李 帥，郭玉蓉，吳 昊，鄭文龍，張 娟，張曉瑞

（陜西師范大學(xué)，食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062）

蘋果渣、復(fù)原羊乳無蔗糖發(fā)酵工藝研究

李 帥，郭玉蓉*，吳 昊，鄭文龍，張 娟，張曉瑞

（陜西師范大學(xué)，食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062）

以蘋果渣和復(fù)原羊乳為主要原料，生產(chǎn)固體復(fù)合發(fā)酵乳飲料。在單因素的基礎(chǔ)上，通過正交實驗，確定蘋果渣復(fù)合發(fā)酵乳的優(yōu)化工藝條件為：復(fù)原羊乳量30%，43℃發(fā)酵8h，接種量5%，木糖醇5%。營養(yǎng)評價結(jié)果證明，此工藝參數(shù)生產(chǎn)的固體復(fù)合發(fā)酵乳飲品營養(yǎng)豐富、均衡，風(fēng)味純正，是一種風(fēng)味純正的飲料。

蘋果渣，復(fù)原羊乳，發(fā)酵，營養(yǎng)評價

蘋果渣是蘋果榨汁后的下腳料，是一種富含各種營養(yǎng)成分、工業(yè)附加值高、可綜合利用的農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)物[1-4]。我國每年排出的鮮蘋果渣100多萬噸，其中只有25%～30%的用于肥料、燃料、飼料等，大部分被廢棄，造成了環(huán)境污染和資源浪費[5]。蘋果渣的粗纖維較多、蛋白質(zhì)含量較低[6]。山羊乳富含蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖、礦物質(zhì)及多種維生素，且含量均高于牛奶和人奶，具有營養(yǎng)、保健及食療多重功能，被人們視為乳類中的精品[7]。在酸羊乳中，由于乳酸菌的發(fā)酵作用，使其營養(yǎng)成分比鮮奶更完善，更易于消化吸收[8]。

目前，國內(nèi)外把蘋果渣與乳結(jié)合進行加工利用的研究尚未見報道，本實驗以蘋果渣和復(fù)原羊乳為原料，制成具有蘋果清香和復(fù)合發(fā)酵乳香的固體復(fù)合發(fā)酵乳飲料，營養(yǎng)均衡、風(fēng)味純正，還具有一定的保健作用。為蘋果渣的開發(fā)利用提供了新的途徑，同時豐富了復(fù)合發(fā)酵乳飲料的種類。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

蘋果渣 陜西師范大學(xué)中試工廠；全脂羊乳粉陜西紅星乳業(yè)有限公司；乳酸菌（含保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌） 丹尼斯克公司；氫氧化鈉、硫酸、鹽酸、硫酸鉀、硫酸銅、鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞等 均為分析純；木糖醇 為食品級。

電子天平 德國賽多利斯集團；SW-CJ-1F型超凈工作臺 上海躍進醫(yī)療器；LDZX-40AI型立式自動電熱壓力蒸汽滅菌器 上海優(yōu)浦科學(xué)儀器有限公司；GSP-9080型恒溫培養(yǎng)箱 上海博迅實業(yè)有限公司；pHS-3C型pH計 雷磁上海儀電科學(xué)有限公司；PLA-1型手持糖度計 日本ATAGO公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 殺菌 將果渣與復(fù)原羊乳按照一定比例混勻后于100℃殺菌10min，然后冷卻至室溫。

1.2.2.2 接種發(fā)酵 將保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合菌種接種于經(jīng)殺菌冷卻的混合乳中，以酸度達到65～70°T作為判斷發(fā)酵的終點[9]，然后于4℃條件下進行10～12h的后發(fā)酵。

1.2.3 測定方法 pH測定：采用pH計；酸度測定：參照GB/T 5409，結(jié)果用吉爾涅爾度（°T）表示；糖度測定：采用手持糖度計；蛋白質(zhì)含量測定：參照GB/T 50095-2010食品中蛋白質(zhì)測定方法，即凱氏定氮法；微生物指標(biāo)根據(jù)GB 4789.2-2010測定菌落總數(shù)，根據(jù)GB 4789.3-2010對大腸菌群計數(shù)。

1.2.4 單因素實驗

1.2.4.1 加乳量單因素實驗 發(fā)酵蘋果渣加入羊乳能夠促進乳酸菌的生長繁殖，并賦予產(chǎn)品特有的發(fā)酵乳香。采用單因素實驗，研究加乳量分別為0%、10%、20%、30%、40%和50%，接種量為均為5%，并在43℃下培養(yǎng)10h后，觀察蘋果渣乳酸發(fā)酵產(chǎn)品外觀和滋氣味的變化。

1.2.4.2 溫度單因素實驗 加乳量30%，接種量為5%，分別在37、40、43、45℃下培養(yǎng)10h，每隔2h測量一次pH、酸度，研究溫度對發(fā)酵過程pH和酸度的影響。

1.2.4.3 接種量單因素實驗 接種量分別1%、3%、5%、7%和9%，加乳量為30%，在43℃下培養(yǎng)10h，每隔2h測定酸度變化，并測定發(fā)酵前和發(fā)酵10h后還原糖的變化，研究接種量對發(fā)酵過程的酸度和發(fā)酵前后還原糖的影響。

1.2.5 正交實驗設(shè)計 根據(jù)單因素結(jié)果，選擇加乳量、發(fā)酵溫度和接種量3個產(chǎn)品質(zhì)量影響因素，采用L9（34）正交實驗優(yōu)化工藝參數(shù)，正交實驗設(shè)計見表1。

表1 正交實驗因素水平表Table.1 Factors and levels of orthogonal test forpreparation processing

1.2.6 感官評定方法 組織經(jīng)過感官評定專門培訓(xùn)和考核的食品專業(yè)人員12人，按表2的評分標(biāo)準(zhǔn)進行綜合打分。

表2 復(fù)合發(fā)酵乳飲料感官評價指標(biāo)Table.2 Sensory evaluation standard of apple pomace and goat yogurt

1.2.7 發(fā)酵前后氨基酸組成對比 對比發(fā)酵前后氨基酸組成，為進一步營養(yǎng)評價提供依據(jù)。氨基酸含量測定采用GB/T 5009.124-2003的方法。

1.2.8 產(chǎn)品營養(yǎng)評價方法 根據(jù)氨基酸平衡理論，利用WHO/FAO的必需氨基酸模式[10]，計算樣品中必需氨基酸的氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA），氨基酸比值系數(shù)（ratio coefficient of amino acid，RC）和比值系數(shù)分（score of RC，SRC）。當(dāng)RC＞1時，表示該種氨基酸含量過剩，當(dāng)RC＜1時表示該種氨基酸不足；當(dāng)SRC越接近100，表明這種蛋白質(zhì)越接近標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)中氨基酸的比例[11]。常見作物中，小麥的SRC值較高，所以本研究采用小麥作為參照。

2 結(jié)果與分析

2.1 羊乳添加量的確定

羊乳添加量對產(chǎn)品酸度和感官品質(zhì)影響的結(jié)果見表3。

表3 羊乳添加量對產(chǎn)品酸度和感官影響Table.3 Effect of content of goat yogurt on acid and sensory evaluation

由表3可知，純蘋果渣發(fā)酵幾乎不能進行；加乳量為10%時，產(chǎn)品外觀粗糙，滋氣味較平淡；加乳量為50%時，產(chǎn)品中的蘋果清香被乳香覆蓋，并伴有少許酸澀味。因此，加乳量以20%～40%為宜，此時產(chǎn)品既具有蘋果清香又有適宜的乳香，色澤均勻一致，酸味適中，呈現(xiàn)產(chǎn)品特有顏色。

2.2 發(fā)酵溫度的確定

溫度單因素實驗酸度和pH隨時間的變化結(jié)果見圖1、圖2。

由圖1和圖2可知，發(fā)酵8h酸度可達到55～70°T，并趨于穩(wěn)定。發(fā)酵過程pH的變化與酸度的變化結(jié)果一致，發(fā)酵溫度低于40℃，嗜熱鏈球菌生長旺盛，產(chǎn)生乳酸的比例較小，導(dǎo)致產(chǎn)品酸味不足且達到規(guī)定酸度的時間較長，因此選擇發(fā)酵溫度在40～45℃較為合理。由此可見，發(fā)酵溫度對于酸度、產(chǎn)品風(fēng)味等有很大影響，這與吳興壯等[12]的研究結(jié)果一致。

圖1 不同發(fā)酵溫度條件下復(fù)合發(fā)酵乳酸度變化值Fig.1 Change of acids during different fermentation temperature

圖2 不同發(fā)酵溫度條件下pH變化值Fig.2 Change of pH during different fermentation temperature

2.3 接種量的確定

不同接種量條件下，復(fù)合發(fā)酵乳酸度變化和消耗還原糖的結(jié)果見圖3、圖4。

圖3 不同接種量復(fù)合發(fā)酵乳酸度變化值Fig.3 Change of acids during different fermentation temperature

圖4 不同接種量復(fù)合發(fā)酵乳還原糖變化值Fig.4 Change of suger during different fermentation temperature

由圖3可知，接種量低于3%，產(chǎn)酸較少，可能由于接種量過低，乳酸菌得不到足夠的生長[13]；接種量太大，產(chǎn)酸過快，酸度過高，凝乳過快，給蘋果渣酸乳的風(fēng)味和組織狀態(tài)帶來缺陷。由圖4發(fā)酵前后還原糖的變化可知，接種量1%～7%，隨著接種量的增加，發(fā)酵過程消耗還原糖量增加，接種量小于3%，消耗還原糖量較少，則發(fā)酵進行不完全，接種量大于5%，消耗還原糖的量基本不變。因此實驗選擇接種量應(yīng)不低于3%，從生產(chǎn)成本考慮，接種量不宜太大，所以接種量為3%、5%、7%時較為適合。

2.4 發(fā)酵條件優(yōu)化

由上述單因素實驗結(jié)果可知，發(fā)酵進行8h產(chǎn)物酸度可達到55～70°T并趨于穩(wěn)定，因此確定前發(fā)酵時間為8h，以加乳量、發(fā)酵溫度、接種量為考察因素，采用L9（34）正交實驗優(yōu)化工藝參數(shù)，以感官得分為評價指標(biāo)，正交實驗結(jié)果與方差分析結(jié)果分別見表4、表5。

表4 正交實驗結(jié)果與分析Table.4 Results and analysis of orthogonal test for preparation processing

表5 發(fā)酵酸乳感官指標(biāo)正交實驗結(jié)果方差分析Table.5 Analysis of variance of orthogonal experiment on flavor of fermented yogurt

由表4和表5正交結(jié)果極差分析和方差分析可知，各因素對發(fā)酵產(chǎn)物品質(zhì)影響的順序為A＞B＞C，即加乳量最顯著，接種量最不顯著，發(fā)酵條件最優(yōu)組合為A2B2C2，即加乳量為30%，發(fā)酵溫度為43℃，接種量為5%時，得到的發(fā)酵產(chǎn)物感官評價最優(yōu)。經(jīng)驗證發(fā)酵組合A2B2C2的感官得分為8.72。

2.5 產(chǎn)品風(fēng)味調(diào)配

按照正交篩選出最佳發(fā)酵工藝條件，即加乳量為30%，發(fā)酵溫度為43℃，接種量為5%進行發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后加入甜味劑進行調(diào)味，使產(chǎn)品酸甜可口。通過單因素實驗確定木糖醇的添加量，其結(jié)果見表6。

表6 木糖醇加量對發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量的影響Table.6 Effect of content of sugar on pH，living cell content and quality

由表6可知，添加量過低甜味不明顯，過高則口感風(fēng)味不佳，因此產(chǎn)品調(diào)配用木糖醇添加量以5%最佳。

2.6 發(fā)酵前后氨基酸組成和產(chǎn)品營養(yǎng)評價結(jié)果

按照正交篩選出最佳發(fā)酵工藝條件進行發(fā)酵，對比發(fā)酵前后氨基酸的變化，結(jié)果見表7。對發(fā)酵前后必需氨基酸進行RC和SRC計算，結(jié)果見表8。

表7 發(fā)酵前后氨基酸組成及含量變化表Table.7 Changes of the kind and content of amino acid before and after the fermentation

表8 小麥和蘋果渣發(fā)酵前后必需氨基酸的RC和SRC比較Table.8 The comparative result of RC and SRC between the wheat and apple flesh pomace before and after the fermentation

由表7結(jié)果可知發(fā)酵過程中氨基酸變化顯著，發(fā)酵可以使產(chǎn)品中的各種氨基酸比例更加均衡，必需氨基酸比例提高，尤其是賴氨酸和亮氨酸增加顯著。由表8可以看出發(fā)酵后的蘋果渣固體飲品中氨基酸的存在比例更加符合標(biāo)準(zhǔn)模式，并且與小麥相比，發(fā)酵后的氨基酸組成更加合理，營養(yǎng)價值更高。

2.7 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

感官指標(biāo)：色澤呈淡黃色，組織狀態(tài)均勻，無析水、分層現(xiàn)象，無可見雜質(zhì)?？谖肚逅?、蘋果味清新自然，口感細膩，甜酸適宜，具有獨特的發(fā)酵風(fēng)味，無異味。

微生物指標(biāo)：細菌總數(shù)＜100cfu/mL，大腸菌群＜10cfu/mL，霉菌、酵母菌、致病菌未檢出。

3 結(jié)論

本研究以蘋果渣為主要原料，添加30%的復(fù)原羊乳，接種5%的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的混合菌，43℃發(fā)酵8h，發(fā)酵結(jié)束后添加5%木糖醇調(diào)配，得到的蘋果渣固體復(fù)合發(fā)酵乳飲料色澤淡黃，組織均勻，具有蘋果清香和乳香，酸甜可口，營養(yǎng)均衡，可作為一種功能性保健固體乳飲料，與市場上現(xiàn)有的其他固體乳飲料相比，其具有獨特的生物學(xué)保健作用。以蘋果渣和全脂羊乳為主要原料，不僅為蘋果渣的開發(fā)利用提供了新的途徑，同時豐富了復(fù)合發(fā)酵乳飲料的種類，具有積極的現(xiàn)實意義。

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Study on process and techonlogy of the no-sucrose fermentation with apple pomace and reconstituted goat milk

LI Shuai，GUO Yu-rong*，WU Hao，ZHENG Wen-long，ZHANG Juan，ZHANG Xiao-rui
（College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China）

Taking apple flesh pomace and reconstituted goat milk as main material，the single-factor experiment and the orthogonal experiment design was adopted to study the effects of different factors and determine the optimum parameters on the process of yielding solid fermented beverage.The results indicated that the optimum technique parameters were as follows：reconstituted goat milk 30%，inoculation 5%，xylitol 5%，fermentated at 43℃for 8h.The results of nutritive evaluation showed that the final products obtained under the optimal condition exhibited well-balanced nutrition and special flavor.

apple pomace；reconstituted goat milk；fermentation；nutritive evaluation

TS275.4

A

1002-0306（2014）06-0189-05

2013－07－19 *通訊聯(lián)系人

李帥（1988-），女，碩士研究生，主要從事食品加工方面的研究。

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（蘋果）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-28）。