何 潼，余嘉慧，吳 素，唐 霞， 劉成國(guó)，周 輝＊

1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128

2 皇氏集團(tuán)湖南優(yōu)氏乳業(yè)有限公司，湖南寧鄉(xiāng) 410600

0 引言

酸奶是以生牛（羊）乳或乳粉為原料，經(jīng)殺菌、接種嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌（德氏乳桿菌保加利亞種）發(fā)酵制成的產(chǎn)品[1]。與其他乳制品相比，酸奶含有高生物價(jià)值的蛋白質(zhì)、脂肪、糖分以及含量豐富的維生素和礦物質(zhì)[2]，易于被人體消化吸收[3]，且能調(diào)整腸道功能[4]。隨著消費(fèi)者對(duì)營(yíng)養(yǎng)健康食品要求的提高，脫脂或低脂酸奶[5]、功能型酸奶[6]的研發(fā)逐漸被乳品企業(yè)和研究人員所關(guān)注。

沅江蘆筍，又名“南荻筍”，生長(zhǎng)在南洞庭湖的灘涂濕地上，屬于禾本種芒屬荻種的草本植物。由于洞庭湖的濕地氣候，光照、水源等自然條件得天獨(dú)厚，賦予它異于普通蔬菜的品質(zhì)。沅江蘆筍不僅口感脆嫩，風(fēng)味獨(dú)特，而且富含多種營(yíng)養(yǎng)成分，倍受人們的喜愛(ài)[7]。研究表明，沅江蘆筍含有大量的膳食纖維，16 種人體必需的氨基酸以及豐富的硒、鉀、鈣、鋅、鎂和黃酮等成分，特別是有機(jī)硒含量高于普通蔬菜10 倍以上[8]。黃酮類(lèi)化合物具有神經(jīng)保護(hù)、降壓、抗炎、抗腫瘤以及降血糖等多種藥理功能[9]。因此人食用后具有排毒養(yǎng)顏、預(yù)防肥胖、調(diào)節(jié)免疫等功能。由于沅江蘆筍受采摘季節(jié)和果蔬本身保藏方法的限制，采摘后易產(chǎn)生變質(zhì)、變軟、腐敗霉變等問(wèn)題[10]，故沅江蘆筍的貯藏方式及相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)問(wèn)題得到人們廣泛關(guān)注。沅江蘆筍可以有多種食用方法[11]，目前有腌制南荻筍[12]、蘆筍罐頭和蘆筍粉[13]等產(chǎn)品。然而在我國(guó)，由于國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)蘆筍了解很少，消費(fèi)量更是有限，故沒(méi)有很好的發(fā)揮蘆筍的食用和藥用價(jià)值[14]。本研究通過(guò)外源添加沅江蘆筍水提物制作發(fā)酵酸奶，為沅江蘆筍的開(kāi)發(fā)提供更多科研依據(jù)的同時(shí)，也為功能性酸奶的研究提供更多的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

沅江蘆筍粉末，湖南博大天能實(shí)業(yè)股份有限公司；乳酸菌發(fā)酵劑，北京川秀科技有限公司；脫脂奶粉，恒天然（商貿(mào)）有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

雙人單面垂直凈化工作臺(tái)（SW-CJ-2D），蘇州博萊爾凈化設(shè)備有限公司；冷藏柜（SC-320D），海爾集團(tuán)有限公司；電子天平（JA2003），上海浦春計(jì)量?jī)x器有限公司；電動(dòng)機(jī)械攪拌器（AW200S-H）、均質(zhì)乳化機(jī)（AE500S-H），上海鵬奕儀器有限公司；恒溫培養(yǎng)箱（WH-25），維根技術(shù)（北京）有限公司；超級(jí)恒溫水浴鍋（HH-601），常州市國(guó)旺儀器制造有限公司儀器；凍干機(jī)（Modulyod-230），美國(guó)Thermo Electron公司；數(shù)字式粘度計(jì)（NDJ-8S），上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；醫(yī)用離心機(jī)（TG16-WS），湖南湘儀試驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司；分光測(cè)色儀（CS-580A），杭州彩譜科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 蘆筍水提物的制備

準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的蘆筍粉（M1），加入到熱水中進(jìn)行水浴提取，提取一段時(shí)間后，將提取液進(jìn)行離心，上清液用真空冷凍進(jìn)行干燥，得水提取物的重量（M2），水提物提取率見(jiàn)公式（1）。

1.3.2 提取時(shí)間對(duì)蘆筍水提物得率的影響

在料液比為1∶90，水浴溫度為90 ℃的條件下，考察水浴提取時(shí)間（3.5 h、4 h、4.5 h、5 h）對(duì)蘆筍水提物得率的影響。

1.3.3 水浴溫度對(duì)蘆筍水提物得率的影響

在料液比為1∶90，水浴提取時(shí)間為4 h，考察水浴溫度（80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃）對(duì)蘆筍水提物得率的影響。

1.3.4 料液比對(duì)蘆筍水提物得率的影響

在水浴提取時(shí)間4 h，水浴溫度為90 ℃的條件下，考察料液比（1∶70、1∶80、1∶90、1∶100）對(duì)蘆筍水提物得率的影響。

1.3.5 酸奶的制作工藝

（1）脫脂復(fù)原乳的制備

12%脫脂復(fù)原乳，分別添加終含量（m/v）為0%、0.1%、0.2%、0.4%蘆筍水提物，混勻后預(yù)熱至60~75℃。

（2）剪切均質(zhì)

將復(fù)配好的脫脂復(fù)原乳在高速剪切機(jī)下剪切（20 000 r/min，2 min），反復(fù)剪切3 次。

（3）殺菌

將均質(zhì)好的脫脂復(fù)原乳進(jìn)行殺菌處理（90~95 ℃，10 min）。

（4）接種

分別接種各試樣組發(fā)酵劑接種量為2%。

（5）發(fā)酵

將接種好的生脫脂復(fù)原乳放置43 ℃培養(yǎng)箱中發(fā)酵，凝乳判定為發(fā)酵終點(diǎn)。

（6）冷卻后熟

將已經(jīng)凝乳的發(fā)酵乳轉(zhuǎn)移至4 ℃冰箱中冷藏后熟。

（7）測(cè)定

酸奶發(fā)酵過(guò)程的總酸，后熟24 h的持水力及色度。

1.3.6 酸度測(cè)定

滴定酸度測(cè)定：參考《GB 5009.239—2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品 酸度的測(cè)定》[15]的方法。稱(chēng)取10 g（精確到0.001 g）已混勻的試樣，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，混勻后用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，邊滴加邊轉(zhuǎn)動(dòng)燒瓶，直到顏色與參比溶液的顏色相似，且5 s內(nèi)不消退，整個(gè)滴定過(guò)程應(yīng)在45 s內(nèi)完成。滴定過(guò)程中，向錐形瓶中吹氮?dú)?，防止溶液吸收空氣中的二氧化碳。記錄消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液毫升數(shù)（V1），代入公式（2）中進(jìn)行計(jì)算：

式中：氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度記為c0；滴定時(shí)所消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積記為V1；空白試驗(yàn)所消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積記為V0；試樣質(zhì)量記為m0。

1.3.7 持水力的測(cè)定

參考Doleyres Y等[16]的方法，取10 g左右的發(fā)酵乳樣品（稱(chēng)重），離心條件13 000 r/min，10 ℃、30 min，棄上清液，倒置10 min，讓上清液充分流出，最后立即稱(chēng)量沉淀的質(zhì)量。持水力表示為公式（3）。

式中：離心管質(zhì)量記為m0；離心管加上發(fā)酵乳總質(zhì)量記為m1；離心后沉淀和離心管總質(zhì)量記為m2。

1.3.8 色度的測(cè)定

參考韓千慧等[17]的方法，將混勻后的酸奶樣品置于50 mm×50 mm比色皿中，使用多功能色度儀對(duì)其各色度指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試條件為反射，結(jié)果以明亮度L?（暗→亮：0→100），紅綠值a?（綠-→紅+），黃藍(lán)值b?（藍(lán)-→黃＋）表示。按照以下公式對(duì)色差進(jìn)行計(jì)算見(jiàn)公式（4）。

1.3.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)用3 次試驗(yàn)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，即平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。試驗(yàn)數(shù)據(jù)由Excel 2010、origin 2018和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算處理，用T檢驗(yàn)進(jìn)行分析，P＜0.05表示存在顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 提取溫度對(duì)蘆筍水提物得率的影響

不同提取溫度下，蘆筍水提物的得率結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，隨著水浴提取溫度的增加，蘆筍水提物的得率也增加，90 ℃以后，水浴溫度越高蘆筍水提物的得率是降低的，90 ℃的水浴溫度蘆筍水提物得率最高，因此最佳提取溫度時(shí)間確定為90 ℃。

圖1 提取溫度對(duì)蘆筍水提物得率的影響

2.2 水浴溫度對(duì)蘆筍水提物得率的影響

在不同提取時(shí)間，蘆筍水提物的得率結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知，在4 h之前隨著水浴提取時(shí)間的增加，蘆筍水提物的得率增加，但超過(guò)4 h，蘆筍水提物的得率逐漸降低，因此選擇水浴時(shí)間確定為4 h。

圖2 水浴時(shí)間對(duì)蘆筍水提物得率的影響

2.3 料液比對(duì)蘆筍水提物得率的影響

在不同料液比下，蘆筍水提物的得率結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，從1∶70的料液比往上增加物料的量，蘆筍水提物的得率也逐漸增加，在1∶90的物料比時(shí)，蘆筍水提物的得率達(dá)到了最高，再增加到1∶100時(shí)則是得率下降，這可能是因?yàn)榉勰舛冗^(guò)高導(dǎo)致水浴時(shí)蘆筍的水提物不能完全溶入水中，所以選出最佳料液比為1∶90。

圖3料液比對(duì)蘆筍水提物得率的影響

2.4 酸奶在發(fā)酵過(guò)程中的酸度變化

添加不同含量的蘆筍水提物后，各組酸奶發(fā)酵過(guò)程中的酸度變化見(jiàn)圖4。

滴定酸度能夠反映發(fā)酵乳中的酸性物質(zhì)可能產(chǎn)生的全部氫離子的總量，因此，研究滴定酸度可更好地了解不同發(fā)酵條件下發(fā)酵乳的產(chǎn)酸情況。由圖4可知，從發(fā)酵開(kāi)始，四組酸奶的酸度基本都在18~230T，但隨著發(fā)酵時(shí)間的增長(zhǎng)，各組酸奶的酸度之間開(kāi)始出現(xiàn)顯著性變化。發(fā)酵2 h到4 h過(guò)程中，試驗(yàn)組（蘆筍水提物的添加量分別為0.1%、0.2%、0.4%）和對(duì)照組（未添加蘆筍水提物）發(fā)酵乳樣品的滴定酸度顯著增加（P＜0.05）。在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中試驗(yàn)組的酸度都顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），且0.4%添加量酸奶顯著高于0.2%、0.1%添加量酸奶，0.4%添加量酸奶在4.5 h時(shí)滴定酸度已經(jīng)超過(guò)了700T均達(dá)到乳酸菌發(fā)酵乳生產(chǎn)的最終酸度要求，而對(duì)照組酸奶則是發(fā)酵接近6 h時(shí)，才達(dá)到700T。結(jié)果表明，蘆筍水提物的添加能促進(jìn)產(chǎn)酸，加快酸奶的凝乳，且0.4%添加量能夠更有效地促使酸奶產(chǎn)酸，更快凝乳。

圖4 酸奶在發(fā)酵過(guò)程中的酸度變化

2.5 蘆筍酸奶的色度比較

顏色是人們?nèi)粘ＯM(fèi)標(biāo)準(zhǔn)之一，也是初步判斷是否購(gòu)買(mǎi)的第一考慮步驟。添加不同含量蘆筍水提物后，酸奶的色度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1中可知，試驗(yàn)組（0.1%、0.2%、0.4%蘆筍水提物添加量）與對(duì)照組的L?值存在顯著差異（P＜0.05），且隨著蘆筍水提物添加量增加，L?值越小，這可能是因?yàn)樘J筍水提物顏色呈黃綠色，隨著添加量的增加，酸奶的亮度減小，酸奶顏色變得暗沉。從a?值來(lái)看，各組之間并無(wú)明顯差異（P＞0.05），說(shuō)明蘆筍水提物對(duì)a?值無(wú)顯著影響。從b?值來(lái)看，0.4%添加量的酸奶顯著高于0.1%、空百對(duì)照組酸奶（P＜0.05），且隨著蘆筍添加量增加，酸奶的b值也在增加，說(shuō)明蘆筍水提物能提升酸奶的b?值，這是可預(yù)期的，因?yàn)樘J筍水提物本身顏色呈黃綠色，隨著添加量的增加，酸奶更呈更黃更綠的趨勢(shì)。結(jié)合L?和b?值的數(shù)據(jù)可知，0.4%添加量酸奶比空白對(duì)照組酸奶顯著變暗變黃（P＜0.05），這樣導(dǎo)致了0.4%添加量酸奶從顏色上看起來(lái)并不佳。

表1 蘆筍酸奶的色度

2.6 蘆筍酸奶發(fā)酵完成的持水力

添加不同含量蘆筍水提物后，酸奶的持水力測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 蘆筍酸奶發(fā)酵完成的持水力

在酸奶中，持水率表現(xiàn)為持水率越高，體系乳清析出越低，說(shuō)明酸奶的凝膠分子對(duì)水的結(jié)合能力越強(qiáng)，整個(gè)體系的穩(wěn)定性越好。由圖5可知，試驗(yàn)組（0.1%、0.2%蘆筍水提物添加量）酸奶的持水力顯著高于空白對(duì)照組（P＜0.05），隨著蘆筍水提物的添加量增加，酸奶的持水能力明顯增加，0.2%添加量酸奶的持水力高達(dá)51.2%，說(shuō)明蘆筍水提物的添加能改善酸奶的持水能力。而0.4%添加量酸奶與空白對(duì)照組無(wú)顯著差異（P＞0.05），說(shuō)明過(guò)高的蘆筍水提物添加量會(huì)抑制蘆筍水提物的中的多糖與蛋白形成膠束，從而使得持水能力降低。

3 結(jié)論

本文通過(guò)單因素試驗(yàn)探究了蘆筍水提物的最佳提取條件，以及對(duì)蘆筍酸奶發(fā)酵過(guò)程中的酸度、發(fā)酵完成時(shí)的色度、持水力進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：外源添加0.1%、0.2%和0.4%的沅江蘆筍水提物，可不同程度提高酸奶的持水能力（P＜0.05）。沅江蘆筍水提物的添加能促進(jìn)乳酸菌快速產(chǎn)酸，加快酸奶的凝乳，且0.4%添加量能夠更有效的促使酸奶產(chǎn)酸，更快凝乳。外源添加蘆筍水提物，使得酸奶的L?值減小，b?值增加。但是隨著添加量的逐漸增加，酸奶色澤更黃更綠不利于美觀，故在本試驗(yàn)條件下最適宜的沅江蘆筍水提物添加量為0.2%。本研究為開(kāi)發(fā)綠色、健康的功能性酸乳、進(jìn)一步加快沅江蘆筍的精深加工奠定了一定理論基礎(chǔ)。