一种菊芋酵素发酵乳饮料的制作方法技术领域
本发明属于食品加工领域，具体涉及一种菊芋酵素发酵乳饮料的制作方法。
背景技术
菊芋又名洋姜、鬼子姜，其营养价值丰富。菊芋的主要成分为菊粉，占菊芋鲜重的
15％-20％、干重的70％-80％。菊粉是一类天然果聚糖混合物，是良好的益生元和最易溶解
的膳食纤维，具有增殖益生菌、预防肠道肿瘤、治疗便秘、控制血糖等多种功效。2009年卫生
部批准菊粉为新食品资源，2012年卫生部公布增加菊芋作为新资源食品菊粉的生产原料。
酵素是酶的另一种称呼，酶是生物体产生的具有催化作用的生物活性大分子，参
与人体新陈代谢、能量摄取、成长和繁殖等生命现象。近些年酵素产品风靡全球，因其不仅
保留了原料的全部营养成分，并且通过微生物发酵还产生了大量生物活性物质。目前酵素
产品的开发和应用仅限于酵素食品自身，而将其作为食品原料或辅料应用在食品加工生产
中还很少。利用酵素产品开发新型功能性食品，不仅可提高加工制品的营养价值，还可以改
变原食品的组织状态和风味。因此需要加快对酵素产品的研究，将其利用到食品加工生产
中，改进或提高特定食品的生产工艺，满足现代人对营养需要的多样性、平衡性和安全性。
发酵乳饮料是以乳或乳制品为原料，经乳酸菌发酵后加水、白糖等调制而成的饮
料。其中，含有活菌的发酵乳饮料不仅营养丰富，而且具有多种益生功能，因此深受消费者
喜爱。然而，活性乳酸菌饮料加工工艺尚未完全成熟，货架期内产品不稳定、产生沉淀、后酸
化严重、乳酸菌活力不强、活性乳酸菌数量少等问题，严重影响了产品的市场。
发明内容
针对目前酵素产品开发和应用的现状，以及发酵乳饮料及其生产工艺存在的不
足，本发明提出了一种菊芋酵素发酵乳饮料的制作方法，将菊芋酵素和发酵乳饮料有机结
合起来。通过本发明方法可获得具有较强益生功能和保健功能的高品质发酵乳饮料。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种菊芋酵素发酵乳饮料的制作方法，该方法包括以下步骤：
1)菊芋处理：将新鲜菊芋洗净、去皮、打浆得到菊芋浆液，分别按重量比1:2～1:3、
4:1～5:1和0.2％～0.3％向菊芋浆液中加入水、果蔬汁和乳糖，混合均匀，迅速加热至80℃
～90℃，并在此温度下超声波处理15min～20min；
2)菌种活化：将步骤1)所得超声波处理液过滤，与灭菌牛奶分别以质量比2:8、5:
5、8:2混合得驯化培养基，首先将混合乳酸菌菌种按1％～2％接种到2:8培养基中，培养3h
～4h，再将所得培养液按5％～10％接种到5:5培养基中，培养12h～14h，最后将第二次培养
液按5％～10％接种到8:2培养基中，培养20h～24h，获得菌种活化液；
3)一次发酵：将步骤2)所得菌种活化液接种到步骤1)所得超声波处理混合液中，
然后在40℃～42℃下密闭无氧发酵35h～40h，离心取上清得一次发酵液；
4)牛奶处理：将新鲜牛奶加水稀释，再按质量分数1％～2％添加蜂蜜，混合均匀，
加热煮沸2min～3min；
5)二次发酵：将步骤4)牛奶冷却后，按重量比3:1～4:1加入步骤3)所得一次发酵
液，混合均匀，在40℃～42℃下发酵，当pH为4.1～4.3时发酵结束得到发酵液；
6)调配冷藏：向步骤5)发酵液中加入4％～8％阿拉伯糖和异麦芽低聚糖混合物、
0.1％～0.2％麦芽糊精，均质后在4℃～6℃冷藏。
步骤1)中所述菊芋为南菊芋9号品种。
步骤1)中所述果蔬汁为苹果汁、梨汁、西红柿汁、草莓汁和橙汁中的一种。
步骤1)中超声波功率为500w～600w。
步骤1)中加入乳糖的可以提供碳源促进后续发酵步骤中乳酸菌的生长；加入果蔬
汁可以提供更全面的营养促进后续发酵步骤中乳酸菌的生长。
步骤1)中加热至80℃～90℃并进行超声波处理，一方面是为了最大限度的提取菊
粉，另一方面是为了灭菌。
步骤2)中混合乳酸菌菌种包括保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、植物乳杆菌和鼠李
糖乳杆菌，其质量比为1:1:1:1～1:1:2:2。本发明使用该混合乳酸菌菌种是能够使发酵更
快、香气更浓郁、风味更复杂。
步骤2)中在不同培养基中培养温度均为40℃～42℃。
步骤2)中超声波处理液用300目～400目滤布进行过滤。
步骤2)中灭菌牛奶是将牛奶煮沸并保持2min～3min所得。
步骤2)中在2:8培养基中培养3h～4h、在5:5培养基中培养12h～14h以及在8:2培
养基中培养20h～24h后，混合乳酸菌达到其对数生长中后期，乳酸菌数量为1×107CFU/mL
～1×108CFU/mL。
步骤3)中菌种活化液接种量为5％～10％。
步骤3)中发酵35h～40h后发酵液pH为4.5～5.0。
步骤3)中发酵35h～40h后发酵液中乳酸菌数量为1×107CFU/mL～1×108CFU/mL。
步骤3)中离心处理条件为在4000g～4500g离心力下离心15min～20min。
步骤3)中一次发酵液即酵素。
步骤4)中牛奶加水比例为4:3～1:1。
步骤4)中添加的蜂蜜优选为桂花蜜。本发明使用蜂蜜不仅可改善发酵乳的风味，
还可增加其营养成分。
步骤5)中发酵时间为2.5h～3h。
步骤5)中发酵结束后发酵液中还原糖含量为6g/L以下。
步骤5)中发酵结束后发酵液中乳酸菌数量为1×109CFU/mL～1×1010CFU/mL。
步骤6)中阿拉伯糖和异麦芽低聚糖质量比为2:1～3:1。
步骤6)中阿拉伯糖和异麦芽低聚糖为功能性低聚糖，事先在121℃灭菌20min。添
加麦芽糊精可以达到稳定和增稠的效果。
本发明技术的有益效果：
将酵素利用到食品加工生产中，开发新型功能性食品或提高特定食品生产工艺是
未来保健食品发展方向之一，本发明利用酵素发酵牛奶制作发酵乳饮料，将酵素和发酵乳
饮料有机结合起来，改变了传统发酵乳饮料制作的思路和方法，是产品和生产工艺的创新；
通过酵素二次深度发酵制作发酵乳饮料大大提高了其营养成分、生物活性物质和益生菌数
量，同时改善了其组织状态和风味，大大提高了其商品价值和商品形象；特别是以菊粉含量
丰富的南菊芋9号菊芋为原料，增加了发酵乳饮料中膳食纤维和益生元含量，提高了益生菌
数量和质量，延长了其存活时间，改善了发酵乳饮料口感，使其更加圆润、细腻、光滑，增加
了其粘稠度和平衡性，提高了稳定性；降低了发酵乳中还原糖含量，并以功能性低聚糖代
替，不仅可让肥胖和糖尿病患者食用，对其还有一定的预防和治疗作用。
具体实施方式
以下结合发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
取新鲜南菊芋9号菊芋1kg，洗净、去皮、打浆，向菊芋浆液中加入水2kg、苹果汁
0.25kg和乳糖2g，混合均匀，迅速加热至80℃，并在此温度下超声波处理20min，超声波功率
为500w，得超声波处理混合液3.252kg。取1.2kg超声波处理液用300目滤布过滤得滤液
0.9kg，分别取120g滤液和480g灭菌牛奶混合均匀、300g滤液和300g灭菌牛奶混合均匀、
480g滤液和120g灭菌牛奶混合均匀，分别配制2:8、5:5、8:2驯化培养基。取保加利亚乳杆菌
1.5g、嗜热链球菌1.5g、植物乳杆菌1.5g、鼠李糖乳杆菌1.5g混合均匀加入2:8培养基中，在
42℃培养3h，再取培养液30g接种到5:5培养基中，在42℃培养12h，最后取第二次培养液30g
接种到8:2培养基中，在42℃培养20h，获得菌种活化液630g。取菌种活化液100g接种到2kg
超声波处理混合液中，然后在42℃下密闭无氧发酵35h，离心取上清得一次发酵液1.6kg。取
新鲜牛奶2.5kg加水1.875kg稀释，并混合均匀，再添加蜂蜜43.75g，混合均匀，加热煮沸
2min，得牛奶处理液4.418kg。将牛奶处理液冷却后，加入一次发酵液1.472kg，混合均匀得
5.890kg，在42℃下发酵2.5h，此时pH为4.2，发酵结束。向发酵液中加入阿拉伯糖157g、异麦
芽低聚糖78.5g、麦芽糊精5.89g，混合均匀，均质后在4℃冷藏。
上述实施例制得菊芋酵素发酵乳饮料的测试指标如下：
1、感官指标
色泽：色泽均一，呈微黄色；
滋味：酸味柔和、酸甜适口、酵香浓郁；
口感：圆润、细腻、光滑；
组织状态：均匀、粘稠、无分层、无沉淀。
2.理化指标
酸度：55°T；pH：4.2；还原糖(除阿拉伯糖)：5.5g/L；低聚果糖(益生元、膳食纤维)：
19.5g/L；蛋白质：1.5g/100g
3.微生物指标
乳酸菌7.5×109CFU/mL
大肠菌群/(MPN/100mL)无检出；
肠道致病菌(沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌)无检出
实施例2：
取新鲜南菊芋9号菊芋2kg，洗净、去皮、打浆向菊芋浆液中加入水6kg、西红柿汁
0.4kg和乳糖6g，混合均匀，迅速加热至90℃，并在此温度下超声波处理15min，超声波功率
为600w，得超声波处理混合液8.406kg。取2kg超声波处理液用400目滤布过滤得滤液1.7kg，
分别取200g滤液和800g灭菌牛奶混合均匀、500g滤液和500g灭菌牛奶混合均匀、800g滤液
和200g灭菌牛奶混合均匀，分别配制2:8、5:5、8:2驯化培养基。取保加利亚乳杆菌3.33g、嗜
热链球菌3.33g、植物乳杆菌6.66g、鼠李糖乳杆菌6.66g混合均匀，加入2:8培养基中，在40
℃培养4h，再取培养液100g接种到5:5培养基中，在40℃培养14h，最后取第二次培养液100g
接种到8:2培养基中，在40℃培养24h，获得菌种活化液1100g。取菌种活化液600g接种到6kg
超声波处理混合液中，然后在40℃下密闭无氧发酵40h，离心，取上清得一次发酵液5.7kg。
取新鲜牛奶5kg加水5kg稀释，并混合均匀，再添加蜂蜜200g，混合均匀，加热煮沸3min，得牛
奶处理液10.2kg。将牛奶处理液冷却后，加入一次发酵液2.55kg，混合均匀得12.75kg，在40
℃下发酵3h，此时pH为4.1，发酵结束。向发酵液中加入阿拉伯糖765g、异麦芽低聚糖255g、
麦芽糊精25.5g，混合均匀，均质后在4℃冷藏。
上述实施例制得菊芋酵素发酵乳饮料的测试指标如下：
1、感官指标
色泽：色泽均一，呈微粉色；
滋味：酸味柔和、酸甜适口、酵香浓郁；
口感：圆润、细腻、光滑；
组织状态：均匀、粘稠、无分层、无沉淀。
2.理化指标
酸度：60°T；pH：4.1；还原糖(除阿拉伯糖)：4.8g/L；低聚果糖(益生元、膳食纤维)：
18.8g/L；蛋白质：1.6g/100g
3.微生物指标
乳酸菌8.2×109CFU/mL
大肠菌群/(MPN/100mL)无检出；
肠道致病菌(沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌)无检出。
以下通过部分试验过程进一步说明本发明的有益效果：
试验例1：
对比了超市购买发酵乳饮料和本发明菊芋酵素发酵乳饮料感官和生物活性成分
的不同。
沉淀率测定参照代青梅等所述方法(鼠李糖乳杆菌发酵乳饮料发酵工艺研究)；乳
酸菌总数测定参照GB 4789.35-2010《乳酸菌检验》；膳食纤维含量测定参照汪红等所述方
法(酶重量法测定食品中膳食纤维含量方法的改进)；SOD酶活、淀粉酶活测定参照于晓艳等
所述方法(微生物酵素主要功效酶活力的测定)；抗氧化性测定参照李亚辉等所述方法(响
应面优化复合酶提取芦荟多糖工艺及其抗氧化活性分析)。
结果如表1所示：
表1超市购买发酵乳饮料和本发明菊芋酵素发酵乳饮料感官评价和生物活性成分
由表1结果可知：无论是感官方面还是益生菌数量、功能性成分含量方面，本发明
实施例1发酵乳饮料、实施例2发酵乳饮料都显著高于超市购买发酵乳饮料。
试验例2：
比较了超市购买发酵乳饮料和本发明菊芋酵素发酵乳饮料对糖尿病患者血糖水
平的影响。
同一糖尿病患者连续三天早晨空腹饮用超市购买发酵乳饮料、本发明实施例1发
酵乳饮料和本发明实施例2发酵乳饮料150mL，分别在饮用后0小时、1小时、2小时、3小时测
定其血糖含量，取三次测量的平均值。结果如表2所示：
表2超市购买发酵乳饮料和本发明菊芋酵素发酵乳饮料对糖尿病患者血糖水平的
影响
由表2可知本发明实施例1发酵乳饮料和实施例2发酵乳饮料对糖尿病患者血糖升
高影响较小，均显著低于普通发酵乳饮料对血糖升高的影响，可供糖尿病患者食用。