侯銀臣，呂 行，黃繼紅，趙 祎，魏海龍，李 琰，楊盛茹*

（1.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 450046；2.河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，河南鄭州 450000；3.河南科譜特醫(yī)藥科技研究院有限公司，河南洛陽(yáng) 471000）

麥胚存在于小麥籽粒的基部，占小麥籽粒質(zhì)量的2%～3%，富含功能蛋白、多糖、凝集素、活性肽類等多種營(yíng)養(yǎng)素[1]。麥胚作為小麥加工副產(chǎn)物之一，是我國(guó)傳統(tǒng)的藥食同源食物，其營(yíng)養(yǎng)成分豐富，被營(yíng)養(yǎng)學(xué)家譽(yù)為“人類天然的營(yíng)養(yǎng)寶庫(kù)”[2-6]。麥胚中含有的膽堿能起到保護(hù)大腦的作用，增加記憶力[7]。此外，麥胚中還含有麥胚凝集素、棉子糖和植酸等多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，所以人體不能直接攝取麥胚[8-9]。有研究表明，通過發(fā)酵能夠去除麥胚中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，而且能夠提高麥胚的抗菌和抗氧化活性[10]。

酸奶具有獨(dú)特風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是以牛奶為原料，加入適量的發(fā)酵劑，在一定條件下發(fā)酵而成的一種乳制品[11]，長(zhǎng)期食用能夠促進(jìn)消化、保護(hù)肝臟、腎臟、改善腸道環(huán)境、增強(qiáng)機(jī)體的免疫力[12-13]。酸奶相比較于牛奶而言，經(jīng)過發(fā)酵后的蛋白質(zhì)、碳水化合物、糖類會(huì)被轉(zhuǎn)化成小分子，其營(yíng)養(yǎng)成分更易被人體所吸收。酸奶中的乳糖含量有所降低，鈣含量有所增加，同時(shí)發(fā)酵過程還可以產(chǎn)生大量人體必需的氨基酸、生物活性肽、維生素等。

將酸奶與各種不同的原料結(jié)合，制成各種風(fēng)味的飲品，一方面能增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，另一方面可以給消費(fèi)者提供更多的選擇，進(jìn)而擴(kuò)大市場(chǎng)[14]。因此，本研究將酸奶與麥胚結(jié)合制備脫脂麥胚酸奶。以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究脫脂麥胚添加量、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間對(duì)脫脂麥胚酸奶品質(zhì)的影響，通過單因素和正交試驗(yàn)確定脫脂麥胚酸奶的最佳工藝條件，并與相同發(fā)酵條件下制備的原味酸奶進(jìn)行比較，以期為麥胚資源的進(jìn)一步開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脫脂麥胚：河南省鯤華生物技術(shù)有限公司；純牛奶：內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)有限公司；白砂糖（純度98%）：天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司；發(fā)酵劑：Danisco France SAS；果膠（純度99%）：山東西亞化學(xué)工業(yè)有限公司；三氯乙酸（分析純）：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；雙縮脲試劑（AB液）：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

303A-3S數(shù)顯電熱培養(yǎng)箱：上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司；ZHWY-100B恒溫培養(yǎng)振蕩器：上海智城分析儀器制造有限公司；TDZ4-WS低速離心機(jī)：上海盧湘離心機(jī)儀器有限公司；CS 501電熱恒溫水浴鍋：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；LDZX-立式壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；FA224電子天平：常州市宏衡電子儀器廠；HG101-2電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)：南京實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝流程及操作要點(diǎn)[13]

純牛奶→配料→預(yù)熱→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發(fā)酵→冷卻→冷藏后熟→脫脂麥胚酸奶操作要點(diǎn)：

（1）純牛奶：選擇新鮮且其不能患有乳房炎奶牛生產(chǎn)的牛奶。

（2）配料：按純牛奶質(zhì)量添加6%脫脂麥胚、5%白砂糖、0.3%果膠。

（3）預(yù)熱、均質(zhì)、殺菌、冷卻：將配制好的原液在50～60℃的條件下預(yù)熱5 min，均質(zhì)，當(dāng)原液充分混勻后在90～95 ℃的條件下滅菌5～10 min，滅菌結(jié)束后，在無菌室內(nèi)冷卻至43～45 ℃。

（4）接種：攪拌均勻，使凝乳完全被破壞，嚴(yán)格控制操作衛(wèi)生。按混合液的質(zhì)量加入1.5%的發(fā)酵劑，攪拌10 min，注意保持乳溫。

（5）灌裝：將接種后充分?jǐn)嚢璧呐Ｈ榱⒓催B續(xù)地灌裝于玻璃瓶、塑料瓶或紙盒等。

（6）發(fā)酵：在42 ℃條件下發(fā)酵4.5 h。

（7）冷藏后熟：為了使發(fā)酵停止，促進(jìn)香味產(chǎn)生，改善酸乳硬度。在4 ℃條件下冷藏后熟12 h。隨機(jī)抽樣，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

原味酸奶不添加脫脂麥胚，按照以上操作步驟進(jìn)行制備，結(jié)束后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.2 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

按照脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝，采用單因素輪換法依次考察脫脂麥胚添加量（2%、4%、6%、8%、10%）、發(fā)酵劑接種量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、發(fā)酵時(shí)間（3.5 h、4.0 h、4.5 h、5.0 h、5.5 h）對(duì)脫脂麥胚酸奶感官評(píng)分的影響。

1.3.3 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以脫脂麥胚添加量（A）、發(fā)酵劑接種量（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）作為試驗(yàn)因素，以感官評(píng)分（Y）為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用L9（34）正交表進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn)，試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization of degreased wheat germ yogurt

1.3.4 脫脂麥胚酸奶感官評(píng)價(jià)

選10名食品專業(yè)相關(guān)人員，對(duì)脫脂麥胚酸奶的口感、色澤、爽滑度、組織狀態(tài)、穩(wěn)定性5個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)分，滿分100分，具體感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2[15]。

表2 脫脂麥胚酸奶的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of degreased wheat germ yogurt

1.3.5 檢測(cè)分析

蛋白質(zhì)含量：按照國(guó)標(biāo)GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[16]中的方法進(jìn)行測(cè)定。羥自由基清除能力：按照文獻(xiàn)[17]的方法進(jìn)行測(cè)定。多肽含量：按照文獻(xiàn)[18]的方法進(jìn)行測(cè)定。酸度：按照國(guó)標(biāo)GB 5009.239—2016《食品酸度的測(cè)定》[19]中的方法進(jìn)行測(cè)定。質(zhì)構(gòu)：按照文獻(xiàn)[20]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)試驗(yàn)值為3個(gè)平行數(shù)據(jù)的均值，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示，使用Excel制圖，利用SPSS 25軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

2.1.1 脫脂麥胚添加量對(duì)脫脂麥胚酸奶品質(zhì)的影響

圖1 脫脂麥胚添加量對(duì)脫脂麥胚酸奶品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of degreased wheat germ addition on the quality of degreased wheat germ yogurt

由圖1可知，隨著脫脂麥胚添加量在2%～10%范圍內(nèi)的增加，脫脂麥胚酸奶的感官評(píng)分呈先升高后下降的趨勢(shì)。麥胚經(jīng)過發(fā)酵后，其中的蛋白被降解，產(chǎn)生風(fēng)味肽，具有麥芽清香的口感。當(dāng)脫脂麥胚添加量過多時(shí)，達(dá)不到預(yù)期的效果；當(dāng)脫脂麥胚添加量過少時(shí)，麥芽清香的口感不充分。當(dāng)脫脂麥胚添加量為4%時(shí)，感官評(píng)分最高，為93.9分。因此，確定脫脂麥胚的最佳添加量為4%。

2.1.2 發(fā)酵劑接種量對(duì)脫脂麥胚酸奶品質(zhì)的影響

圖2 發(fā)酵劑接種量對(duì)脫脂麥胚酸奶品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of fermentation starter inoculum on the quality of degreased wheat germ yogurt

由圖2可知，隨著發(fā)酵劑接種量在0.5%～2.5%范圍內(nèi)的增加，脫脂麥胚酸奶的感官評(píng)分呈先升高后降低的趨勢(shì)。接種量是發(fā)酵過程中非常重要的因素，接種量過多不僅造成浪費(fèi)，而且會(huì)影響發(fā)酵的效果；接種量過少，則達(dá)不到發(fā)酵的預(yù)期效果。當(dāng)發(fā)酵劑接種量為1.5%時(shí)，脫脂麥胚酸奶的感官評(píng)分最高，為95.5分。因此，確定發(fā)酵劑的最佳接種量為1.5%。

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)脫脂麥胚酸奶品質(zhì)的影響

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)脫脂麥胚酸奶品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of fermentation time on the quality of degreased wheat germ yogurt

由圖3可知，隨著發(fā)酵時(shí)間在3.5～5.5 h范圍內(nèi)的延長(zhǎng)，脫脂麥胚酸奶的感官評(píng)分呈先升高后降低的趨勢(shì)，分析原因可能是由于發(fā)酵時(shí)間過短，發(fā)酵不充分；發(fā)酵時(shí)間過長(zhǎng)，造成菌種爭(zhēng)奪養(yǎng)分，導(dǎo)致生存空間變小，從而抑制發(fā)酵的進(jìn)行。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為4.5 h時(shí)，感官評(píng)分最高，為94.7分。因此，確定最佳的發(fā)酵時(shí)間為4.5 h。

2.2 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以脫脂麥胚添加量（A）、發(fā)酵劑接種量（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）為考察因素，感官評(píng)分（Y）為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選用L9（34）正交表進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與分析見表3，方差分析結(jié)果見表4。

表3 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation process optimization of degreased wheat germ yogurt

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表3極差R可知，各因素對(duì)脫脂麥胚酸奶感官評(píng)分的影響的主次順序?yàn)榘l(fā)酵劑接種量＞脫脂麥胚添加量＞發(fā)酵時(shí)間，說明發(fā)酵劑接種量對(duì)脫脂麥胚酸奶感官品質(zhì)的影響最大，脫脂麥胚添加量次之，發(fā)酵時(shí)間最小。最優(yōu)發(fā)酵工藝為A2B2C2，即脫脂麥胚添加量4%、發(fā)酵劑接種量0.15%、發(fā)酵時(shí)間4.5 h，在此最優(yōu)工藝條件下所制得的脫脂麥胚酸奶在口感、氣味和組織狀態(tài)等方面達(dá)到最佳，感官評(píng)分最高，為95.75分。由表4可知，脫脂麥胚添加量、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間對(duì)脫脂麥胚酸奶感官評(píng)分的影響均顯著（P＜0.05）。

2.3 脫脂麥胚酸奶與原味酸奶的比較

采用最優(yōu)發(fā)酵工藝制備脫脂麥胚酸奶及原味酸奶，比較兩種酸奶的蛋白質(zhì)含量、多肽含量、·OH清除率、酸度及質(zhì)構(gòu)，結(jié)果分別見表5和表6。

表5 脫脂麥胚酸奶與原味酸奶理化及抗氧化活性指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 5 Determination results of physicochemical and antioxidant activity indexes of degreased wheat germ yogurt and plain yogurt

表6 脫脂麥胚酸奶與原味酸奶質(zhì)構(gòu)的比較Table 6 Comparison of texture of degreased wheat germ yogurt and plain yogurt

由表5和表6可知，脫脂麥胚酸奶產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中的要求，并且相比于原味酸奶，脫脂麥胚酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高，而且各項(xiàng)理化指標(biāo)及質(zhì)構(gòu)均明顯提高。除·OH清除率外，其余各項(xiàng)指標(biāo)都具有極顯著性差異（P＜0.01）。

3 結(jié)論

通過單因素及正交試驗(yàn)確定脫脂麥胚酸奶的最佳工藝為脫脂麥胚添加量4%、發(fā)酵劑接種量0.15%、發(fā)酵時(shí)間4.5 h，在此最優(yōu)工藝條件下所制得脫脂麥胚酸奶在口感、氣味和組織狀態(tài)等方面達(dá)到最佳，感官評(píng)分最高，為95.75分。同時(shí)脫脂麥胚酸奶在蛋白質(zhì)含量、多肽含量、抗氧化活性以及質(zhì)構(gòu)方面明顯高于原味酸奶，說明添加脫脂麥胚發(fā)酵的酸奶，不僅能夠增加酸奶的口感和風(fēng)味，而且能夠提高酸奶的理化指標(biāo)并提升營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。