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综合实践

生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

[日期:2026-03-12] 来源: 作者:

1.徐州一中综合实践活动(研究性学习)课题实施方案申报表


课题名称

生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

课  题

组  成

员  及

有 关

情 况

姓名

性别

班级

职务

学号

张梓涵

女

高一17

组长


刘雨辰

女

高一18

组员


王淑慧

女

高一17

组员


闫晓晴

女

高一17

组员


孙嘉乐

男

高一17

组员


顾子杨

男

高一17

组员


指导教师

仝童





















课  题

研  究

的  目

的  及

主  要

内  容

1、课题研究目的:

①有助于我们对发酵食品行业发展情况进行了解,获取食品发酵科技前沿信息,拓展生物学习领域;

②培养的课题小组成员的自主学习能力和动手实践能力;

③提高课题小组成员的创新意识、创新思维、创新方法和研究能力;

④通过对生物发酵过程的学习探讨,助力校内生物学及化学课程的学习;

⑤助力生物农业发展,服务地方经济发展。

2、课题研究的主要内容:

①凝固型酸奶生物发酵工艺研究探讨;

②梨果汁风味发酵乳饮料的工艺研究探讨;

③研究成品的品质评定。

研 究

假 设

通过酸奶生产中的微生物(乳酸菌)在发酵过程中的生理特点,选定最佳发酵剂,并探讨最优的发酵工艺及原辅材料的配比,以求获得较高品质的产品,产品应该有良好的风味,较高的营养价值,并基本符合国家相关产品标准的要求

研 究

方 法

1、查阅相关资料,初步确定梨果汁发酵乳饮料的工艺设计:原料乳→预处理→加入甜味剂→加入发酵剂→分装→发酵→后熟破乳→加入梨果汁→稳定剂→调配→均质→成品

2、 实验实施过程中,主要采用单因素实验和正交试验法对工艺进行优化确定

3、采用国标检测方法对成品的主要指标(酸度、蛋白质等)进行评定

研  究

步  骤

(各 阶

段  的

主  要

内  容

和  时

间  安

排)

1、前期准备阶段(1周):

组建课题组共同探讨项目内容,明确项目整体思路,组长分配相关任务,分别查阅资料,在此过程中掌握相应的理论知识。提高协调能力和收集、处理信息的能力。设计实验方案、采购项目所需材料,组长负责联系实践实验场所。

2、实验实施阶段(3周):

课题组全体成员在预先联系好的实践场所进行实验操作,及时记录实验实施过程中的相关数据及图片,发现问题及时探讨,并向家长、老师、及网络等寻求帮助,及时纠偏,逐步顺利完成整个实践过程,以“科研团队互助方式”实现创新研究。

3、汇总总结阶段(2周):

汇总整理并分析实验数据,完成报告,有不足之处,进行补充实验。


成 果

形 式

1、形成成熟的梨果汁发酵乳饮料产品工艺及配方,并得到研究产品。

2、撰写1篇研究梨果汁发酵乳饮料的研究论文。

3、课题小组成员的实践过程记录及过程照片。

论  证

小  组

意  见



论证人签名: 年 月 日


2.徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表

课题题目:生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

编号:

活动时间:1月24日

第 1 次

活动地点:教室

指导教师: 仝童

班级:高一17班

参加活动成员:  

组内: 张梓涵、刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

组外:无

活动内容:

1)目的(解决什么问题):

通过查阅相关资料及邀请相关专业教师辅导,加强相关理论知识的学习,了解酸奶的微生物选用、发酵机理及过程控制,并试验摸索发酵前期的基本过程。

2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量):

查阅资料、集中讨论学习、试验准备(准备实践所需原材料及设备)。

3)过程:

①集中学习查阅相关资料:通过高校网络图书馆资源,查阅了大量相关资料

②设计试验方案(菌种选择、原材料的选取、仪器设备的选用、技术路线的初步确认)

③试验过程的实施:原辅材料的预处理(牛蒡、奶粉、苹果、梨等)

                         菌种的准备(选用成品发酵剂)

                         具体发酵工艺过程的实施

                         放入发酵培养箱进行发酵

4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题)

组内成员均明确了发酵食品的基本发酵机理及发酵过程,并通过具体操作完成了各类产品发酵前期的基本处理过程, 完成了本次活动预定目标,等待下一次活动对结果进行观察及对中间产品进行下一步的处理。                                         记录者: 王淑慧

注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。

   2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。

2.徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表

课题题目:生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

编号:

活动时间:2月4日

第 2 次

活动地点:徐州工业职业技术学院化工学院生物工艺实验室

指导教师: 仝童

班级:高一17班

参加活动成员:  

组内: 张梓涵、刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

组外:无

活动内容:


1)目的(解决什么问题):

观察发酵结果,需要进行中间处理过程的产品进行下一步的操作、分析试验中出现的现象。

2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量):

试验实施:继续进行下一步的实验操作

小组讨论:试验中出现的现象和问题进行讨论分析。

3)过程:

①观察后发酵后的酸奶成品,品尝并评价

②按照试验路线进行风味发酵乳饮料的工艺优化实验

4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题)

①凝固型发酵酸奶成品已出,酸奶色泽乳白稍呈浅灰色,组织状态均匀,口感醇厚,酸甜适中,具有发酵乳香味,完成第一阶段预定目标。

②根据研究技术路线继续进行梨果汁发酵乳饮料的调配和研制



记录者: 刘雨辰

注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。

   2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。

2.徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表

课题题目:生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

编号:

活动时间:2月20日

第3次

活动地点:徐州工业职业技术学院化工学院生物工艺实验室

指导教师: 仝童

班级:高一17班

参加活动成员:  

组内: 张梓涵、刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

组外:无

活动内容:


1)目的(解决什么问题):

完成梨果汁发酵乳饮料的成品研制,根据国标检测方法对研究产品进行主要指标(蛋白质、酸度和乳酸菌总数)的检验,以此确定工艺配方。

2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量):

试验实施:采用国标检测方法对研究产品进行主要指标(蛋白质、酸度和乳酸菌总数)的检验

小组讨论:试验中出现的现象和问题进行讨论分析。

3)过程:

①对工艺优化后得到的成品进行感官评价和主要质量指标的营养评价

②及时记录和整理实验数据,实验现象和实验过程照片

4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题)

①得到梨果汁发酵乳饮料成品,色泽乳白,组织状态均匀,,酸甜适中,具有发酵乳香味和酥梨特有的香味。

②对研究成品进行感官评价和主要质量指标的营养评价,完成本研究的预定目标


记录者: 孙嘉乐

注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。

   2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。

3.徐州一中综合实践活动(研究性学习)课题研究成果报告

题目:生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

编号:

课题组成员

组长:张梓涵

组员:刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

指导教师:仝童

报告执笔人:  张梓涵

完成时间:2月27日

主导课程:生物学

相关课程:生物学、化学、物理等

(一)书面材料

课题成果:

1) 预期的成果:

1、形成较为成熟的风味发酵乳饮料工艺及配方,并得到实际研究产品。

2、课题小组成员综合实践能力得到充分锻炼,有效拓展和提高了综合素质。

3、课题小组成员有完整的实践过程记录。

2) 课题实际取得的成果:

1、形成相关专业研究论文1篇;

2、形成了可推广的风味发酵乳饮料工艺及配方;

3、通过参与活动,课题组成员的学习能力和试验研究能力得到提高;

4、有完成的试验过程记录3份


参考书目及资料:

1、 乳制品工艺学教材

2、 各类学报、科技杂志等

3、 食品理化分析标准汇编


附录材料(要求提交原始记录)包括:

活动记录表(3)份 访谈表( )份 实验记录( 3 )份(含过程照片)

调查表( )份  测量数据记录( )份 研究论文(1)份

(二)实物材料,如制作的图片,模型,照片,事物样本,音像资料等

编号:1-4   名称: 研究实验准备图片 制作者: 张梓涵

内容: 研究实验设备材料 功能:  展示研究所需材料设备

编号:5-12   名称: 研究实施过程图片 制作者: 张梓涵

内容: 发酵和调配中间过程 功能:  展示研究实施中间过程

编号:13-17 名称: 研究产品检验过程 制作者: 张梓涵

内容: 成品检验过程 功能:  展示产品评定过程


(三)演示课题成果所需要的条件,要求(如特别需要,请说明):

无

4. 生物发酵应用——梨果汁发酵乳饮料的研制

徐州市第一中学高一17班

张梓涵、刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

摘 要:研究以梨果汁及全脂乳粉为主要原料,添加糖、菌种、稳定剂等进行了梨果汁发酵乳饮料的研制。通过单因素和正交试验确定了梨果汁发酵乳饮料的最佳工艺条件:二次加糖添加量8%、酸奶与水料比为1:4,梨果汁添加量为16%,稳定剂CMC添加量为1.5‰。本研究制得的梨果汁发酵乳饮料成品色泽稍呈浅黄色,酸甜适中,口感细腻,具有乳香味和清淡的梨香,达到了国标GB16321《乳酸菌饮料卫生标准》。

关键词:乳饮料;梨果汁;发酵;酸度;

1、前 言

乳酸菌饮料是以乳粉和果蔬汁为主要原料,通过乳酸菌发酵而制得的乳产品[1]。果汁发酵乳饮料因其营养丰富和口味多样化受到消费者的普遍欢迎,由于复原乳经过乳酸发酵含有大量的乳酸菌成分,其乳酸菌可以刺激免疫系统,增强机体的抵抗力,它还具有调节肠道菌群平衡,增加肠道蠕动,维持肠道蠕动,预防结直肠癌的作用[2]。因此特别适合肠道菌群不平衡,便秘的人群。果汁发酵乳饮料品种多样化、功能多样化、口味多样化、价格低廉是当今乳饮料的一种发展趋势。

我国是酥梨生产大国,其具有较高的营养价值和生理功能,但是我国梨进出口销售量却很低,而且我国梨产业的发展还比较单一,主要用于直接食用,很少一部分还用于饮料的制作和药用[3,4]。目前市场上发酵乳品种多,口味迥异,而一种新型风味、营养保健功能的果汁发酵乳饮料的研制与开发是乳制品加工研究的重点之一。资料报道表明,果汁发酵乳饮料的相关研究并不太多,而酥梨风味的发教乳饮料还未见报道[5-7]。本研究以乳粉和酥梨为原料,通过优化酸奶发酵工艺,并破乳添加适量的水料(稳定剂CMC、糖、梨果汁)充分均质后得到成品,不仅含有大量的乳酸菌活菌,同时还含有酥梨的营养成分,既丰富了乳饮料的产品品种,也为酥梨产业的开发利用研究提供了新的思路,具有较好的社会效益和经济效益。

2  材料与方法

2.1材料

2.1.1原材料

酥梨:购于徐州大润发超市。选用无损伤无腐烂优质梨。

菌种:安琪直投式酸奶发酵剂   购自安琪酵母股份有限公司

乳粉:伊利全脂甜奶粉   购于徐州大润发超市

2.1.2试剂

羧甲基纤维素钠(CMC)、 柠檬酸 、 抗坏血酸为食品级

氢氧化钠 、磷酸、95%乙醇、 考马斯亮蓝等试剂均为分析纯

2.1.3仪器与设备

SC-15电热恒温水浴锅              无锡上佳生物科技有限公司;

SYQ-DSX-280B高压蒸汽灭菌锅       上海申安医疗器械厂;

HR7625型 打浆机                  飞利浦有限公司;

AR1140电子天平                   梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;

JM-L50 胶体磨                    温州市一州机械有限公司;

202-3BC型电热恒温培养箱         江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;

菌落总数食品饮料快速检测纸片     南京三爱实业有限公司;

大肠菌群食品卫生快速检测纸片     南京三爱实业有限公司;

UV-7504分光光度计                上海棱光技术有限公司;

2.2方法

2.2.1基本工艺流程

乳粉→复原乳→加热灭菌→冷却

↓

接种→发酵→后熟→搅拌→混合、调配→均质→成品

↑

水料调配 →加热灭菌→冷却

2.2.2酸奶感官评分标准

参照GB19302-2010食品安全国家标准- 发酵乳,根据产品的组织状态、色泽、滋味和气味等进行综合评定[8]。随机选取10人进行感官评分,最后取其总分的平均数为最终分数,酸奶和梨果汁发酵乳饮料感官评分标准分别见表1和表2。

组织状态

(40分)

色泽

(20分)

酸甜度和气味

(40分)

呈凝固状态,无沉淀,无乳清析出(33-40分)

色泽均匀一致,呈乳白色(18-20分)

口感细腻,酸甜适中,具有凝固型酸奶所特有的奶味(33-40分)

有少量的乳清析出,基本凝固均匀,(25-32分)

色泽均一,呈现微黄色(15-17分)

酸味过量,甜度偏低;甜度过量,酸度偏低(25-32分)

乳清析出严重,呈现不凝现象(17-24分)

呈现不正常颜色,严重变色(12-14分)

酸甜口感低,奶味较重(17-24分)

表1  酸奶感官评分标准

表2乳饮料感官评价标准

项 目

评分标准

分值

色泽

均匀一致呈乳白色

15-20

色泽均匀一致稍带黄色

9-14

色泽不均匀,差异比较大

3-8

滋味和气味

酸甜适中,口感细腻,具有淡淡的梨的清香

30-40

偏甜或偏酸,口感一般,具有淡淡的梨的清香

19-29

酸甜不协调,口感难以接受,梨清香微弱或没有,气味异常

8-18

组织状态

呈乳浊状,均匀一致不分层,无气泡

30-40

呈乳浊状,均匀一致,有少量分层,有少量气泡

19-29

分层严重,有大量气泡

8-18

 2.2.3梨果汁发酵乳饮料主要指标检验方法

1、感官指标检验

取适量样品放入50mL烧杯,观察自然光下的组织状态和颜色。闻其气味,用温开水漱口后进行滋味品尝。

2、主要理化指标检验

蛋白质、酸度指标的检验均参照GB5009.46-2003乳与乳制品卫生标准的分析方法进行[9]。

3、微生物指标检验

大肠菌群和乳酸菌的检验参照GB4789-2010食品微生物检验标准中方法进行[10];

3 结果与讨论

3.1酸奶发酵工艺优化实验结果

3.1.1酸奶发酵工艺单因素实验结果

1、蔗糖添加量对酸奶品质的影响

试验取150g复原乳,在菌种接种量1‰、发酵时间7h、发酵温度42℃, 选择糖的添加量分别4%、5%、6%、7%、8%进行发酵试验,考察不同量的糖对酸奶质量的影响,结果如图1所示。

图1 糖添加量对酸奶品质的影响

   从图1可知,酸奶感官评分随着糖含量的增加而增加,呈先增加后降低的趋势。当糖含量为6%时,感官评分最高,糖含量增加,感觉评分下降。在国标中酸奶的酸度值要求大于70,所以综合考虑酸奶中糖的添加量选择6%时最好。

2、发酵温度对酸奶质量的影响

试验取150g复原乳,在菌种接种量1‰、发酵时间7h、糖添加量为5%,选择发酵温度分别为38℃、40℃、42℃、44℃、46℃进行发酵试验,考察不同发酵温度对酸奶质量的影响,结果见图2。

图2 发酵温度对酸奶品质的影响

从图2可知,酸奶感官评分随着发酵温度的增大呈现先升高后降低的趋势,当发酵温度为44℃时,感官评分最高,发酵温度再继续增大,感官得分又降低。这是因为酸奶的酸度值随着发酵温度的增加而升高,但是温度过高则导致酸化过快影响酸奶的口感。在国标中酸奶的酸度值要求大于70,所以综合考虑酸奶的发酵温度为44℃最佳。

3、菌种加入量对酸奶质量的影响

   菌种添加量直接决定酸奶的发酵速度和产品的组织状态。试验取150g复原乳,在发酵时间7h、发酵温度为42℃、糖添加量为5%,选择菌种加入量分别为0.5‰、1‰、1.5‰、2‰、2.5‰进行发酵试验,考察不同量的菌种添加对酸奶品质的影响,结果如图3所示。


图3 菌种添加量对酸奶品质的影响

   由图3可以看出,菌种添加量对酸奶质量的影响是挺大的。菌种量太低,酸奶酸的产率较低,凝乳酸的品质差,而且还会有很多的乳清析出;接种量过高时,会导致酸奶中的酸过度,致使酸奶酸甜比列会严重失衡,口味较差。在国标中酸奶的酸度值要求大于70,所以考虑酸奶的菌种添加量为1‰最佳。

4.发酵时间对酸奶质量的影响

试验取150g复原乳,在菌种加入量为1‰、发酵温度为42℃、糖添加量为5%,选择发酵时间分别为发酵时间分别为6.5h,7h,7.5h,8h,8.5h进行酸奶的发酵试验,考察不同菌种加入量对酸奶质量的影响,结果见图4。


图4 发酵时间对酸奶品质的影响

   从图4可以看出,发酵时间对酸奶的口感有一定的影响,酸度值随着发酵时间的增加而上升,是因为随着时间的增加乳酸菌会过度繁殖导致。在国标中酸奶的酸度值要求大于70,综合考虑酸奶的最佳发酵时间为8h。

5、酸奶正交优化试验

由上述单因素试验可知,糖添加量、菌种添加量、发酵时间和发酵温度均对酸奶产品品质有较大的影响,为了进一步研究这些影响因素之间对酸奶品质的相互影响,通过设计正交试验L9(34)来研究糖添加量、菌种添加量、发酵时间、发酵温度对酸奶品质的交互影响,正交试验结果见表3:

表3 正交试验结果

试验号

A糖添加量/%

B菌种添加量/‰

C发酵时间/h

D发酵温度/℃

感官评分

1

1(5)

1(0.7)

1(7.5)

1(42)

86

2

1

2(1.0)

2(8.0)

2(44)

87

3

1

3(1.3)

3(8.5)

3(46)

90

4

2(6)

1

2

3

92

5

2

2

3

1

90

6

2

3

1

2

85

7

3(7)

1

3

2

83

8

3

2

1

3

78

9

3

3

2

1

80

k1

87.7

87

84.7

85.3


k2

89

85

86.3

85


k3

80.3

85

87.7

86.7


R

8.7

2

3

1.7


由表3可知,影响酸奶品质的因素大小顺序是A>C>B>D,即糖添加量>发酵时间>菌种添加量>发酵温度。根据k因素表可知酸奶优化最佳组合为:A2B1C3D3,即糖添加量为6%,菌种添加量为1‰,发酵时间为7.5h,发酵温度为44℃。

3.2梨果汁发酵乳饮料实验结果

3.2.1梨果汁发酵乳饮料配方优化单因素实验

1、酸奶与水料比对梨果汁发酵乳饮料品质的影响

   试验取梨果汁添加量为12%、稳定剂CMC添加量为2‰、糖添加量为8%、选择酸奶与水料(梨果汁、糖、稳定剂CMC)的比例分别为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6进行酸奶破乳添加水料试验,考察不同酸奶与水料比对梨果汁发酵乳饮料质量的影响,结果见图5。






图5 酸奶与水料比对梨果汁发酵乳饮料的影响

从图5可知,梨果汁发酵乳饮料的感官评分随着酸奶与水料比的增加呈现先升高后降低的趋势,当达到1:3时,得分最高,酸奶与水料比再继续增大,感官评分又降低。这是因为水料的量过大时,无乳香味;水料的量过低时,梨果汁发酵乳饮料乳味过重掩盖了梨的特有香味,而且组织状态比较粘稠[11]。所以酸奶与水料比选择为1:3时最佳。

2、果汁添加量对梨果汁发酵乳饮料品质的影响

梨果汁的添加量直接影响梨果汁发酵乳饮料的风味和口感,因此试验取酸奶与水料(梨果汁、糖、稳定剂CMC)比为1:3、稳定剂CMC添加量为2‰、糖添加量为8%、选择梨果汁添加量分别为4%、8%、12%、16%、20%进行酸奶破乳添加水料试验,考察不同梨果汁添加量对梨果汁发酵乳饮料质量的影响,结果见图6。






图6 梨果汁添加量对梨果汁发酵乳饮料的影响

从图6可知,梨果汁发酵乳饮料的感官评分随着梨果汁添加量的增加而变大,当达到12%时,得分最高,所以梨果汁添加量选择为12%时口感风味最佳。

3、稳定剂CMC添加量对梨果汁发酵乳饮料品质的影响

稳定剂可以防止梨果汁发酵乳饮料出现沉淀的分层的现象,因此试验取酸奶与水料(梨果汁、糖、稳定剂CMC)比为1:3、梨果汁添加量为12%、糖添加量为8%、选择稳定剂添加量分别为0.5‰、1‰、1.5‰、2‰、2.5‰进行酸奶破乳添加水料试验,考察稳定剂CMC添加量的不同对梨果汁发酵乳饮料质量的影响,结果见图7。







图7 稳定剂CMC添加量对梨果汁发酵乳饮料的影响

从图7可知,稳定剂CMC添加量当达到2‰时,感官评分最高,稳定剂CMC添加量再继续增大,感官得分又降低。这是由于稳定剂CMC添加量过小时梨果汁发酵乳饮料会出现沉淀的分层现象,稳定剂CMC添加量过高时梨果汁发酵乳饮料浓度过大,质地不均匀。所以稳定剂CMC添加量选择为2‰时最佳[12]。

4、二次加糖的量对梨果汁发酵乳饮料品质的影响

试验取酸奶与水料(梨果汁、糖、稳定剂CMC)比为1:3、梨果汁添加量为12%、稳定剂CMC添加量为2‰、选择不同糖添加量分别为6%、8%、10%、12%、14%进行酸奶破乳添加水料试验,考察不同糖添加量对梨果汁发酵乳饮料质量的影响,结果见图8。





图8 糖添加量对梨果汁发酵乳饮料的影响

   从图8可知,随着试验中糖添加量的增加,梨果汁发酵乳饮料的感官评分变化不大,本试验选用的糖添加量范围为6%-14%,对梨果汁发酵乳饮料产品口味无明显差异,因此本试验选择糖添加量为8%。

3.2.2 梨果汁发酵乳饮料的正交实验结果

由上述单因素试验可知,酸奶与水料比,梨果汁添加量,稳定剂添加量对产品品质有较大的影响,为了进一步研究这些影响因素之间对梨果汁发酵乳饮料品质的相互影响,通过设计正交试验L9(33)来研究酸奶与水比,梨果汁添加量,稳定剂对发酵乳饮料的交互影响,正交实验因素水平表见表5,正交试验结果见表6:

表4 正交试验结果

试验号

A

酸奶与水料比

B

梨果汁添加量/%

C

稳定剂添加量/‰

感官评分

1

1(1:2)

1(8)

1(1.5)

75

2

1

2(12)

2(2.0)

81

3

1

3(16)

3(2.5)

80

4

2(1:3)

1

2

76

5

2

2

3

73

6

2

3

1

86

7

3(1:4)

1

3

79

8

3

2

1

85

9

3

3

2

83

K1

78.7

76.7

82


K2

78.3

79.7

80


K3

82.3

83

77.3


R

4

6.3

4.7


由表4可知,影响梨果汁发酵乳饮料品质的因素大小顺序是B>C>A,即梨果汁添加量>稳定剂添加量>酸奶与水料比。根据k因素表可知梨果汁发酵乳饮料优化最佳组合为:A3B3C1,即酸奶与水料比为1:4,梨果汁添加量为16%,稳定剂CMC添加量为1.5‰。

3.3梨果汁发酵乳饮料产品主要指标的评定

将最优条件下得到的梨果汁发酵乳饮料成品按照GB16321-2003乳酸菌饮料卫生标准文件要求和方法进行检验,结果见表5。

表5梨果汁发酵乳饮料产品检验结果与标准对照表

检验指标

检验项目

国标中乳酸菌饮料卫生标准数据[13]

梨果汁发酵乳饮料检验数据

比较结果

感官指标

色泽

呈均匀一致的乳白色,稍带微黄或相应的果类色泽。

颜色均匀一致,捎带微黄色

符合

滋味和气味

口感细腻、甜度适中、酸而不涩,具有该乳酸菌饮料应有的滋味和气味,无异味。

酸甜适中,口感细腻,具有淡淡的梨的清香

符合

组织状态

呈乳浊状,均匀一致不分层,允许有少量沉淀,无气泡、无异味。

呈乳液状,均匀一致,无沉淀,无分层,

符合

理化指标

蛋白质

0.7g/100g

1.2g/100g

符合

酸度

20-25°T

23.5°T

符合

微生物指标

大肠菌群

MPN/100mL≤40

MPN/100mL≤30

符合

乳酸菌

≥1×106 CFU/g

1.2×106 CFU/g

符合

4  结论

1、本研究通过单因素和正交实验获得了酸奶的最佳工艺条件为:糖添加量为6%、菌种添加量1‰、发酵时间7.5h、发酵温度44℃;再将酸奶破乳通过单因素实验和正交实验获得梨果汁发酵乳饮料的最佳工艺条件为:梨果汁添加量为16%、二次加糖添加量8%、酸奶与水料比1:4、稳定剂CMC添加量1.5‰。

2、在最佳条件下制备的梨汁发酵乳饮料呈乳白色或微淡黄色,组织均匀,口感细腻,口感甘酸适中,带有淡淡的梨香味和奶味,对其产品感官、理化、微生物检验结果与GB-16321乳酸菌饮料卫生标准数据中的指标比较均达到了国家标准。

5、参考文献

[1]刁治民,于学军.发酵乳的营养价值及保健作用[J].中国乳品工业.1998(10):12-16

[2]高松柏.发酵乳的最新进展[J].中国乳品工业.2004(08):46-49

[3]董忠义,董晓彤.梨的营养与药用功效[J].云南林业.1997(03):25

[4]方成泉,林盛华,李连文.我国梨生产现状及主要对策[J].中国果树,2003(1):47-48

[5]提伟钢,邵士凤,邹佩文.发酵型草莓果汁乳饮料加工工艺研究[J].安徽农业科学.2011(11): 574-576

[6]赵蓓,李锋.发酵型复合果蔬乳饮料的制备工艺研究.食品技术研究.2015,2:131-134

[7]刘花兰,姜竹茂,刘晓.番茄酸乳饮料的生产工艺研究.中国乳品工业.2015,43 (12):41-45

[8]中华人民共和国卫生部.食品安全国家标准- 发酵乳[S].GB19302-2010

[9]中华人民共和国卫生部.乳与乳制品卫生标准的分析方法[S]. GB5009.46-2003

[10]中华人民共和国卫生部.食品微生物检验标准[S]. GB4789-2010

[11]赵蓓,李锋.发酵型复合果蔬乳饮料的制备工艺研究.食品研究与开发.2015,2:131-134

[12]谢继志,肖宏彬.酸奶中乳酸菌数及酸度的检测与评价[J].中国乳品工业.2002(01):22-25

[13]中华人民共和国卫生部. 乳酸菌饮料卫生标准[S]. GB16321-2003


六、研究过程及实物照片



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版权所有:徐州市第一中学

地址:江苏省徐州市夹河前街26号

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综合实践

生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

2026年03月12日 21:29  点击:[]

1.徐州一中综合实践活动(研究性学习)课题实施方案申报表


课题名称

生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

课  题

组  成

员  及

有 关

情 况

姓名

性别

班级

职务

学号

张梓涵

女

高一17

组长


刘雨辰

女

高一18

组员


王淑慧

女

高一17

组员


闫晓晴

女

高一17

组员


孙嘉乐

男

高一17

组员


顾子杨

男

高一17

组员


指导教师

仝童





















课  题

研  究

的  目

的  及

主  要

内  容

1、课题研究目的:

①有助于我们对发酵食品行业发展情况进行了解,获取食品发酵科技前沿信息,拓展生物学习领域;

②培养的课题小组成员的自主学习能力和动手实践能力;

③提高课题小组成员的创新意识、创新思维、创新方法和研究能力;

④通过对生物发酵过程的学习探讨,助力校内生物学及化学课程的学习;

⑤助力生物农业发展,服务地方经济发展。

2、课题研究的主要内容:

①凝固型酸奶生物发酵工艺研究探讨;

②梨果汁风味发酵乳饮料的工艺研究探讨;

③研究成品的品质评定。

研 究

假 设

通过酸奶生产中的微生物(乳酸菌)在发酵过程中的生理特点,选定最佳发酵剂,并探讨最优的发酵工艺及原辅材料的配比,以求获得较高品质的产品,产品应该有良好的风味,较高的营养价值,并基本符合国家相关产品标准的要求

研 究

方 法

1、查阅相关资料,初步确定梨果汁发酵乳饮料的工艺设计:原料乳→预处理→加入甜味剂→加入发酵剂→分装→发酵→后熟破乳→加入梨果汁→稳定剂→调配→均质→成品

2、 实验实施过程中,主要采用单因素实验和正交试验法对工艺进行优化确定

3、采用国标检测方法对成品的主要指标(酸度、蛋白质等)进行评定

研  究

步  骤

(各 阶

段  的

主  要

内  容

和  时

间  安

排)

1、前期准备阶段(1周):

组建课题组共同探讨项目内容,明确项目整体思路,组长分配相关任务,分别查阅资料,在此过程中掌握相应的理论知识。提高协调能力和收集、处理信息的能力。设计实验方案、采购项目所需材料,组长负责联系实践实验场所。

2、实验实施阶段(3周):

课题组全体成员在预先联系好的实践场所进行实验操作,及时记录实验实施过程中的相关数据及图片,发现问题及时探讨,并向家长、老师、及网络等寻求帮助,及时纠偏,逐步顺利完成整个实践过程,以“科研团队互助方式”实现创新研究。

3、汇总总结阶段(2周):

汇总整理并分析实验数据,完成报告,有不足之处,进行补充实验。


成 果

形 式

1、形成成熟的梨果汁发酵乳饮料产品工艺及配方,并得到研究产品。

2、撰写1篇研究梨果汁发酵乳饮料的研究论文。

3、课题小组成员的实践过程记录及过程照片。

论  证

小  组

意  见



论证人签名: 年 月 日


2.徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表

课题题目:生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

编号:

活动时间:1月24日

第 1 次

活动地点:教室

指导教师: 仝童

班级:高一17班

参加活动成员:  

组内: 张梓涵、刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

组外:无

活动内容:

1)目的(解决什么问题):

通过查阅相关资料及邀请相关专业教师辅导,加强相关理论知识的学习,了解酸奶的微生物选用、发酵机理及过程控制,并试验摸索发酵前期的基本过程。

2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量):

查阅资料、集中讨论学习、试验准备(准备实践所需原材料及设备)。

3)过程:

①集中学习查阅相关资料:通过高校网络图书馆资源,查阅了大量相关资料

②设计试验方案(菌种选择、原材料的选取、仪器设备的选用、技术路线的初步确认)

③试验过程的实施:原辅材料的预处理(牛蒡、奶粉、苹果、梨等)

                         菌种的准备(选用成品发酵剂)

                         具体发酵工艺过程的实施

                         放入发酵培养箱进行发酵

4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题)

组内成员均明确了发酵食品的基本发酵机理及发酵过程,并通过具体操作完成了各类产品发酵前期的基本处理过程, 完成了本次活动预定目标,等待下一次活动对结果进行观察及对中间产品进行下一步的处理。                                         记录者: 王淑慧

注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。

   2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。

2.徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表

课题题目:生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

编号:

活动时间:2月4日

第 2 次

活动地点:徐州工业职业技术学院化工学院生物工艺实验室

指导教师: 仝童

班级:高一17班

参加活动成员:  

组内: 张梓涵、刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

组外:无

活动内容:


1)目的(解决什么问题):

观察发酵结果,需要进行中间处理过程的产品进行下一步的操作、分析试验中出现的现象。

2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量):

试验实施:继续进行下一步的实验操作

小组讨论:试验中出现的现象和问题进行讨论分析。

3)过程:

①观察后发酵后的酸奶成品,品尝并评价

②按照试验路线进行风味发酵乳饮料的工艺优化实验

4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题)

①凝固型发酵酸奶成品已出,酸奶色泽乳白稍呈浅灰色,组织状态均匀,口感醇厚,酸甜适中,具有发酵乳香味,完成第一阶段预定目标。

②根据研究技术路线继续进行梨果汁发酵乳饮料的调配和研制



记录者: 刘雨辰

注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。

   2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。

2.徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表

课题题目:生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

编号:

活动时间:2月20日

第3次

活动地点:徐州工业职业技术学院化工学院生物工艺实验室

指导教师: 仝童

班级:高一17班

参加活动成员:  

组内: 张梓涵、刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

组外:无

活动内容:


1)目的(解决什么问题):

完成梨果汁发酵乳饮料的成品研制,根据国标检测方法对研究产品进行主要指标(蛋白质、酸度和乳酸菌总数)的检验,以此确定工艺配方。

2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量):

试验实施:采用国标检测方法对研究产品进行主要指标(蛋白质、酸度和乳酸菌总数)的检验

小组讨论:试验中出现的现象和问题进行讨论分析。

3)过程:

①对工艺优化后得到的成品进行感官评价和主要质量指标的营养评价

②及时记录和整理实验数据,实验现象和实验过程照片

4)结果(得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题)

①得到梨果汁发酵乳饮料成品,色泽乳白,组织状态均匀,,酸甜适中,具有发酵乳香味和酥梨特有的香味。

②对研究成品进行感官评价和主要质量指标的营养评价,完成本研究的预定目标


记录者: 孙嘉乐

注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。

   2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。

3.徐州一中综合实践活动(研究性学习)课题研究成果报告

题目:生物发酵应用——梨果汁风味发酵乳饮料的制作研究

编号:

课题组成员

组长:张梓涵

组员:刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

指导教师:仝童

报告执笔人:  张梓涵

完成时间:2月27日

主导课程:生物学

相关课程:生物学、化学、物理等

(一)书面材料

课题成果:

1) 预期的成果:

1、形成较为成熟的风味发酵乳饮料工艺及配方,并得到实际研究产品。

2、课题小组成员综合实践能力得到充分锻炼,有效拓展和提高了综合素质。

3、课题小组成员有完整的实践过程记录。

2) 课题实际取得的成果:

1、形成相关专业研究论文1篇;

2、形成了可推广的风味发酵乳饮料工艺及配方;

3、通过参与活动,课题组成员的学习能力和试验研究能力得到提高;

4、有完成的试验过程记录3份


参考书目及资料:

1、 乳制品工艺学教材

2、 各类学报、科技杂志等

3、 食品理化分析标准汇编


附录材料(要求提交原始记录)包括:

活动记录表(3)份 访谈表( )份 实验记录( 3 )份(含过程照片)

调查表( )份  测量数据记录( )份 研究论文(1)份

(二)实物材料,如制作的图片,模型,照片,事物样本,音像资料等

编号:1-4   名称: 研究实验准备图片 制作者: 张梓涵

内容: 研究实验设备材料 功能:  展示研究所需材料设备

编号:5-12   名称: 研究实施过程图片 制作者: 张梓涵

内容: 发酵和调配中间过程 功能:  展示研究实施中间过程

编号:13-17 名称: 研究产品检验过程 制作者: 张梓涵

内容: 成品检验过程 功能:  展示产品评定过程


(三)演示课题成果所需要的条件,要求(如特别需要,请说明):

无

4. 生物发酵应用——梨果汁发酵乳饮料的研制

徐州市第一中学高一17班

张梓涵、刘雨辰、王淑慧、闫晓晴、孙嘉乐、顾子杨

摘 要:研究以梨果汁及全脂乳粉为主要原料,添加糖、菌种、稳定剂等进行了梨果汁发酵乳饮料的研制。通过单因素和正交试验确定了梨果汁发酵乳饮料的最佳工艺条件:二次加糖添加量8%、酸奶与水料比为1:4,梨果汁添加量为16%,稳定剂CMC添加量为1.5‰。本研究制得的梨果汁发酵乳饮料成品色泽稍呈浅黄色,酸甜适中,口感细腻,具有乳香味和清淡的梨香,达到了国标GB16321《乳酸菌饮料卫生标准》。

关键词:乳饮料;梨果汁;发酵;酸度;

1、前 言

乳酸菌饮料是以乳粉和果蔬汁为主要原料,通过乳酸菌发酵而制得的乳产品[1]。果汁发酵乳饮料因其营养丰富和口味多样化受到消费者的普遍欢迎,由于复原乳经过乳酸发酵含有大量的乳酸菌成分,其乳酸菌可以刺激免疫系统,增强机体的抵抗力,它还具有调节肠道菌群平衡,增加肠道蠕动,维持肠道蠕动,预防结直肠癌的作用[2]。因此特别适合肠道菌群不平衡,便秘的人群。果汁发酵乳饮料品种多样化、功能多样化、口味多样化、价格低廉是当今乳饮料的一种发展趋势。

我国是酥梨生产大国,其具有较高的营养价值和生理功能,但是我国梨进出口销售量却很低,而且我国梨产业的发展还比较单一,主要用于直接食用,很少一部分还用于饮料的制作和药用[3,4]。目前市场上发酵乳品种多,口味迥异,而一种新型风味、营养保健功能的果汁发酵乳饮料的研制与开发是乳制品加工研究的重点之一。资料报道表明,果汁发酵乳饮料的相关研究并不太多,而酥梨风味的发教乳饮料还未见报道[5-7]。本研究以乳粉和酥梨为原料,通过优化酸奶发酵工艺,并破乳添加适量的水料(稳定剂CMC、糖、梨果汁)充分均质后得到成品,不仅含有大量的乳酸菌活菌,同时还含有酥梨的营养成分,既丰富了乳饮料的产品品种,也为酥梨产业的开发利用研究提供了新的思路,具有较好的社会效益和经济效益。

2  材料与方法

2.1材料

2.1.1原材料

酥梨:购于徐州大润发超市。选用无损伤无腐烂优质梨。

菌种:安琪直投式酸奶发酵剂   购自安琪酵母股份有限公司

乳粉:伊利全脂甜奶粉   购于徐州大润发超市

2.1.2试剂

羧甲基纤维素钠(CMC)、 柠檬酸 、 抗坏血酸为食品级

氢氧化钠 、磷酸、95%乙醇、 考马斯亮蓝等试剂均为分析纯

2.1.3仪器与设备

SC-15电热恒温水浴锅              无锡上佳生物科技有限公司;

SYQ-DSX-280B高压蒸汽灭菌锅       上海申安医疗器械厂;

HR7625型 打浆机                  飞利浦有限公司;

AR1140电子天平                   梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;

JM-L50 胶体磨                    温州市一州机械有限公司;

202-3BC型电热恒温培养箱         江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司;

菌落总数食品饮料快速检测纸片     南京三爱实业有限公司;

大肠菌群食品卫生快速检测纸片     南京三爱实业有限公司;

UV-7504分光光度计                上海棱光技术有限公司;

2.2方法

2.2.1基本工艺流程

乳粉→复原乳→加热灭菌→冷却

↓

接种→发酵→后熟→搅拌→混合、调配→均质→成品

↑

水料调配 →加热灭菌→冷却

2.2.2酸奶感官评分标准

参照GB19302-2010食品安全国家标准- 发酵乳,根据产品的组织状态、色泽、滋味和气味等进行综合评定[8]。随机选取10人进行感官评分,最后取其总分的平均数为最终分数,酸奶和梨果汁发酵乳饮料感官评分标准分别见表1和表2。

组织状态

(40分)

色泽

(20分)

酸甜度和气味

(40分)

呈凝固状态,无沉淀,无乳清析出(33-40分)

色泽均匀一致,呈乳白色(18-20分)

口感细腻,酸甜适中,具有凝固型酸奶所特有的奶味(33-40分)

有少量的乳清析出,基本凝固均匀,(25-32分)

色泽均一,呈现微黄色(15-17分)

酸味过量,甜度偏低;甜度过量,酸度偏低(25-32分)

乳清析出严重,呈现不凝现象(17-24分)

呈现不正常颜色,严重变色(12-14分)

酸甜口感低,奶味较重(17-24分)

表1  酸奶感官评分标准

表2乳饮料感官评价标准

项 目

评分标准

分值

色泽

均匀一致呈乳白色

15-20

色泽均匀一致稍带黄色

9-14

色泽不均匀,差异比较大

3-8

滋味和气味

酸甜适中,口感细腻,具有淡淡的梨的清香

30-40

偏甜或偏酸,口感一般,具有淡淡的梨的清香

19-29

酸甜不协调,口感难以接受,梨清香微弱或没有,气味异常

8-18

组织状态

呈乳浊状,均匀一致不分层,无气泡

30-40

呈乳浊状,均匀一致,有少量分层,有少量气泡

19-29

分层严重,有大量气泡

8-18

 2.2.3梨果汁发酵乳饮料主要指标检验方法

1、感官指标检验

取适量样品放入50mL烧杯,观察自然光下的组织状态和颜色。闻其气味,用温开水漱口后进行滋味品尝。

2、主要理化指标检验

蛋白质、酸度指标的检验均参照GB5009.46-2003乳与乳制品卫生标准的分析方法进行[9]。

3、微生物指标检验

大肠菌群和乳酸菌的检验参照GB4789-2010食品微生物检验标准中方法进行[10];

3 结果与讨论

3.1酸奶发酵工艺优化实验结果

3.1.1酸奶发酵工艺单因素实验结果

1、蔗糖添加量对酸奶品质的影响

试验取150g复原乳,在菌种接种量1‰、发酵时间7h、发酵温度42℃, 选择糖的添加量分别4%、5%、6%、7%、8%进行发酵试验,考察不同量的糖对酸奶质量的影响,结果如图1所示。

图1 糖添加量对酸奶品质的影响

   从图1可知,酸奶感官评分随着糖含量的增加而增加,呈先增加后降低的趋势。当糖含量为6%时,感官评分最高,糖含量增加,感觉评分下降。在国标中酸奶的酸度值要求大于70,所以综合考虑酸奶中糖的添加量选择6%时最好。

2、发酵温度对酸奶质量的影响

试验取150g复原乳,在菌种接种量1‰、发酵时间7h、糖添加量为5%,选择发酵温度分别为38℃、40℃、42℃、44℃、46℃进行发酵试验,考察不同发酵温度对酸奶质量的影响,结果见图2。

图2 发酵温度对酸奶品质的影响

从图2可知,酸奶感官评分随着发酵温度的增大呈现先升高后降低的趋势,当发酵温度为44℃时,感官评分最高,发酵温度再继续增大,感官得分又降低。这是因为酸奶的酸度值随着发酵温度的增加而升高,但是温度过高则导致酸化过快影响酸奶的口感。在国标中酸奶的酸度值要求大于70,所以综合考虑酸奶的发酵温度为44℃最佳。

3、菌种加入量对酸奶质量的影响

   菌种添加量直接决定酸奶的发酵速度和产品的组织状态。试验取150g复原乳,在发酵时间7h、发酵温度为42℃、糖添加量为5%,选择菌种加入量分别为0.5‰、1‰、1.5‰、2‰、2.5‰进行发酵试验,考察不同量的菌种添加对酸奶品质的影响,结果如图3所示。


图3 菌种添加量对酸奶品质的影响

   由图3可以看出,菌种添加量对酸奶质量的影响是挺大的。菌种量太低,酸奶酸的产率较低,凝乳酸的品质差,而且还会有很多的乳清析出;接种量过高时,会导致酸奶中的酸过度,致使酸奶酸甜比列会严重失衡,口味较差。在国标中酸奶的酸度值要求大于70,所以考虑酸奶的菌种添加量为1‰最佳。

4.发酵时间对酸奶质量的影响

试验取150g复原乳,在菌种加入量为1‰、发酵温度为42℃、糖添加量为5%,选择发酵时间分别为发酵时间分别为6.5h,7h,7.5h,8h,8.5h进行酸奶的发酵试验,考察不同菌种加入量对酸奶质量的影响,结果见图4。


图4 发酵时间对酸奶品质的影响

   从图4可以看出,发酵时间对酸奶的口感有一定的影响,酸度值随着发酵时间的增加而上升,是因为随着时间的增加乳酸菌会过度繁殖导致。在国标中酸奶的酸度值要求大于70,综合考虑酸奶的最佳发酵时间为8h。

5、酸奶正交优化试验

由上述单因素试验可知,糖添加量、菌种添加量、发酵时间和发酵温度均对酸奶产品品质有较大的影响,为了进一步研究这些影响因素之间对酸奶品质的相互影响,通过设计正交试验L9(34)来研究糖添加量、菌种添加量、发酵时间、发酵温度对酸奶品质的交互影响,正交试验结果见表3:

表3 正交试验结果

试验号

A糖添加量/%

B菌种添加量/‰

C发酵时间/h

D发酵温度/℃

感官评分

1

1(5)

1(0.7)

1(7.5)

1(42)

86

2

1

2(1.0)

2(8.0)

2(44)

87

3

1

3(1.3)

3(8.5)

3(46)

90

4

2(6)

1

2

3

92

5

2

2

3

1

90

6

2

3

1

2

85

7

3(7)

1

3

2

83

8

3

2

1

3

78

9

3

3

2

1

80

k1

87.7

87

84.7

85.3


k2

89

85

86.3

85


k3

80.3

85

87.7

86.7


R

8.7

2

3

1.7


由表3可知,影响酸奶品质的因素大小顺序是A>C>B>D,即糖添加量>发酵时间>菌种添加量>发酵温度。根据k因素表可知酸奶优化最佳组合为:A2B1C3D3,即糖添加量为6%,菌种添加量为1‰,发酵时间为7.5h,发酵温度为44℃。

3.2梨果汁发酵乳饮料实验结果

3.2.1梨果汁发酵乳饮料配方优化单因素实验

1、酸奶与水料比对梨果汁发酵乳饮料品质的影响

   试验取梨果汁添加量为12%、稳定剂CMC添加量为2‰、糖添加量为8%、选择酸奶与水料(梨果汁、糖、稳定剂CMC)的比例分别为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6进行酸奶破乳添加水料试验,考察不同酸奶与水料比对梨果汁发酵乳饮料质量的影响,结果见图5。






图5 酸奶与水料比对梨果汁发酵乳饮料的影响

从图5可知,梨果汁发酵乳饮料的感官评分随着酸奶与水料比的增加呈现先升高后降低的趋势,当达到1:3时,得分最高,酸奶与水料比再继续增大,感官评分又降低。这是因为水料的量过大时,无乳香味;水料的量过低时,梨果汁发酵乳饮料乳味过重掩盖了梨的特有香味,而且组织状态比较粘稠[11]。所以酸奶与水料比选择为1:3时最佳。

2、果汁添加量对梨果汁发酵乳饮料品质的影响

梨果汁的添加量直接影响梨果汁发酵乳饮料的风味和口感,因此试验取酸奶与水料(梨果汁、糖、稳定剂CMC)比为1:3、稳定剂CMC添加量为2‰、糖添加量为8%、选择梨果汁添加量分别为4%、8%、12%、16%、20%进行酸奶破乳添加水料试验,考察不同梨果汁添加量对梨果汁发酵乳饮料质量的影响,结果见图6。






图6 梨果汁添加量对梨果汁发酵乳饮料的影响

从图6可知,梨果汁发酵乳饮料的感官评分随着梨果汁添加量的增加而变大,当达到12%时,得分最高,所以梨果汁添加量选择为12%时口感风味最佳。

3、稳定剂CMC添加量对梨果汁发酵乳饮料品质的影响

稳定剂可以防止梨果汁发酵乳饮料出现沉淀的分层的现象,因此试验取酸奶与水料(梨果汁、糖、稳定剂CMC)比为1:3、梨果汁添加量为12%、糖添加量为8%、选择稳定剂添加量分别为0.5‰、1‰、1.5‰、2‰、2.5‰进行酸奶破乳添加水料试验,考察稳定剂CMC添加量的不同对梨果汁发酵乳饮料质量的影响,结果见图7。







图7 稳定剂CMC添加量对梨果汁发酵乳饮料的影响

从图7可知,稳定剂CMC添加量当达到2‰时,感官评分最高,稳定剂CMC添加量再继续增大,感官得分又降低。这是由于稳定剂CMC添加量过小时梨果汁发酵乳饮料会出现沉淀的分层现象,稳定剂CMC添加量过高时梨果汁发酵乳饮料浓度过大,质地不均匀。所以稳定剂CMC添加量选择为2‰时最佳[12]。

4、二次加糖的量对梨果汁发酵乳饮料品质的影响

试验取酸奶与水料(梨果汁、糖、稳定剂CMC)比为1:3、梨果汁添加量为12%、稳定剂CMC添加量为2‰、选择不同糖添加量分别为6%、8%、10%、12%、14%进行酸奶破乳添加水料试验,考察不同糖添加量对梨果汁发酵乳饮料质量的影响,结果见图8。





图8 糖添加量对梨果汁发酵乳饮料的影响

   从图8可知,随着试验中糖添加量的增加,梨果汁发酵乳饮料的感官评分变化不大,本试验选用的糖添加量范围为6%-14%,对梨果汁发酵乳饮料产品口味无明显差异,因此本试验选择糖添加量为8%。

3.2.2 梨果汁发酵乳饮料的正交实验结果

由上述单因素试验可知,酸奶与水料比,梨果汁添加量,稳定剂添加量对产品品质有较大的影响,为了进一步研究这些影响因素之间对梨果汁发酵乳饮料品质的相互影响,通过设计正交试验L9(33)来研究酸奶与水比,梨果汁添加量,稳定剂对发酵乳饮料的交互影响,正交实验因素水平表见表5,正交试验结果见表6:

表4 正交试验结果

试验号

A

酸奶与水料比

B

梨果汁添加量/%

C

稳定剂添加量/‰

感官评分

1

1(1:2)

1(8)

1(1.5)

75

2

1

2(12)

2(2.0)

81

3

1

3(16)

3(2.5)

80

4

2(1:3)

1

2

76

5

2

2

3

73

6

2

3

1

86

7

3(1:4)

1

3

79

8

3

2

1

85

9

3

3

2

83

K1

78.7

76.7

82


K2

78.3

79.7

80


K3

82.3

83

77.3


R

4

6.3

4.7


由表4可知,影响梨果汁发酵乳饮料品质的因素大小顺序是B>C>A,即梨果汁添加量>稳定剂添加量>酸奶与水料比。根据k因素表可知梨果汁发酵乳饮料优化最佳组合为:A3B3C1,即酸奶与水料比为1:4,梨果汁添加量为16%,稳定剂CMC添加量为1.5‰。

3.3梨果汁发酵乳饮料产品主要指标的评定

将最优条件下得到的梨果汁发酵乳饮料成品按照GB16321-2003乳酸菌饮料卫生标准文件要求和方法进行检验,结果见表5。

表5梨果汁发酵乳饮料产品检验结果与标准对照表

检验指标

检验项目

国标中乳酸菌饮料卫生标准数据[13]

梨果汁发酵乳饮料检验数据

比较结果

感官指标

色泽

呈均匀一致的乳白色,稍带微黄或相应的果类色泽。

颜色均匀一致,捎带微黄色

符合

滋味和气味

口感细腻、甜度适中、酸而不涩,具有该乳酸菌饮料应有的滋味和气味,无异味。

酸甜适中,口感细腻,具有淡淡的梨的清香

符合

组织状态

呈乳浊状,均匀一致不分层,允许有少量沉淀,无气泡、无异味。

呈乳液状,均匀一致,无沉淀,无分层,

符合

理化指标

蛋白质

0.7g/100g

1.2g/100g

符合

酸度

20-25°T

23.5°T

符合

微生物指标

大肠菌群

MPN/100mL≤40

MPN/100mL≤30

符合

乳酸菌

≥1×106 CFU/g

1.2×106 CFU/g

符合

4  结论

1、本研究通过单因素和正交实验获得了酸奶的最佳工艺条件为:糖添加量为6%、菌种添加量1‰、发酵时间7.5h、发酵温度44℃;再将酸奶破乳通过单因素实验和正交实验获得梨果汁发酵乳饮料的最佳工艺条件为:梨果汁添加量为16%、二次加糖添加量8%、酸奶与水料比1:4、稳定剂CMC添加量1.5‰。

2、在最佳条件下制备的梨汁发酵乳饮料呈乳白色或微淡黄色,组织均匀,口感细腻,口感甘酸适中,带有淡淡的梨香味和奶味,对其产品感官、理化、微生物检验结果与GB-16321乳酸菌饮料卫生标准数据中的指标比较均达到了国家标准。

5、参考文献

[1]刁治民,于学军.发酵乳的营养价值及保健作用[J].中国乳品工业.1998(10):12-16

[2]高松柏.发酵乳的最新进展[J].中国乳品工业.2004(08):46-49

[3]董忠义,董晓彤.梨的营养与药用功效[J].云南林业.1997(03):25

[4]方成泉,林盛华,李连文.我国梨生产现状及主要对策[J].中国果树,2003(1):47-48

[5]提伟钢,邵士凤,邹佩文.发酵型草莓果汁乳饮料加工工艺研究[J].安徽农业科学.2011(11): 574-576

[6]赵蓓,李锋.发酵型复合果蔬乳饮料的制备工艺研究.食品技术研究.2015,2:131-134

[7]刘花兰,姜竹茂,刘晓.番茄酸乳饮料的生产工艺研究.中国乳品工业.2015,43 (12):41-45

[8]中华人民共和国卫生部.食品安全国家标准- 发酵乳[S].GB19302-2010

[9]中华人民共和国卫生部.乳与乳制品卫生标准的分析方法[S]. GB5009.46-2003

[10]中华人民共和国卫生部.食品微生物检验标准[S]. GB4789-2010

[11]赵蓓,李锋.发酵型复合果蔬乳饮料的制备工艺研究.食品研究与开发.2015,2:131-134

[12]谢继志,肖宏彬.酸奶中乳酸菌数及酸度的检测与评价[J].中国乳品工业.2002(01):22-25

[13]中华人民共和国卫生部. 乳酸菌饮料卫生标准[S]. GB16321-2003


六、研究过程及实物照片



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