陳文璐，劉妍妍, ，鞏燕妮

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院, 黑龍江大慶163319；2.黑龍江完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司, 黑龍江哈爾濱, 150060）

發(fā)酵乳是以牛奶為原料，經(jīng)過巴氏殺菌后，在乳酸菌的作用下經(jīng)發(fā)酵制成的一類乳制品[1]。長(zhǎng)期飲用可以提高食欲、提高免疫力、改善乳糖不耐癥等，也能夠抑制腸道有毒物質(zhì)積累，如其中所含有的乳酸菌能有效減少某些致癌物質(zhì)的產(chǎn)生，因而具有抗癌作用[2?6]，發(fā)酵乳因其獨(dú)特的風(fēng)味和極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而深受廣大消費(fèi)者的喜愛。如何使發(fā)酵乳口感豐富，以及更具保健價(jià)值成為人們不斷研究和發(fā)展的方向[7]。目前關(guān)于保健型發(fā)酵乳的研究主要有蟲草枸杞風(fēng)味發(fā)酵乳[8]、南瓜蜂蜜發(fā)酵乳[9]和山藥香蕉風(fēng)味發(fā)酵乳[10]等。以上研究都驗(yàn)證了風(fēng)味發(fā)酵乳既能給人帶來(lái)良好的食感，而且其營(yíng)養(yǎng)保健功能也日益突出這一觀點(diǎn)。

干酪，又名奶酪，也是一種發(fā)酵乳制品，其性質(zhì)與常見的酸乳有相似之處，都是通過發(fā)酵制作而成，且都含有對(duì)人體有益的乳酸菌[11]。干酪也被稱為“奶黃金”，具有奶香濃郁、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、口感潤(rùn)滑細(xì)膩等諸多特點(diǎn)[12]，約10 kg牛奶可以制作1 kg干酪，由此可見干酪中的脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、鈣和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微量元素極為豐富[13?14]，此外，干酪中必需氨基酸的利用率為89.1%，略低于雞蛋中蛋白質(zhì)的利用率（89.6%），但高于牛奶中蛋白質(zhì)的利用率（85.7%）[15?17]。就工藝而言，干酪是發(fā)酵的牛奶；就營(yíng)養(yǎng)而言，干酪是濃縮的牛奶。

隨著我國(guó)人們消費(fèi)水平的提高，極大地推動(dòng)了發(fā)酵乳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，發(fā)酵乳產(chǎn)品的銷量居于所有乳制品之首[18?19]。目前單純的原味發(fā)酵乳口感單一且選擇范圍較窄，已不能滿足消費(fèi)者的需求，而添加了具有獨(dú)特風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的功能性物質(zhì)的發(fā)酵乳，其口味豐富，選擇性廣，具有食療合一等特點(diǎn)，逐漸受到消費(fèi)者的喜愛。干酪發(fā)酵香氣濃郁，但許多國(guó)人不能接受其濃香、膩的口感。因此本研究中添加干酪粉可稀釋干酪濃膩的香氣，同時(shí)對(duì)白砂糖添加量、穩(wěn)定劑添加量、發(fā)酵劑接種量和干酪粉的添加量進(jìn)行優(yōu)化，研制出一種集干酪和發(fā)酵乳風(fēng)味及保健功能為一體的產(chǎn)品，既可以滿足人們對(duì)發(fā)酵乳風(fēng)味的需求，也可以滿足對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需要。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮牛乳、白砂糖 食品級(jí)，市售；干酪粉 福達(dá)（中國(guó)）投資有限公司；瓊脂、羥丙基二淀粉磷酸酯、明膠 河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司；氫氧化鈉、酚酞、濃硫酸、七水硫酸鈷、硫酸銅、硫酸鉀 遼寧泉瑞試劑有限公司；95%乙醇 天津市鑫鉑特化工有限公司；MC培養(yǎng)基、MRS瓊脂培養(yǎng)基、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂（VRBA）、煌綠乳糖膽鹽（BGLB）肉湯 廣東環(huán)愷微生物科技有限公司；保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus） 北京川秀科技有限公司；除特殊說明外，所有試劑均為分析純。

JY2502 電子天平 鄭州南北儀器設(shè)備有限公司；HH-S4 恒溫水浴鍋 鄭州長(zhǎng)城科技工貿(mào)有限公司；BJHA-PYC30 恒溫恒濕培養(yǎng)箱 北京中西化玻儀器有限公司；BCD-195QM 電冰箱 青島海爾股份有限公司；APV2000均質(zhì)機(jī) 上海史恒儀器設(shè)備有限公司；TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó) Sable Micro System公司；SHP-250生化培養(yǎng)箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器

上海申安醫(yī)療器械廠；DL-CL-2ND超凈工作臺(tái)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；K9840自動(dòng)凱式定氮儀 濟(jì)南海能儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn) 鮮牛乳中蛋白質(zhì)含量（3.0 g/100 g）、脂肪含量（3.8 g/100 g），干酪粉中蛋白質(zhì)含量（44.6 g/100 g）、脂肪含量（32.0 g/100 g），鮮牛乳預(yù)熱至55~60 ℃后加入一定量的穩(wěn)定劑（瓊脂、明膠和羥丙基二淀粉磷酸酯按照1:3:3的比例[20]）、白砂糖和干酪粉充分?jǐn)嚢枋蛊淙芙?。?5~65 ℃、10~15 MPa條件下進(jìn)行均質(zhì)[21]。將均質(zhì)后的混合乳在95 ℃殺菌5 min。殺菌后的混合乳迅速冷卻至42~45 ℃[22]，在無(wú)菌條件下將保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌按照1:1的比例接種，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，放入恒溫恒濕培養(yǎng)箱中發(fā)酵約5 h。待酸奶凝固后，立即移入0~4 ℃的電冰箱中，放置24 h后熟即得成品，進(jìn)行感官和酸度的評(píng)定。

1.2.3 干酪風(fēng)味發(fā)酵乳單因素實(shí)驗(yàn) 按照工藝流程，通過對(duì)白砂糖添加量、穩(wěn)定劑添加量、發(fā)酵劑接種量、干酪粉添加量的調(diào)控，對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的配方進(jìn)行研制。

1.2.3.1 白砂糖添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響 設(shè)定穩(wěn)定劑添加量0.3%，發(fā)酵劑接種量3%，干酪粉添加量6%，研究白砂糖添加量分別為5%、6%、7%、8%、9%時(shí)對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的影響。通過干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官品質(zhì)和酸度，來(lái)判斷白砂糖的最佳添加量。

1.2.3.2 穩(wěn)定劑添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響 設(shè)定白砂糖添加量8%，發(fā)酵劑接種量3%，干酪粉添加量6%，研究穩(wěn)定劑添加量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%時(shí)對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳影響。通過干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官品質(zhì)和酸度，來(lái)判斷穩(wěn)定劑的最佳添加量。

1.2.3.3 發(fā)酵劑接種量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響 設(shè)定白砂糖添加量8%，穩(wěn)定劑添加量0.3%，干酪粉添加量6%，研究發(fā)酵劑接種量分別為1%、2%、3%、4%、5%時(shí)對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的影響。通過干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官品質(zhì)和酸度，來(lái)判斷發(fā)酵劑的最佳接種量。

1.2.3.4 干酪粉添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響 設(shè)定白砂糖添加量8%，穩(wěn)定劑添加量0.3%，發(fā)酵劑接種量3%，研究干酪粉添加量分別為3%、4%、5%、6%、7%時(shí)對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的影響。通過干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官品質(zhì)和酸度，來(lái)判斷干酪粉的最佳添加量。

1.2.4 干酪風(fēng)味發(fā)酵乳響應(yīng)面試驗(yàn) 在單因素的基礎(chǔ)上，選取對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳影響顯著的三個(gè)因素，即以白砂糖添加量、發(fā)酵劑接種量、干酪粉添加量為因素，采用Design-Expert軟件中的Box-Behnken設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)三因素三水平組合響應(yīng)面分析試驗(yàn)，通過分析和建立數(shù)學(xué)模型來(lái)確定干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的最佳發(fā)酵工藝條件，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels table of response surface experiment

1.2.5 檢測(cè)分析方法

1.2.5.1 感官評(píng)定 感官評(píng)價(jià)指標(biāo)：色澤、香味、口感、組織狀態(tài)。

感官評(píng)價(jià)方法：采用小組評(píng)定方式，選10名經(jīng)過訓(xùn)練的感官評(píng)定人員組成評(píng)定小組（男女各5名），參照GB19302-2010發(fā)酵乳的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的色澤、香味、口感、組織狀態(tài)做出綜合評(píng)定，感官評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)見表2，滿分為100分，得分取 10 人的平均值[23?24]。

表2 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表Table 2 Sensory evaluation standard

1.2.5.2 理化指標(biāo)的測(cè)定 酸度的測(cè)定：按照GB 5009.239-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度測(cè)定》中規(guī)定的酚酞指示劑法進(jìn)行測(cè)定[25]。

稱取10 g試樣，置于150 mL錐形瓶中，加20 mL新煮沸冷卻至室溫的水，混勻，加入2.0 mL酚酞指示液，混勻后用0.1 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，邊滴加邊轉(zhuǎn)動(dòng)錐形瓶，直到顏色與參比溶液（3 g七水硫酸鈷溶解于水中，并定容至100 mL）的顏色相似，且5 s內(nèi)不消退，整個(gè)滴定過程應(yīng)在45 s內(nèi)完成。記錄消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液毫升數(shù)（V1）。

空白滴定：用等體積的水做空白實(shí)驗(yàn)，讀取耗用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)（V0）。

試樣中的酸度數(shù)值以（°T）表示，按下式計(jì)算：

式中：X表示試樣的酸度，°T；c表示氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度，mol/L；V1表示滴定試樣時(shí)所消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V0表示空白實(shí)驗(yàn)所消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；100表示100 g試樣；m表示試樣的質(zhì)量，g；0.1表示酸度理論定義氫氧化鈉的摩爾濃度，mol/L。

蛋白質(zhì)含量的測(cè)定：按照GB 5009.5-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定[26]。

稱取試樣2 g，至消化管中，再加入0.4 g硫酸銅、6 g硫酸鉀及20 mL硫酸于消化爐進(jìn)行消化。當(dāng)消化爐溫度達(dá)到420 °C之后，繼續(xù)消化1 h，此時(shí)消化管中的液體呈綠色透明狀，取出冷卻后加入50 mL水，于自動(dòng)凱氏定氮儀（使用前加入氫氧化鈉溶液，硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液以及含有混合指示劑A或B的硼酸溶液）上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加液、蒸餾、滴定和記錄滴定數(shù)據(jù)的過程。

試樣中蛋白質(zhì)的含量按下式計(jì)算：

式中：X表示試樣中蛋白質(zhì)的含量，g/100 g；V1表示試液消耗硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，mL；V2表示試劑空白消耗硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，mL；c表示硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度，mol/L；0.0140表示1.0 mL硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)?shù)牡馁|(zhì)量，g；m表示試樣的質(zhì)量，g；V3表示吸取消化液的體積，mL；F表示氮換算為蛋白質(zhì)的系數(shù)，本文F取6.38；100表示換算系數(shù)。

1.2.5.3 微生物指標(biāo)的測(cè)定 乳酸菌：按照GB4789.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》中規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定[27]。

樣品制備：稱取25 g樣品，置于裝有225 mL生理鹽水的無(wú)菌均質(zhì)杯內(nèi)，于8000~10000 r/min均質(zhì)1~2 min ，制成1:10樣品勻液。用1 mL微量移液器吸取1:10樣品勻液1 mL，注入9 mL生理鹽水的無(wú)菌試管中振搖試管，使其混合均勻，制成1:100的樣品勻液。根據(jù)對(duì)樣品狀況的估計(jì)，按上述操作，依次制成十倍遞增系列稀釋樣品勻液。

嗜熱鏈球菌計(jì)數(shù)：選擇2~3個(gè)連續(xù)的適宜稀釋度，每個(gè)稀釋度吸取1 mL樣品勻液于滅菌平皿內(nèi)，每個(gè)稀釋度做2個(gè)平皿。稀釋液移入平皿后，將冷卻至48 °C的MC培養(yǎng)基傾注入平皿約15 mL，轉(zhuǎn)動(dòng)平皿使混合均勻。（36±1） °C 需氧培養(yǎng)（72±2） h，培養(yǎng)后計(jì)數(shù)。

乳桿菌計(jì)數(shù)：選擇2~3個(gè)連續(xù)的適宜稀釋度，每個(gè)稀釋度吸取1 mL樣品勻液于滅菌平皿內(nèi)，每個(gè)稀釋度做2個(gè)平皿。稀釋液移入平皿后，將冷卻至48 °C的MRS瓊脂培養(yǎng)基傾注入平皿約15 mL，轉(zhuǎn)動(dòng)平皿使混合均勻。（36±1）°C 厭氧培養(yǎng)（72±2）h。

菌落計(jì)數(shù)：可用肉眼觀察，必要時(shí)用放大鏡或菌落計(jì)數(shù)器,記錄稀釋倍數(shù)和相應(yīng)的菌落數(shù)量。

乳酸菌總數(shù)為嗜熱鏈球菌和乳桿菌總數(shù)之和。

大腸菌群：按照GB 4789.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》中平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行測(cè)定[28]。

樣品的制備：同乳酸菌的樣品制備。

平板計(jì)數(shù)：選取2~3個(gè)適宜的連續(xù)稀釋度，每個(gè)稀釋度接種2個(gè)無(wú)菌平皿，每皿1 mL。同時(shí)取1 mL生理鹽水加入無(wú)菌平皿作空白對(duì)照。及時(shí)將1~20 mL融化并恒溫至46 °C的VRBA傾注于每個(gè)平皿中。小心旋轉(zhuǎn)平皿，將培養(yǎng)基與樣液充分混勻，待瓊脂凝固后，再加3~4 mL VRBA覆蓋平板表層。翻轉(zhuǎn)平板，置于（36±1）°C 培養(yǎng) 18~24 h。

平板菌落數(shù)的選擇：選取菌落數(shù)在15~150 CFU之間的平板，分別計(jì)數(shù)平板上出現(xiàn)的典型和可疑大腸菌群菌落。

證實(shí)實(shí)驗(yàn)：從VRBA平板上挑取10個(gè)不同類型的典型和可疑菌落。分別移種于BGLB肉湯管內(nèi)，（36±1）°C 培養(yǎng) 24~48 h，觀察產(chǎn)氣情況。凡 BGLB肉湯管產(chǎn)氣，即可報(bào)告為大腸菌群陽(yáng)性。

大腸菌群平板計(jì)數(shù)：經(jīng)最后證實(shí)為大腸菌群陽(yáng)性的試管比例乘以平板計(jì)數(shù)的菌落數(shù)，再乘以稀釋倍數(shù)，即為每g樣品中大腸菌群數(shù)。

1.2.5.4 酸奶質(zhì)構(gòu)測(cè)定 使用TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀，選用P/50的圓柱型擠壓檢測(cè)探頭，測(cè)定條件為：測(cè)前速度、測(cè)試速度為10 mm/min，測(cè)后速度20 mm/min，測(cè)試距離30 mm，感應(yīng)力Auto-4.0 g。樣品為4 ℃儲(chǔ)存24 h的酸奶，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，結(jié)果取平均值[29?30]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)采用SPSS18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Origin Pro 8.5進(jìn)行圖片繪制，采用Design-Expert 10.0.1軟件進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析。P<0.01表示影響極顯著，P<0.05表示影響顯著。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均為三次平行實(shí)驗(yàn)的均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 干酪風(fēng)味發(fā)酵乳單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 白砂糖添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響白砂糖添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，當(dāng)白砂糖添加量<8%時(shí)，酸度和感官評(píng)分較低，可能是碳源濃度較低導(dǎo)致酸奶發(fā)酵不足，酸度較低，總體口感不夠爽滑，狀態(tài)稀薄，風(fēng)味不易被接受；在白砂糖添加量為8%時(shí)，干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官評(píng)分最高為83.3，酸度為83.5 °T，此時(shí)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的色澤、香味、口感、組織狀態(tài)最佳；白砂糖添加量>8%后，此時(shí)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳口感偏甜，酸味不明顯，乳清析出量明顯增多，感官評(píng)分隨即下降。由SPSS軟件單因素方差分析可知，白砂糖添加量對(duì)感官評(píng)分和酸度的影響都顯著，且白砂糖8%的添加量對(duì)于7%的添加量存在顯著差異。因此，選擇白砂糖最佳添加量為8%。

圖1 白砂糖添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響Fig.1 The influence of the addition amount of sugar on the cheese flavor fermented milk

2.1.2 穩(wěn)定劑添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響穩(wěn)定劑添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響結(jié)果如圖2所示。

圖2 穩(wěn)定劑添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響Fig.2 The influence of the addition amount of stabilizer on the cheese flavor fermented milk

由圖2可知，隨著穩(wěn)定劑添加量在0.1%~0.4%范圍內(nèi)的上升，感官評(píng)分隨之增高，而對(duì)酸度的影響相對(duì)較小；在穩(wěn)定劑添加量0.4%時(shí)，干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官評(píng)分最高為84.1，酸度為79.6 °T，此時(shí)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的色澤、香味、口感、組織狀態(tài)最佳，這主要由于穩(wěn)定劑在酸奶中可顯著改善持水力、黏度和綜合感官評(píng)分；穩(wěn)定劑添加量較高時(shí)，干酪風(fēng)味發(fā)酵乳黏度過高及口感粗糙，有少量乳清析出，感官評(píng)分隨即下降。由SPSS軟件單因素方差分析可知，穩(wěn)定劑添加量對(duì)感官評(píng)分的影響顯著、而對(duì)酸度的影響不顯著，且穩(wěn)定劑0.4%的添加量對(duì)于0.3%的添加量差異不顯著。因此，選擇穩(wěn)定劑最佳添加量為0.3%。

2.1.3 發(fā)酵劑接種量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響，發(fā)酵劑接種量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響結(jié)果如圖3所示。

圖3 發(fā)酵劑接種量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響Fig.3 The influence of the addition amount of starter culture inoculation on the cheese flavor fermented milk

由圖3可知，干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官評(píng)分隨著發(fā)酵劑接種量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，而酸度則呈上升趨勢(shì)；當(dāng)發(fā)酵劑接種量3%時(shí)，干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官評(píng)分最高為84.4，酸度為80.6 °T，此時(shí)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的色澤、香味、口感、組織狀態(tài)最佳；隨著發(fā)酵劑接種量不斷增加，酸度隨之增高，達(dá)到某一最適酸度后，酸度的繼續(xù)升高會(huì)降低產(chǎn)品感官評(píng)分，可能是發(fā)酵基質(zhì)相對(duì)較少，發(fā)酵菌過度作用，導(dǎo)致酸奶形成差劣。由SPSS軟件單因素方差分析可知，發(fā)酵劑接種量對(duì)感官評(píng)分和酸度的影響都顯著，且發(fā)酵劑3%的接種量對(duì)于4%的接種量存在顯著差異。因此，選擇發(fā)酵劑最佳接種量為3%。

2.1.4 干酪粉添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響干酪粉添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響結(jié)果如圖4所示。

圖4 干酪粉添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳風(fēng)味的影響Fig.4 The influence of the addition amount of cheese powder on the cheese flavor fermented milk

由圖4可知，干酪粉添加量在3%~5%范圍內(nèi)，干酪粉添加量的升高與感官評(píng)分和酸度成正相關(guān)；干酪粉添加量5%時(shí)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官評(píng)分最高為85，酸度為81.9 °T，此時(shí)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的色澤、香味、口感、組織狀態(tài)最佳。干酪粉添加量>5%后，干酪風(fēng)味發(fā)酵乳口感偏酸，出現(xiàn)分層現(xiàn)象，感官評(píng)分隨即下降，可能是干酪粉添加量相對(duì)過量，產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量較高，給發(fā)酵菌帶來(lái)負(fù)荷，導(dǎo)致酸奶形成差劣。由SPSS軟件單因素方差分析可知，干酪粉添加量對(duì)感官評(píng)分和酸度的影響都顯著，且干酪粉5%的添加量對(duì)于6%的添加量存在顯著差異。因此，選擇干酪粉最佳添加量為5%。

2.2 干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 Box-Behnken Design試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果以白砂糖添加量、發(fā)酵劑接種量、干酪粉添加量為自變量，以干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的感官評(píng)分為響應(yīng)值，響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Experimental design and results for response surface experiment

利用 Design-Expert軟件，采用 Box-Behnken Design模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到多項(xiàng)式回歸方程：感官評(píng)分=93.87+2.73A+3.93B+0.75C+1.11AB?2.03AC+0.34BC?7.04A2?7.88B2?3.34C2

該二次項(xiàng)方程及各項(xiàng)方差分析如表4所示。模型P<0.01，模型極顯著，失擬項(xiàng)P>0.05，失擬項(xiàng)不顯著，說明該模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。觀察各因素的P值可以得出，因素A、B、A2、B2、C2對(duì)感官評(píng)分影響極顯著（P<0.01）；交互項(xiàng)AC對(duì)感官評(píng)分影響顯著（P<0.05）；其他變量的影響均不顯著（P>0.05）；說明單因素作用和交互作用對(duì)感官評(píng)分均有顯著的影響。此模型的決定系數(shù)R2=0.9827，說明模型具有高顯著性，而R2adj=0.9605，能夠解釋實(shí)驗(yàn)96.05%的響應(yīng)值變異，說明此試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c真實(shí)數(shù)據(jù)擬合程度良好，具有實(shí)踐指導(dǎo)意義，由此可以用該模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳最優(yōu)配方。

表4 回歸方程方差分析結(jié)果Table 4 Analysis of variance of quadratic polynomial regression model

2.2.2 各因素及其交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響 響應(yīng)面圖形是通過二維空間和三維空間，直觀地反應(yīng)各因素及其交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響。由多元回歸方程所作的響應(yīng)曲面等高線圖和3D圖如圖5~圖7所示。

圖5 白砂糖添加量和發(fā)酵劑接種量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.5 Surfacer and contour plots of mutual-influence for sugar and starter culture inoculation on sensory scores

圖7 發(fā)酵劑接種量和干酪粉添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.7 Surface and contour plots of mutual-influence for starter culture inoculation and cheese powder on sensory scores

由圖5所示的交互作用中，當(dāng)白砂糖添加量一定時(shí)，隨著發(fā)酵劑接種量的增加，感官評(píng)分呈先增后減趨勢(shì)變化。同理當(dāng)發(fā)酵劑接種量不變時(shí)，感官評(píng)分隨白砂糖添加量增加呈現(xiàn)先增后減的變化。相較而言，交互作用曲面整體縱向跨度較大，且交互作用等高線呈現(xiàn)顯著圓形，表明二者交互作用對(duì)感官評(píng)分影響不顯著。發(fā)酵劑接種量的變化趨勢(shì)相比白砂糖添加量較為明顯，說明發(fā)酵劑接種量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳感官評(píng)分的影響更顯著。

由圖6所示，白砂糖添加量和干酪粉添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響呈拋物曲面分布，白砂糖添加量和干酪粉添加量均引起感官評(píng)分先增后減變化，相較而言，交互作用曲面整體縱向跨度較大，且交互作用等高線呈現(xiàn)顯著橢圓形，表明二者交互作用對(duì)感官評(píng)分影響顯著。白砂糖添加量的變化趨勢(shì)相比干酪粉添加量較為明顯，說明白砂糖添加量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳感官評(píng)分的影響更顯著。

圖6 白砂糖糖添加量和干酪粉添加量的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.6 Surface and contour plots of mutual-influence for sugar and cheese powder on sensory scores

由圖7所示，當(dāng)發(fā)酵劑接種量<3.5%時(shí)，感官評(píng)分與發(fā)酵劑接種量呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)發(fā)酵劑接種量>3.5%時(shí)，二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，同理當(dāng)干酪粉添加量<5.5%時(shí)，感官評(píng)分與干酪粉添加量呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)干酪粉添加量>5.5%時(shí)，二者相關(guān)關(guān)系發(fā)生轉(zhuǎn)折。發(fā)酵劑接種量和干酪粉添加量?jī)蓚€(gè)變量之間交互作用的等高線呈橢圓形，但交互作用并不顯著。發(fā)酵劑接種量的變化趨勢(shì)相比干酪粉添加量較為明顯，說明發(fā)酵劑接種量對(duì)干酪風(fēng)味發(fā)酵乳感官評(píng)分的影響更顯著。

為進(jìn)一步準(zhǔn)確確定最優(yōu)配方，以感官評(píng)分最高為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)Design-Expert 10.0.1軟件運(yùn)行結(jié)果，感官評(píng)分在白砂糖添加量、發(fā)酵劑接種量、干酪粉添加量的共同影響下的最優(yōu)配方為：白砂糖添加量為8.21%、發(fā)酵劑接種量為3.27%、干酪粉添加量為5.06%，在此條件下，模型預(yù)測(cè)的最大感官評(píng)分為94.70。

2.2.3 最優(yōu)配方的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 根據(jù)軟件預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合實(shí)際工藝設(shè)置的可行性，取白砂糖添加量為8.2%、發(fā)酵劑接種量為3.3%、干酪粉添加量為5.1%為條件進(jìn)行三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得平均感官評(píng)分為94.15，與模型預(yù)測(cè)結(jié)果接近，表明基于該響應(yīng)面模型分析優(yōu)化干酪風(fēng)味發(fā)酵乳發(fā)酵工藝的方法有效可行。

2.3 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)的分析

在Box-Behnken響應(yīng)面優(yōu)化得出的最優(yōu)發(fā)酵工藝下，制得的干酪風(fēng)味發(fā)酵乳呈乳黃色、組織狀態(tài)均勻、酸甜適口、口感柔和潤(rùn)滑、具有干酪特有的風(fēng)味和濃郁的奶香味，成品感官評(píng)分為94.15。

干酪風(fēng)味發(fā)酵乳成品的蛋白質(zhì)含量為2.98 g/100 g，酸度 79.2oT ，乳酸菌總數(shù)為 9.16×107CFU/mL，未檢出大腸茵群，以上理化及微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果均符合《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》的規(guī)定。

2.4 質(zhì)構(gòu)分析

酸奶的質(zhì)構(gòu)特性直接影響酸奶的品質(zhì)和人們對(duì)酸奶的接受程度，并且受到很多因素的影響[31]。為了進(jìn)一步探討干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的生產(chǎn)配方及市場(chǎng)可行性，將在上述實(shí)驗(yàn)確定的最佳配方下生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，并與三種市售攪拌型風(fēng)味發(fā)酵乳（A為伊利品牌、B為蒙牛品牌、C為完達(dá)山品牌）進(jìn)行對(duì)比。

由表5可知，本實(shí)驗(yàn)樣品的硬度、稠度、黏聚性及彈性與B品牌風(fēng)味發(fā)酵乳的測(cè)定值較接近，且差異不顯著，并介于A品牌風(fēng)味發(fā)酵乳與C品牌風(fēng)味發(fā)酵乳的測(cè)定值之間，并且存在顯著差異，表明該產(chǎn)品與市場(chǎng)主流產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性接近，具有一定的市場(chǎng)推廣力。

表5 三種市售攪拌型發(fā)酵乳與實(shí)驗(yàn)樣品的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)比較結(jié)果Table 5 Comparison results of texture properties of three kinds of commercial agitator fermented milk and test samples

3 結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)確定了干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的基本發(fā)酵工藝條件，通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了穩(wěn)定劑添加量為0.3%。再在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面法建立了多元回歸模型，確定了干酪風(fēng)味發(fā)酵乳的其余最優(yōu)發(fā)酵工藝條件白砂糖添加量為8.2%、發(fā)酵劑接種量為3.3%、干酪粉添加量為5.1%。在此條件下生產(chǎn)的干酪風(fēng)味發(fā)酵乳顏色呈乳黃色、組織狀態(tài)均勻、酸甜適口、口感柔和潤(rùn)滑、具有干酪特有的風(fēng)味和濃郁的奶香味。成品感官評(píng)分為94.15，與預(yù)測(cè)值較接近（94.70），蛋白質(zhì)含量為 2.98 g/100 g，酸度 79.2oT，乳酸菌總數(shù)為9.16×107CFU/mL，未檢出大腸茵群，以上理化及微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果均符合《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》的規(guī)定。同時(shí)測(cè)得實(shí)驗(yàn)成品的硬度、稠度、黏聚性及彈性與市售蒙牛攪拌型風(fēng)味發(fā)酵乳的測(cè)定值較接近，并介于伊利攪拌型風(fēng)味發(fā)酵乳與完達(dá)山攪拌型風(fēng)味發(fā)酵酸乳的測(cè)定值之間，表明該產(chǎn)品與市場(chǎng)主流產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性接近，具有一定的市場(chǎng)推廣性。