薛茂云，龚小峰，陆小雪，邹 宇，顾振新，*

(1.江苏经贸职业技术学院，江苏南京210007;2.南京农业大学，江苏南京210095)

富γ-氨基丁酸乳酸菌发酵功能饮料的研制

薛茂云1，龚小峰2，陆小雪2，邹 宇2，顾振新2，*

(1.江苏经贸职业技术学院，江苏南京210007;2.南京农业大学，江苏南京210095)

以糙米汁、黄豆芽汁和牛奶酶解液为培养基生产的富含γ-氨基丁酸乳酸菌发酵液为原料，进行功能饮料研制。优化得到的GABA功能饮料配方为:乳酸菌发酵液5%、枸杞汁40%、苹果汁40%、复合甜味剂3%、柠檬酸0.10%。经0.25%(w/v)的明胶和0.25%(w/v)的单宁澄清后，饮料于室温放置60d未出现浑浊和沉淀等现象。模糊综合评价表明，GABA功能饮料符合消费者的饮用要求。

γ-氨基丁酸，枸杞汁，苹果汁，饮料

1 材料与方法

1.1 实验材料

乳酸乳球菌(Lactoccocus lactis B) 分离自甘蓝泡菜，由南京农业大学食品科技学院保藏;糙米 由邳州市沙沟湖米业有限公司提供;脱脂牛乳 购自光明乳业有限公司;黄豆芽 东北黄豆，购自南京卫岗农贸市场;浓缩苹果汁 由连云港市东海果汁厂提供;枸杞(宁夏枸杞子) 购自超市;白砂糖、山梨糖醇、AK糖、柠檬酸、明胶、单宁酸、抗坏血酸 市售，均为食品级。

1.2 发酵培养基原料制备

糙米汁制备工艺:稻谷→砻谷→糙米→粉碎→糊化→液化→磨浆→糖化→蛋白酶水解→过滤→离心→糙米汁

表1 饮料组分中主要营养含量

黄豆芽汁制备工艺:黄豆芽→洗净→煮沸→打浆→均质→黄豆芽汁(加水调至4°Bx)。

牛奶酶解液制备工艺:脱脂乳粉→加水复原→蛋白酶解→酶解牛奶汁(加水调至4°Bx)。

1.3 发酵条件

乳酸菌发酵的种子培养基为100mL MRS培养基。培养条件为30℃静置培养20h。种子液中的菌数可达109CFU/mL。糙米汁、黄豆芽汁和脱脂牛奶按照33∶62∶5(v∶v∶v)的比例混合，配制成乳酸菌产GABA的发酵培养基(5L)。MSG(7.32g/L)及发酵培养基分别灭菌后混合。发酵培养基初始pH用0.1mol/L NaOH溶液进行调节至pH 7.05。接种1%的种子液后，装有5L发酵培养基的试剂瓶于32.7℃静置培养60h。所有培养基均在使用前于121℃灭菌20min。

1.4 饮料制作工艺流程

乳酸菌发酵液→发酵液澄清→加入苹果汁、枸杞汁、甜味剂及酸味剂→加入单宁酸、明胶→抽滤→排气→灭菌(115℃，20min)→检验→GABA功能饮料

1.5 实验方法

1.5.1 原料预处理

1.5.1.1 发酵液澄清 发酵液(含GABA 5g/L)→加入1%β-环糊精(40℃水浴，1h)→2%硅藻土→抽滤2次→澄清发酵液

1.5.1.2 浓缩苹果汁还原 浓缩苹果汁→稀释(加饮用水调至10°Bx)→饮料用苹果汁

1.5.1.3 枸杞原汁制作 枸杞→清洗→浸泡(1∶5料水比，3h)→护色(加入0.01%VC、0.1%柠檬酸［5］)→打浆→酶解(0.1%果胶酶，55℃，1.5h)→浸提(65℃，0.5h)→澄清(加入0.04%明胶、0.04%蜂蜜［6］)→静置3h→抽滤→清液加饮用水(调节浓度为8°Bx)→饮料用枸杞汁

1.5.2 配方实验 基于单因素实验结果，以乳酸菌发酵液(5%，10%和15%)、苹果汁(20%，30%和40%)、枸杞汁(20%、30%和40%)、复合甜味剂(1%、2%和3%)和柠檬酸(0.05%、0.10%和0.15%)为原料进行正交实验L18(37)，以感官综合评分为指标，优化饮料配方。根据复合果汁的特点，确定评语论域为V=1，2，3，4，5，6，7。对应1:最难接受;2:较难接受;3:稍难接受;4:勉强接受;5:稍易接受;6:容易接受;7:最易接受。设饮料的评定领域U=(色泽、香气、酸度、甜度、苦涩味)，规定对应的权重值为X-(0.05、0.15、0.30、0.35、0.20)。正交实验设计见表2。

1.5.3 饮料澄清实验 采用硅藻土吸附，聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)吸附及明胶单宁沉淀法对GABA饮料进行澄清处理。澄清剂的处理时间均为0.5h。对澄清处理后的饮料进行过滤、杀菌(100℃沸水浴20min)后观察饮料的澄清度。

1.5.4 饮料模糊综合评价实验 GABA复合饮料的感官检验领域为饮料的色泽、香气、酸度、甜度和苦涩味，评价尺度为无法接受、勉强接受、可接受、较喜欢和喜欢五个级别。统计所有评判人员的评判结果，计算出每种评语的投票人数占评判员总人数的比率。

1.6 测定方法

GABA含量:采用HPLC法测定。取5mL发酵液于4℃1000r/min离心10min。取上清液，参照文献［7］进行样品的前处理后，利用HPLC测定。液相色谱仪(Agilent 1100)装有YWG C18柱(4.6 mm×250 mm，5μm)，紫外检测器，检测波长为254nm。柱温27℃，进样量20μL。洗脱时间40min，流动相A与B的体积比为92∶8，流速为0.5mL/min。

总糖、还原糖、可溶性蛋白质和游离氨基态氮含量测定参照文献［8］;pH:用pH计测定。

菌落总数、大肠菌群、霉菌、酵母及致病菌:参照GB/T 4789.21检测。

每个实验设三次重复，结果以平均值±SD的形式表示。

2 结果与分析

2.1 饮料组分的主要营养成分测定

发酵液、苹果汁及枸杞汁经过澄清或稀释处理后的主要营养成分见表1。其中枸杞汁含有最多的还原糖、总糖及游离氨基酸态氮。苹果汁和枸杞汁中均含有较多的可溶性蛋白。发酵液经过澄清处理后仍含有较多的GABA。而枸杞汁含GABA的量较少，仅有10.33mg/L;苹果汁中不含GABA。

2.2 饮料配方优化

按7因素(包含2空列)3水平的正交实验设计方案，安排了18个处理组合进行实验，各处理综合评分的结果见表2。对数据进行极差分析和方差分析，结果分别见表2和表3。极差分析结果表明，各因素的极差大小顺序为RD＞RC＞RB＞RE＞RA，即对GABA复合果汁饮料影响最大的是D因素(甜味剂)，其次是C因素(苹果汁)，然后是B因素(枸杞汁)和E因素(柠檬酸)，A因素(乳酸菌发酵液)的极差最小。方差分析表明复合甜味剂的用量对饮料的质量有显著的影响(P＜0.05)。由实验结果得到饮料配方的最优组合A1B3C3D3E2，即乳酸菌发酵液5%、枸杞汁40%、苹果汁40%、复合甜味剂3%、柠檬酸0.10%。

本研究采用蔗糖、AK糖和山梨糖醇作为富含GABA饮料的复合甜味剂，其中AK糖和山梨糖醇的甜度分别相当于蔗糖的200倍和0.6倍。复合甜味剂具有增加风味，缩短味觉初始的味觉差，提高甜味的稳定性及减少甜味剂用量，降低生产成本的优势。所得饮料甜味醇厚、饱满，厚味充足。AK糖有令人愉悦的甜味，山梨糖醇具有一定的清凉感。这两种甜味剂与蔗糖混合使用改善了饮料的口味，还减少了饮料的总糖含量，使糖尿病、肝病、胆囊炎患者亦可食用。

表2 饮料配方正交实验方案及结果

表3 正交实验方差分析

2.3 GABA复合饮料澄清工艺选择

饮料的后浑浊主要是由生物化学作用引起的。加入澄清剂不仅可带走可见的悬浮杂质颗粒，而且可以带走可能导致浑浊的胶体微粒，保持饮料在较长时间内的澄清状态。由表4可知，采用0.25%明胶和0.25%的单宁酸进行化学法澄清后饮料澄清透明，无沉淀。杀菌处理后亦未见沉淀产生。实验结果表明明胶-单宁澄清法的效果优于硅藻土及PVPP吸附处理。

表4 澄清剂添加量及澄清效果

在饮料澄清处理中，明胶可利用其本身所带的正电荷与带负电荷的单宁相聚合，生成一种明胶单宁酸盐络合物，随着络合物的沉淀，混悬液的悬浮颗粒被包裹和缠绕而随之沉淀，达到澄清效果［9］。该澄清方法具有成本较低、工艺简单、操作方便的特点。利用明胶-单宁澄清的猕猴桃汁清亮透明，常温下放置半年无沉淀［10］。经明胶-单宁沉淀法处理的GABA饮料澄清度高，无浑浊及沉淀，符合消费者的饮用要求。

2.4 饮料模糊综合评价

实验中安排10名品评人员(K=10)对GABA复合饮料进行品评，各项指标的评分统计结果如表5所示。

表5 饮料评分统计结果

将所有单因素评判组成评判矩阵:

由专家及品评人员确定模糊权向量A=(0.15、0.15、0.25、0.25、0.20)。

则品评人员对GABA复合饮料的模糊综合评判结果:

评判结果表示:“喜欢”这种饮料的比例为37.5%，“较喜欢”的比例为37%，“可接受”的比例为23.5%，“勉强接受”的比例为2%，“无法接受”的比例为0%。按最大隶属原则，GABA功能饮料达到“喜欢”级别。

2.5 饮料质量指标

2.5.1 感官质量 色泽:透明的金黄色;香气及滋味:具有枸杞及苹果特有的甜酸口味及气味，无异臭异味;组织状态:透明清亮，无沉淀，无杂质。

2.5.2 理化指标 GABA含量(g/100mL)≥20;可溶性固形物含量≥7.0%;酸度(pH计)3.5～4.5;可溶性蛋白质含量(mg/100mL)≥5;游离氨基酸态氮含量(mg/mL)≥1;还原糖含量(g/100mL)≥10;总糖含量(g/100mL)≥10。

2.5.3 微生物指标 菌落总数(cfu/mL)＜10;大肠菌群(MPN/100mL)＜3;霉菌(cfu/mL)＜10;酵母(cfu/mL)＜10;致病菌无检出。

3 结论

富含GABA功能饮料的最佳配方为:乳酸菌发酵液5%、枸杞汁40%、苹果汁40%、复合甜味剂3%、柠檬酸0.10%。采用0.25%明胶和0.25%的单宁酸进行化学法澄清后饮料清亮无沉淀，室温放置60d未出现浑浊、沉淀等异常现象。模糊综合评价表明GABA复合饮料达到“喜欢”级别，符合消费者的饮用要求。

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Preparation of γ-amino butyric acid-enriched lactic acid bacteria fermentation functional beverage

XUE Mao-yun1，GONG Xiao-feng2，LU Xiao-xue2，ZOU Yu2，GU Zhen-xin2，*
(1.Jiangsu Vocational and Technical Institute of Economics and Commerce，Nanjing 210007，China; 2.Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)

A kind of health GABA-enriched soft drink was developed with the whole liquor from L.lactis B fermentation from brown rice juice，germinated soybean juice and hydrolyzed skim milk.The experimental results showed that the optimum ingredients of GABA-enriched soft drink were as follows:5%fermentation broth，40% medlar juice，40%apple juice，3%compound sweetener，0.10%phosphoric acid.After clarified with 0.25%gelatin and 0.25%tannin clarification，there was no deposition in the beverage after 2 months storage at the room temperature.Fuzzy comprehensive evaluation methodology showed that GABA-enriched soft drink was acceptable to sensory test members.

γ-amino butyric acid;medlar juice;apple juice;drink

TS252.1

B

1002-0306(2011)03-0297-04

γ-氨基丁酸(GABA)是哺乳动物神经系统中主要的抑制性神经递质，具有降血压、治疗癫痫、镇定安神等功效。枸杞(Lycium Chinese)为茄科植物的浆果，富含蛋白质、脂肪、糖、胡萝卜素、维生素B1、维生素B2及多种氨基酸。此外，枸杞还含有枸杞多糖、超氧化物歧化酶、生物碱、甾醇等活性成分［1］。苹果(Malus pumila Mill)为蔷薇科植物的果实，富含维生素(C、B1、B2)、胡萝卜素、有机酸及钙、磷、铁等营养物质［2］。苹果汁营养丰富、甜酸适口，被广泛用作饮料的基础配料。功能性饮料可通过调整其天然营养素成分和含量及比例，来满足不同人群的需要。市场上常见的功能型饮料有果蔬复合汁、益生菌发酵乳、维生素矿物质饮料、氨基酸饮料及中草药配方饮料等。开发出更多的天然营养的功能型饮料已成为研究的热点之一。日本等国家在富含GABA的功能型饮料［3-4］开发方面处于领先地位，我国则处于起步阶段。本研究在乳酸乳球菌发酵天然培养基和发酵条件优化的基础上，将富含GABA的乳酸菌发酵液与苹果汁、枸杞汁复合制作富含GABA功能饮料，研究其配方及澄清工艺，旨在为富含GABA的功能饮料开发提供依据。

2010-03-22 *通讯联系人

薛茂云(1964-)，男，副教授，研究方向:食品营养与安全。

江苏省高新技术项目(BG2004323)。