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        凝固型李子酸奶發(fā)酵條件優(yōu)化

        2019-10-29 00:40:44賀小賢姚嬌嬌
        中國釀造 2019年10期
        關(guān)鍵詞:發(fā)酵劑酸度李子

        賀小賢,姚嬌嬌,周 欣,劉 歡

        (陜西科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院,陜西 西安 710021)

        李子(Prunus salicinaLindl.)是薔薇科(Rosaceae)李屬(Prunus)植物,別名嘉慶子、布霖、玉皇李、山李子,是中國栽培最早的水果之一。其果實味酸且富含多種氨基酸、維生素及礦物質(zhì),能促進胃酸和胃消化酶的分泌,具有治療消化系統(tǒng)疾病、心血管疾病、增強免疫[1]、美容等多種生理活性。除此之外,李子還含有大量酚類化合物及其衍生物,具有很強的抗氧化活性,堪稱是抗衰老、防疾病的“超級水果”[2]。

        酸奶除了保留鮮牛奶的全部營養(yǎng)成分外,還富含大量有益于人體健康的益生菌,長期食用能夠促進消化、保護肝臟、腎臟、改善腸道環(huán)境、增強機體的免疫力[3-4];酸奶中的乳酸不僅能使腸道里的弱堿性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成弱酸性物質(zhì),而且還能產(chǎn)生抗菌物質(zhì),抑制腸道中腐敗菌的繁殖和活動,從而減少腸道內(nèi)的有害物質(zhì),對人體具有保健作用[5]。隨著生活水平的提高,同時高效率的工作和不規(guī)律的生活,使人們的免疫功能下降,人們對酸奶種類、口味和功能的要求也越來越高[6]。此時,復(fù)合酸奶由于其較高的營養(yǎng)價值、獨特的風(fēng)味和保健功能,在一眾酸奶中脫穎而出,深受廣大消費者的歡迎[7]。目前,國內(nèi)外對李子酸奶的研究較少,因此,其具有較為廣闊的研究前景。

        凝固型李子酸奶除了酸甜適口的風(fēng)味外,還兼具傳統(tǒng)酸奶和李子的雙重保健功能,保證了人們對新口味和營養(yǎng)價值的追求,是一種可以滿足現(xiàn)代消費者需求的新型酸奶。因此,本研究以鮮牛乳和李子鮮果為主要原料,保加利亞乳桿菌(Lactobacillus bulgaricus)1028和嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)6032作為混合發(fā)酵劑,發(fā)酵制備凝固型李子酸奶。以酸度和感官評價為指標(biāo),在單因素試驗的基礎(chǔ)上,通過正交試驗確定凝固型李子酸奶的最佳發(fā)酵條件。為酸奶新品種的開發(fā)提供思路,同時對提高農(nóng)民收入有著重要的現(xiàn)實意義。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        1.1.1 菌種

        保加利亞乳桿菌1028、嗜熱鏈球菌6032:陜西科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院本研究室保藏菌種。

        1.1.2 試劑

        新鮮無霉變的李子、鮮牛乳(均為食品級):本地農(nóng)貿(mào)超市;脫脂乳粉(食品級):伊利集團;蔗糖、黃原膠、羧甲基纖維素鈉、維生素C(均為食品級):市售。

        1.1.3 培養(yǎng)基

        MRS培養(yǎng)基[8]:蛋白胨10 g,牛肉膏10 g,酵母提取物5 g,檸檬酸二銨2 g,乙酸鈉5 g,葡萄糖20 g,吐溫80 1.0 mL,MgSO4·7H2O 0.58 g,MnSO4·4H2O 0.25 g,蒸餾水1 000 mL,pH值6.2~6.4。固體培養(yǎng)基添加1.5%的瓊脂,121 ℃高壓滅菌15 min。

        1.2 儀器與設(shè)備

        CUBE302S-C多功能原汁機:寧波麥格威特電器有限公司;LDZH-150L滅菌鍋:上海申安醫(yī)療器械廠;DK-320恒溫水浴鍋:上海精宏儀器設(shè)備有限公司;F2004B電子天平:上海天科天美科學(xué)儀器有限公司;303-00A恒溫培養(yǎng)箱:上海坤天實驗室儀器有限公司;SP-756P紫外分光光度計:上海光譜儀器有限公司;SW-CJ-1F超凈工作臺:西安德派生物科技有限公司。

        1.3 方法

        1.3.1 凝固型李子酸奶工藝流程及操作要點

        操作要點:

        李子漿制備:選擇新鮮、成熟且無霉變的李子,經(jīng)清洗、去核后切成2~3 cm的小塊,置于沸水中燙漂5 min,將熱燙好的李子塊冷卻至40 ℃左右,以料液比1∶1(g∶mL)加入蒸餾水打漿,同時加入0.5%的維生素C護色,制得李子漿。

        調(diào)配:將李子漿、鮮牛乳、蔗糖和羧甲基纖維素鈉按一定的比例混合。

        殺菌、冷卻:85 ℃水浴30 min后,冷卻至室溫[9-10]。

        混合發(fā)酵劑的制備:配制14%的脫脂乳,115 ℃滅菌15 min,冷卻后,分別接入5%的保加利亞乳桿菌1028和嗜熱鏈球菌6032,42 ℃培養(yǎng)至凝固后取出。將活化好的兩種菌按體積比1∶1混合,按4%接入已滅菌的脫脂乳中,42 ℃培養(yǎng)8 h,于4 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

        接種、發(fā)酵:于調(diào)配液中加入混合發(fā)酵劑,并攪拌均勻,裝入已滅菌的酸奶瓶中,密封后置于一定溫度條件下發(fā)酵培養(yǎng)至凝乳。

        后熟、成品:將凝固好的酸奶轉(zhuǎn)移至4 ℃冰箱中冷藏后熟24 h后,即得成品。

        1.3.2 凝固型李子酸奶發(fā)酵條件的優(yōu)化

        (1)單因素試驗

        選取李子漿添加量(20%、30%、40%、50%)、蔗糖添加量(6%、8%、10%、12%)、發(fā)酵劑接種量(2%、3%、4%、5%)、發(fā)酵溫度(38 ℃、40 ℃、42 ℃、44 ℃)和發(fā)酵時間(4 h、5 h、6 h、7 h)5個因素進行單因素試驗,考察各因素對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響[11]。初始發(fā)酵條件為蔗糖添加量10%,發(fā)酵劑接種量3%,發(fā)酵溫度42 ℃,發(fā)酵時間6 h。

        (2)正交試驗

        基于單因素試驗結(jié)果,選擇4個主要影響因素:李子漿添加量(A)、蔗糖添加量(B)、發(fā)酵劑接種量(C)和發(fā)酵溫度(D)[12]。以感官評價作為考察指標(biāo),采用L9(34)設(shè)計進行4因素3水平正交試驗,確定最優(yōu)組合[13-14]。正交試驗因素與水平見表1。

        表1 凝固型李子酸奶發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of set-style plum yogurt

        1.3.3 理化指標(biāo)的檢測

        感官評分[15-18]:根據(jù)國標(biāo)GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》,隨機抽取10人,從凝固型李子酸奶的口感、顏色、風(fēng)味和組織狀態(tài)4個方面進行評分,滿分100分,結(jié)果取平均值。具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

        表2 凝固型李子酸奶的感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of set-style plum yogurt

        蛋白質(zhì)含量[19]:按照國標(biāo)GB 5009.5—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》中的方法進行測定。

        酸度[20]:酸度是發(fā)酵乳的一個重要指標(biāo),與產(chǎn)品的口味、質(zhì)地和風(fēng)味有著密切的聯(lián)系[21]。采用國標(biāo)GB 5009.239—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測定》中的酸堿滴定法進行測定。

        1.3.4 微生物指標(biāo)的檢測

        大腸桿菌(Bacillus coli)[22]:按照國標(biāo)GB 4789.18—2010《食品微生物學(xué)檢驗乳與乳制品檢驗》中的平板計數(shù)法進行測定。

        乳酸菌[23]:按照國標(biāo)GB 4789.35—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗乳酸菌檢驗》中的稀釋平板法進行測定。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 凝固型李子酸奶發(fā)酵條件優(yōu)化單因素試驗

        2.1.1 李子漿添加量對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響

        李子漿的添加量對凝固型李子酸奶的風(fēng)味及乳酸菌的增殖有重要的影響,因此,考察李子漿添加量對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響,結(jié)果見圖1。

        圖1 李子漿添加量對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of plum pulp addition on set-style plum yoghurt quality

        由圖1可知,凝固型李子酸奶的酸度隨著李子漿添加量的增加而升高,說明李子漿本身的酸度促進了產(chǎn)品的酸度的升高;而感官評分在李子漿添加量>40%以后出現(xiàn)下降趨勢,且當(dāng)李子漿添加量為40%時,酸度為89°T,感官評分最高,為92分。綜合考慮,確定最優(yōu)李子漿添加量為40%。

        2.1.2 蔗糖添加量對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響

        蔗糖的添加有助于改善酸奶的口感,緩解酸度,因此,考察蔗糖添加量對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響,結(jié)果見圖2。

        由圖2可知,隨著蔗糖添加量的增加,凝固型李子酸奶的酸度快速降低,感官評分呈先升高后下降的趨勢。分析原因可能是當(dāng)蔗糖添加量<10%之前,由于蔗糖添加量較低,導(dǎo)致酸奶甜度不夠,酸度較高,感官評分較低;當(dāng)蔗糖添加量>10%之后,蔗糖濃度過高,酸度偏低,感官評分降低;當(dāng)蔗糖添加量為10%時,酸度為84°T,感官評分最高,為90分。因此,確定最優(yōu)蔗糖添加量為10%[24]。

        圖2 蔗糖添加量對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of sucrose addition on set-style plum yoghurt quality

        2.1.3 發(fā)酵劑接種量對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響

        發(fā)酵劑接種量是影響酸奶最終品質(zhì)的主要因素之一[25]??疾觳煌l(fā)酵劑接種量對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響,結(jié)果見圖3。

        圖3 發(fā)酵劑接種量對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of starter cultures inoculum on set-style plum yoghurt quality

        由圖3可知,隨著發(fā)酵劑接種量的增加,凝固型李子酸奶的酸度逐漸升高,感官評分呈先上升后下降的趨勢。分析原因可能是當(dāng)發(fā)酵劑接種量<3%之前,發(fā)酵劑接種量較少,乳酸菌產(chǎn)酸量較低,感官評分較低;當(dāng)發(fā)酵劑接種量>3%之后,發(fā)酵劑接種量過多,酸度過大,造成酸奶口感較差,感官評分較低;當(dāng)發(fā)酵劑接種量為3%時,酸度適宜,為85°T,感官評分最高,為89分,因此,確定最優(yōu)發(fā)酵劑接種量為3%。

        2.1.4 發(fā)酵溫度對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響

        選擇適宜的發(fā)酵溫度對于乳酸菌的生長繁殖尤為重要,考察不同發(fā)酵溫度對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響,結(jié)果見圖4。

        由圖4可知,發(fā)酵溫度過高或過低都會影響乳酸菌的增殖,進而影響到產(chǎn)品的酸度。隨著發(fā)酵溫度的升高,凝固型李子酸奶的酸度逐漸升高,感官評分呈先上升后下降的趨勢。分析原因可能是當(dāng)發(fā)酵溫度低于42 ℃之前,乳酸菌繁殖不夠多,此時產(chǎn)酸較低;當(dāng)發(fā)酵溫度超過42 ℃以后,產(chǎn)酸過高,感官評分下降;當(dāng)發(fā)酵溫度為42 ℃時,酸度為87°T,感官評分最高,為94分。因此,確定最優(yōu)發(fā)酵溫度為42 ℃。

        圖4 發(fā)酵溫度對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of fermentation temperature on set-style plum yoghurt quality

        2.1.5 發(fā)酵時間對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響

        一般情況下,酸奶發(fā)酵至完全凝乳需要5~6 h,考察不同發(fā)酵時間對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響,結(jié)果見圖5。

        圖5 發(fā)酵時間對凝固型李子酸奶品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of fermentation time on set-style plum yoghurt quality

        由圖5可知,隨著發(fā)酵時間在4~7 h范圍的延長,凝固型李子酸奶的酸度逐漸升高,感官評分呈先上升后下降的趨勢。分析原因可能是當(dāng)發(fā)酵時間<6 h之前,乳酸菌數(shù)量較少,酸度不夠;當(dāng)發(fā)酵時間>6 h以后,由于乳酸菌產(chǎn)酸過量,酸度太高,導(dǎo)致酸奶口感欠佳;當(dāng)發(fā)酵時間為6 h時,酸度適宜,為90°T,感官評分最高,為90分,因此,確定最優(yōu)發(fā)酵時間為6 h。

        2.2 凝固型李子酸奶發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗

        在單因素試驗的基礎(chǔ)上,以感官評分為評價指標(biāo),選擇李子漿添加量(A)、蔗糖添加量(B)和發(fā)酵劑接種量(C)和發(fā)酵溫度(D)4個因素進行L9(34)正交試驗。正交試驗結(jié)果與分析見表3。

        由表3中極差分析可知,各試驗因素對凝固型李子酸奶感官評分的影響主次順序為A>C>B>D,即李子漿添加量>發(fā)酵劑接種量>蔗糖添加量>發(fā)酵溫度。凝固型李子酸奶的最佳發(fā)酵條件為A2B2C3D2,即李子漿添加量40%、蔗糖添加量10%、發(fā)酵劑接種量4%、發(fā)酵溫度42 ℃。該組合沒有在試驗組中出現(xiàn),因此,對其進行驗證試驗。經(jīng)驗證,得到的凝固型李子酸奶為淺黃色、色澤均勻、質(zhì)地細(xì)膩且酸甜適中,具有李子特有的風(fēng)味,感官評分為94分。

        表3 凝固型李子酸奶發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of set-style plum yogurt

        2.3 凝固型李子酸奶理化指標(biāo)檢測結(jié)果

        凝固型李子酸奶理化指標(biāo)檢測結(jié)果見表4。

        表4 凝固型李子酸奶理化指標(biāo)檢測結(jié)果Table 4 Determination results of physical and chemical indexes of set-style plum yoghurt

        由表4可知,在最優(yōu)發(fā)酵條件下制備的凝固型李子酸奶的酸度、脂肪和蛋白質(zhì)含量分別為85.4°T、2.7 g/100 g、3.1 g/100 g,均符合國標(biāo)GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》的要求[26]。

        2.4 凝固型李子酸奶微生物指標(biāo)檢測結(jié)果

        在最優(yōu)發(fā)酵條件下制備的凝固型李子酸奶的乳酸菌數(shù)≥106個/mL;大腸桿菌數(shù)<1 CFU/mL;致病菌未檢出,均符合國標(biāo)GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》的要求。

        3 結(jié)論

        將李子與鮮牛奶混合制備的李子酸奶,可賦予傳統(tǒng)酸奶更獨特的風(fēng)味和更高的營養(yǎng)價值。本試驗采用單因素及正交試驗確定凝固型李子酸奶的最優(yōu)發(fā)酵條件為李子漿添加量40%、蔗糖添加量10%、發(fā)酵劑接種量4%、發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時間6 h。在此最優(yōu)發(fā)酵條件下得到的凝固型李子酸奶酸度為85.4°T,感官評分為94分,質(zhì)地細(xì)膩,營養(yǎng)豐富,酸甜爽口,理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)均符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。此產(chǎn)品不但豐富了市場,滿足人們對于口感的要求,又為水果的深加工提供了依據(jù)。

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