徐澤琦，周 芳，李雪琪，呂志華，于雪楓，馬 玲

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西晉中 030801）

0 引言

大豆發(fā)酵酸奶是由大豆制漿（即豆奶）后，加入少量奶粉或新鮮牛奶及某些可供益生菌利用的糖類(lèi)作為發(fā)酵促進(jìn)劑，經(jīng)益生菌發(fā)酵而成[1]。甜菊糖苷以其低熱量（約為蔗糖的1/300）和高甜度（蔗糖的200～300倍）被認(rèn)定為可替代蔗糖的第三保健糖源，對(duì)糖尿病、口腔齲齒、肥胖癥、高血壓等有一定的治療效果[2]。發(fā)酵酸豆奶將植物蛋白與動(dòng)物蛋白有效結(jié)合起來(lái)，富含對(duì)人體有益的活性乳酸菌、蛋白質(zhì)、氨基酸等，不含膽固醇[3-6]，特別適用于乳糖不耐癥患者，對(duì)肥胖、高膽固醇血癥、心臟病、糖尿病和骨質(zhì)酥松癥[7]等均有輔助預(yù)防作用。因此，甜菊糖苷可作為一種優(yōu)質(zhì)的保健型蛋白發(fā)酵制品。低糖酸奶通過(guò)使用其他甜味劑代替部分白砂糖，降低酸奶的能值，既可以滿足高血糖、肥胖病人喝酸奶的欲望，又不會(huì)使他們的血糖和體重發(fā)生過(guò)分波動(dòng)[8]。

試驗(yàn)以豆奶、牛奶比，保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、副干酪乳桿菌混合發(fā)酵乳和甜菊糖苷代替蔗糖的比例為變量。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用感官評(píng)價(jià)及黏度計(jì)、pH計(jì)等儀器進(jìn)行品質(zhì)評(píng)定，確定最佳生產(chǎn)工藝配方，為低糖大豆發(fā)酵酸奶的開(kāi)發(fā)提供技術(shù)參數(shù)。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

生鮮牛乳、蔗糖（食品級(jí)），均為市售；NaOH、NaHCO3，分析純。

菌種：保加利亞乳桿菌（Lactobacillus.bulgaricus）、嗜熱鏈球菌（St.thermophilus）、副干酪乳桿菌（Lactobacillus.paracasei），山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院畜產(chǎn)品加工實(shí)驗(yàn)室保存。

1.2 主要儀器設(shè)備

SW-CJ-2FD型超凈工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司產(chǎn)品；0～4℃冰箱、GSP-9270MBE型隔水式恒溫培養(yǎng)箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠產(chǎn)品；NDJ-1型指針式黏度計(jì)，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；ST2100 pH計(jì)，奧豪斯國(guó)際貿(mào)易上海有限公司產(chǎn)品；FA2004型電子分析天平，太原市威爾佳科技有限公司產(chǎn)品；LD5-2B型低速離心機(jī)，北京雷勃爾醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品；磨漿機(jī)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 菌種活化

將生鮮牛乳滅菌后冷卻至室溫，分裝至已滅菌的小試中各10 mL，分別接種保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌凍干粉，置于42℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，接種副干酪乳桿菌凍干粉置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，反復(fù)傳代，直至生長(zhǎng)穩(wěn)定符合發(fā)酵劑要求。

1.3.2 凝固型大豆酸奶的工藝流程

1.3.3 操作要點(diǎn)

（1）豆乳的制備。挑選成熟度好的大豆，剔除雜質(zhì)和霉變顆粒，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的NaHCO3溶液常溫浸泡12 h，去除黃豆的豆腥味[9]，按豆∶水=1∶8的比例進(jìn)行混合，去皮后磨漿，將打好的豆?jié){用2層紗布過(guò)濾2次[10]，煮沸滅菌。

（2）配料混合。豆?jié){和牛奶的比例會(huì)影響香氣口感、組織狀態(tài)等重要的指標(biāo)，以3%的接種量進(jìn)行接種，總糖的添加量為7%（其中30%的蔗糖由甜菊糖苷替代），選用豆?jié){和牛奶的配比分別為2∶8，3∶7，4∶6，5∶5，6∶4，在42℃條件下發(fā)酵4 h，以感官評(píng)價(jià)等指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，確定豆奶配比對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

（3）糖的添加。由艾嘯威等人[11]的研究可知將甜菊糖添加入酸奶時(shí)，用甜菊糖取代30%～50%的蔗糖量，制得的酸奶顏色均一、組織細(xì)膩、酸爽可口，具有甜菊糖特有香味且與常見(jiàn)的市售酸奶在感官喜好方面無(wú)顯著性差別。在此基礎(chǔ)上試驗(yàn)中總糖的添加量為7%，分別采用甜菊糖苷替代20%，30%，40%，50%，60%，根據(jù)甜菊糖苷與蔗糖的甜度比值（1∶300）來(lái)添加甜菊糖苷的量，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)確定甜菊糖苷替代量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

（4）接種發(fā)酵。分別采用副干酪乳桿菌∶保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1∶1，2∶1∶1，3∶1∶1，4∶1∶1，0∶1∶1在無(wú)菌條件下接種于已冷卻好的豆奶中，豆?jié){和牛奶的比例為2∶8，糖添加量為7%，甜菊糖苷替代30%的蔗糖，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)確定菌種比對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

1.3.4 關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以豆?jié){與牛奶配比（A）、甜菊糖苷替代量（B）、菌種比（C）、發(fā)酵時(shí)間（D）4個(gè)因素，選擇4個(gè)因素各3個(gè)水平，采用L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)確定最佳配比。

大豆發(fā)酵酸奶正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 大豆發(fā)酵酸奶正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

1.3.5 pH值和黏度的測(cè)定

pH值用ST2100 pH計(jì)測(cè)定，黏度用NDJ-1指針式黏度計(jì)測(cè)定。

1.3.6 酸度的測(cè)定[12]

取10 g發(fā)酵乳于三角瓶中，加入20 mL蒸餾水，滴入2～3滴酚酞指示劑，用濃度為0.1 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，不斷輕微搖動(dòng)，直至微紅色在30 s內(nèi)不消失為止。樣品的酸度按下面公式計(jì)算：

式中：C——標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉的濃度，mol/L；

V——滴定所消耗標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉的體積，L；

m——樣品的質(zhì)量，g；

0.1——酸度理論定義NaOH摩爾濃度，mol/L。

1.3.7 發(fā)酵乳持水力的測(cè)定[13]

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量樣品于離心管中，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心10 min后，去除上清液后稱量。樣品的保水性按下式計(jì)算：

式中：m1——離心前所稱取樣品質(zhì)量，g；

m2——離心后去掉上清液樣品的質(zhì)量，g。

1.3.8 感官評(píng)定方法

邀請(qǐng)9名學(xué)生進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，采用百分制評(píng)分，從色澤、滋味、爽滑度、黏稠度、酸甜比和整體喜好6個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定。

感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜菊糖苷低糖大豆發(fā)酵酸奶單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 豆?jié){和牛奶配比單因素試驗(yàn)結(jié)果

不同豆奶牛奶配比對(duì)大豆酸奶品質(zhì)的影響見(jiàn)表3。

由表3可知，豆?jié){與牛奶的添加量對(duì)發(fā)酵成品的感官、酸度、pH值和持水力均有影響，豆奶配比為5∶5時(shí)成品的酸度較低未達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)≥70°T），產(chǎn)酸最少，豆?jié){添加量較多時(shí)，成品感官評(píng)分較低，持水力也隨之降低；豆奶配比為5∶5和6∶4時(shí)成品較為黏稠，持水力低，且成品有明顯豆腥味，色澤偏黃不均勻；豆奶配比為3∶7和4∶6時(shí)成品口感較好；豆奶配比為2∶8時(shí)感官評(píng)分最高，成品色澤呈淡黃色，結(jié)合有奶香味和大豆特有的風(fēng)味，酸味適中，持水力也較好。綜合上述原因，在正交試驗(yàn)中的豆奶配比設(shè)為2∶8，3∶7，4∶6。

表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

表3 不同豆奶牛奶比例對(duì)大豆酸奶品質(zhì)的影響

2.1.2 甜菊糖苷替代量單因素試驗(yàn)結(jié)果

不同甜菊糖苷替代量對(duì)大豆酸奶品質(zhì)的影響見(jiàn)表4。

表4 不同甜菊糖苷替代量對(duì)大豆酸奶品質(zhì)的影響

由表4可知，甜菊糖苷替代蔗糖量對(duì)發(fā)酵成品的pH值影響不大，當(dāng)甜菊糖苷代替較多蔗糖時(shí)，成品酸度下降，分析原因可能是甜菊糖苷添加量較多時(shí)會(huì)抑制菌種生長(zhǎng)[14]，使得產(chǎn)酸能力變?nèi)酰瑫r(shí)產(chǎn)品的持水力也會(huì)有所下降。當(dāng)甜菊糖苷代替50%和60%的蔗糖時(shí)，對(duì)感官品質(zhì)有很大影響，甜菊糖苷會(huì)產(chǎn)生后甜味，風(fēng)味不佳，且成品組織狀態(tài)不佳。因此，在正交試驗(yàn)中設(shè)甜菊糖苷替代量為20%，30%，40%。

2.1.3 接種菌種配比單因素試驗(yàn)結(jié)果

不同菌種配比對(duì)大豆酸奶品質(zhì)的影響見(jiàn)表5。

由表5可知，混合菌種配比對(duì)于各指標(biāo)均有影響，與不添加副干酪乳桿菌做比較可以看出，隨著副干酪乳桿菌添加量比例增加，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌配比減少時(shí)，發(fā)酵成品的黏度下降，產(chǎn)酸能力變?nèi)?，pH值也隨之升高，這可能是因?yàn)楸＜永麃喨闂U菌具有較強(qiáng)的產(chǎn)酸能力，而且副干酪乳桿菌在混合菌中不是優(yōu)勢(shì)菌種，生長(zhǎng)速度較慢，副干酪乳桿菌的過(guò)量增加也會(huì)使得產(chǎn)品的持水力降低，同時(shí)感官評(píng)分也會(huì)稍有下降。綜合考慮，應(yīng)適量添加副干酪乳桿菌，所以在正交試驗(yàn)中設(shè)副干酪乳桿菌∶保加利亞乳桿菌：嗜熱鏈球菌配比為0∶1∶1，1∶1∶1，2∶1∶1。

表5 不同菌種配比對(duì)大豆酸奶品質(zhì)的影響

2.2 甜菊糖苷大豆發(fā)酵酸奶正交試驗(yàn)確定最佳配方結(jié)果分析

正交試驗(yàn)結(jié)果分析見(jiàn)表6。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表6可知，各因素影響產(chǎn)酸能力大小順序?yàn)榫N配比＞發(fā)酵時(shí)間＞豆奶配比＞甜菊糖苷替代量，隨著益生菌配比增加，混合菌的產(chǎn)酸作用減弱，這正與單因素試驗(yàn)結(jié)論相同。而各因素影響感官的大小順序?yàn)槎鼓膛浔龋咎鹁仗擒仗娲浚揪N比例＞發(fā)酵時(shí)間，豆?jié){的添加量會(huì)很大程度上影響成品的口感。由表6還可以看出，感官評(píng)分最高的工藝水平組合為A1B2C2D2，根據(jù)感官評(píng)分極差值分析最佳工藝水平組合為A1B2C1D2，根據(jù)2組工藝試驗(yàn)結(jié)果與分析，可以得出最佳甜菊糖苷低糖大豆發(fā)酵酸奶的工藝配方為A1B2C1D2：豆奶配比為2∶8，菌種比例為1∶1∶1，甜菊糖苷替代蔗糖量為30%，發(fā)酵時(shí)間為4 h。

3 產(chǎn)品評(píng)價(jià)

在最佳工藝下發(fā)酵的成品酸度為78°T，黏度為2 695 mPa·s，pH值為4.26，持水力為72.63%，感官評(píng)分82分，產(chǎn)品口感爽滑、酸甜適中，有豆奶特有的香味，也增加了少部分甜菊糖苷特有的后甜味。4 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)得到甜菊糖苷低糖大豆發(fā)酵酸奶的最佳工藝配方為豆?jié){和牛奶的配比2∶8，LP-33∶Lc∶St的配比1∶1∶1，甜菊糖苷替代蔗糖量30%，發(fā)酵時(shí)間4 h。生產(chǎn)的成品不僅口感氣味色澤都較好，而且豆?jié){與牛奶的混合結(jié)合了植物蛋白和動(dòng)物蛋白，與普通酸奶相比營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高，益生菌副干酪乳桿菌的添加又為產(chǎn)品增加了特有的保健功能，甜菊糖苷的添加為產(chǎn)品減少了含糖量更適合糖尿病人和患有口腔齲齒的人食用。因此，從營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的角度來(lái)看，此產(chǎn)品是一種優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵制品，具有一定的市場(chǎng)價(jià)值。