馬志梅, 褚少興, 康云峰, 曹佳琪

(石家莊市兄弟伊蘭食品配料有限公司,河北石家莊 050800)

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一種褐色酸奶的研制

馬志梅, 褚少興, 康云峰, 曹佳琪

(石家莊市兄弟伊蘭食品配料有限公司,河北石家莊 050800)

[目的]解決市場(chǎng)上褐色酸奶出現(xiàn)的口感稀薄、風(fēng)味不足、乳清析出等技術(shù)問題。[方法]以牛奶和葡萄糖為原料，經(jīng)過熱處理發(fā)生美拉德反應(yīng)，接種乳酸菌發(fā)酵制成褐色酸牛奶產(chǎn)品?？疾炱咸烟翘砑恿?、褐變工藝、復(fù)合穩(wěn)定劑、菌種對(duì)褐色酸奶品質(zhì)的影響。[結(jié)果]褐色酸奶的最優(yōu)配方為葡萄糖最適添加量5%，褐變參數(shù)95 ℃、120 min， 復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.3%，接種Yo-C571-F菌種。[結(jié)論]該研究能夠給低溫乳企工業(yè)化生產(chǎn)褐色酸奶提供指導(dǎo)和幫助。

褐色酸奶；葡萄糖；穩(wěn)定劑；褐變工藝

隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)于食品口味和營(yíng)養(yǎng)的要求也越來越高。酸奶以其獨(dú)特的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值受到越來越多消費(fèi)者的青睞[1]。相關(guān)研究顯示[2]，2009—2014年我國(guó)酸奶市場(chǎng)總銷售量大幅度增長(zhǎng)。褐色酸奶是近兩年興起的新品類，與傳統(tǒng)酸奶最大的區(qū)別是色澤，該產(chǎn)品不添加色素，是通過工藝、配料加工形成暖色調(diào)，并帶有獨(dú)特焦甜的風(fēng)味。

褐色酸奶作為酸奶家族中的一個(gè)新品類，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上已經(jīng)見到有燒酸奶、熟酸奶、俄羅斯風(fēng)味酸奶，但是缺少對(duì)其系統(tǒng)地研究，市場(chǎng)上的產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定，常見的問題有產(chǎn)品析水、沙質(zhì)感、風(fēng)味不足等。國(guó)外相關(guān)的類似加工技術(shù)的產(chǎn)品有日本的養(yǎng)樂多、俄羅斯的格瓦斯等，相同之處就是產(chǎn)品的加工過程利用美拉德反應(yīng)生成自然的顏色和焦甜風(fēng)味。養(yǎng)樂多產(chǎn)品也是采用牛奶和葡萄糖經(jīng)過美拉德反應(yīng)，接種乳酸菌發(fā)酵再調(diào)配而成的一種乳飲料[3]。格瓦斯則是面包屑接種酵母菌、乳酸菌發(fā)酵的一種生物飲品[4]。目前，對(duì)牛奶經(jīng)過褐變接種發(fā)酵劑制成酸牛奶產(chǎn)品的研究很少，筆者通過

對(duì)褐色酸奶大料、菌種、穩(wěn)定劑、工藝的研究，結(jié)合感官評(píng)定和穩(wěn)定性考察，確定最優(yōu)的褐色酸奶配方和加工工藝。

1 材料與方法

1.1 材料 原料及主要試劑：無抗鮮牛乳、白砂糖(食品級(jí))，市售；葡萄糖，山東西王糖業(yè)有限公司；XD復(fù)配乳化增稠劑，石家莊市兄弟伊蘭食品配料有限公司；直投式發(fā)酵劑A，科漢森有限公司；直投式發(fā)酵劑B，丹尼斯克有限公司；直投式發(fā)酵劑C，一然生物科技有限公司；其他試劑均為分析純。

主要儀器：電子天平；pH計(jì)，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；試驗(yàn)型APV高壓均質(zhì)機(jī)，丹麥APV公司；攪拌器，德國(guó)IKA公司；Brookfield DV-Ⅱ黏度計(jì)，美國(guó)博力菲公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱,上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；殺菌鍋；超凈工作臺(tái)；Turbiscan Tower垂直掃描分散穩(wěn)定性分析儀，法國(guó)Formulaction公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程。褐色酸奶具體加工工藝流程見圖1。

圖1 褐色酸奶加工工藝流程Fig.1 The processing technological course of brown yoghurt

1.2.2 操作要點(diǎn)。

1.2.2.1 原料乳。符合GB19301—2010 《生乳 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》，由于原料乳不同季節(jié)脂肪和蛋白質(zhì)的含量會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)影響酸奶的質(zhì)地、口感和風(fēng)味，所以要求新鮮的液態(tài)乳必須標(biāo)準(zhǔn)化或強(qiáng)化，即脂肪或非脂乳固體含量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2.2 穩(wěn)定劑的添加[3]。在酸牛奶中添加穩(wěn)定劑的主要目的是增強(qiáng)和保持酸乳的良好特性，如質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、稠度、外觀和口感。酸乳凝乳在生產(chǎn)過程中常常遭受機(jī)械處理，如破乳攪拌、冷卻器泵送、灌裝機(jī)泵送、長(zhǎng)保質(zhì)期酸乳發(fā)酵后進(jìn)行熱處理，結(jié)果會(huì)使酸乳黏度降低或者在一定程度上出現(xiàn)乳清分離。因此，穩(wěn)定劑的加入能夠改善這些問題。穩(wěn)定劑需要與白糖干混均勻，防止結(jié)塊。采用55～60 ℃的熱奶高速攪拌15 min至完全溶解。

1.2.2.3 均質(zhì)[5]。均質(zhì)能夠把脂肪球打碎，一些酪蛋白膠粒打碎與新形成的脂肪球結(jié)合，使乳體系更穩(wěn)定，防止酸乳在發(fā)酵過程中形成“油脂層”。均質(zhì)溫度在60～65 ℃，壓力在15～20 MPa。

1.2.2.4 殺菌[5-6]。酸奶加工工藝中殺菌的主要作用概括如下：破壞或殺滅致病的和其他不良的微生物；產(chǎn)生酸乳發(fā)酵劑的促進(jìn)/抑制因子；乳清蛋白變性，改善產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品稠度和防止乳清析出；蛋白質(zhì)和葡萄糖長(zhǎng)時(shí)間在高溫條件下發(fā)生美拉德反應(yīng)，使酸奶產(chǎn)生特有的風(fēng)味和色澤，也是褐色酸奶生產(chǎn)中最為關(guān)鍵的工藝點(diǎn)。殺菌的工藝參數(shù)設(shè)定95 ℃，120 min。

1.2.2.5 接種發(fā)酵。接種是造成酸乳微生物污染的主要環(huán)節(jié)之一，要嚴(yán)格操作程序，防止細(xì)菌、霉菌、酵母、噬菌體及其他微生物的污染。為了保證菌種的均勻一致，接種前用滅菌好的生理鹽水稀釋菌粉，用移液槍接種。殺菌后牛奶降溫至42～43 ℃ ，接入菌粉，并充分?jǐn)嚢杈鶆?，放置生化培養(yǎng)箱發(fā)酵。

1.2.2.6 終止發(fā)酵。發(fā)酵終點(diǎn)以產(chǎn)品的pH計(jì)，pH在4.5～4.6終止發(fā)酵。

1.2.2.7 破乳冷卻。冷卻是用來控制發(fā)酵劑及其酶的代謝活性的，產(chǎn)品到達(dá)發(fā)酵終點(diǎn)凝乳冷卻立即開始，用冰水給酸奶降溫至20～25 ℃，120 r/ min攪拌10 min破乳。

1.2.2.8 冷卻、后熟[4-6]。由于酸乳菌種在10 ℃左右生長(zhǎng)活性受限,因此冷卻的目的是盡快將凝乳溫度從42 ℃降到10 ℃以下,以控制產(chǎn)品的最終酸度。冷藏除了控制后酸，還有一個(gè)目的就是產(chǎn)生酸乳香味物質(zhì)，改善酸奶的硬度，酸乳的風(fēng)味是多種風(fēng)味物質(zhì)互相平衡的結(jié)果，香味物質(zhì)呈現(xiàn)的高峰期在終止發(fā)酵后12 h，酸乳冷藏條件是4 ℃，時(shí)間12～24 h。

1.2.3 發(fā)酵過程監(jiān)測(cè)。將接種后的牛奶灌裝至Turbiscan檢測(cè)盒中，設(shè)定恒溫為42 ℃。監(jiān)測(cè)從牛奶到酸奶的整個(gè)凝膠過程，監(jiān)測(cè)跟蹤時(shí)間為14 h，每10 min掃描1次。同時(shí)在線跟蹤產(chǎn)品的pH，分析Turbiscan曲線與pH的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在線pH監(jiān)測(cè)，每5 min讀數(shù)1次,監(jiān)測(cè)14 h。

1.2.4 表觀黏度的測(cè)試。所有的樣品都保存在4 ℃冰箱冷藏，在測(cè)量黏度的時(shí)候能保持同一溫度。用博力菲黏度計(jì)3號(hào)轉(zhuǎn)子30 r/min測(cè)量黏度，30 s讀數(shù)。

1.2.5 產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)。褐色酸奶的感官評(píng)價(jià)采用評(píng)分制，從以下3個(gè)方面：風(fēng)味(包括甜度、酸度、發(fā)酵香氣、粉味、異味)、質(zhì)構(gòu)(包括稠厚感、黏口感和順滑感)和外觀(包括顏色、組織狀態(tài))進(jìn)行評(píng)估，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。理想的產(chǎn)品分?jǐn)?shù)最高,存在缺陷的方面不同程度地扣分。

表1 褐色酸奶的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

在對(duì)樣品進(jìn)行12 h冷藏和24 h所需溫度儲(chǔ)存(制作后36 h)之后進(jìn)行評(píng)估。品評(píng)小組人員7人，由石家莊市兄弟伊蘭食品配料有限公司專業(yè)技術(shù)人員組成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同菌種對(duì)褐色酸奶品質(zhì)的影響 酸乳發(fā)酵劑是酸乳生產(chǎn)的核心原料。根據(jù)對(duì)產(chǎn)品口感和風(fēng)味的要求可以選溫和度不同，產(chǎn)胞外多糖不同的菌種。傳統(tǒng)的發(fā)酵劑是由嗜熱鏈球菌(ST)和保加利亞乳桿菌(LB)構(gòu)成[5]。該研究采用河北一然生物科技的直投式發(fā)酵劑。篩選3款發(fā)酵劑，監(jiān)測(cè)發(fā)酵過程，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，最終篩選出褐色酸奶最適的發(fā)酵劑。

2.1.1 發(fā)酵過程監(jiān)測(cè)。酸奶的發(fā)酵過程通常采用監(jiān)測(cè)pH來反映酪蛋白膠粒的凝膠過程，但是監(jiān)測(cè)pH(從6.5到4.5)只能獲得較少的數(shù)據(jù)。該研究采用Turbiscan監(jiān)測(cè)酸奶的發(fā)酵過程，Turbiscan Tower是采用近紅外光源，通過檢測(cè)樣品的透射光和背散射光的光強(qiáng)值變化，反映樣品體系的變化。應(yīng)用在酸奶發(fā)酵過程的監(jiān)測(cè)能夠直觀地看到酸奶的凝膠點(diǎn)、發(fā)酵過程以及發(fā)酵穩(wěn)定期。

從圖2可以看出3個(gè)菌種的差異，最高曲線是Yo-C342-F，4 h到達(dá)凝膠點(diǎn)，基本進(jìn)入平穩(wěn)期，2～4 h進(jìn)入快速變化期，說明該發(fā)酵劑長(zhǎng)酸速度非?？欤恢虚g曲線是Yo-C571-F前期發(fā)酵過程比較緩慢，達(dá)到拐角點(diǎn)(凝膠點(diǎn))需要6 h，8 h以后進(jìn)入平穩(wěn)期；最下方是Yo-C351-F曲線，乳酸菌的生長(zhǎng)速度與Yo-C342-F接近。曲線最終的高度不同，代表凝膠的硬度不同，Yo-C342-F曲線發(fā)酵速度快，凝膠硬度大，曲線高；Yo-C571-F最終產(chǎn)品凝膠硬度居中，Yo-C351-F硬度最小。

為驗(yàn)證圖2的分析結(jié)果，同時(shí)在線監(jiān)測(cè)3個(gè)菌種發(fā)酵過程的pH，綜合圖2、圖3可以看出產(chǎn)品的pH與Turbiscan有對(duì)應(yīng)關(guān)系，Yo-C571-F的前期發(fā)酵速度緩慢，相比較圖2 Turbiscan曲線能夠很詳細(xì)地監(jiān)測(cè)酸牛奶的凝膠過程，兩者結(jié)合可以分析酸牛奶的發(fā)酵過程。

圖2 菌種的發(fā)酵過程監(jiān)測(cè) Fig.2 Monitoring of strain fermentation process

圖3 菌種發(fā)酵過程pH監(jiān)測(cè)曲線Fig.3 The pH monitoring curve of strain fermentation process

2.1.2 不同發(fā)酵劑的感官評(píng)價(jià)。由表2可以看出,不同的菌種在風(fēng)味和口感上差異顯著,在色澤和組織狀態(tài)上差異不大。綜合評(píng)價(jià)得出，Yo-C571-F菌種在風(fēng)味、稠厚度和順滑感方面最優(yōu)。從圖2可以看出，Yo-C571-F的長(zhǎng)酸速度慢，發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品酵香濃郁，口感順滑。

2.2 葡萄糖添加量與褐變時(shí)間和溫度的關(guān)系 影響美拉德反應(yīng)的主要因素有pH、溫度、糖的種類和濃度以及金屬離子[3]。褐色酸奶的獨(dú)特風(fēng)味和色澤取決于美拉德反應(yīng)的程度, 而反應(yīng)的程度與產(chǎn)品的顏色直接相關(guān)， 即顏色越深美拉德反應(yīng)程度越高， 風(fēng)味越濃郁。實(shí)際生產(chǎn)中長(zhǎng)時(shí)間熱處理溫度通常在 90～95 ℃[7]，該研究考察葡萄糖添加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間的影響，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見表3，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)的差異性主要體現(xiàn)在風(fēng)味和色澤上。 由表4分析，褐變的溫度對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)影響最大，影響的重要性大小排序依次為褐變溫度、葡萄糖添加量、褐變時(shí)間。由表4得出最佳組合為A2B2C3，但通過表4比較得出，C2和C3對(duì)應(yīng)的K值比較接近，考慮到生產(chǎn)效率和成本的問題，可以把C的參數(shù)優(yōu)化為C2，優(yōu)化后的最佳組合為A2B2C2，即葡萄糖的添加量為5%，褐變溫度為95 ℃，褐變時(shí)間120 min。

2.3 穩(wěn)定劑對(duì)褐色酸奶品質(zhì)的影響 褐色酸奶在加工過程中需要95 ℃、120 min的褐變反應(yīng)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，成品口感偏稀，很容易析水。該研究使用的XD復(fù)配穩(wěn)定劑主要成分是變性淀粉、瓊脂、瓜爾膠、雙乙酰酒石酸單雙甘油酯。設(shè)計(jì)不同的添加量，通過理化指標(biāo)檢測(cè)和感官評(píng)價(jià)，確定最適用量。

表2 不同菌種感官評(píng)價(jià)結(jié)果

表3 影響褐色酸奶品質(zhì)的L9(34)正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)

Table 3 Factors and levels of L9(34) orthogonal test of influencing quality of brown yoghurt

水平Levels因素Factors葡萄糖添加量(A)Addedamountofglucose∥%褐變溫度(B)Browningtemperature∥℃褐變時(shí)間(C)Browningtime∥min13929025951203798150

由圖4可以看出，復(fù)配穩(wěn)定劑在一定添加量范圍內(nèi)可以增加產(chǎn)品黏度，添加達(dá)到一定量，黏度反而會(huì)降低，分析原因可能是膠體的添加量過大阻礙了乳蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，黏度不能提升。通過圖4得出褐色酸奶穩(wěn)定劑的添加量范圍為0.2%～0.4%。

表4 影響褐色酸奶品質(zhì)的L9(34)正交試驗(yàn)分析結(jié)果

Table 4 The results of L9(34) orthogonal test of influencing quality of brown yoghurt

試驗(yàn)號(hào)TestNo．因素FactorsABC感官評(píng)價(jià)Sensoryevaluation分111160212274313368421262522390623176731364832166933278K167．33362．00067．333K276．00076．66771．333K369．33374．00074．000R8．66714．6676．667

圖4 穩(wěn)定劑添加量對(duì)酸奶黏度的影響 Fig.4 Effects of stabilizer added amount on yoghurt viscosity

添加復(fù)配穩(wěn)定劑能夠增加蛋白質(zhì)凝膠的密度，促進(jìn)乳蛋白凝膠的形成，使網(wǎng)絡(luò)更加緊密，體系的連續(xù)性增強(qiáng)，直接表現(xiàn)為感官評(píng)價(jià)的稠度和順滑感提升[8-10]。該試驗(yàn)在穩(wěn)定劑添加量為0、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%時(shí)，所得褐色酸奶感官評(píng)價(jià)得分依次為70、84、90、80、76、72分。不添加穩(wěn)定劑的空白樣品，口感粗糙、稠厚度低；添加量到0.4%，酸奶口感偏稠，風(fēng)味釋放性偏差。綜合成本分析，褐色酸奶穩(wěn)定劑添加量0.3%時(shí)產(chǎn)品稠度和順滑感最優(yōu)。

2.3.1 優(yōu)化配方制作的酸奶保質(zhì)期內(nèi)的評(píng)價(jià)。為驗(yàn)證以上結(jié)論，按研究選擇最佳的葡萄糖添加量、最適菌種和穩(wěn)定劑添加量，在95 ℃、120 min褐變工藝條件下制作的褐色酸奶在保質(zhì)期21 d檢測(cè)黏度、酸度的變化和感官評(píng)價(jià)。并取未添加穩(wěn)定劑樣品作為空白樣，市場(chǎng)購(gòu)買的褐色酸奶為對(duì)照樣。

2.3.2 保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品黏度的變化。黏度是攪拌型酸奶生產(chǎn)過程中最重要的控制項(xiàng)目之一，是反應(yīng)酸奶質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)[11-13]。從圖5中可以看出，酸奶在儲(chǔ)藏過程中黏度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。比較添加穩(wěn)定劑后酸奶的回黏較大，放置28 d后黏度開始出現(xiàn)輕微下降。空白樣品放置21 d后黏度開始下降。復(fù)配穩(wěn)定劑的添加，提高了酸奶的表觀黏度，延緩了酸奶黏度下降的時(shí)間，提升了酸奶在儲(chǔ)存期內(nèi)的穩(wěn)定性。

圖5 褐色酸奶在儲(chǔ)存過程中表觀黏度的變化Fig.5 The change of brown yoghurt apparent viscosity in storage process

2.3.3 保質(zhì)期內(nèi)的感官評(píng)價(jià)。從圖6可以看出，酸奶在1～3 d品評(píng)時(shí)效果最佳，7 d以后隨著乳酸菌的生長(zhǎng)，酸味和口感都發(fā)生變化，相比較市售產(chǎn)品和添加穩(wěn)定劑方案，保質(zhì)期內(nèi)變化較小，都在可接收的范圍內(nèi)。相比較不添加穩(wěn)定劑的空白樣品保質(zhì)期內(nèi)的口感變化較大。

綜合試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，采用上述方法確定的葡萄糖用量及褐變工藝參數(shù)、菌種、穩(wěn)定劑用量?jī)?yōu)化制作的褐色酸奶呈暖褐色焦甜風(fēng)味，酵香風(fēng)味濃郁，口感稠厚順滑，優(yōu)于市售對(duì)照樣品。

圖6 褐色酸奶在儲(chǔ)存過程中感官評(píng)價(jià)Fig.6 Sensory evaluation of brown yoghurt in storage process

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)通過對(duì)發(fā)酵過程的監(jiān)測(cè)和產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)分析，確定最佳菌種采用一然生物的Yo-C571-F，該菌種發(fā)酵的酸奶產(chǎn)品酵香濃郁與焦甜風(fēng)味相得益彰。使用Turbiscan分析檢測(cè)牛乳的凝膠過程，可以對(duì)發(fā)酵過程做詳細(xì)的記錄分析。

通過葡萄糖添加量、褐變溫度、褐變時(shí)間的正交試驗(yàn)結(jié)果得出，褐變溫度對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味和色澤影響最大，確定葡萄糖最適添加量為5%，褐變溫度為95 ℃，時(shí)間120 min。

采用石家莊市兄弟伊蘭食品配料有限公司褐色酸奶專用穩(wěn)定劑，能夠提升產(chǎn)品的稠度和順滑感，最適添加量0.3%。與市場(chǎng)上同類產(chǎn)品比較，在提升產(chǎn)品黏度和感官評(píng)價(jià)方面都優(yōu)于對(duì)照產(chǎn)品。

該研究做出的褐色酸奶在21 d保質(zhì)期內(nèi)表觀黏度和感官評(píng)定指標(biāo)穩(wěn)定，焦甜風(fēng)味濃郁，口感濃厚順滑，可為褐色酸奶的工業(yè)化生產(chǎn)提供指導(dǎo)和幫助。褐色酸奶風(fēng)味和穩(wěn)定性的提升，使該品類更具特色，必將成為我國(guó)乳業(yè)酸奶市場(chǎng)發(fā)展的一大亮點(diǎn)。參考文獻(xiàn)

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Development of a Brown Yoghurt

MA Zhi-mei, CHU Shao-xing, KANG Yun-feng et al

(Shijiazhuang Brothers Eland Ingredient Co.Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050800)

[Objective] The aim was to solve problems of brown yoghurt in market, such as thin texture, lack of flavor, and precipitation of whey.[Method] With milk and glucose as raw materials, after heat treatment of the Maillard reaction, inoculating lactic acid bacteria for fermentation, brown yoghurt products were obtained.Effects of glucose added amount, browning technique, compound stabilizer, strains on quality of brown yoghurt were investigated.[Result] The optimal formula of brown yoghurt was as following: glucose 5%, browning parameters 95 ℃, 120 min, compound stabilizer 0.3%, inoculating strain Yo-C571-F.[Conclusion] The study can provide guidance and help for milk enterprises to produce brown yoghurt in low temperature.

Brown yoghurt; Glucose; Stabilizer; Browning technique

馬志梅(1981- )，女，河北定州人，高級(jí)工程師，碩士，從事乳品科學(xué)與技術(shù)研究。

2016-09-21

S 879.1;TS 252.4

A

0517-6611(2016)33-0090-04