基于胡蘿卜和蘋果的一款具有果蔬清香的酵素飲料調配設計摘要：本篇選取采摘的蘋果和胡蘿卜作為實驗對象，研究了果蔬發酵的特性，為調配制作一款具有果蔬清香和口感豐富的酵素飲料。首先采用單因素實驗研究了發酵劑種類、菌種添加量、發酵溫度及時間對果蔬發酵原液pH值、滴定酸度、甜度及感官得分的影響，結果表明在佰生優、川秀、尚川這三種果蔬發酵劑中以佰生優為最優選擇，進而菌種添加量在為1%時的酵素飲料的感官評分最高；通過多次單因素實驗和對實驗產品的理化檢測得出結果：確定以30℃為發酵最佳溫度、發酵時間為72h為最佳。確定了發酵劑種類、菌種添加量、發酵溫度和時間后，研究單一果蔬發酵的特性，以pH值、滴定酸度、甜度及感官得分為指標，數據結果表達了單一果蔬品種發酵前后一些指標的差距變化值，是穩定的，通過單因素實驗，以果蔬配比為唯一變量，最后結果表明在果蔬配比1:1、2:1、3:1中，1:1的感官評價最高，胡蘿卜塊和蘋果塊的共同發酵味道適口，味道佳于單種果蔬的，在口味豐富的同時，蘋果的口味既能掩蓋胡蘿卜自身的異味，又能保留住果蔬各有的清香，酸澀味也不會過強。確定了果蔬配比之后，為確定復合發酵時最優的發酵溫度和發酵時間，采用單因素實驗，以感官為主要指標，結果表明在發酵溫度為30℃、發酵時間為72h時口感為最佳。然后通過正交實驗確定了胡蘿卜蘋果酵素的最優配方：果蔬配比1:1、白砂糖添加量3%、酵素原液50%。所調配制得的果蔬酵素飲料感官評分為85分、pH值3.96、滴定酸度0.18g/kg、糖度6.2、酸菌活菌數2.0×107CFU/g。最后在進行完成的實驗研究和文獻的基礎上，選擇合適的設備完成產業線的設計。關鍵詞：研究發酵；飲品的制作；正交實驗目錄TOC\o"1-3"\h\u45601引言 6188291.1食用酵素種類 6156221.1.1水果類 677411.1.2蔬菜類 7257611.1.3谷類 7155001.1.4其它類 7143271.2果蔬及果蔬酵素的營養功能特性 8283831.2.1果蔬的營養功能特性 8303661.2.2果蔬酵素的營養功能特性 887561.3傳統果蔬酵素的發酵工藝 9159761.4影響果蔬發酵的主要因素 957831.4.1發酵劑的影響 9109031.4.2發酵時間 10287071.4.3發酵溫度 10218341.5本課題研究目的和研究內容 1154071.5.1研究目的 1155541.5.2研究內容 11271292材料和方法 12267682.1實驗材料與設備 12169452.1.1實驗材料 12324942.1.2實驗儀器與設備 12169602.2實驗設計 12278142.2.1果蔬酵素的制作 12134592.2.2果蔬酵素發酵條件的確定 13232652.2.3單一果蔬發酵的特性研究 13131592.2.4復合果蔬發酵的特性研究 13139442.2.5果蔬酵素飲料的制作 14313702.3測定方法 14115032.3.1果蔬發酵液的感官評定 1498872.3.2果蔬發酵液pH值的測定 1484232.3.3果蔬發酵液總酸度的測定 15282172.3.4果蔬發酵液糖度的測定 15151522.3.5果蔬酵素飲料的感官評定 15146442.3.6果蔬酵素飲料乳酸菌活菌數的測定 16177583結果與討論 17121403.1蘋果發酵研究 1787173.1.1果蔬發酵劑的選擇 17252103.1.2菌種添加量的確定 1861993.1.3發酵溫度、時間的確定 1846483.2胡蘿卜發酵研究 2046803.2.1果蔬發酵劑的選擇 21188763.2.2發酵溫度的選擇 21140433.2.3發酵時間的選擇 21174713.3蘋果、胡蘿卜單一發酵特性比較 22123493.4蘋果、胡蘿卜復合發酵研究 18144533.4.1果蔬配比的選擇 18248743.4.2發酵溫度和時間的選擇 18289613.4.3胡蘿卜蘋果復合發酵前后特性變化 19308233.5胡蘿卜蘋果酵素飲料的調配及指標測定 19319383.5.1胡蘿卜蘋果酵素飲料的調配 1987333.5.2胡蘿卜蘋果酵素飲料的指標測定 20225174.結論 2219749致謝 2320504參考文獻 231引言酵素有多種活性物質，含有豐富的酶、多種有益維生素和進一步發酵產出的物質，它有許多益生的作用，可以消除一些叫自由基的東西，含有抗氧化特性的能力[1]。食用酶是以動植物或者可利用的細菌等的原料，通過加一些幫助發酵的，促進原料發酵產生活性物質，使它具有抗氧化性，含有一些人類可食部分。隨著全社會的進步發展，酵素的多樣性功能已被食品工業科學家所認可。當前，酵素的各類產品在日本上市，已被大部分人群認可，作為一種新型的保健產品備受重視，有了相對于世界來看較成熟的市場和相對的供應鏈。我國部分企業也逐漸抓起來了這部分產業，想要跟進酵素的航線里，研發出熱門好喝健康的飲品，贏得公眾的喜歡。這部分中，果蔬酵素飲料因為它的風味而尤其受到追捧，它是果蔬汁飲料未來的開發趨勢之一。以往存在的水果汁或者多種品類復合的水果汁飲品總是有一些糖分太高、味道單調的大大小小的弊端讓許多人望而卻步，不能隨心所欲地飲用，因為不是每個人的體質適合喝糖分高、熱量也高的飲料食品。而當下出現的復合酵素，這種飲品就可以很好地規避這種局限性，讓更多的消費者可以放心大膽地享用。相比傳統的果汁飲料，復合發酵飲料可以增加受眾人群也能緊跟時代發展抓住大眾眼球。1.1食用酵素種類1.1.1水果類水果含水量高，容易腐爛變質，甚至造成大大小小規模的浪費。酵素等食用發酵型產品提高了水果的利用率，而且發酵后還可發揮保健功能。此外，某些細菌在發酵過程中會產生細菌素，在果蔬產品防腐以及出現病原微生物時能夠起到抑制作用［2］。目前，果蔬酵素的種類繁多，研究證實了水果酵素中有酶活力、具有抗氧化性，并有不少研究人員據此優化生產工藝。前有郭爽等人[3]為研究復合酵素對D-半乳糖氧化損傷的鼠類的效果進行了實驗，發現一種名為谷胱甘肽的物質在血清中存在變化，在服用了酵素之后，出現了突出的上漲，而血清中的丙二醛則出現了下降，該實驗證實酵素確實含有抗氧化性能。后有郭偉峰[4]等，他們為研究桑葚水果的發酵工藝，因而以此種水果為原料，主要看SOD酶活力，以它為重要指標，判斷發酵工藝是否有優化成功，并進行多種嘗試，如通過單因素和正交實驗來判斷。1.1.2蔬菜類植物酵素的大多數生產采用混合多種植物成分發酵的方法。混合各種蔬菜后，接種酵母、乳酸菌和其他發酵菌株以獲得具有不同功能的酵素產品，如茄類、蘿卜類、西蘭花等，越來越多的蔬菜品種酵素在開發研究中。同樣作為食用酵素，蔬菜酵素的研究證實了其含有酶活力、具有抗氧化性。舉個例子來說，在文獻中，以西蘭花為實驗對象，劉濤，韋仕靜等人[5]通過方法實驗，在實驗對象發酵階段中，檢測了酵素的一些理化生化指標變化，并由此得出此蔬菜（西蘭花）具備有優秀的抗氧化活性。此外，還有用麥穗的苗作為實驗的對象，馮彥君等人[6]，以酵母菌作為發酵劑，實驗最終，發酵成功制得大麥幼苗酵素產品，并證明了，其（麥苗）也具有優秀的抗氧化活性。還有研究山藥及牛蒡復合酵素發酵工藝的張艷明等人[7]，更是用實際行動，拓寬了蔬菜類酵素食品的開發研究領域。1.1.3谷類有不少人也用谷物類制作酵素，例如糙米、糯米、玉米、蕎麥等。作為食用酵素之一，谷物酵素的研究證實了其含有酶活力、具有抗氧化性。唐思煜，翁云丹等人[8]為了證實添加蔗糖是否能夠把活性物質保留得更完全更充足，用燕麥發酵來實現這一猜想，酵素能夠使活性物質更好的留存下來。脫穎等[9]以糙米為實驗對象，將它添加到乳品中進行發酵，發現了其抗氧化特性。1.1.4其它類使用香菇、金針菇的原料制作酵素的也大有案例，還有中草藥，也可稱藥食兩用草本類的酵素出現于生活中，為了獲取它們的藥用價值，已有人用黃芪做酵素來服用，這種中草藥酵素的出現不在少數。比方說，李凡等人[10]制作白首烏酵素，來研究升級其發酵工藝。董延江[11]等人研究發酵中草藥，也稱本草酵素，經滅菌后接種，結果證實本草酵素能幫助消化吸收，增進了免疫功能。1.2果蔬及果蔬酵素的營養功能特性1.2.1果蔬的營養功能果蔬通常都會含有各種各樣的微量元素、抗氧化物質、維生素、膳食纖維等，這些都是人體每日所需的，并且果蔬的種類繁多，因此，它們備受人們的喜愛。蘋果是落葉喬木，是市售常見水果，是全球主要水果來源，約15%用于制造飲料[12]，蘋果果實含有維生素，鈣、磷、鉀礦物元素和膳食纖維等營養物質，以及多糖、多種酚類物質等生物活性成分。蘋果在當今市場消費量大，營養價值高，也是日常飲食中外源性抗氧化物質的主要來源[13]。蘋果多酚是蘋果中主要起到抗氧化作用的成分，在一定的程度上，那些因氧化而引起的代謝疾病的患病率可以被這種成分所減少。它甚至可以抑制葡萄糖轉運和抑制甘油三酸酯吸收，通過降低脂肪酶的活性的方式，來幫助減輕我們的體重。不單如此，我們患結腸癌的幾率甚至可以被蘋果多酚這種物質降低。類胡蘿卜素是人類日常需要攝入的，胡蘿卜便是它的主要來源，胡蘿卜是類胡蘿卜素含量最高的蔬菜。胡蘿卜素能夠改善皮膚不光滑的狀況以及夜盲癥，并且可以讓身體加強防護，抵抗由自由基所引來的各種有害身體的情況[14]。攝取類胡蘿卜素的重要性廣為知曉，但是人們平常使用的食物當中的量遠遠不及所需。但從果蔬中吃進去的類胡蘿卜素是保證安全有益的，不存在其它問題。但由于胡蘿卜的特殊味道，胡蘿卜吃進去通常讓人感到有一些奇怪的口味，購買之后的貯存中會產生一些辛辣的味道，因此很多人都不愛食用胡蘿卜也導致其自身攝入的類胡蘿卜素不夠，影響身體的一些機能，所以許多研究人員為了消除人們對胡蘿卜的排斥，研究如何能把胡蘿卜汁制作地好喝入口。乳酸發酵的方法可以很好地解決這個問題。蔬菜和水果的復合發酵幫助人們攝入平衡的營養物質，也讓部分人愛上這種味道，使得飲品市場有所突破的進程，有越來越多追求健康的人們喜歡這一類飲料，營養均衡，健康適口的新型果蔬飲品已成為許多食品企業開發的熱點。1.2.2果蔬酵素的營養功能特性果蔬酵素中不同原料、不同菌種都能使酵素產品表現出良好的抗氧化活性。通過建立了腸道菌群的失調小老鼠的實驗模型，郭樂[15]，證明了腸道菌群失調的小鼠可以在蘋果酵素幫助下重新恢復重建腸道的微生態。研究葡萄酵素的抗氧化性的變化趨勢，毛建衛，蔣增良等人[16]，為了展開研究酵素飲料的保健營養功能提供了數據上的幫助。覃葉欣[17]以番茄、茄子、辣椒為實驗對象，配制不同配方的酵素進行研究，檢測發酵過程當中的pH值以及一些可能產生的營養物質、抗氧化性酶隨時間的變化情況，證實不同配方的酵素發酵速度有所差別，在不同時間段被檢出的抗氧化性指標也有所差別。益生菌發酵的水果和蔬菜產品可產生多種活性成分，例如細胞外多糖和細菌素。這些活性成分可以抑制合成一些大分子比如蛋白質，并從破壞它們的細胞壁和細胞膜以達到抑制細菌的作用。西蘭花酵素能夠有效地抑制了讓幽門螺桿菌能夠在體內增殖并有活性地生存可以成為一個新思路開發這項研究來保護腸道的環境生態。蘋果酵素是以蘋果為原料發酵制成的，含有多種維生素，礦物質和代謝產物的功能性發酵產物。抗氧化能力得到提高，并且其中所含的高分子量物質被分解為低分子量營養素，對人體而言更有益吸收。蘋果酵素不僅保留蘋果的原始活性成分，而且在發酵過程中會產生多種生物活性物質和功能性酶，從而分解食品中的蛋白質和其他物質，從而有益于人體吸收。它還有助于消除人體新陳代謝中的細胞死亡，具有很高的實用價值[18]。1.3傳統果蔬酵素的發酵工藝傳統果蔬酵素的生產工藝如下所示，按一定比例，如把糖類、水果蔬菜和飲用水按照1∶3∶10放到密閉的容器里面發酵，一段時間后開罐攪拌，再等待一段時間即可放心食用所得的酵素原液了。清洗切塊切塊罐裝原料精選除雜清洗切塊切塊罐裝原料精選除雜檢測裝瓶（滅菌）過濾（取發酵液）檢測裝瓶（滅菌）過濾（取發酵液）1.4影響果蔬發酵的主要因素1.4.1發酵劑的影響益生菌的作用主要是維護腸道健康，通過飲用果蔬酵素產品，我們可以提升健康水平。是因為人們只要攝入了充分數量的活菌，這些小益生菌即可以改善，甚至重建恢復我們人體腸道的微生態，從而達到目的。益生菌還有多優點，如，降低腸癌風險、調節腸道的菌群等，而且定植的可能性在人體的腸道中較高，影響的時間比普通的乳酸菌更久。食用益生菌的產品有利于對抗腸道及其他的一些疾病，它使我們恢復體力，保持健康，并且，使用雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌作為益生菌種的實驗在大多數的科學文章及論文都被提及[19]。然而，通過飲用果蔬酵素飲料和其他酵素獲得其中的益生菌是有難度的，是一個挑戰，需要人們花時間去克服它，因為它所含的活菌數要保持規定數量的等級，保持在6～9lgCFU/mL之間，傳遞到人體的益生菌才能促進消費者的健康。然而不是所有菌種都適宜發酵果蔬，不同的乳酸菌，生長繁殖的能力和條件不同。在正常情況下，這些益生菌的生長和生存能力受許多因素的影響，例如pH，氧氣濃度，營養和產品中存在抗菌物質。水果和蔬菜真菌會共同生存，共同影響在發酵的這一進程中，也有利于酵素發酵，有著超越其同種類別的發酵的風味。然而，菌種多樣的發酵過程中往往存在指標不固定、發酵時間較長的問題，很難掌控其發酵的關鍵。常用的果蔬發酵劑中經常包括植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌和干酪乳桿菌，這3種益生菌均具有耐受低pH汁液基質的能力，即使在低溫時也能很好地存活下來。SHEEHAN等［20］還鑒定出一種新型益生菌，即為副干酪乳桿菌，這種菌在pH值較低的液體中也能堅強地存活下來，推斷它的貨架期限比較長于其他菌種發酵的產品，能夠有12周之久。BARAT[21]等人在黑桑、紅葡萄和山茱萸的混合果實基質中接種了嗜熱鏈球菌和德氏乳桿菌。其發酵而成的酵素飲料不僅含有高濃度的抗壞血酸和總酚類化合物，而且還含有高含量的益生菌，并可以保持較高的儲存活性。除了選擇合適的發酵劑外，菌種的添加量還將直接影響果蔬酶飲料的最終口感。1.4.2發酵時間發酵時間的長短會影響果蔬發酵的最終風味。糖度的變化主要是由于水果中的糖分可以被酵母分解成水、二氧化碳、酒精、有機酸并放出熱量。發酵時間過長，會導致酵素飲料中的酒精味過濃蓋過原本的果蔬清香，感官上也會大打折扣。不僅如此，SOD活性也會根據發酵時間的長短發生變化，王益莉等［22］人研究發酵時間對蘋果酵素抗氧化活性的影響，結果證實，在前18h增長趨勢顯著，在18～36h時增長較為平緩，36h過后略有下降并逐步趨于平穩，由此推斷最佳發酵時間在18～36h左右。發酵過程中總酚含量、DPPH自由基清除能力、羥基自由基清除能力、SOD酶活性在30h前呈現上升趨勢，30h過后開始呈現下降趨勢。1.4.3發酵溫度發酵溫度的高低會影響果蔬發酵的最終風味。崔國庭[23]等人通過響應面法優化蘋果酵素的發酵工藝及其生物活性，研究結果證實，當發酵溫度低于30℃時，隨著發酵溫度的升高，SOD活性也隨之加大；當發酵溫度為30℃時，SOD活性達到23.56U/mL；當發酵溫度進一步升高時，SOD的活性呈下降趨勢，可能是發酵速率下降所造成的影響，因此發酵溫度控制在30℃，SOD活性最高。1.5本課題研究目的和研究內容1.5.1研究目的人體需要攝入維生素、礦物質以及膳食纖維等來維持機體正常生理活動。而人體攝取這些營養物質的主要方式就是食用水果蔬菜。水果中不但含有豐富的維生素營養、而且還有膳食纖維能夠促進消化，達到調理腸胃的功效。隨著我國經濟的快速發展,果蔬產業也在迅猛發展,其產量穩居世界產量第一,然而我國對于果蔬的貯存加工處理卻不到總產量的10%。為了避免因商品售賣會出現流通不暢的問題而導致果蔬滯銷,進一步致使果蔬腐爛,我國應當不斷提升果蔬的加工工藝，積極研究開發。因此發展蔬果的加工業便能很好地減輕果蔬滯銷腐爛這一現象的發生，發展蔬果飲料的發酵領域便是一個很好的方向。隨著人們生活質量水平的提高，綠色健康產品在消費者中越來越受到歡迎。果蔬酵素一種新型飲品需要得到關注和改進，研究酵素的發酵機理、發酵過程中微生物的代謝產物、酵素的功能特性是能更好地推進傳統飲品行業的進程。乳酸菌發酵豐富果蔬汁的口感和風味的同時，又能讓人們獲得在傳統飲品上沒有的營養價值，更能獲得年輕消費者和健康追求者的喜愛，在現在競爭激烈的飲料市場爭得一席之地，有著很大的市場發展前景。本課題以蘋果、胡蘿卜為原料，接種果蔬酵素發酵劑，研究蘋果、胡蘿卜的發酵特性，為制作兼具美味與健康的胡蘿卜蘋果復合果蔬酵素飲料提供理論及技術依據。采用單因素實驗篩選了最適合的果蔬發酵劑、發酵工藝等，并在得出上述研究結果的進程上改變不同水果蔬菜的配方比例，改采用正交實驗，通過測定產品的酸度、pH值、糖度等，為這款酵素飲料的發明提高數據上和理論上的支持。1.5.2課題的研究內容本項課題的擬研究的主要內容：首先要查閱文獻，運用現有的理論知識和市場調查，了解酵素的相關背景和一些知識，以感官得分、pH值、酸度、糖度等為實驗指標進行實驗。篩選最優的果蔬發酵菌種和添加量，比較它們在發酵前后有著怎么樣的影響，通過數據分析，選出最優解；研究果蔬發酵的工藝參數，對不同溫度、不同發酵時間進行設定，分析數據，選出最優解。比較兩種原料：胡蘿卜和蘋果在發酵前后理化指數的變化，以風味為主要指標，比較單一發酵的改變指數。在此基礎上研究兩者的復合發酵，改變不同比例的配方制作酵素原液。為優化復合酵素原液，采用正交實驗確定最佳發酵工藝、最佳果蔬配方。（6）進行胡蘿卜蘋果酵素飲料的生產設計，如工藝流程、設備選型、物料衡算、車間平面圖等。2材料和方法2.1實驗材料與設備2.1.1實驗材料表2.1主要實驗材料一覽表材料名稱品牌廠家煙臺蘋果無市售胡蘿卜無市售白砂糖福臨門中糧集團有限公司果蔬酵素發酵劑佰生優昆山佰生優生物科技有限公司果蔬酵素發酵劑尚川廣東順德尚川生物科技有限公司果蔬酵素發酵劑川秀北京川秀國際貿易有限公司固體TSA培養基諾狄上海諾狄生物科技有限公司氫氧化鈉溶液/和元（上海）生物科技股份有限公司酚酞指示劑/和元（上海）生物科技股份有限公司2.1.2實驗儀器與設備表2.2實驗儀器設備一覽表儀器設備型號廠家半微量電子天平XS205DUMETTLERTOLEROpH計S220METTLERTOLERO恒溫培養箱MJ-500F-I上海一恒科學儀器有限公司糖度儀BrixMonitor安東帕（中國）有限公司生物安全柜Hfsafe-1200LC上海力申科學儀器有限公司1000μl移液槍Researchplus艾本德（中國）有限公司2.2實驗設計2.2.1果蔬酵素的制作（1）工藝流程挑選新鮮果蔬→清洗→切塊→熱燙→冷卻→接種→發酵→果蔬酵素原液（2）操作要點清洗挑選：選擇新鮮水果蔬菜，保證原材料的品質，將其清洗干凈備用。用具的預處理：發酵罐子、筷子、刀具、燒杯需進行熱燙已達到滅菌效果；將挑選出的果蔬切塊，用沸水漂洗1~2遍，待用。冷卻過濾：瀝干水分，將所需的果蔬塊留下并等待其冷卻備存。接菌種：加入適量比例的菌種發酵、純凈水、白砂糖，用筷子攪拌使白砂糖和發酵劑溶解。發酵：選擇合適的發酵條件，發酵前后需測定pH值、糖度、總酸度和感官得分等。2.2.2果蔬酵素發酵條件的確定（1）發酵劑品種對果蔬酵素品質影響選取適量的蘋果，以30℃為發酵溫度、72h為發酵時間，總重5%的白砂糖，在此條件下，分別加入果蔬總量0.1%的佰生優、川秀、尚川的菌種量，混勻后進行發酵，發酵前后均需測定pH值、總酸度、糖度和感官得分等，選出最優的發酵劑菌種。（2）發酵劑添加量對酵素原液的影響選取適量的蘋果，以30℃為發酵溫度、72h為發酵時間，在此條件下，分別加入果蔬總量0.05％、0.1％、0.15％的佰生優發酵劑和總重5%的白砂糖進行發酵，發酵前后均需測定pH值、總酸度、糖度和感官得分等，選出最適宜的發酵劑菌種添加量。（3）發酵溫度對果蔬酵素品質影響選取適量的蘋果，選定發酵時間為72h，菌種添加量為果蔬總量的0.1%的條件下，發酵溫度分別為30℃、33℃、37℃，再與總重5%的白砂糖進行發酵，發酵前后均需測定pH值、總酸度、糖度和感官得分等，選出最適宜果蔬發酵的溫度。（4）發酵時間對果蔬酵素品質影響選取適量的蘋果，選定發酵溫度為30℃，菌種添加量為果蔬總量的0.1%的條件下，分別在24h、48h、72h、96h、120h的發酵時間下，再與總重5%的白砂糖進行發酵，攪拌均勻，發酵前后均需測定pH值、總酸度、糖度和感官得分等，選出最適宜的發酵溫度。2.2.3單一果蔬發酵的特性研究由2.2.2的實驗結果的前提下，分別選用蘋果塊和胡蘿卜塊為原料進行單一發酵，添加果蔬總量為0.1%的果蔬發酵劑，以30℃為發酵溫度、72h為發酵時間，再與總重5%的白砂糖進行發酵，混合攪拌，分別進行pH值、總糖度、滴定酸度的測定和感官評價等，分析發酵前后的各項指標的變化來研究蘋果和胡蘿卜的發酵特性。2.2.4復合果蔬發酵的特性研究由2.2.3的實驗結果的前提下，分別選用蘋果塊和胡蘿卜塊為原料進行復合發酵并選擇不同的果蔬配比，以30℃為發酵溫度、72h為發酵時間，添加果蔬總量為0.1%的佰生優菌種，再與總重5%的白砂糖進行發酵，攪拌均勻，發酵前后均需測定pH值、總酸度、糖度和感官得分等，分析發酵前后的各項指標的變化來對比研究復合果蔬一起發酵有何變化影響。2.2.5果蔬酵素飲料的制作挑選新鮮果蔬→切塊處理→熱燙→配料→接菌種→發酵→酵素原液→調配→殺菌→灌裝→密封→復合果蔬酵素飲料由上述實驗的結果進行下一步實驗，制作下表通過正交實驗，選擇合適的酵素原液調配符合果蔬酵素飲料，確定以感官得分為第一指標，水果蔬菜的配方比例、白砂糖的添加比例及酵素原液的添加比例來制作水平表。表2.2.5酵素飲料調配正交實驗因素水平表水平A白砂糖添加量B果蔬配比C果蔬酵素原液12%1:110%23%2:130%34%3:150%2.3測定方法2.3.1測定果蔬發酵液的感官得分表2.3.1果蔬發酵液的感官評定標準評價項目評分標準評分/分外觀（20分）發酵液偏黃色，呈透明狀，顏色均一穩定15-20顏色較為均勻但透明度一般9-15液體呈渾濁狀態且不夠均勻≤8香氣（30分）有果蔬原本清香的香味22-30發酵香味勝過果蔬原本的香味9-21有明顯的酸味卻沒果蔬的香味≤8口味（30分）口感純正細膩22-30偏甜或偏酸9-21口感粗糙不適口且酸甜失去平衡≤8組織狀態(20分)流動性優良、均一順滑且具有果蔬發酵液的獨特風味15-20成分不夠協調，觀察有分層的跡象9-15出現了明顯分層的狀態≤82.3.2測定的果蔬發酵液總酸度采用GB12456-2008的指示劑滴定法。稱取25g供試品置于錐形瓶之中，往瓶內加入0.2mL酚酞指示劑和40mL蒸餾水，用0.1mol/L的氫氧化鈉溶液進行滴定。用水代替試液進行空白測定。測定得出供試品的數值，減去試液空白值，通過計算得到總酸度。食品中總酸的含量以質量分數X計，數值以克每千克（g/kg）表示，按式（1）計算：X=c2.3.3測定果蔬發酵液的pH值使用S220METTLERTOLEROpH劑對樣品進行測定，將pH計置于標準緩沖液中進行校準，校準完成后開始對樣品進行pH的測定。pH計每次測量前后需用蒸餾水清洗。2.3.4果蔬發酵液糖度的測定使用安東帕BrixMonitor的糖度測定儀檢測供試品中糖度的含量。2.3.5果蔬酵素飲料的感官評定表2.3.5果蔬酵素飲料的感官評定標準評價項目評分標準評分/分外觀（20分）發酵液偏黃色，呈透明狀，顏色均一穩定15-20顏色較為均勻但透明度一般9-15液體呈渾濁狀態且不夠均勻≤8香氣（30分）有果蔬原本清香的香味22-30發酵香味勝過果蔬原本的香味9-21有明顯的酸味卻沒果蔬的香味≤8口味（30分）口感純正細膩22-30偏甜或偏酸9-21口感粗糙不適口且酸甜失去平衡≤8組織狀態(20分)流動性優良、均一順滑且具有果蔬發酵液的獨特風味15-20成分不夠協調，觀察有分層的跡象9-15出現了明顯分層的狀態≤82.3.6測定果蔬酵素飲料的乳酸菌活菌數采用《GB4789.35-2016食品安全國家標準食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》。無菌操作取25g樣品放入225g生理鹽水中，取8支分裝好9ml生理鹽水的試管，編號1~8。吸取1mL試液，裝入1號管，依次稀釋一直到8號管。然后從6、7、8號管里取1mL混合液滴到滅好菌的平板上，再倒上TSA固體培養基(冷卻到手可觸碰的溫度)，搖勻，待凝固后。放入恒溫培養箱37℃下培養48h，然后直觀可數菌落數。3結果與討論3.1蘋果發酵研究3.1.1果蔬發酵劑的選擇下表羅列了一些市售果蔬發酵劑：表市售果蔬酵素發酵劑一覽表品牌名稱發酵用菌種安琪果蔬酵素發酵劑植物乳桿菌N13、保加利亞乳桿菌、瑞士乳桿菌、腸膜明串珠菌腸膜亞種、嗜熱鏈球菌尚川果蔬酵素益生菌植物乳桿菌、干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌川秀益生菌果蔬酵素發酵粉植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、副干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌佰生優益生菌果蔬酵素發酵菌植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌選擇蘋果作為實驗對象，制作蘋果酵素飲料的操作要點：在開始發酵之前，對需要用到的部分設備進行熱燙處理，后待其自然冷卻，對實驗對象切塊后，用開水漂洗1~2遍，放涼待用。選取新鮮的150g蘋果塊放入發酵罐中，以30℃為發酵溫度、72h為發酵時間，總重5%的白砂糖，在此條件下，分別加入果蔬總量0.1%的佰生優、川秀、尚川的菌種量，混勻后進行發酵，發酵前后均需測定pH值、總酸度、糖度和感官得分等，比較不同發酵劑的影響，結果如下。表發酵劑對蘋果發酵的影響菌種pH值感官評分/分發酵前發酵后變化值外觀香氣口味組織總分佰生優4.724.110.811723241882川秀4.693.970.721522221776尚川4.704.090.611519191772從感官評價來看，發酵前的樣品無論從外觀、口味、香氣、組織上都像糖水一樣，有輕微水果的清香，而經過三種不同的菌種發酵后，感官的各個方面都有提高，有了發酵的風味之后口感上也大大突破了原本糖水似的味道三組感官均有所提高，漲幅最大的是添加了佰生優發酵劑的樣品。這三種不同的菌種都是主打植物乳桿菌，但次要的嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌也能影響發酵液的風味，雖然不是起著決定性作用，但依舊很關鍵。由上表的數據得出，佰生優益生菌發酵劑為最佳的發酵菌種，能使蘋果酵素發酵得又好喝又好聞，且不似普通的蘋果汁。3.1.2菌種添加量的確定選取新鮮的150g蘋果塊放入發酵罐中，以30℃為發酵溫度、72h為發酵時間，總重5%的白砂糖，在此條件下，分別加入果蔬總量0.05％、0.1％、0.15％的佰生優發酵劑，混合攪拌，在30℃的恒溫培養箱中進行發酵72h，發酵前后需測定pH值和感官得分，結果如下表所示。表3.1.2菌種添加量對蘋果發酵的影響菌種量pH值感官評分/分發酵前發酵后變化值外觀香氣口味組織總分0.05％4.853.751.1016212217760.1％4.824.040.7117232418820.15％4.793.751.041417171664從感官上看，添加了0.05%發酵劑的樣品香氣口味比較單調，果味和發酵風味不夠濃郁，只是比一開始似糖水的口感增進了一些，發酵程度不夠；而添加了0.15%發酵劑的樣品從外觀上看果塊發酵過了，顏色褐變得過深，發酵液比較渾濁不夠澄清，無論是口味還是香氣發酵味也過濃，蓋過了果香味。綜由上表的數據得出，0.1%為最佳菌種添加量，發酵程度比較合適，感官評分較高。3.1.3發酵溫度的確定選取新鮮的150g蘋果塊放入發酵罐中，以72h為發酵時間，總重5%的白砂糖，加入果蔬總量0.1％的佰生優發酵劑，在此條件下，混合攪拌，在30℃、33℃、37℃的恒溫培養箱中進行發酵，發酵前后需測定pH值和感官得分，結果如下表所示。表3.1.3發酵溫度對蘋果發酵的影響發酵溫度pH值感官評分/分發酵前發酵后變化值外觀香氣口味組織總分30℃4.824.160.66172324188233℃4.773.990.78152021167237℃4.854.010.841418201668由于感官評分為主要指標，所以按照其風味而言，在30℃時，發酵的胡蘿卜酵素，風味復雜、口感較好，酸甜適中，因此確定發酵溫度為30℃。3.1.4發酵時間的確定選取新鮮的150g蘋果塊放入發酵罐中，確定發酵溫度為30℃，加入總重5%的白砂糖，加入果蔬總量0.1％的佰生優發酵劑，在此條件下，于24h、48h、72h、96h、120h進行發酵，發酵的前后需測定pH值和感官得分，結果如下圖所示。圖發酵時間對蘋果發酵液感官評分的影響圖發酵時間對蘋果發酵液pH值的影響圖發酵時間對果蔬發酵液總酸度的影響發酵后的果蔬酵素總酸度上升且前48小時上升幅度較大，在發酵72小時后，總酸度上升趨勢慢慢緩和，口感風味也因酒精味大于果香味的原因大打折扣，因此綜合感官、pH值和總酸度的結果，確定發酵時間為72h。3.2胡蘿卜發酵研究由于胡蘿卜的特性和蘋果存在差異，為了確定胡蘿卜的最適發酵劑、發酵溫度和發酵時間，以下是對胡蘿卜發酵工藝的研究。3.2.1果蔬發酵劑的選擇選取新鮮的150g胡蘿卜塊放入發酵罐中，以30℃為發酵溫度、72h為發酵時間，總重5%的白砂糖，在此條件下，分別加入果蔬總量0.1%的佰生優、川秀、尚川的菌種量，混勻后進行發酵，發酵前后均需測定pH值和感官得分等，比較不同發酵劑的影響，結果如下。表3.2.1發酵劑對胡蘿卜發酵的影響發酵劑pH值感官評分/分發酵前發酵后變化值外觀香氣口味組織總分佰生優6.205.320.881721221575川秀6.055.460.591519171566尚川6.145.530.611520181568從上表可見，在相同的接種量和發酵條件下，佰生優的發酵風味最佳，發酵的胡蘿卜酵素，風味復雜、口感較好，酸甜適中，因此選擇佰生優發酵劑作為后續發酵菌株。3.2.2發酵溫度的選擇取150g胡蘿卜塊，加入150g水，加入果蔬總量0.1％的佰生優發酵劑和總重5%的白砂糖制作發酵液，分別在30℃、33℃、37℃的恒溫培養箱中進行發酵72h，測量發酵液的pH值，并進行感官評定，結果見下表。表3.2.2發酵溫度對胡蘿卜酵素原液的影響發酵溫度pH值感官評分/分發酵前發酵后變化值外觀香氣口味組織總分30℃6.205.320.88172122157533℃6172020147137℃6.265.141.121720201370由于感官評分為主要指標，所以按照其風味而言，在30℃時，發酵的胡蘿卜酵素，風味復雜、口感較好，酸甜適中，因此確定發酵溫度為30℃。3.2.3發酵時間的選擇取150g胡蘿卜塊，加入150g水，加入果蔬總量0.1％的佰生優發酵劑和總重5%的白砂糖制作發酵液，在30℃的恒溫培養箱，在不同的發酵時間如24h、48h、72h、96h、120h下，在此條件下，測量發酵前后供試品的pH值，并進行感官評定，結果如下。圖發酵時間對果蔬發酵液pH值的影響在發酵的前24小時，發酵的感官評分一直處于升高狀態，溶液的澄清度逐漸透明，有果蔬的清香味，酒精的淡淡發酵味，但在48h之后，發酵味道越來越重，因此在發酵時間72h之后pH值的數據對發酵時間的確定意義不大，因此pH值只測了72h之前的數據。由于感官評分為主要指標，所以按照其風味而言，在48h時，發酵的胡蘿卜酵素，風味復雜、口感較好，酸甜適中，因此確定發酵時間為48h。3.3蘋果、胡蘿卜單一發酵特性比較分別取150g蘋果塊和胡蘿卜塊，加入150g水，加入果蔬總量0.1％的佰生優發酵劑和總重5%的白砂糖制作發酵液，在30℃的恒溫培養箱中進行發酵72h，測量發酵液的pH值、糖度和總酸度，并進行感官評定，結果如下。表3.3.1單一果蔬發酵前后的理化變化實驗對象pH值糖度/％總酸度/（g/kg）發酵前發酵后變化值發酵前發酵后變化值發酵前發酵后變化值蘋果4.824.040.718.020.12胡蘿卜6.205.470.736.74表3.3.2單一果蔬發酵前后的感官變化樣品名稱時間外觀/分香氣/分口味/分組織/分總分/分變化量/分蘋果發酵前1816151665+11發酵后1622231576胡蘿卜發酵前1915151665+10發酵4蘋果、胡蘿卜復合發酵研究3.4.1果蔬配比的選擇分別取果蔬配比為1:1、2:1、3:1的蘋果塊和胡蘿卜塊，加入150g水，加入果蔬總量0.1％的佰生優發酵劑和總重5%的白砂糖制作發酵液，在30℃復合發酵72小時，測量發酵液的pH值，并進行感官評定，結果如下。表3.4.1果蔬配比對發酵液的影響果蔬配比pH值感官評分/分發酵之前發酵之后變化值外觀香氣口味組織總分1:15.493.961.5318212219802:15.303.431.8717202017743:51719201672由于感官評分為主要指標，所以按照其風味而言，在果蔬配比為1:1時，發酵的胡蘿卜酵素，經發酵后的協調度較好，果蔬清香層次最為顯著，澄清度均勻度最高，口感較好，酸甜適中，因此確定果蔬配比為1:1。3.4.2發酵溫度和時間的選擇取果蔬配比為1:1的蘋果塊和胡蘿卜塊，加入150g水，加入果蔬總量0.1％的佰生優發酵劑和總重5%的白砂糖制作發酵液，在30℃、33℃、37℃下復合發酵72小時，測量發酵液的pH值，并進行感官評定，結果如下。表發酵溫度對復合發酵液的影響溫度pH值感官評分/分發酵之前發酵之后變化值外觀香氣口味組織總分30℃5.493.961.53182122198033℃5.463.901.56161720187137℃5.533.871.661616181767由于感官評分為主要指標，所以按照其風味而言，在30℃時，發酵的胡蘿卜蘋果酵素，果蔬發酵的程度最好且沒有不良風味，清香味富有層次，口感較好，酸甜適中，因此確定發酵溫度為30℃。取果蔬配比為1:1的蘋果塊和胡蘿卜塊，加入150g水，加入果蔬總量0.1％的佰生優發酵劑和總重5%的白砂糖制作發酵液，分別在24h、48、72h下復合發酵，發酵溫度為30℃，發酵前后都需測定pH值和感官得分，結果如表。表發酵時間對復合發酵液的影響時間pH值感官評分/分發酵之前發酵之后變化值外觀香氣口味組織總分24h5.514.401.11171820207548h5.484.151.33171921207772h5.493.961.531821221980在發酵初期的24h內，復合發酵液的澄清度和均勻度最高，但發酵風味較差，隨著時間的推移，果蔬兩者的協調性漸漸變得融合，在72h時發酵風味最佳，富有果蔬的清香且有微微的酒精風味，因此確定發酵時間為72h。3.4.3胡蘿卜蘋果復合發酵前后特性變化取75g新鮮胡蘿卜塊，再取75g新鮮蘋果塊，再加入150g水，加入果蔬總量0.1％的佰生優發酵劑和總重5%的白砂糖制作發酵液，以30℃為發酵溫度，72小時為發酵時間，發酵前后都需測定pH值、糖度、總酸度以及最重要的感官評分，結果見下表。表3.4.3復合果蔬發酵前后的理化變化名稱pH值糖度/%總酸度/(g/kg)感官評分/分發酵之前發酵之后發酵之前發酵之后發酵之前發酵之后發酵之前發酵之后蘋果&5.493.9450.186580胡蘿卜變化值-1.53-1.4+0.135+153.5胡蘿卜蘋果酵素飲料的調制及指標測定3.5.1胡蘿卜蘋果酵素飲品的調制有上面所有實驗的數據所得，由下表進行調制所得的飲料。表酵素飲料調配正交實驗因素水平表水平A白砂糖添加量B果蔬配比C果蔬酵素原液12%1:110%23%2:130%34%3:150%根據以上實驗結果，以感官評價為指標得出下表。表酵素飲料調配正交實驗結果及分析序號A白砂糖B果蔬配比C酵素原液感官評分/分11（2%）1（1:1）1（10%）72212（2:1）2（30%）74313（3:1）3（50%）7642（3%）127952238262317273（4%）1373832167933275k17474.66770.333k277.66774.33376k371.66774.33377R60.3346.667主次順序A＞C＞B最優水平A2B1C3選取最優的主次順序，A選擇第二水平3%的白砂糖，B選擇第一水平1:1的果蔬比，C選擇第三水平50%的原液，即A2B1C3為最佳配方。3.5.2胡蘿卜蘋果酵素飲料的指標測定表3.5.2復合果蔬發酵液的指標名稱pH值糖度/%總酸度/(g/kg)感官/分果蔬復合酵素飲料3.966.20.1885最后，對調配好的酵素飲料進行乳酸菌測定，結果如下。4.研究結果與結論首先，本文經過相關的市場調查，對果蔬酵素飲品的發展、果蔬發酵劑和酵素飲料進行了論述；其次，研究了相關果蔬酵素飲料的制作工藝和流程，擬定了果蔬發酵所需的各種條件，對于前后理化特性的變化方面，本文分析了單一果蔬發酵和復合果蔬發酵兩類，運用的實驗方法是正交實驗，由此確定了其中成分的比例，隨后根據這一比例制作了果蔬酵素飲料。主要結論：（1）由市場調查可知，市面上銷售的果蔬發酵菌種最主要的是植物乳桿菌，佰生優和尚川的菌種則是銷量最高的。各個品牌的不同產品的賣點都有各自的特色，比如就酵素產品而言，有的時口感更好，有的則是利于減肥和美白皮膚，即各有側重。從消費者立場來考，首先是品牌，品牌的口碑對于其銷售量的影響程度很大，這決定了它在消費者心中個的地位以及消費者對該品牌的忠誠度；其次才是價格對于消費者的接受程度和食用周期。從眾多的商家宣傳方式來看，宣傳的重心排在第一位的是飲品的口味和功效，第二是發酵技術，使消費者能夠更全面的了解產品，才能放心地購買。（2）對果蔬酵素產生一定影響的因素還包括菌種添加量。本文研究了佰生優、尚川、川秀三種果蔬發酵劑，通過pH值的測定和顏色、溫度、氣味等各個感官方面的評價，得出設計最優的發酵劑為佰生優。改變菌種添加的比例，在30℃的發酵溫度發酵72h的基礎上，測量發酵果蔬酵素的糖度、總酸度、pH值和感官評價等，最終得出結論——0.1%果蔬發酵劑添加量為最佳。（3）發酵時間和溫度都會對果蔬酵素成品有一定影響。研究了不同時間、不同溫度的相同條件下，通過測定pH值和感官評價，得出結論——最佳發酵時間為72h，最佳發酵溫度為30℃。（4）就酸度、pH、糖度含量來說，控制其在相同發酵條件下，蘋果和胡蘿卜發酵后兩者的各項指標變化的趨勢相同。實驗對象的糖度變化原因是水果中的糖分在酵母的作用下分解成水、二氧化碳、酒精和有機酸同時放出熱量。在感官上，蘋果和胡蘿卜在發酵后感官有所優化。（5）胡蘿卜和蘋果分開實驗時，將兩者進行不同比例的復合發酵，對其各個指標的產生了變化，即其糖度、總酸度、pH值的變化比它們單獨發酵時都要高，但發酵液整體風味不如二者單獨發酵。（6）通過正交實驗的一系列研究，得出了果蔬酵素飲料的最佳配方：酵素原液添加量50%，果蔬配比1:1、白砂糖添加量3%。參考文獻[1]ChrisSR,GigliottiJC,Kang-MoK,etal.Acomprehensiveanalysisofthecomposition,healthbenefits,andsafetyofapplepomace[J].NutrRev,2018,(76):893-909.[2]TEIXEIRABAA，CUQUETTOMH，SONAJ，etal．Bacteriocinsfromlacticacidbacteriaandtheirpotentialinthepreservationoffruitproducts．［J］．CriticalReviewsinBiotechnology，2017，37(7):852－864．[3]郭爽,石永偉,曲佳樂,皮子鳳,宋鳳瑞,劉志強.敖東酵素對小鼠抗氧化功能的影響[J].食品與發酵科技,2014,50(05):16-18+53.[4]郭偉峰，王紅梅，鄒曉桐等.桑葚酵素飲料的發酵工藝研究及其質量評價[J].食品研究與開發，2019，40（5）：88-93.[5]韋仕靜，劉濤，葛亞中等.西蘭花酵素在發酵過程中生化指標變化及其抗氧化活