第４期
２００６年８月
第６卷
中国食品学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．６Ｎｏ．４Ａｕｇ．２００６
乳酸菌发酵胡萝卜汁的研究
何
玲１
３
刘树文
２
唐爱均１
２
薛国清１杨公明３
陕西杨凌７１２１００
（１西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌７１２１００西北农林科技大学葡萄酒学院
广州５１０６４２）
华南农业大学食品学院
摘要以胡萝卜为原料，对乳酸菌发酵胡萝卜汁的加工工艺进行了初步探讨，目的在于为今后生产乳酸菌发酵
蔬菜饮料提供理论依据。对发酵过程中亚硝酸盐、ｐＨ值的变化进行了分析，并采用正交试验，筛选出最佳乳酸菌发酵胡萝卜汁工艺和最佳配方。结果表明：泡菜汁接种、打浆、不抽真空、热烫５ｍｉｎ所得发酵汁感官品质最佳。最佳饮料配方为４０％发酵胡萝卜汁、７％蔗糖、０．１０％柠檬酸、０．１０％明胶＋０．１０％海藻酸钠作复合稳定剂。关键词文章编号
发酵胡萝卜汁
最佳工艺
稳定剂
饮料配方
１００９－７８４８（２００６）０４－００８１－０５
随着国民收入水平的提高，人们对饮料的花色品种、质量要求越来越高，消费趋向于营养、健康。蔬菜汁、蔬菜饮料作为方便营养食品，越来越受到消费者的欢迎。发达国家的蔬菜汁饮料发展很快，例如日本２０００年番茄汁产量４１．４万ｔ，蔬菜混合汁５万ｔ，其它蔬菜汁７万ｔ。我国蔬菜汁饮料起步较晚，但其产业化发展前景和市场前景被业内普遍看好，被认为是２１世纪最具潜力的饮料。但总体来说，我国蔬菜汁发展缓慢，其主要原因是蔬菜经过传统加工处理，特别是高温热处理后，色泽变差，风味变劣，难为消费者接受。长期以来，科研工作者进行了大量的研究，采用中、低温加工、生物技术等新方法加工果蔬汁，取得了较好的效果。其中乳酸发酵蔬菜汁是一种采用生物发酵和冷杀菌技术生产的新型饮料，它兼有乳酸发
２］
酵和蔬菜汁的优点［１～。
本研究利用发酵泡菜和酸奶中的乳酸菌作发酵菌种，通过对不同处理方法所获最终发酵汁中亚硝酸盐、可溶性脯氨酸（Ｐｒｏ）、ＶＣ含量的分析、优化，探索最佳的乳酸菌发酵胡萝卜汁及饮料的加工工艺，以生产符合人们需求的物美价廉的发酵胡萝卜汁，丰富饮料市场［５］。
１
１．１
材料与方法
试验材料
胡萝卜：市售鲜胡萝卜。
菌种：芹菜泡菜汁和酸奶中的２种乳酸菌液
Ｑ－１、Ｓ－１。
白砂糖、柠檬酸、明胶、海藻酸钠、琼脂，均为食用级。
１．２仪器与设备
电热恒温箱、７２１－Ｃ型可见分光光度计、ｐＨＳ－
胡萝卜是当前流行的保健蔬菜之一，它不仅含有显著高于其它蔬菜的重要营养素，如类胡萝卜素含量４００μ硒２．８μｇ／１００ｇ、ｇ／１００ｇ，具有提高人体免疫力和防治多种疾病的功效，如防治ＶＡ缺乏症、肺结核、营养不良、贫血、小儿软骨病、食欲不振、眼干燥症、呼吸道和胃肠道疾病，还有降
４］压、强心、抗过敏、防癌抗癌等功效［３～。
真空泵、打浆机、发酵罐等。３Ｃ型酸度计、
１．３试验方法１．３．１工艺流程
１．３．１．１胡萝卜汁发酵工艺流程
胡萝卜→挑选→清洗→修整→去皮→
榨汁
破碎→热烫→
不抽真空
→
打浆
抽真空
→
收稿日期：２００５－１１－１７
作者简介：何玲，女，１９６５年出生，副教授通讯作者：杨公明
接种→发酵→终止发酵→发酵胡萝卜汁
８２中国食品学报
发酵胡萝卜汁饮料的工艺流程
２００６年第４期
１．３．１．２
封→成品
１．３．６发酵胡萝卜汁饮料稳定剂的确定用琼
发酵胡萝卜汁→调配→均质→灌装→低温杀菌→密脂、明胶、海藻酸钠按一定比例配成复合稳定剂，添加到发酵胡萝卜汁中，确定复合稳定剂的比例。
１．３．２操作要点
１．３．７发酵胡萝卜汁饮料杀菌条件的确定采用
①原料选择：选择颜色鲜艳，表面光滑，无病
虫害、无公害的胡萝卜。
９０℃／３０ｍｉｎ、９５℃／２０ｍｉｎ、１００℃／１０ｍｉｎ杀菌，室
温存放，观察产品在保存期内的变化情况。
②去皮：用４％碱液９０℃／３０ｓ去皮，然后用
饮用水洗净表面碱液。
２
２．１２。
结果与分析
发酵胡萝卜汁最佳工艺的选择
按表１因素与水平进行正交试验，结果见表
③热烫：将胡萝卜切成３ｍｍ厚的小片，然后
用沸水热烫５ｍｉｎ。
榨汁：用打浆机低温打浆或打浆后榨④打浆、汁，备用。
⑤接种发酵：取５ｍＬ菌种液置于发酵瓶中，３０℃下自然发酵。
预先配制的糖液、⑥调配：将发酵胡萝卜汁、
稳定剂及饮用水，按一定比例加入并混合均匀。杀菌：将调配好的料液灌装，１００℃、⑦灌装、
杀菌１０ｍｉｎ，冷却，即为成品。或利用超高压６００
杀菌３ｍｉｎ，即为成品。ＭＰａ、
Ｔａｂｌｅ２
试验号
表２
正交试验Ｌ８（２４）结果
ＲｅｓｕｌｔｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＬ８（２４）
因素
感官
Ａ１１１１２２２２３０４３０２７６７５．５０．５
Ｂ１１２２１１２２２８０３２６７０８１．５１１．５
Ｃ１１２２２２１１２９８３０８７４．５７７２．５
Ｄ１２１２１２１２２９０３１６７２．５７９６．５
评分
１２３４５６７８Ｋ１Ｋ２Ｋ１Ｋ２Ｒ
６２７６８０８６７０７２７８８２
１．３．３乳酸菌发酵胡萝卜汁过程中各指标的变化亚硝酸盐：格里斯光度法［６］；可溶Ｐｒｏ：考马斯亮蓝Ｇ－２５０法［７］；
规律及最终成分的检测
ＶＣ：分光光度计法［７］；ｐＨ值：酸度计法。
１．３．４发酵胡萝卜汁最佳工艺选择
按表１因素
与水平，对胡萝卜浆液（汁）进行不同处理，３０℃发酵，４ｄ后测各指标成分含量，并感官评分比较发酵胡萝卜汁风味。
表１
发酵胡萝卜汁的因素和水平
因
水平
素
注：色泽３０分，口感５０分，香气２０分。
Ｔａｂｌｅ１ＦａｃｔｏｒｓａｎｄｌｅｖｅｌｓｏｆｆｅｒｍｅｎｔｅｄｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅＡ
Ｂ
（组织状态）胡萝卜汁胡萝卜浆
由表２可以看出，组织状态对发酵胡萝卜汁影响最大，其次是热烫处理。感官品质最好的组合胡萝卜浆液，是Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ２，即采取Ｑ－１乳酸菌液、不抽真空，热烫５ｍｉｎ处理所得发酵汁最佳。
Ｃ
抽真空不抽真空
Ｄ
不热烫热烫５ｍｉｎ
（菌种）（真空状态）（热烫处理）
１２
Ｑ－１菌液Ｓ－１菌液
２．２胡萝卜汁发酵过程中各指标的变化
由图１可以看出，在发酵过程中，ｐＨ值由开
始接近中性，然后迅速下降，３ｄ后降至ｐＨ４左
１．３．５发酵胡萝卜汁饮料配方的确定分别用
３０％、４０％、５０％发酵胡萝卜汁，３％、５％、７％蔗糖，０．０５％、０．１０％、０．１５％柠檬酸，进行Ｌ９（３）正交试
３
右，随后有所上升，但变化平稳。这是因为开始发酵时糖类物质丰富，乳酸菌将其利用生成乳酸，从而使ｐＨ值迅速下降。随着糖类物质的减少，乳酸菌活性下降，ｐＨ值不再下降，变化平稳。
验，确定最佳配方。
第６卷第４期乳酸菌发酵胡萝卜汁的研究８３
１０８ｐＨ值６４２０
１
２
３
４
５
６
７
８
试验试验试验试验试验试验试验试验
发酵时间／ｄ图１
１２３４５６７８
表４
正交试验Ｌ９（３３）结果
因素
感官
Ｔａｂｌｅ４
试验号
ＲｅｓｕｌｔｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＬ９（３３）
Ａ（发酵汁／％）Ｂ（柠檬酸／％）Ｃ（蔗糖／％）评分
３０３０３０４０４０４０５０５０５０２３０２４８２０８７６．７８２．７６９．３１３．４
０．０５０．１００．１５０．０５０．１００．１５０．０５０．１００．１５２１６１４６２２４７２８２７４．７１０
３５７５７３７３５２１６２３６２３４７２７８．７７８６．７
７０８４７６８０９２７６６６７０７２
１２３４５６７８９
ｐＨ值变化曲线
Ｆｉｇ．１ＣｕｒｖｅｏｆｔｈｅｐＨｖａｌｕｅｃｈａｎｇｅ
６
亚硝酸盐含量／μ・ｇｍＬ－１
试验１
试验２试验３试验４试验５试验６试验７试验８
Ｋ１Ｋ２Ｋ３ｋ１ｋ２ｋ３Ｒ
５４３２１０
１
图２
注：发酵胡萝卜汁，柠檬酸，蔗糖的加入量以重量百分比计。
２３
发酵时间／ｄ
４５
Ｃ，产品的最佳配方为Ａ２Ｂ２Ｃ３，即发酵胡萝卜汁４０％，柠檬酸０．１０％，糖液７％。经重复对比试验，
试验结果与理论推算结果一致，故此配方组合最佳。
亚硝酸盐含量变化曲线
Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｎｉｔｒｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｎｇｅ
２．４发酵胡萝卜饮料稳定性的确定
选用琼脂、明胶、海藻酸钠３种稳定剂，按一
由图２可以看出，发酵过程中，亚硝酸盐含量先迅速上升，后迅速下降，再以后略有上升，在第
定比例添加到胡萝卜发酵汁饮料中，观察、筛选［４］。
表５
不同稳定剂对发酵胡萝卜汁饮料稳定性的影响
４天出现一高峰后，又缓慢下降。这是因为发酵初
期发酵液中乳酸菌不活跃，杂菌较多，造成亚硝酸盐突增。随着乳酸发酵的进行，杂菌活动受到抑制，亚硝酸盐含量减小。
Ｔａｂｌｅ５
处理号
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓｏｎｆｅｒｍｅｎｔｅｄ
ｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ
稳定剂对照
感官评价分层明显少量分层分层不明显稍有分层分层不明显分层明显分层较多轻微分层，质地较均匀
２．３发酵胡萝卜汁饮料配方的确定
按文中１．３．５节操作进行正交试验，通过感官
１２３４５６７８９１０
评价确定最佳发酵胡萝卜汁饮料配方，结果见表
０．１０％琼脂０．２０％琼脂０．１０％明胶０．２０％明胶０．１０％海藻酸钠０．２０％海藻酸钠０．１０％琼脂＋０．１０％明胶
４。各因素对产品品质影响的顺序依次为：Ａ﹥Ｂ﹥
表３
感官品质评价标准［８］
Ｔａｂｌｅ３
项目色泽口感风味
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａｏｆｓｅｎｓｏｒｙｑｕａｌｉｔｙ［８］
评分标准呈橙红色，均匀甜味适中，爽口清爽，有特殊香味
满分
３０５０２０
０．１０％琼脂＋０．１０％海藻酸钠轻微分层，质地均匀０．１０％明胶＋０．１０％海藻酸纳基本不分层，质地均匀
８４中国食品学报
由表５可知，０．１０％明胶＋０．１０％海藻酸钠的
２００６年第４期
值的下降而加强。据报道，乳酸对乳酸菌产酸的抑制作用主要是通过抑制乳酸脱氢酶的活性，从而抑制了糖代谢，影响菌体能量获得，进而抑制了菌
１１］体的生长［１０～。到了发酵后期，乳酸菌活性降低，其
复合稳定剂稳定效果最好。
２．５发酵胡萝卜饮料杀菌条件的确定
若要延长发酵胡萝卜汁饮料的货架期，应给
温度越高，加热时间越长，杀予足够的杀菌强度［９］。
菌效果就越好，但加热时间过长，温度过高，又易使产品中蛋白质等物质变性而发生沉淀分层，并使香气损失太多，风味变劣［１０］，因此杀菌条件直接影响产品品质和保存期。采用３种不同的杀菌条件，试验结果见表６。
它杂菌滋生，使ｐＨ值有所升高。另外接种发酵能显著降低亚硝酸盐的生成［１２］。
亚硝酸盐变化规律与ｐＨ值的基本一致。这是因为发酵初期，杂菌含量较高，蔬菜中的硝酸盐在还原性细菌的作用下转化为亚硝酸盐，增加了二级胺的含量，促进了亚硝胺的合成，造成亚硝酸盐突增。随着乳酸发酵的进行，杂菌活动受到抑制，亚硝基生成量减少［１３］。因此，在乳酸发酵较强而亚硝酸盐含量最低时应终止发酵，以获得发酵胡萝卜汁。
表６不同杀菌条件对产品质量的影响
Ｔａｂｌｅ６Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｏｎｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙ
杀菌温度与时间产品感官评价略有香味，口感差，有分层有香味，口感一般，有分层香味浓，口感较好，未见分层
保存期／ｄ
３．２各因素对最终发酵汁的影响
通过正交试验及感官评价可以看出，最佳组
９０℃／３０ｍｉｎ９５℃／２０ｍｉｎ１００℃／１０ｍｉｎ
１０３０＞６０
合是Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ２，故选此工艺生产发酵胡萝卜汁。对亚硝酸盐、可溶性蛋白质进行分析，结果表明：对亚硝酸盐含量影响因素顺序依次为：菌种＞热烫处理＞组织状态＞抽真空处理。影响可溶性Ｐｒｏ含量的因素顺序依次为：热烫处理＞菌种＞组织状态＞抽
２．６产品检验
感官指标：饮料色泽为橙红色，口感细腻，具
真空处理，其中热烫处理影响十分显著。亚硝酸盐含量最低的组合是Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ１，其次是Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ２。从感官品质和安全性方面综合考虑，选择Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ２组合。
胡萝卜发酵工艺中，采取Ｑ－１乳酸菌液、胡萝卜浆液，不抽真空，热烫５ｍｉｎ处理所得发酵胡萝卜汁最佳。因为在发酵初期，占优势的微生物是革兰氏阴性好氧菌，而乳酸菌数量较少。只有当
有发酵的特殊香味，酸甜适口，无沉淀。
微生物指标：细菌总数≤１００个／Ｌ，大肠杆菌≤３个／Ｌ，致病菌不得检出。
３
３．１
讨论
发酵过程中ｐＨ值与亚硝酸盐的变化胡萝卜汁发酵过程中，乳酸菌的繁殖与ｐＨ
ｐＨ值降低到一定程度，乳酸菌才能大量繁殖。抽
真空后再发酵会使革兰氏阴性好氧菌失去活性，影响发酵过程ｐＨ值的降低，从而影响乳酸菌的生长繁殖［１４］。胡萝卜浆液中所含的乳酸菌发酵用的物质比胡萝卜汁中的多。另外，打浆后立即发酵，停留时间短，氧化程度轻，因此，发酵汁颜色好。
有密切关系。发酵初期，乳酸浓度和ｐＨ不高时，肠膜明串珠菌开始活动，生成ＣＯ２、乳酸、醋酸等物质。发酵中期乳酸菌较活跃，产生大量乳酸，使
ｐＨ迅速降低，抑制了杂菌的生长。但Ｈ＋和游离乳
酸的积累不仅抑制了发酵液中乳酸菌的生长，而且还抑制了乳酸的产生，且这种抑制作用随着ｐＨ
第６卷第４期乳酸菌发酵胡萝卜汁的研究８５
参考文献
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４．ＢｌｕｍｂｅｒｇＪＢ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｓｕｂｓｔａｎｔｉａｔｉｏｎｆｏｒａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔｖｉｔａｍｉｎｓａｎｄｂｅｔａ－ｃａｒｏｔｅｎｅｉｎｄｉｓｅａｓｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ１５２６Ｓ［Ｊ］．ＡｍＪＣｌｉｎＮｕｔｒ．，１９９５，６２：１５２１Ｓ～
５．刘汉英等．发酵酿制风味食品的研究初探［Ｊ］．食品工业，１９９７，
（５）：３９～４０
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ｃｅｓｓｅｄｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，１９６７，１５：１３０３～１３０８
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＬａｃｔｉｃＡｃｉｄＢａｃｔｅｒｉａＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎＣａｒｒｏｔＪｕｉｃｅ
ＨｅＬｉｎｇ１ＬｉｕＳｈｕｗｅｎ２ＴａｎｇＡｉｊｕｎ１ＸｕｅＧｕｏｑｉｎｇ１ＹａｎｇＧｏｎｇｍｉｎｇ３
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ１ａｎｄＥｎｏｌｏｇｙ２，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＳｃｉ－ＴｅｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙ，
ＳｈａｎｘｉＹａｎｇｌｉｎ７１２１００
３
ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４２）
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｖｅｇｅｔａｂｌｅｊｕｉｃｅ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｏｆｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅｆｅｒｍｅｎｔｅｄｂｙｔｈｅｌａｃｔｉｃａｃｉｄｂａｃｔｅｒｉａｕｓｉｎｇｃａｒｒｏｔａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｎｉｔｒｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｔｈｅｐＨｄｕｒｉｎｇｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｂｅｓｔｆｏｒｍｕｌａｏｆｆｅｒ－ｍｅｎｔａｔｉｏｎｃａｒｒｏｔｂｅｖｅｒａｇｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｉｔｃｈｉｎｇｐｉｃｋｌｅｊｕｉｃｅ，ｐｕｌｐ，ｎｏｅｖａｃｕａｔｉｏｎｗａｓａｎｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｕｓｉｎｇｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｊｕｉｃｅｗｉｔｈｏｐｔｉｍｕｍｓｅｎｓｏｒｙｑｕａｌｉｔｙｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ；ｔｈｅｆｅｒｍｅｎｔｅｄｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅ４０％，ｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔ７％，０．１０％ｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ，０．１０％ｇｅｌａｔｉｎ＋０．１０％ｓｏｄｉｕｍａｌｇｉｎａｔｅｗａｓａｎｏｐｔｉｍａｌｂｅｖｅｒａｇｅｆｏｒｍｕｌａ．
ＫｅｙｗｏｒｄｓＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅ
ＯｐｔｉｍｕｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｔａｂｉｌｉｚｅｒＢｅｖｅｒａｇｅｆｏｒｍｕｌａ
第４期
２００６年８月
第６卷
中国食品学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．６Ｎｏ．４Ａｕｇ．２００６
乳酸菌发酵胡萝卜汁的研究
何
玲１
３
刘树文
２
唐爱均１
２
薛国清１杨公明３
陕西杨凌７１２１００
（１西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌７１２１００西北农林科技大学葡萄酒学院
广州５１０６４２）
华南农业大学食品学院
摘要以胡萝卜为原料，对乳酸菌发酵胡萝卜汁的加工工艺进行了初步探讨，目的在于为今后生产乳酸菌发酵
蔬菜饮料提供理论依据。对发酵过程中亚硝酸盐、ｐＨ值的变化进行了分析，并采用正交试验，筛选出最佳乳酸菌发酵胡萝卜汁工艺和最佳配方。结果表明：泡菜汁接种、打浆、不抽真空、热烫５ｍｉｎ所得发酵汁感官品质最佳。最佳饮料配方为４０％发酵胡萝卜汁、７％蔗糖、０．１０％柠檬酸、０．１０％明胶＋０．１０％海藻酸钠作复合稳定剂。关键词文章编号
发酵胡萝卜汁
最佳工艺
稳定剂
饮料配方
１００９－７８４８（２００６）０４－００８１－０５
随着国民收入水平的提高，人们对饮料的花色品种、质量要求越来越高，消费趋向于营养、健康。蔬菜汁、蔬菜饮料作为方便营养食品，越来越受到消费者的欢迎。发达国家的蔬菜汁饮料发展很快，例如日本２０００年番茄汁产量４１．４万ｔ，蔬菜混合汁５万ｔ，其它蔬菜汁７万ｔ。我国蔬菜汁饮料起步较晚，但其产业化发展前景和市场前景被业内普遍看好，被认为是２１世纪最具潜力的饮料。但总体来说，我国蔬菜汁发展缓慢，其主要原因是蔬菜经过传统加工处理，特别是高温热处理后，色泽变差，风味变劣，难为消费者接受。长期以来，科研工作者进行了大量的研究，采用中、低温加工、生物技术等新方法加工果蔬汁，取得了较好的效果。其中乳酸发酵蔬菜汁是一种采用生物发酵和冷杀菌技术生产的新型饮料，它兼有乳酸发
２］
酵和蔬菜汁的优点［１～。
本研究利用发酵泡菜和酸奶中的乳酸菌作发酵菌种，通过对不同处理方法所获最终发酵汁中亚硝酸盐、可溶性脯氨酸（Ｐｒｏ）、ＶＣ含量的分析、优化，探索最佳的乳酸菌发酵胡萝卜汁及饮料的加工工艺，以生产符合人们需求的物美价廉的发酵胡萝卜汁，丰富饮料市场［５］。
１
１．１
材料与方法
试验材料
胡萝卜：市售鲜胡萝卜。
菌种：芹菜泡菜汁和酸奶中的２种乳酸菌液
Ｑ－１、Ｓ－１。
白砂糖、柠檬酸、明胶、海藻酸钠、琼脂，均为食用级。
１．２仪器与设备
电热恒温箱、７２１－Ｃ型可见分光光度计、ｐＨＳ－
胡萝卜是当前流行的保健蔬菜之一，它不仅含有显著高于其它蔬菜的重要营养素，如类胡萝卜素含量４００μ硒２．８μｇ／１００ｇ、ｇ／１００ｇ，具有提高人体免疫力和防治多种疾病的功效，如防治ＶＡ缺乏症、肺结核、营养不良、贫血、小儿软骨病、食欲不振、眼干燥症、呼吸道和胃肠道疾病，还有降
４］压、强心、抗过敏、防癌抗癌等功效［３～。
真空泵、打浆机、发酵罐等。３Ｃ型酸度计、
１．３试验方法１．３．１工艺流程
１．３．１．１胡萝卜汁发酵工艺流程
胡萝卜→挑选→清洗→修整→去皮→
榨汁
破碎→热烫→
不抽真空
→
打浆
抽真空
→
收稿日期：２００５－１１－１７
作者简介：何玲，女，１９６５年出生，副教授通讯作者：杨公明
接种→发酵→终止发酵→发酵胡萝卜汁
８２中国食品学报
发酵胡萝卜汁饮料的工艺流程
２００６年第４期
１．３．１．２
封→成品
１．３．６发酵胡萝卜汁饮料稳定剂的确定用琼
发酵胡萝卜汁→调配→均质→灌装→低温杀菌→密脂、明胶、海藻酸钠按一定比例配成复合稳定剂，添加到发酵胡萝卜汁中，确定复合稳定剂的比例。
１．３．２操作要点
１．３．７发酵胡萝卜汁饮料杀菌条件的确定采用
①原料选择：选择颜色鲜艳，表面光滑，无病
虫害、无公害的胡萝卜。
９０℃／３０ｍｉｎ、９５℃／２０ｍｉｎ、１００℃／１０ｍｉｎ杀菌，室
温存放，观察产品在保存期内的变化情况。
②去皮：用４％碱液９０℃／３０ｓ去皮，然后用
饮用水洗净表面碱液。
２
２．１２。
结果与分析
发酵胡萝卜汁最佳工艺的选择
按表１因素与水平进行正交试验，结果见表
③热烫：将胡萝卜切成３ｍｍ厚的小片，然后
用沸水热烫５ｍｉｎ。
榨汁：用打浆机低温打浆或打浆后榨④打浆、汁，备用。
⑤接种发酵：取５ｍＬ菌种液置于发酵瓶中，３０℃下自然发酵。
预先配制的糖液、⑥调配：将发酵胡萝卜汁、
稳定剂及饮用水，按一定比例加入并混合均匀。杀菌：将调配好的料液灌装，１００℃、⑦灌装、
杀菌１０ｍｉｎ，冷却，即为成品。或利用超高压６００
杀菌３ｍｉｎ，即为成品。ＭＰａ、
Ｔａｂｌｅ２
试验号
表２
正交试验Ｌ８（２４）结果
ＲｅｓｕｌｔｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＬ８（２４）
因素
感官
Ａ１１１１２２２２３０４３０２７６７５．５０．５
Ｂ１１２２１１２２２８０３２６７０８１．５１１．５
Ｃ１１２２２２１１２９８３０８７４．５７７２．５
Ｄ１２１２１２１２２９０３１６７２．５７９６．５
评分
１２３４５６７８Ｋ１Ｋ２Ｋ１Ｋ２Ｒ
６２７６８０８６７０７２７８８２
１．３．３乳酸菌发酵胡萝卜汁过程中各指标的变化亚硝酸盐：格里斯光度法［６］；可溶Ｐｒｏ：考马斯亮蓝Ｇ－２５０法［７］；
规律及最终成分的检测
ＶＣ：分光光度计法［７］；ｐＨ值：酸度计法。
１．３．４发酵胡萝卜汁最佳工艺选择
按表１因素
与水平，对胡萝卜浆液（汁）进行不同处理，３０℃发酵，４ｄ后测各指标成分含量，并感官评分比较发酵胡萝卜汁风味。
表１
发酵胡萝卜汁的因素和水平
因
水平
素
注：色泽３０分，口感５０分，香气２０分。
Ｔａｂｌｅ１ＦａｃｔｏｒｓａｎｄｌｅｖｅｌｓｏｆｆｅｒｍｅｎｔｅｄｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅＡ
Ｂ
（组织状态）胡萝卜汁胡萝卜浆
由表２可以看出，组织状态对发酵胡萝卜汁影响最大，其次是热烫处理。感官品质最好的组合胡萝卜浆液，是Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ２，即采取Ｑ－１乳酸菌液、不抽真空，热烫５ｍｉｎ处理所得发酵汁最佳。
Ｃ
抽真空不抽真空
Ｄ
不热烫热烫５ｍｉｎ
（菌种）（真空状态）（热烫处理）
１２
Ｑ－１菌液Ｓ－１菌液
２．２胡萝卜汁发酵过程中各指标的变化
由图１可以看出，在发酵过程中，ｐＨ值由开
始接近中性，然后迅速下降，３ｄ后降至ｐＨ４左
１．３．５发酵胡萝卜汁饮料配方的确定分别用
３０％、４０％、５０％发酵胡萝卜汁，３％、５％、７％蔗糖，０．０５％、０．１０％、０．１５％柠檬酸，进行Ｌ９（３）正交试
３
右，随后有所上升，但变化平稳。这是因为开始发酵时糖类物质丰富，乳酸菌将其利用生成乳酸，从而使ｐＨ值迅速下降。随着糖类物质的减少，乳酸菌活性下降，ｐＨ值不再下降，变化平稳。
验，确定最佳配方。
第６卷第４期乳酸菌发酵胡萝卜汁的研究８３
１０８ｐＨ值６４２０
１
２
３
４
５
６
７
８
试验试验试验试验试验试验试验试验
发酵时间／ｄ图１
１２３４５６７８
表４
正交试验Ｌ９（３３）结果
因素
感官
Ｔａｂｌｅ４
试验号
ＲｅｓｕｌｔｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＬ９（３３）
Ａ（发酵汁／％）Ｂ（柠檬酸／％）Ｃ（蔗糖／％）评分
３０３０３０４０４０４０５０５０５０２３０２４８２０８７６．７８２．７６９．３１３．４
０．０５０．１００．１５０．０５０．１００．１５０．０５０．１００．１５２１６１４６２２４７２８２７４．７１０
３５７５７３７３５２１６２３６２３４７２７８．７７８６．７
７０８４７６８０９２７６６６７０７２
１２３４５６７８９
ｐＨ值变化曲线
Ｆｉｇ．１ＣｕｒｖｅｏｆｔｈｅｐＨｖａｌｕｅｃｈａｎｇｅ
６
亚硝酸盐含量／μ・ｇｍＬ－１
试验１
试验２试验３试验４试验５试验６试验７试验８
Ｋ１Ｋ２Ｋ３ｋ１ｋ２ｋ３Ｒ
５４３２１０
１
图２
注：发酵胡萝卜汁，柠檬酸，蔗糖的加入量以重量百分比计。
２３
发酵时间／ｄ
４５
Ｃ，产品的最佳配方为Ａ２Ｂ２Ｃ３，即发酵胡萝卜汁４０％，柠檬酸０．１０％，糖液７％。经重复对比试验，
试验结果与理论推算结果一致，故此配方组合最佳。
亚硝酸盐含量变化曲线
Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｎｉｔｒｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｎｇｅ
２．４发酵胡萝卜饮料稳定性的确定
选用琼脂、明胶、海藻酸钠３种稳定剂，按一
由图２可以看出，发酵过程中，亚硝酸盐含量先迅速上升，后迅速下降，再以后略有上升，在第
定比例添加到胡萝卜发酵汁饮料中，观察、筛选［４］。
表５
不同稳定剂对发酵胡萝卜汁饮料稳定性的影响
４天出现一高峰后，又缓慢下降。这是因为发酵初
期发酵液中乳酸菌不活跃，杂菌较多，造成亚硝酸盐突增。随着乳酸发酵的进行，杂菌活动受到抑制，亚硝酸盐含量减小。
Ｔａｂｌｅ５
处理号
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓｏｎｆｅｒｍｅｎｔｅｄ
ｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ
稳定剂对照
感官评价分层明显少量分层分层不明显稍有分层分层不明显分层明显分层较多轻微分层，质地较均匀
２．３发酵胡萝卜汁饮料配方的确定
按文中１．３．５节操作进行正交试验，通过感官
１２３４５６７８９１０
评价确定最佳发酵胡萝卜汁饮料配方，结果见表
０．１０％琼脂０．２０％琼脂０．１０％明胶０．２０％明胶０．１０％海藻酸钠０．２０％海藻酸钠０．１０％琼脂＋０．１０％明胶
４。各因素对产品品质影响的顺序依次为：Ａ﹥Ｂ﹥
表３
感官品质评价标准［８］
Ｔａｂｌｅ３
项目色泽口感风味
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａｏｆｓｅｎｓｏｒｙｑｕａｌｉｔｙ［８］
评分标准呈橙红色，均匀甜味适中，爽口清爽，有特殊香味
满分
３０５０２０
０．１０％琼脂＋０．１０％海藻酸钠轻微分层，质地均匀０．１０％明胶＋０．１０％海藻酸纳基本不分层，质地均匀
８４中国食品学报
由表５可知，０．１０％明胶＋０．１０％海藻酸钠的
２００６年第４期
值的下降而加强。据报道，乳酸对乳酸菌产酸的抑制作用主要是通过抑制乳酸脱氢酶的活性，从而抑制了糖代谢，影响菌体能量获得，进而抑制了菌
１１］体的生长［１０～。到了发酵后期，乳酸菌活性降低，其
复合稳定剂稳定效果最好。
２．５发酵胡萝卜饮料杀菌条件的确定
若要延长发酵胡萝卜汁饮料的货架期，应给
温度越高，加热时间越长，杀予足够的杀菌强度［９］。
菌效果就越好，但加热时间过长，温度过高，又易使产品中蛋白质等物质变性而发生沉淀分层，并使香气损失太多，风味变劣［１０］，因此杀菌条件直接影响产品品质和保存期。采用３种不同的杀菌条件，试验结果见表６。
它杂菌滋生，使ｐＨ值有所升高。另外接种发酵能显著降低亚硝酸盐的生成［１２］。
亚硝酸盐变化规律与ｐＨ值的基本一致。这是因为发酵初期，杂菌含量较高，蔬菜中的硝酸盐在还原性细菌的作用下转化为亚硝酸盐，增加了二级胺的含量，促进了亚硝胺的合成，造成亚硝酸盐突增。随着乳酸发酵的进行，杂菌活动受到抑制，亚硝基生成量减少［１３］。因此，在乳酸发酵较强而亚硝酸盐含量最低时应终止发酵，以获得发酵胡萝卜汁。
表６不同杀菌条件对产品质量的影响
Ｔａｂｌｅ６Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｃｔｅｒｉｃｉｄａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｏｎｐｒｏｄｕｃｔｑｕａｌｉｔｙ
杀菌温度与时间产品感官评价略有香味，口感差，有分层有香味，口感一般，有分层香味浓，口感较好，未见分层
保存期／ｄ
３．２各因素对最终发酵汁的影响
通过正交试验及感官评价可以看出，最佳组
９０℃／３０ｍｉｎ９５℃／２０ｍｉｎ１００℃／１０ｍｉｎ
１０３０＞６０
合是Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ２，故选此工艺生产发酵胡萝卜汁。对亚硝酸盐、可溶性蛋白质进行分析，结果表明：对亚硝酸盐含量影响因素顺序依次为：菌种＞热烫处理＞组织状态＞抽真空处理。影响可溶性Ｐｒｏ含量的因素顺序依次为：热烫处理＞菌种＞组织状态＞抽
２．６产品检验
感官指标：饮料色泽为橙红色，口感细腻，具
真空处理，其中热烫处理影响十分显著。亚硝酸盐含量最低的组合是Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ１，其次是Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ２。从感官品质和安全性方面综合考虑，选择Ａ１Ｂ２Ｃ２Ｄ２组合。
胡萝卜发酵工艺中，采取Ｑ－１乳酸菌液、胡萝卜浆液，不抽真空，热烫５ｍｉｎ处理所得发酵胡萝卜汁最佳。因为在发酵初期，占优势的微生物是革兰氏阴性好氧菌，而乳酸菌数量较少。只有当
有发酵的特殊香味，酸甜适口，无沉淀。
微生物指标：细菌总数≤１００个／Ｌ，大肠杆菌≤３个／Ｌ，致病菌不得检出。
３
３．１
讨论
发酵过程中ｐＨ值与亚硝酸盐的变化胡萝卜汁发酵过程中，乳酸菌的繁殖与ｐＨ
ｐＨ值降低到一定程度，乳酸菌才能大量繁殖。抽
真空后再发酵会使革兰氏阴性好氧菌失去活性，影响发酵过程ｐＨ值的降低，从而影响乳酸菌的生长繁殖［１４］。胡萝卜浆液中所含的乳酸菌发酵用的物质比胡萝卜汁中的多。另外，打浆后立即发酵，停留时间短，氧化程度轻，因此，发酵汁颜色好。
有密切关系。发酵初期，乳酸浓度和ｐＨ不高时，肠膜明串珠菌开始活动，生成ＣＯ２、乳酸、醋酸等物质。发酵中期乳酸菌较活跃，产生大量乳酸，使
ｐＨ迅速降低，抑制了杂菌的生长。但Ｈ＋和游离乳
酸的积累不仅抑制了发酵液中乳酸菌的生长，而且还抑制了乳酸的产生，且这种抑制作用随着ｐＨ
第６卷第４期乳酸菌发酵胡萝卜汁的研究８５
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ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＬａｃｔｉｃＡｃｉｄＢａｃｔｅｒｉａＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎＣａｒｒｏｔＪｕｉｃｅ
ＨｅＬｉｎｇ１ＬｉｕＳｈｕｗｅｎ２ＴａｎｇＡｉｊｕｎ１ＸｕｅＧｕｏｑｉｎｇ１ＹａｎｇＧｏｎｇｍｉｎｇ３
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ１ａｎｄＥｎｏｌｏｇｙ２，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＳｃｉ－ＴｅｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙ，
ＳｈａｎｘｉＹａｎｇｌｉｎ７１２１００
３
ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４２）
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｖｅｇｅｔａｂｌｅｊｕｉｃｅ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｏｆｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅｆｅｒｍｅｎｔｅｄｂｙｔｈｅｌａｃｔｉｃａｃｉｄｂａｃｔｅｒｉａｕｓｉｎｇｃａｒｒｏｔａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．ＴｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｎｉｔｒｉｔｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｔｈｅｐＨｄｕｒｉｎｇｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｂｅｓｔｆｏｒｍｕｌａｏｆｆｅｒ－ｍｅｎｔａｔｉｏｎｃａｒｒｏｔｂｅｖｅｒａｇｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｉｔｃｈｉｎｇｐｉｃｋｌｅｊｕｉｃｅ，ｐｕｌｐ，ｎｏｅｖａｃｕａｔｉｏｎｗａｓａｎｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｕｓｉｎｇｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｊｕｉｃｅｗｉｔｈｏｐｔｉｍｕｍｓｅｎｓｏｒｙｑｕａｌｉｔｙｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ；ｔｈｅｆｅｒｍｅｎｔｅｄｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅ４０％，ｓｕｇａｒｃｏｎｔｅｎｔ７％，０．１０％ｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ，０．１０％ｇｅｌａｔｉｎ＋０．１０％ｓｏｄｉｕｍａｌｇｉｎａｔｅｗａｓａｎｏｐｔｉｍａｌｂｅｖｅｒａｇｅｆｏｒｍｕｌａ．
ＫｅｙｗｏｒｄｓＦｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎｃａｒｒｏｔｊｕｉｃｅ
ＯｐｔｉｍｕｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｔａｂｉｌｉｚｅｒＢｅｖｅｒａｇｅｆｏｒｍｕｌａ