综合实践
牛蒡活性乳酸菌饮料的研制
[日期：2025-03-18] 来源：
作者：
牛蒡活性乳酸菌饮料的研制
杨文旭、唐文谦、刘储瑞、姚鼎昊、陈锦彤、朱雨桐、李玥莹、姜子扬、韩晓萱
指导教师：李培青、张雪松
摘要：
本课题以牛蒡和脱脂乳为原料，发酵并调配活性乳酸菌饮料，对酸奶发酵条件、乳
酸菌饮料稳定剂、酸味剂、甜味剂、调配工艺等进行了研究，确定了最佳生产工艺：
1
、酸奶发酵条件：加糖量
5%
，接种量
0.2%
，发酵时间
6h
。
2
、以
CMC+
黄原胶复合稳定剂为产品的稳定剂，柠檬酸为酸味剂。
3
、活性乳酸菌饮料调配条件：牛蒡汁添加量
18%
，加糖量
8%
，柠檬酸用量
0.4%
，稳定剂
用量
0.3%
，制得的产品具有良好的感官品质。
关键词：
酸奶，活性，乳酸菌
牛蒡原产中国，两年生草本植物，药食两用。牛蒡富含菊糖，纤维素，蛋白质，钙，磷，
铁等人体所需要的多种矿物质、氨基酸，其中所含胡萝卜素比胡萝卜高 280 倍。
活性乳酸菌饮料是经过活乳酸菌发酵并调制而成的一种乳制品，因其滋味独特、酸甜适宜，
且对人体健康十分有利，研制、开发适合各年龄段人群需要营养、保健、休闲为一体的活性乳
酸菌乳饮料具有十分广泛的市场前景。
1 实验材料
新鲜牛蒡、伊利脱脂乳粉、光明全脂乳粉、发酵菌种（佰生优直投式发酵剂）、紫云英蜂蜜、
淀粉、抗坏血酸、柠檬酸等。
2 实验方法
2.1 工艺流程
牛蒡汁的制取：牛蒡→挑选→清洗→去皮→护色→破碎→压榨→澄清→过滤→牛蒡汁备用
发酵乳制备：复原奶→调配混合→杀菌→冷却→接种→装瓶（罐）→发酵→冷藏→成品。
↑
白砂糖、稳定剂
乳酸菌饮料调配：发酵乳、牛蒡汁、糖、稳定剂混合→搅拌→调酸→杀菌→冷却→灌装
2.2 操作方法及要点
2.2.1 原料的选择与清洗
选取新鲜无病虫害，无腐烂杂质，无糠心的牛蒡，彻底清洗。
2.2.2 牛蒡去杂、刮皮、切片
将牛蒡缨部和尾部过细的部分去掉，刮净牛蒡表皮，切片厚度控制为
2cm~3cm
左右。此时
需要注意牛蒡的氧化，制备并使用护色液。
2.2.3 预煮、打浆
切好片的牛蒡预煮，加入适量护色剂，煮开后迅速冷却，倒入榨汁机榨汁，灭过菌的纱布
上过滤并挤出汁。
2.2.4 静置、过滤
制备好的牛蒡汁中加入
0.02%
明胶搅拌均匀，低温下静置一段时间澄清，灭菌纱布过滤，
得牛蒡汁清液，冷藏备用。
2.2.5 发酵乳原料调配
按
15g
奶粉加入
90mL
温热水的比例将奶粉溶解，加入
3%
的改性淀粉作为稳定剂，一定量
砂糖，进行调配、混匀。
2.2.6 杀菌
上述混合料于
95
℃恒温水浴杀菌
15min
，杀菌后的奶液迅速冷却至
42
℃。另外将酸奶发酵
瓶灭菌备用。
2.2.7 接种
向调配好的乳液中加入酸奶发酵剂（直投式发酵剂，主要包含保加利亚乳杆菌，植物乳酸
菌和干酪乳酸菌等)，恒温培养箱进行 42℃恒温发酵 6h 停止发酵。
2.2.8 酸奶后熟与冷藏
发酵好的酸奶立即置于 4℃冰箱中冷藏后熟 12h～24h，防止产酸过度，使酸乳逐渐凝固成
光洁细腻的组织形态，促进酸奶香味物质的形成，完善酸奶风味。
2.2.9 配料
牛蒡汁、稳定剂、白砂糖、酸度剂按比例要求进行混合，并使其充分溶解。
2.2.10 稳定剂的处理
稳定剂与砂糖干混后用
60
～
70
℃热水溶解，后加热到
95
℃并保持
15min
，冷却至
45
℃与发
酵乳混合，搅拌均匀。
2.2.11 料液混合
发酵乳搅拌均匀后，边搅拌边缓慢加至冷却好的牛蒡汁中，使之与酸乳充分混合。调酸时
酸液保持在喷雾状缓缓加入，加速搅拌，防止出现局部絮凝。
2.2.12 灌装
该产品未经杀菌，系活菌型产品，在 2～10℃冷藏条件下，无菌灌装。其保存期较短。
3 实验结果与讨论
3.1 砂糖最佳添加量的选择
图 1 加糖量对酸奶品质的影响
在复原乳中分别添加
1%
、
2%
、
3%
、
4%
、
5%
的白砂糖，进行发酵，成品经感官评分，得到
图
1
所示结果。感官评分在糖添加量
5%
的时候较低，添加量
4%
时感官品质最好。因此，砂糖
最佳添加量选择为
4%
。
3.2 发酵剂添加量对成品品质的影响
图 2 发酵剂接种量对酸奶品质的影响
分别以 0.1%、0.12%、0.15%、0.17%、0.2%接种量添加发酵剂进行发酵，产品经感官评分，
得到如图 2 所示结果：当发酵剂的添加量为 0.12%时，产品的感官评分较低，添加量增大到
0.15%～0.17%的时候，感官评分增大，发酵剂添加量再增加，感官评分反而降低。这是由于发
酵剂添加过多使得产品析出太多乳清，影响的产品品质。因此，最佳发酵剂添加量选择为 0.17%。
3.3 最佳发酵时间的选择
分别在发酵6h、6.5h、7h、7.5h、8h时结束发酵，对成品进行感官评定，得到图3所示结果。
图 3 发酵时间对酸奶品质的影响
当产品发酵时间为6h时，凝乳状态差，6.5h和7h时感官评分一般，当达到7.5h时，感官评
分达到最高，随后再随着发酵时间的增加，感官评分降低。最佳发酵时间的选择为7.5h。
3.4 发酵温度的选择
43℃、44℃、45℃、46℃、47℃发酵，对产品进行感官评定，得到图 4，当产品发酵温度为
43℃时，产品的感官评分较低，而随着温度的升高感官评分也随之升高，达到 45℃时感官评分
最高，之后感官评分降低，因此最适宜的发酵温度应该是 45℃。
图 4 发酵温度对酸奶品质的影响
3.5 稳定剂的选用
牛乳中含有蛋白质，其中 80%是酪蛋白，其等电点约在 pH4.6 左右，当乳饮料的 pH 值降到
这个范围附近时，酪蛋白即会因失去同性电荷斥力凝聚成大分子而沉淀，此外，酪蛋白的溶解
分散性也显著受盐类浓度的影响，一般在低浓度的重型盐类中容易溶解，但盐类浓度高则溶解
度下降，也容易产生凝聚沉淀
[13]
，所以必须添加稳定剂来调节乳饮料的稳定性。
稳定剂对乳酸菌饮料的口味和稳定性影响很大，本研究以酸调法制作乳酸菌饮料添加稳定
剂
[14]
，对常用的稳定剂（CMC-Na、明胶、黄原胶、琼脂等进行了筛选，选择各种稳定剂浓度均
为0.3%，用温水溶解后加到奶液中，其使用效果如表1。
表1 稳定剂使用效果
序号
稳定剂
添加量%
稳定情况
1
琼脂
0.3
2 天后分层
2
CMC
0.3
4 天后分层
3
明胶
0.3
3 天后分层
4
黄原胶
0.3
3 天后分层
5
CMC+琼脂
0.15+0.15
1 天后分层
6
CMC+明胶
0.15+0.15
1 天后分层
7
CMC+黄原胶
0.15+0.15
10 天后较均一
3.6 酸味剂的选用
为了改善乳酸菌饮料的口味，需要添加糖和酸对糖酸比进行调整，以适应人们对口味的要
求。酸度不论是食品原有的成分，外加的或发酵后形成的，都有抑制微生物生长的作用，对于
含酸量不高的食品，需要在腐败前迅速加酸或促使发酵产酸，否则有害微生物将大量繁殖
[12]
。
糖与乳蛋白粒子具有较好的亲和性
[16]
，能提高乳蛋白在饮料中的稳定性，发酵生成的酸不能满
足制品的酸度时，可以加酸，酸味剂种类与酸量的选择也是有差别的。在稳定剂和甜味剂与发
酵乳混合均匀的基础上，使用不同的酸调合酸度，试验使用不同的酸调合酸度，使最终pH为3.9～
4.1，其结果见表2。
表2 酸味剂筛选试验（感官评分）
pH 值
柠檬酸
乳酸
柠檬酸+酒石酸
（2：1）
柠檬酸+乳酸+酒石酸
（3：2：2）
3.9
92
79
90
87
4.0
93
85
87
89
4.1
92
87
89
84
从上述结果可以看出，柠檬酸单独使用口感最好，产品酸甜适中，酸味柔和、协调、口味
清凉爽口，故以后的产品均选用此混合酸调酸至pH为4.0左右，此时成品的酸度在0.4％～0.5％
范围内。
3.7 甜味剂的选用
甜度是饮料的基本指标，甜味剂可以使饮料具有合适的感觉，发酵乳饮料中常用的甜味剂
通常为白砂糖，其质量好坏直接影响产品质量，通常质量较差的砂糖会导致饮料沉淀物、悬浮
物及异味等，还可能在酸乳饮料装瓶时出现大量泡沫。本试验采用白砂糖为甜味剂
[17]
。探讨其
用量对饮品品质的影响，根据感官评价，得到图5所示结果。
图5 糖添加量对乳酸菌饮料品质的影响
结果表明，在砂糖添加量为 10%时，乳酸菌饮料获得最高的感官评分，因此选用糖的添加
量 10%。
4 结论
4.1 酸奶发酵条件确定为：
蔗糖的添加量为 4%，发酵剂的添加量为 0.17%，发酵时间为 7.5h，发酵温度为 43℃，发酵
温度 45℃；
4.2 选定 CMC+黄原胶为乳酸菌饮品的稳定剂；
4.3 选定柠檬酸为酸味剂；
4.4 牛蒡汁乳酸菌饮料的配方为：牛蒡汁的添加量为 18%，加糖量为 10%，柠檬酸用量为 0.4%，
稳定剂用量 0.3%。制得的产品具有良好的感官品质。
参考文献：
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- 附件【2课题实施方案申报表（开题报告）.doc】
- 附件【3活动记录表.doc】
- 附件【6实验记录.doc】
- 附件【4研究性学习成果报告.pdf】
- 附件【7研究日记及体会.doc】
- 附件【8研究论文.pdf】
- 附件【9研究过程及实物照片.doc】
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