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荸荠果皮不仅富含人体所需的营养物质,还含有多种对人体生理机能具有特殊功效的活性成分。但由于加工手段的缺乏,大部分荸荠果皮被作为废弃物处理,不仅造成了资源的浪费,还给环境带来了污染。而乳酸菌发酵荸荠果皮,不仅可以改善风味、提高营养价值,还具有良好的功能特性。因此,本文以荸荠果皮为原料,添加甘草、陈皮、白茅根、淡竹叶等中草药浸提液,研究了乳酸菌发酵荸荠果皮复合中草药发酵饮料的发酵条件及发酵过程中活性物质和抑菌能力的变化,同时进行了中试试验,并研究了其贮藏稳定性。主要研究内容和结果如下:1.荸荠果皮和中草药浸提条件优化。以黄酮、多酚含量、铁离子还原能力、ABTS+自由基清除能力及模糊感官评分为指标,通过单因素和响应曲面试验,确定荸荠果皮基料的最佳料水配比和4种中草药的浸提工艺参数。结果表明:当荸荠果皮基料的料水配比为1:6进行发酵时,感官评分最高为78.5分,黄酮、多酚提取率较高,分别为500.1μg/g、288.1 μg/g;甘草料水比(w/w)为1:25,100℃浸提75 min时,黄酮、多酚含量较高,分别为115.46μg/mL、98.02 μg/mL;陈皮料水比为1:15,100℃浸提55 min时,黄酮、多酚含量较高,分别为374.34 μg/mL、195.48μg/mL;白茅根料水比为1:25,95℃浸提85 min时,黄酮、多酚含量较高,分别为276.89 μg/mL、167.57 μg/mL;淡竹叶料水比为1:15,95℃浸提65 min时,黄酮、多酚含量较高,分别为482.34 μg/mL、191.54 μg/mL。2.荸荠果皮复合中草药发酵饮料配方及发酵条件优化。以模糊感官评分为指标,通过单因素、混料设计、正交试验设计,确定甘草、陈皮、白茅根、淡竹叶浸提液的配比(w/w/w/w)为1:4:6:6时,感官评分较高为95分,中草药混合浸提液和经过酶解的荸荠果皮基料混合比例为1:6(酶解条件:淀粉酶添加量2.5%,70℃酶解100 min;糖化酶添加量2.5%,40℃酶解120 min),甜味料添加量为10%时,产品感官评分较高为92.5分;以乳酸菌活菌数和感官评价为指标,通过单因素和正交试验分析,结果表明:当植物乳杆菌117、58、S7等比例混合后以2%的接种量接种,37℃发酵20 h时,荸荠果皮复合中草药发酵饮料的感官评分为93分。3.荸荠果皮复合中草药饮料发酵过程中活性物质变化及其抑菌特性。研究单一菌株117、58、S7及三株等比例混合发酵过程中饮料的pH、酸度、乳酸菌活菌数、多酚含量、黄酮含量等指标的变化及其对6种病原菌的抑制能力。结果表明:混合菌株发酵20 h后,与单一菌株相比,饮料的pH值、酸度和乳酸菌活菌数趋于稳定;而多酚、黄酮含量显著高于单一菌株117发酵(p<0.05),分别为51.68 μg/mL、107.48 μg/mL;ABTS+自由基清除能力则显著高于单一菌株58(p<0.05),为0.28 mM;同时,铁离子还原能力显著高于单一菌株117(p<0.05),为0.24mM。混合菌株发酵显著提高了饮料对蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌、沙门氏菌及大肠杆菌等6种病原菌的抑制能力(p<0.05),抑菌圈直径均大于16mm。4.荸荠果皮复合中草药发酵饮料中试生产及贮藏稳定性。以最优工艺参数进行中试生产,灌装后进行热处理,测定其理化及微生物指标,并与7款市售产品进行比对分析,最后研究发酵饮料在4℃、25℃、37℃下贮藏120 d的稳定性。结果表明:中试生产的产品组织澄清透明,酸甜适口且具有产品特殊的香气,菌落总数、大肠杆菌、霉菌、酵母菌、沙门氏菌均未检出,符合GB 7101-2015标准,且与市售产品相比多酚、黄酮含量较高,能量较低,分别为51.68μg/mL、108.21 μg/mL、109 kJ/100g。产品在25℃、37℃温度贮藏120 d后,浊度、pH、黄酮含量及感官等均无显著性变化(p>0.05),大肠杆菌、酵母菌等微生物均未检出,而4℃贮藏120d浊度变化显著(p<0.05),由0 d 的 2.87 NTU 降至 120 d 的 0.09 NTU。