁桶中。粉碎细粉要求能过粉碎机自带的30目筛网

提取:将20 kg经过湿法粉碎的罗汉果做为一次投料,补加75 ~85 ℃的热水至投料罐500L刻度位置,开启搅拌浆,搅拌均匀后,将料液输送至提取破壁机进行提取,循环频率设置为50.0Hz,提取时间为25 ~ 30 min,然后输入缓冲罐内。

乳化:将缓冲罐内的料液输入乳化罐中,设置循环泵频率为50 Hz,乳化处理15 ~ 20 min。

离心:对提取液进行离心,离心主机频率为42.0 Hz,副机频率为32.0Hz,进料频率为14~ 18 Hz,离心过程中多补加5%~10%纯水。

微滤:对离心液进行陶瓷膜过滤,膜操作压力低于0.28 MPa,温度<50 ℃,微滤过程中多补加15%~ 20%的纯水。

微滤:对离心液进行陶瓷膜过滤,膜操作压力低于0.28 MPa,温度<50 ℃,微滤过程中多补加15%~ 20%的纯水。

RO膜浓缩:对微滤清液进行膜浓缩,膜浓缩压力低于1.1 MPa,温度<48 ℃。膜浓缩料液达到0.5~ 1.5波美时或当料液浓缩循环时间超过4h时,应对料液进行收料。

真空浓缩:对膜浓缩浓液进行真空浓缩,浓缩温度为65~75 ℃,真空度低于-0.095 MPa。当浓浸膏为30波美度左右时进行收料,浓缩完时再用纯水冲洗罐壁,至无明显可见浸膏为止,并控制最终浸膏的波美度在28~ 32。

真空干燥:将真空浓缩浸膏进行真空干燥,真空度应低于-0.097 MPa、进料频率为6 ~ 9Hz,传动频率为6~ 7Hz,加料频率为6~8Hz,设备干燥温度设为:第一二区为75 ℃,第三区为70 ℃,第四区为35~40 ℃干燥过程应留意料液起泡状态和履带传动状况。

收粉:提取物收率=干燥粉重量/原料投料量x100%。

拼配:对不同批次的罗汉果精华,严格按拼配指令领取需拼配的半成品,按《三维运动混合机操作规程》进行混合,并严格控制混合时间。

内包装:将拼配混合后的罗汉果精华用包装机包装成1 g/条的条装品,内包膜的材料为:PET/Al/PE。

外包装:条装品经逐一挑选,剔除包装不良的产品,经检验合格后,按照包装作业指导书进行包装。

浸提工艺的单因素实验

(1)料液比对罗汉果提取物得率的影响。固定浸提温度为75 ℃,浸提时间为30 min,料液比分别为:1:5、1:10、1:15、1:20及1:25(kg-L)按上述生产工艺流程进行实验,以罗汉果提取物得率为指标,确定浸提工艺过程中的最佳料液比(kg-L)

(2)浸提温度对罗汉果提取物得率的影响。固定料液比为1:15,浸提时间为30 min,浸提温度分别为65、70、75、80 ℃及85 ℃,按上述生产工艺流程进行实验,以罗汉果提取物得率为指标,确定浸提工艺过程中的最佳浸提温度。

(3)浸提时间对罗汉果提取物得率的影响。固定浸提温度为75℃,料液比为1:15,浸提时间分别为:15、20、25、30 min及35 min,按上述生产工艺流程进行实验,以罗汉果提取物得率为指标,确定浸提工艺过程中的最佳浸提时间。

结果与分析

浸提工艺的单因素实验:料液比对罗汉果提取物得率的影响由图1可知,罗汉果提取物的得率随料液比的增加而增加。当料液比为1:5(kg-L))时,得率不高,随着料液比的增大,得率不断升高,在料液比为1:25(kg-L')时,得率增加不明显。而随着料液比的增加,资源投入也大,生产效率降低,为了节省成本,便于后续的微滤、浓缩等过程的进行,采用料液比为1:20(kg-L')

浸提温度对罗汉果提取物得率的影响由图2可知,罗汉果提取物的得率随浸提温度的提高而增加。当浸提温度为65℃时,得率不高,随着浸提温度的升高,得率不断提高,在浸提温度为85℃时,得率增加不明显。而随着温度的增加,能效增加,得率变化不大,另考虑到有效成分的稳定性,温度过高会破坏有效成分,故采用浸提温度为80 ℃