菊芋別名洋姜、鬼子姜和地姜。菊芋塊莖中富含菊糖和寡果糖（占?jí)K莖干重的80%以上），菊糖作為一種功能性食品原料，具有膳食纖維和雙歧因子益生元的雙重功效。低醇飲料是以水果和果蔬為原料，通過(guò)酵母適當(dāng)發(fā)酵而成的一種低酒精度飲品，酒精度一般在1.0%~5.0%"。其營(yíng)養(yǎng)豐富，口感獨(dú)特，兼具酒香與果香。同時(shí)還減少了灑精對(duì)人體的傷害，符合綠色健康的消費(fèi)理念[2]，是一類具有重要開(kāi)發(fā)價(jià)值的飲料。發(fā)酵菊芋汁制成的低醇飲料不但含有豐富的維生素、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)成分，還具有低聚果糖和菊糖“雙歧因子”等的保健功效，符合大眾對(duì)低醇飲料口味的需求。菊芋汁低醇功能飲料的加工能夠大大提高菊芋的附加值，為菊芋產(chǎn)品深加工提供一條新的途徑，符合國(guó)家“限制糧食酒，發(fā)展非糧食酒"的產(chǎn)業(yè)政策。采用單因素試驗(yàn)和正交優(yōu)化試驗(yàn)，對(duì)酵母菌發(fā)酵菊芋低醇飲料的工藝條件進(jìn)行探索，旨在優(yōu)化得到發(fā)酵工藝參數(shù)，為工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)基礎(chǔ)。
操作要點(diǎn) 
菊芋汁的制備：菊芋經(jīng)修整、清洗后，切成厚約2mm的薄片，放入0.5%的檸檬酸中浸泡20s，按1：1比例加水，熱燙5 min.用料理機(jī)打成漿液后，于沸水浴中浸提1h，100目濾布過(guò)濾，收集濾液，濾渣加水于沸水浴加熱1h，過(guò)濾，合并濾汁，按1 kg菊芋制1L菊芋汁的比例加水定容，制成菊芋汁。
菌種的活化及擴(kuò)大培養(yǎng)：取一定量的安琪釀酒酵母，加入無(wú)菌水中，搖晃混勻，挑取菌液接種到平板YEPD培養(yǎng)基中劃線，培養(yǎng)至長(zhǎng)出單菌落，挑取單菌落轉(zhuǎn)接到斜面培養(yǎng)基，保存待用。將保存的啤酒酵母和果酒酵母斜面菌種轉(zhuǎn)接到斜面培養(yǎng)基中，30℃活化培養(yǎng)1d，連續(xù)轉(zhuǎn)接2次。挑取活化好的菌種，接到種子培養(yǎng)基中，30℃下培養(yǎng)18 h，每隔2 h測(cè)定種子液中酵母菌數(shù)，繪制生長(zhǎng)曲線，確定菌種培養(yǎng)時(shí)間。


接種發(fā)酵及發(fā)酵過(guò)程的監(jiān)控：待各菌株種子液中酵母菌數(shù)達(dá)到10個(gè).mlL'，按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的接種量接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，30℃下發(fā)酵。
酒液的分離：當(dāng)發(fā)酵液中酒精度達(dá)到低醇飲料的要求時(shí)，停止發(fā)酵，真空抽濾，得成品，取樣進(jìn)行理化指標(biāo)測(cè)定和感官品評(píng)。
結(jié)果與分析
 發(fā)酵菌種對(duì)菊芋低醇飲料品質(zhì)的影響 各酵母菌株活化擴(kuò)大培養(yǎng)后，按1%的接種量接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，30℃下培養(yǎng)36h，結(jié)果可以看出，安琪活性干酵母消耗糖的速度最快，發(fā)酵液酒精含量最高，總酸含量最高。啤酒酵母菌的消耗糖速率最慢，產(chǎn)生的酒精含量最低，果酒酵母菌各項(xiàng)理化指標(biāo)居中。由圖3中可以看出，果酒酵母發(fā)酵產(chǎn)品綜合評(píng)分最高，因此，確定果酒酵母菌為合適的發(fā)酵菌種。
發(fā)酵溫度對(duì)菊芋低醇飲料的品質(zhì)的影響果酒酵母經(jīng)活化擴(kuò)大培養(yǎng)后，按1%的接種量接種發(fā)酵培養(yǎng)基中，置于不溫度下發(fā)36 h，結(jié)果可以看出，隨著發(fā)酵溫度的升高，發(fā)酵產(chǎn)品的酒精度不斷升高，總酸含量不斷增加，總糖含量不斷下降，這說(shuō)明酵母的發(fā)酵活力隨著溫度的升高不斷增加，但同時(shí)發(fā)酵產(chǎn)酸量也增加。由圖5可以看出，當(dāng)發(fā)酵溫度為25℃時(shí)所得產(chǎn)品綜合評(píng)分最高，確定25℃為適宜的發(fā)酵溫度。
發(fā)酵時(shí)間對(duì)菊芋低醇飲料品質(zhì)的影響果酒酵母經(jīng)活化擴(kuò)大培養(yǎng)后，按1%的接種量接種培養(yǎng)基中，25℃下酵72 h，每隔12 h測(cè)定發(fā)酵產(chǎn)品的理化指標(biāo)見(jiàn)圖6，感官評(píng)分與綜合評(píng)分結(jié)果見(jiàn)圖7。可知，隨發(fā)酵時(shí)間的增加，發(fā)酵液的總糖含量不斷的減少，酒精度不斷上升，總酸含量先增加后趨于穩(wěn)定；發(fā)酵時(shí)間為36 h所得的綜合評(píng)分最高，確定36h為合適發(fā)酵時(shí)間。
蔗糖添加量對(duì)菊芋低醇飲料品質(zhì)的影響由圖8和圖9看出，隨著蔗糖添加量的增加，產(chǎn)品酒精度、總糖濃度不斷增加，總酸含量不斷下降，當(dāng)蔗糖添加量為8.0%時(shí)，所得產(chǎn)品的綜合評(píng)定分?jǐn)?shù)最高。因此，確定發(fā)酵培養(yǎng)基中應(yīng)添加8.0%的蔗糖，發(fā)酵出的低醇飲料酸甜適中。
初始pH對(duì)菊芋低醇飲料品質(zhì)的影響發(fā)酵培養(yǎng)基初始pH不但影響發(fā)酵產(chǎn)品的口味，而且對(duì)酵母發(fā)酵過(guò)程影響也很大。由圖10可以看出，隨著初始pH的增加，發(fā)酵產(chǎn)品的總酸含量不斷降低，酒精度和總糖含量不斷升高。由圖11可以看出，當(dāng)初始pH為4.5時(shí)，綜合評(píng)定分?jǐn)?shù)最高。因此，確定發(fā)酵最適的初始pH為4.5左右。
結(jié)論
經(jīng)測(cè)定，菊芋中含有蛋白質(zhì)1.27%，總糖22.27%，還原糖3.32%，脂肪0.99%，需加糖調(diào)整后發(fā)酵生產(chǎn)低醇飲料。酵母菌種種子液培養(yǎng)時(shí)間為12h.單因素試驗(yàn)確定發(fā)酵菌種為果酒酵母菌，發(fā)酵溫度25℃，發(fā)酵時(shí)間36 h，蔗糖添加量8.0%，接種量1.0%，初始pH4.5左右。
正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)酵溫度、初始pH.接種量對(duì)菊芋低醇飲料品質(zhì)的影響極顯著，其主次順序?yàn)椋撼跏紁H>發(fā)酵溫度>接種量，最優(yōu)水平組合為：發(fā)酵溫度25℃，初始pH5.0，接種量1.0%，所得產(chǎn)品綜合評(píng)分最高。