菊芋低醇飲料發酵工藝的技術研究

菊芋別名洋姜、鬼子姜和地姜。菊芋塊莖中富含菊糖和寡果糖（占塊莖干重的80%以上），菊糖作為一種功能性食品原料，具有膳食纖維和雙歧因子益生元的雙重功效。低醇飲料是以水果和果蔬為原料，通過酵母適當發酵而成的一種低酒精度飲品，酒精度一般在1.0%~5.0%"。其營養豐富，口感獨特，兼具酒香與果香。同時還減少了灑精對人體的傷害，符合綠色健康的消費理念[2]，是一類具有重要開發價值的飲料。發酵菊芋汁制成的低醇飲料不但含有豐富的維生素、礦物質等多種營養成分，還具有低聚果糖和菊糖“雙歧因子”等的保健功效，符合大眾對低醇飲料口味的需求。菊芋汁低醇功能飲料的加工能夠大大提高菊芋的附加值，為菊芋產品深加工提供一條新的途徑，符合國家“限制糧食酒，發展非糧食酒"的產業政策。采用單因素試驗和正交優化試驗，對酵母菌發酵菊芋低醇飲料的工藝條件進行探索，旨在優化得到發酵工藝參數，為工業生產提供技術基礎。
操作要點 
菊芋汁的制備：菊芋經修整、清洗后，切成厚約2mm的薄片，放入0.5%的檸檬酸中浸泡20s，按1：1比例加水，熱燙5 min.用料理機打成漿液后，于沸水浴中浸提1h，100目濾布過濾，收集濾液，濾渣加水于沸水浴加熱1h，過濾，合并濾汁，按1 kg菊芋制1L菊芋汁的比例加水定容，制成菊芋汁。
菌種的活化及擴大培養：取一定量的安琪釀酒酵母，加入無菌水中，搖晃混勻，挑取菌液接種到平板YEPD培養基中劃線，培養至長出單菌落，挑取單菌落轉接到斜面培養基，保存待用。將保存的啤酒酵母和果酒酵母斜面菌種轉接到斜面培養基中，30℃活化培養1d，連續轉接2次。挑取活化好的菌種，接到種子培養基中，30℃下培養18 h，每隔2 h測定種子液中酵母菌數，繪制生長曲線，確定菌種培養時間。


接種發酵及發酵過程的監控：待各菌株種子液中酵母菌數達到10個.mlL'，按試驗設計的接種量接種到發酵培養基中，30℃下發酵。
酒液的分離：當發酵液中酒精度達到低醇飲料的要求時，停止發酵，真空抽濾，得成品，取樣進行理化指標測定和感官品評。
結果與分析
 發酵菌種對菊芋低醇飲料品質的影響 各酵母菌株活化擴大培養后，按1%的接種量接種到發酵培養基中，30℃下培養36h，結果可以看出，安琪活性干酵母消耗糖的速度最快，發酵液酒精含量最高，總酸含量最高。啤酒酵母菌的消耗糖速率最慢，產生的酒精含量最低，果酒酵母菌各項理化指標居中。由圖3中可以看出，果酒酵母發酵產品綜合評分最高，因此，確定果酒酵母菌為合適的發酵菌種。
發酵溫度對菊芋低醇飲料的品質的影響果酒酵母經活化擴大培養后，按1%的接種量接種發酵培養基中，置于不溫度下發36 h，結果可以看出，隨著發酵溫度的升高，發酵產品的酒精度不斷升高，總酸含量不斷增加，總糖含量不斷下降，這說明酵母的發酵活力隨著溫度的升高不斷增加，但同時發酵產酸量也增加。由圖5可以看出，當發酵溫度為25℃時所得產品綜合評分最高，確定25℃為適宜的發酵溫度。
發酵時間對菊芋低醇飲料品質的影響果酒酵母經活化擴大培養后，按1%的接種量接種培養基中，25℃下酵72 h，每隔12 h測定發酵產品的理化指標見圖6，感官評分與綜合評分結果見圖7?？芍?，隨發酵時間的增加，發酵液的總糖含量不斷的減少，酒精度不斷上升，總酸含量先增加后趨于穩定；發酵時間為36 h所得的綜合評分最高，確定36h為合適發酵時間。
蔗糖添加量對菊芋低醇飲料品質的影響由圖8和圖9看出，隨著蔗糖添加量的增加，產品酒精度、總糖濃度不斷增加，總酸含量不斷下降，當蔗糖添加量為8.0%時，所得產品的綜合評定分數最高。因此，確定發酵培養基中應添加8.0%的蔗糖，發酵出的低醇飲料酸甜適中。
初始pH對菊芋低醇飲料品質的影響發酵培養基初始pH不但影響發酵產品的口味，而且對酵母發酵過程影響也很大。由圖10可以看出，隨著初始pH的增加，發酵產品的總酸含量不斷降低，酒精度和總糖含量不斷升高。由圖11可以看出，當初始pH為4.5時，綜合評定分數最高。因此，確定發酵最適的初始pH為4.5左右。
結論
經測定，菊芋中含有蛋白質1.27%，總糖22.27%，還原糖3.32%，脂肪0.99%，需加糖調整后發酵生產低醇飲料。酵母菌種種子液培養時間為12h.單因素試驗確定發酵菌種為果酒酵母菌，發酵溫度25℃，發酵時間36 h，蔗糖添加量8.0%，接種量1.0%，初始pH4.5左右。
正交優化試驗結果表明，發酵溫度、初始pH.接種量對菊芋低醇飲料品質的影響極顯著，其主次順序為：初始pH>發酵溫度>接種量，最優水平組合為：發酵溫度25℃，初始pH5.0，接種量1.0%，所得產品綜合評分最高。