小球藻發酵飲料加工工藝*

龐庭才，胡上英，林美芳，羅美枝

1(欽州學院海洋學院，廣西 欽州，535099)

2(欽州學院物理與電子工程學院，廣西欽州，535099)

小球藻屬于綠藻門小球藻科，細胞呈球形或橢圓形的單細胞綠藻［1］。小球藻營養成分豐富，其含有的蛋白質、脂類、多糖、維生素等成分均具有增強免疫力、抗腫瘤、抗輻射、降血壓、降血脂等保健和藥理作用［2-8］。

目前國內藻類保健食品主要以藻片、藻粉為主，存在著難服用、腥味重、消化吸收率低等缺點，廣大消費者更習慣于把它當成藥品。本文以小球藻粉為原料，采用自然發酵的方法通過制備小球藻發酵液，經調配制備出風味清新的小球藻發酵飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小球藻粉，福清市新大澤螺旋藻有限公司;酵母粉，安琪酵母股份有限公司;白糖，湛江市金豐糖業有限公司;蜂蜜，北京百花蜂蜜有限公司;食品級檸檬酸，濰坊英軒實業有限公司。

EL204分析天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;EL20酸度計，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;HH-4數顯恒溫水浴鍋，金壇科析儀器有限公司;H-1850臺式離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司;MH-250恒溫振蕩培養箱，北京科偉永興儀器有限公司。

1.2 工藝流程

小球藻粉(已破壁)→預處理→發酵→離心→調配→灌裝→殺菌→檢驗→成品

1.3 操作要點

1.3.1 預處理

稱量小球藻粉100 g，按料水比為1∶20(g∶mL)，攪拌均勻，置于60℃熱水中水浴1 h，并不斷攪拌。

1.3.2 脫腥

采用活性炭吸附法、酶解法、掩蓋法、酵母發酵法對小球藻提取液進行脫腥，選擇脫腥效果最好的方法。

1.3.2.1 活性炭吸附法

取100 mL小球藻提取液，添加0.2%活性炭并攪拌加熱至60℃或不加熱但攪拌40 min，過濾，對其進行脫腥效果評價。

1.3.2.2 酶解法

取100 mL小球藻提取液，調節pH至5.6左右，添加2.5 g木瓜蛋白酶，在40℃水浴中保持2 h后，加熱至90℃，保持2～3 min，離心，對其進行脫腥效果評價。

1.3.2.3 掩蓋法

取100 mL小球藻提取液，添加8%白砂糖、1%薄荷香精、0.2%檸檬酸，1.5%NaCl，攪拌后過濾，對其進行脫腥效果評價。

1.3.2.4 酵母發酵法

(1)取100 mL制備好的5%小球藻提取液，添加6 g甜酒酵母、8 g白糖，在28℃下發酵9 h，離心殺菌后，對其進行脫腥效果評價。

(2)取100 mL制備好的5%小球藻提取液，添加6 g乳酸菌、8 g白糖，在28℃下發酵9 h，離心殺菌后，對其進行脫腥效果評價。

1.3.3 離心

將脫腥后小球藻提取液以5 000 r/min離心10 min，即可獲得澄清的黃綠色的小球藻提取液。

1.3.4 發酵脫腥單因素試驗

1.3.4.1 時間對發酵脫腥效果的影響

取100 mL小球藻提取液，加入8 g白糖，攪拌均勻，滅菌冷卻后，接種6 g甜酒，于28℃分別發酵7、8、9、10、11 h。

1.3.4.2 酵母菌接種量對發酵脫腥效果的影響

取100 mL小球藻提取液，加入8 g白糖，攪拌均勻，滅菌冷卻后，分別加入 2、3、4、5、6 g 甜酒酵母，于28℃分別發酵9 h。

1.3.4.3 加糖量對發酵脫腥效果的影響

取100 mL 小球藻提取液，分別加入5、6、7、8、9 g白糖，攪拌均勻，滅菌冷卻后，各接種6 g甜酒酵母，于28℃分別發酵9 h。

1.3.4.4 溫度對發酵脫腥效果的影響

取100 mL小球藻提取液，加入8 g白糖，攪拌均勻，滅菌冷卻后，接種6 g甜酒酵母，分別于22、25、28、31、34 ℃發酵 9 h。

1.3.5 發酵脫腥正交試驗與感官評價標準

在單因素試驗結果的基礎上，選擇加糖量、發酵時間、酵母菌接種量、發酵溫度作為考察因素，進行L9(34)正交試驗(見表1)，選擇30人根據感官評價標準(見表2)對樣品進行評分，以確定脫腥條件。

表1 發酵脫腥正交試驗水平表Table 1 Fermentation deodorization orthogonal factor level table

表2 發酵液感官評價標準Table 2 Fermented liquid sensory evaluate standard

1.3.6 飲料調配正交試驗與感官評價標準

在前人研究藻類飲料的基礎上［9-10］，選擇飲料調配輔料為白糖、蜂蜜、檸檬酸，因此以白糖(A)、蜂蜜(B)、檸檬酸(C)、小球藻發酵液(D)為考察因素，設計L9(34)正交試驗(見表3)，選擇30人根據感官評價標準(見表4)對樣品評分，以確定飲料配方。

表3 飲料配方正交試驗水平表Table 3 Beverage formula orthogonal factor level table

表4 飲料配方感官評價標準Table 4 Beverage formula sensory evaluate standard

1.3.7 灌裝與殺菌

利用灌裝設備將調配好的小球藻發酵液裝瓶(100 mL/瓶)，置于90℃滅菌15 min，冷卻即可。

1.3.8 檢測

將制備好的小球藻發酵飲料，按國家檢測標準［10-18］測定其微生物指標和理化指標(見表5)。

表5 小球藻發酵飲料檢測指標Table 5 Chlorella fermented beverage measurements

2 結果與分析

2.1 脫腥試驗

從小球藻提取液的氣味、顏色、味道3個方面進行脫腥效果評價。從表6中可以看出，用發酵法(甜酒酵母)，既能脫除海藻特有的腥味，還能保持良好的口感及清新的顏色，是較佳的脫腥方法。

表6 脫腥實驗結果Table 6 Deodorization text results

2.2 發酵脫腥單因素試驗

2.2.1 發酵時間對脫腥效果的影響

從圖1可以看出，當發酵時間為9 h時，飲料的感官評價最好，當發酵時間低于或大于9 h，小球藻飲料的感官評分較低，可能是發酵時間低于9 h，小球藻腥味未能除盡，而影響飲料的滋味;發酵時間長于9 h，發酵過度，酒精味或其他異味影響飲料的滋味，因此最佳發酵時間為9 h。

圖1 發酵時間對脫腥效果的影響Fig.1 The influence of fermentation time on the deodorization effect

2.2.2 酵母菌接種量對脫腥效果的影響

從圖2可以看出，當酵母菌接種量為3 g時，飲料的感官評價最好。當接種量低于或大于3 g時，小球藻飲料的感官評分較低，可能是，當接種量低于3 g時，菌種量少，發酵不充分，藻腥味未能完全去除;接種量大于3 g時，發酵過度，酒精味或其他異味則影響小球藻提取液風味與口感，因此最佳的酵母菌接種量為3 g。

2.2.3 糖量對脫腥效果的影響

從圖3可以看出，當加糖量為8 g時，小球藻提取液的感官評價最好，當加糖量低于或高于8 g時，感官評價得分都比較低。糖量多高或過低，均不利于酵母菌的生長，導致發酵過度或不充分，腥味未能除盡，進而影響了小球藻提取液的風味與口感。因此選擇最佳的加糖量為8 g。

圖2 酵母菌接種量對脫腥效果的影響Fig.2 The influence of yeast inoculation quantity on the deodorization effect

圖3 糖量對脫腥效果的影響Fig.3 The influence of sugar quantity on the deodorization effect

2.2.4 溫度對脫腥效果的影響

從圖4可以看出，在一定范圍內，隨著發酵溫度的的升高，脫腥效果也增加，當溫度高于28℃時，脫腥效果明顯下降。發酵溫度在28℃之前，酵母菌活性逐漸增強，發酵產生的中間代謝產物，在一定程度上掩蓋了藻腥味;溫度高于28℃之后，酵母菌生長速度過快，發酵產生大量酒精及代謝產物，使小球藻提取液酒精味過重或產生異味，進而影響飲料的品質。因此選擇最佳的發酵溫度為28℃。

圖4 溫度對脫腥效果的影響Fig.4 The influence of temperature on the deodorization effect

2.3 發酵脫腥正交試驗

在上述各單因素研究的基礎上，對糖量(A)、時間(B)、接種量(C)、溫度(D)4因素設計L9正交優化工藝條件，實驗結果見表7。

表7 發酵脫腥正交試驗結果Table 7 Fermentation deodorization orthogonal text results

從表7直觀分析數據可知:由以上4個因素影響飲料的發酵脫腥效果因素主次順序為:溫度(D)＞發酵時間(B)＞接種量(C)＞加糖量(A)，溫度和發酵時間對小球藻提取液的脫腥效果影響較大。發酵脫腥的最佳工藝參數組合為A2B1C2D3，即糖量6 g、發酵時間9 h、酵母接種量3 g、溫度28℃。

2.4 飲料調配正交試驗

在前人研究的藻類飲料研究的基礎上，對飲料的糖量(A)、蜂蜜(B)、檸檬酸(C)、發酵液量(D)4因素設計L9正交優化工藝條件，實驗結果見表8。

表8 飲料配方正交試驗結果Table 8 Beverage formula orthogonal text results

從表8直觀分析數據可知:由以上4個因素影響小球藻發酵飲料感官評定得分的因素主次順序為:蜂蜜(B)＞發酵液量(D)＞糖量(A)＞檸檬酸(C)。蜂蜜和發酵液量對飲料的得分影響較大。飲料調配的最佳工藝參數組合為A2B1C2D3，即得出100 mL的小球藻發酵飲料的最佳配方為:白糖2 g、蜂蜜1 g、檸檬酸0.2 g、發酵液量80 mL。

2.5 檢測

2.5.1 微生物指標

小球藻發酵飲料做生物指標檢測結果見表9。

表9 微生物指標Table 9 Microbiology indicators

從表9可以看出，所制備好的小球藻發酵飲料符合食品安全國家標準微生物學檢驗的要求。

2.5.2 理化指標

小球藻發酵飲料理化指標檢測結果見表10。

表10 理化指標Table 10 Physical and chemical indicators

從表10可以看出，小球藻發酵飲料富含蛋白質和氨基酸，營養元素豐富，可作為一種優良的保健飲品。

3 結論

本文通過采用發酵脫腥的方法，對小球藻提取液進行脫腥，在單因素試驗的基礎上進行一系列正交試驗，得出最佳的發酵脫腥工藝，并在前人研究的基礎上，進行小球藻發酵飲料配方調配的正交試驗，從而得出最佳調配配方。結果表明，影響飲料發酵條件因素的最佳發酵脫腥的工藝參數為糖量6%、時間9 h、接種量3 g、溫度28℃。飲料調配的最佳工藝參數為糖量2 g、蜂蜜1 g、檸檬酸0.2 g、發酵液80 mL。本方法研制的小球藻發酵飲料顏色為清澈的黃綠色，無藻腥味，不僅營養豐富，還具有良好的風味口感，是一種老少皆宜的保健飲品。

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