劉蒙佳，周強(qiáng)，林葛群，黃麗清，林麗玲， 楊文寬

(福建師范大學(xué)閩南科技學(xué)院，福建泉州，362332)

板栗屬于堅(jiān)果類，與棗、桃、杏、李被人們稱為中國古代五大名果。在我國素有“千果之王”的美稱［1-3］。

開菲爾是一種起源于高加索地區(qū)，有著幾百年歷史的發(fā)酵乳制品，與內(nèi)蒙的馬奶子酒，西藏的“西藏靈菇”在本質(zhì)上是相同的［4］。傳統(tǒng)的開菲爾是以牛奶、羊奶為原料，由開菲爾粒(Kefir grains)或由開菲爾粒中必需菌相作發(fā)酵劑發(fā)酵制得的一種含乙醇、酸及少量 CO2的發(fā)酵乳［5］，又稱牛乳酒［6］、山羊乳酪［7］等。由于在發(fā)酵過程中產(chǎn)生少量的乙醇和CO2使制品具有輕微的起泡性和酒味，故開菲爾有“發(fā)酵乳制品中的香檳”之美稱［8］。開菲爾不僅具有一般飲料所沒有的爽口感和風(fēng)味，而且還有獨(dú)特的營養(yǎng)和保健作用，對(duì)治療代謝紊亂、動(dòng)脈粥樣硬化、過敏性疾病、胃腸道疾病、癌癥、肺結(jié)核等都有良好療效［9］。Kefir的成分中含有維生素 A、B2、B12、乳酸鈣、核酸、氨基酸、各種游離脂肪酸及其他微量元素。

本研究欲將板栗和開菲爾乳的優(yōu)點(diǎn)集中在一起，制備開菲爾板栗發(fā)酵乳，通過正交實(shí)驗(yàn)確定開菲爾板栗發(fā)酵乳的最佳工藝條件。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

開菲爾粒(市售)、羧甲基纖維素鈉(食品級(jí));蔗糖、雀巢奶粉，購于康美豪利友超市。NaOH、三氯乙酸等為分析純。MRS培養(yǎng)基(杭州微生物試劑有限公司，用于乳桿菌計(jì)數(shù))、M17培養(yǎng)基(杭州微生物試劑有限公司，用于乳球菌計(jì)數(shù))、孟加拉紅培養(yǎng)基(北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司，用于酵母菌計(jì)數(shù))。

1.2 儀器

SPX-150B-Z型生化培養(yǎng)箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司;PHS-25型pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;CP214型電子天平，南京華奧儀器有限公司;BCD-256KT型海爾冰箱，青島海爾股份有限公司;美的BM253B型攪拌機(jī)，廣東美的精品電器制造有限公司;GYB60-60S型均質(zhì)機(jī)，上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠;GC-122型氣相色譜儀，上海分析儀器廠;YXQ-LS-75SII型立式高溫滅菌鍋，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司;REP109型手持糖度計(jì)，上海寶曼科技有限公司;RJ-TGL-16G型臺(tái)式高速離心機(jī)，無錫市瑞江分析儀器有限公司。

1.3 工藝流程

1.4 操作要點(diǎn)

1.4.1 開菲爾粒的活化［10］

將開菲爾粒瀝干水分與滅菌牛乳［m(奶粉)∶m(水)=1∶8］以1∶10(質(zhì)量比)混合，在生化培養(yǎng)箱中25℃下恒溫培養(yǎng)24 h，用醫(yī)用紗布過濾，并用滅菌涼水對(duì)開菲爾粒沖洗3～4次，再放入滅菌乳中，25℃培養(yǎng)24 h，過濾，用水沖洗。如上述操作連續(xù)多次培養(yǎng)活化，直到顆粒增大并能形成新顆粒為止。

1.4.2 開菲爾發(fā)酵劑的制備［10］

開菲爾粒與滅菌牛乳［m(奶粉)∶m(水)=1∶8］以1∶10(質(zhì)量比)混合，在生化培養(yǎng)箱中25℃下恒溫培養(yǎng)24 h，用醫(yī)用紗布過濾，將開菲爾粒保存，奶液即為開菲爾發(fā)酵劑。

1.4.3 原料預(yù)處理

板栗煮熟之后去殼，挑選籽粒飽滿、無蟲蛀、無霉變、沒被氧化的板栗仁，洗凈備用。

1.4.4 磨漿

將板栗仁與水按1∶5的質(zhì)量比混合，水溫控制在40～50℃，用攪拌機(jī)打漿，然后將板栗乳在95℃下糊化15 min，再用160目篩過濾，制得板栗乳備用。

1.4.5 調(diào)配、均質(zhì)與殺菌

在復(fù)原牛乳中加入適量板栗乳和蔗糖以及復(fù)合穩(wěn)定劑(CMC 0.02%+明膠0.02%)等進(jìn)行調(diào)配，并在均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)，均質(zhì)溫度為60℃，均質(zhì)壓力為25 MPa，均質(zhì)2次，在95℃下殺菌6 min，將混合乳冷卻至24～26℃，準(zhǔn)備接種。

1.4.6 接種發(fā)酵

在滅菌后的混合乳中，添加一定比例的開菲爾發(fā)酵劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?，裝杯，封口，然后放入生化培養(yǎng)箱中恒溫發(fā)酵。

1.4.7 冷卻

發(fā)酵結(jié)束后置于4℃冰箱內(nèi)保存。

1.5 指標(biāo)測定

1.5.1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表 1［11］。

表1 開菲爾板栗發(fā)酵乳感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standards of sensory evaluation for chestnut-Kefir fermented milk

1.5.2 理化指標(biāo)

酸度［13］:酸堿中和法。

pH值:用精密酸度計(jì)測定。

可溶性固形物:用手持糖度計(jì)測定。

持水力:用離心管取待測樣品5mL，測定樣品質(zhì)量(W)，置于離心機(jī)中，以4 000 r/min離心30 min后，取出離心管，傾去上清液，測出殘余物的質(zhì)量(M):

乳清析出時(shí)間:從酸奶貯藏開始到出現(xiàn)乳清析出的時(shí)間。

乙醇體積分?jǐn)?shù)［13］:采用GC-122氣相色譜儀測定。開菲爾發(fā)酵乳經(jīng)1 500 r/min離心10 min后，取1 mL上清液，加入0.3 mL 20%的三氯乙酸，用蒸餾水補(bǔ)足至5 mL，振蕩1 min，沉淀蛋白質(zhì)，再經(jīng)4 000 r/min冷凍離心10 min，用0.45 μm濾膜過濾，得到處理樣品，留待測定。

1.6 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

考察發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、開菲爾接種量、蔗糖用量、板栗乳添加量等因素對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，并以發(fā)酵結(jié)束后的酸度、乳清析出時(shí)間及感官評(píng)分來綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上選取接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、板栗乳添加量4個(gè)因素，設(shè)計(jì)4因素3水平的正交試驗(yàn)，選用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表(見表2)，其中蔗糖添加量為6%。

表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 2 Orthogonal experimental design

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

從表3中可以看出，在相同的接種量和發(fā)酵溫度下，乳清的析出時(shí)間是隨發(fā)酵時(shí)間的延長而縮短，而酸度隨發(fā)酵時(shí)間的延長而升高。這是因?yàn)槿舭l(fā)酵時(shí)間較短，則乳酸菌產(chǎn)酸量不足將導(dǎo)致產(chǎn)品酸度達(dá)不到要求，乳清析出時(shí)間就較長;若發(fā)酵時(shí)間過長，在一定程度上提高了產(chǎn)品的酸度，而酸度過高到達(dá)一定程度時(shí)容易導(dǎo)致乳清析出，故乳清析出時(shí)間就較短。發(fā)酵16 h和18 h的產(chǎn)品，酸度均達(dá)到80°T以上，較適口，但發(fā)酵18 h的開菲爾板栗發(fā)酵乳其感官評(píng)分最高，制得的產(chǎn)品爽口性好，故發(fā)酵時(shí)間為18 h較為合適。

表3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的影響Table 3 Effect of fermentation time on the quality of chestnut-Kefir fermented milk

2.2 發(fā)酵溫度對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

從表4可以看出，在相同的接種量和發(fā)酵時(shí)間下，乳清的析出時(shí)間是隨發(fā)酵溫度的升高而縮短，而酸度隨發(fā)酵溫度的升高而升高。這是因?yàn)榘l(fā)酵溫度較高，可促進(jìn)乳酸菌的繁殖，使之發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸能力增強(qiáng)，但是產(chǎn)酸過快，容易導(dǎo)致乳清析出;若發(fā)酵溫度較低，雖有利于酵母菌生長，但乳酸菌生長緩慢，產(chǎn)酸能力低，導(dǎo)致產(chǎn)品酸味不足，而乳清析出時(shí)間就較長。發(fā)酵溫度為25℃時(shí)，產(chǎn)品發(fā)酵速度比較適中，酸度為90.79°T，且該發(fā)酵乳產(chǎn)氣明顯，組織狀態(tài)好，酸甜度適中，感官評(píng)分最高。

表4 發(fā)酵溫度對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的影響Table 4 Effect of fermentation temperature on the quality of chestnut-Kefir fermented milk

2.3 接種量對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

從表5可以看出，乳清析出時(shí)間隨接種量的增加而縮短，而酸度隨接種量的增加而升高。這是因?yàn)槿艚臃N量太少，則菌種增長緩慢，酸度達(dá)不到要求，發(fā)酵時(shí)間需更久，乳清析出時(shí)間就較長;若接種量多，則菌種增長迅速，酸度上升得較快，乳清析出時(shí)間就較短。當(dāng)接種量為8%時(shí)，發(fā)酵乳發(fā)酵速度比較適中，酸度為89.89°T，而且該發(fā)酵乳產(chǎn)氣明顯，組織狀態(tài)好，酸甜度適中，其感官評(píng)分也最高。

表5 接種量對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的影響Table 5 Effect of inoculation volume on the quality of chestnut-Kefir fermented milk

2.4 蔗糖用量對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

從表6中可以看出，蔗糖用量對(duì)發(fā)酵乳類的酸度、乳清析出時(shí)間及其產(chǎn)氣影響不是很大，但對(duì)感官評(píng)價(jià)影響明顯。當(dāng)蔗糖添加量為6%時(shí)，產(chǎn)品酸甜適口，口感潤滑，感官評(píng)分最高。

表6 蔗糖用量對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的影響Table 6 Effect of sugar content on the quality of chestnut-Kefir fermented milk

2.5 板栗乳添加量對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

從表7可以看出，乳清析出時(shí)間隨板栗乳添加量的增加而延長，酸度隨板栗乳添加量的增加而升高。這是因?yàn)殡S著板栗乳含量增高，混合乳中乳糖的含量降低，乳酸菌發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸的能力降低，酸度呈降低的趨勢，乳清析出時(shí)間也就延長。板栗乳添加量為70% ～100%時(shí)，板栗味濃郁，乳清析出時(shí)間長，但酸度較低，沒有達(dá)到要求。板栗乳添加量為40%-60%時(shí)，酸度達(dá)到要求，有明顯的板栗味，但組織狀態(tài)很不好，易于分層。板栗乳添加量為10%時(shí)，產(chǎn)品產(chǎn)氣很明顯，發(fā)酵速度較快，發(fā)酵乳酸味較強(qiáng)，乳清析出時(shí)間較短。板栗乳添加量為20%和30%時(shí)，發(fā)酵速度適中，均為90°T以上，產(chǎn)氣情況均明顯，乳清析出時(shí)間也差不多。但從圖5中可以看出，添加20%板栗乳的試樣其感官評(píng)分比較高，且制得的產(chǎn)品色澤乳白，略帶點(diǎn)淡黃色，具有板栗乳的滋味，組織狀態(tài)好，細(xì)膩光滑，具有碳酸飲料般的口感。

表7 板栗乳添加量對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳的影響Table 7 Effect of chestnut milk dosage on the quality of chestnut-Kefir fermented milk

2.6 正交試驗(yàn)結(jié)果

通過極差分析可知(見表8)，以上4種因素對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳的感官質(zhì)量均有不同程度的影響，由RB＞RA＞RC＞RD可得出各因素對(duì)開菲爾板栗發(fā)酵乳感官質(zhì)量的影響主次順序?yàn)锽＞A＞C＞D，即影響發(fā)酵乳品質(zhì)最重要的因素是發(fā)酵溫度，然后依次是接種量、發(fā)酵時(shí)間和板栗乳添加量，最優(yōu)水平組合為A2B2C1D1，此組合沒有出現(xiàn)在正交表9組實(shí)驗(yàn)中。由表8直觀分析，可得最優(yōu)水平組合為A2B2C3D1(5#)。通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)比較二者的最終感官評(píng)分情況，結(jié)果見表9。

表8 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 8 Results of orthogonal experiment

表9 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 9 Results of verification experiment

從表9可以看出A2B2C1D1的感官評(píng)分比A2B2C3D1高，且考慮到發(fā)酵時(shí)間短可以有效的節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，故綜合評(píng)定可以得出開菲爾板栗發(fā)酵乳發(fā)酵條件的最優(yōu)水平組合為A2B2C1D1，即接種量為8%，發(fā)酵溫度為25℃，發(fā)酵時(shí)間為17 h，板栗乳添加量為15%。

2.7 最佳工藝參數(shù)下產(chǎn)品質(zhì)量的檢測

2.7.1 感官指標(biāo)

組織狀態(tài):凝乳狀態(tài)好，無乳清析出;色澤:均勻一致的乳白色，略帶淺黃;酸甜度:酸味柔和，酸甜適度可口;爽口性:潤滑，細(xì)膩，具有碳酸飲料般的爽口;發(fā)酵味:有清淡的醇香味，氣味純正，具有板栗乳應(yīng)有的滋味;氣體狀態(tài):泡沫豐富，振蕩時(shí)有大量氣泡向上升起。

2.7.2 理化指標(biāo)檢測結(jié)果

酸度:86.98°T;pH值:4.23;乳清析出時(shí)間:52 h;可溶性固形物含量為10.2%;持水力為65%;乙醇體積分?jǐn)?shù)為0.21%。

2.7.3 微生物指標(biāo)檢測結(jié)果

乳酸球菌活菌量:2.90×107CFU/mL;乳酸桿菌活菌量:1.38×108CFU/mL;酵母菌活菌量:1.23×105CFU/mL。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)確定了影響開菲爾板栗發(fā)酵乳品質(zhì)的最主要因素是接種量和發(fā)酵溫度，發(fā)酵時(shí)間次之，板栗乳添加量相對(duì)影響較小。同時(shí)，還確定了開菲爾板栗發(fā)酵乳工藝參數(shù)的最優(yōu)組合為接種量8%，發(fā)酵溫度25℃，發(fā)酵時(shí)間為17 h，板栗乳添加量為15%。成品開菲爾板栗發(fā)酵乳口感細(xì)膩，有一定黏度，凝乳好，無乳清析出，色澤呈光亮均勻一致的乳白色，含有豐富的CO2氣泡，酸甜度適中，酸而不澀，無異味，具有碳酸飲料般的爽口，又具有清淡的醇香等發(fā)酵味。

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