劉忠偉，胡逸軒，劉賀梅， 黃 亮，2，趙 原，梁子兆

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410004；2.中南林業(yè)科技大學(xué)特醫(yī)食品加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙 410004）

沙棘是一種藥食同源植物，素有“天然維生素寶庫(kù)”的美稱，是我國(guó)西部地區(qū)最具代表性的經(jīng)濟(jì)作物[1]。據(jù)測(cè)定，沙棘的維C 含量非常豐富，每100 g鮮果中含維C 1 200～1 800 mg[2]。藥理試驗(yàn)表明，沙棘具有抗腫瘤、降血脂、增強(qiáng)免疫功能等作用。在功能性食品領(lǐng)域，沙棘目前主要用于制作沙棘果汁、果醋、果酒、油等產(chǎn)品，附加值相對(duì)較低[3]，且風(fēng)味難以被大多數(shù)人接受。而隨著營(yíng)養(yǎng)酵素風(fēng)靡世界并被廣泛接受認(rèn)可，將沙棘和酵素結(jié)合在一起，必會(huì)產(chǎn)生巨大的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4]。

目前，沙棘酵素相關(guān)的研究主要集中于沙棘酵素的抗氧化活性研究，以及沙棘酵素制備時(shí)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物和功能成分。葛朋燁、王珍珍、金哲寧等人[5-7]研究了沙棘酵素的功能成分與制備工藝。但關(guān)于沙棘酵素酸奶制備工藝的研究，尚未見(jiàn)報(bào)道。為延伸沙棘深加工的產(chǎn)業(yè)鏈，將沙棘酵素添加到酸奶中，發(fā)揮其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，從而提高酸奶的口感與風(fēng)味，同時(shí)添加的羅漢果甜苷作為天然不產(chǎn)熱甜味劑，迎合了時(shí)代的發(fā)展需求，具有更廣闊的發(fā)展前景[8-9]。

將沙棘酵素添加到純牛奶中，接種益生菌復(fù)合發(fā)酵，并采用羅漢果甜苷與低聚異麥芽糖，降低熱量的攝入。該酸奶充分利用了沙棘酵素的營(yíng)養(yǎng)性，滿足了人們對(duì)健康的需求。沙棘酵素與羅漢果甜苷風(fēng)味結(jié)合，增強(qiáng)了其口感。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)的方法，制備一種沙棘酵素酸奶，為沙棘酵素系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

紐仕蘭純牛奶、原味酸奶、佰生優(yōu)酸奶發(fā)酵劑（10 菌型，主要含保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、開(kāi)菲爾菌、乳雙歧桿菌等10 種益生菌），均為市售；羅漢果甜苷，廣東惠爾康食品配料有限公司提供；沙棘果，采自山西呂梁；低聚異麥芽糖90 型，山東百龍創(chuàng)園生物科技股份有限公司提供；明膠，河南佰榮生物科技有限公司提供。

1.2 儀器

JJ-2 型組織搗碎勻漿機(jī)，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司產(chǎn)品；FA25model 型高速分散均質(zhì)機(jī)，上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司產(chǎn)品；MIR-250A 型微生物培養(yǎng)箱，上海三騰儀器有限公司產(chǎn)品；民杭LJY-2025 型電磁爐，永康市鼎龍電器有限公司產(chǎn)品；TD5A-WS 型醫(yī)用離心機(jī)，長(zhǎng)沙維爾康湘鷹離心機(jī)有限公司產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 沙棘酵素制備工藝[10-11]

用無(wú)菌水沖洗沙棘表面，自然瀝水，打漿，按沙棘∶低聚異麥芽糖∶水的質(zhì)量比3∶3∶1，加入0.2 %酵素發(fā)酵劑（主要成分為植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、副干酪乳桿菌、乳雙歧桿菌、鼠李糖乳桿菌）于滅菌過(guò)的發(fā)酵罐，密封30 ℃發(fā)酵4 d 以上，取發(fā)酵液以轉(zhuǎn)速2 000 r/min 離心10 min，取上清液置于冰箱中備用。

1.3.2 酸奶制備工藝[12-13]

（1）原料乳預(yù)熱。邊攪拌邊將純牛奶預(yù)熱到40 ℃。

（2）加入甜味劑和增稠劑。加入甜味劑、明膠攪勻。

（3）均質(zhì)。將原料奶混合液均質(zhì)10 min。

（4）混合乳殺菌。將均質(zhì)后的混合乳在95 ℃條件下滅菌10 min，再將溫度冷卻至40 ℃左右。

（5）混合并接種。在殺菌冷卻后的混合乳中加入沙棘酵素原液，并攪拌均勻，形成穩(wěn)定的沙棘牛奶混合液，在超凈工作臺(tái)上接種酸奶發(fā)酵劑至混合乳中，攪勻。

（6）發(fā)酵。將沙棘酵素混合乳置于恒溫培養(yǎng)箱發(fā)酵8 h，pH 值達(dá)到4.5～4.7 時(shí)終止發(fā)酵。

（7）攪拌。攪拌使酸奶分布均勻，攪拌速度漸快，時(shí)間不超過(guò)20 min。

（8）裝罐、冷藏。將發(fā)酵后的沙棘酵素酸奶灌裝到酸奶瓶中密封，放入4 ℃冰箱中保存。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

酸奶的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

（1）甜味劑比例對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。依據(jù)1.3.2的酸奶制作工藝，分別添加羅漢果甜苷∶低聚異麥芽糖的比例（下文稱甜味劑比例）1∶7，1∶8，1∶9，1∶10，總用量11 g，沙棘酵素用量22 g，發(fā)酵劑1.0 g，發(fā)酵溫度41 ℃下制作4 組沙棘酵素酸奶，進(jìn)行感官評(píng)定。

（2）沙棘酵素添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。依據(jù)

1.3.2 的酸奶制作工藝，分別添加沙棘酵素20，22，24，26 g，甜味劑比例1∶8，發(fā)酵劑1.0g，發(fā)酵溫度41 ℃下制作4 組沙棘酵素酸奶，進(jìn)行感官評(píng)定。

（3）發(fā)酵劑對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。依據(jù)1.3.2 的酸奶制作工藝，分別添加發(fā)酵劑0.6，0.8，1.0，1.2 g，沙棘酵素用量22 g，甜味劑比例1∶8，發(fā)酵溫度41 ℃下制作4 組沙棘酵素酸奶，進(jìn)行感官評(píng)定。

（4）發(fā)酵溫度對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。依據(jù)1.3.2 的酸奶制作工藝，分別以39，40，41，42 ℃的發(fā)酵溫度，甜味劑比例1∶8，沙棘酵素用量22 g，發(fā)酵劑0.8 g，制作4 組沙棘酵素酸奶，進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.4 正交試驗(yàn)

依據(jù)1.3.3 的單因素試驗(yàn)結(jié)果，以甜味劑、沙棘酵素用量、發(fā)酵劑及發(fā)酵溫度為4 組變量因素，進(jìn)行正交試驗(yàn)，通過(guò)感官試驗(yàn)評(píng)分來(lái)確定沙棘酵素酸奶的最佳制備工藝。

1.3.5 沙棘酵素酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

參考GB 19302—2010 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳[14]擬定酸奶的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，選取10 位感官評(píng)定人員從沙棘酵素酸奶的口感、色澤、風(fēng)味、組織狀態(tài)等4 個(gè)方面進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)。

沙棘酵素酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 沙棘酵素酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6 酸奶DPPH 自由基清除率測(cè)定[15-16]

參考徐艷[15]、Daou C[16]等人的測(cè)定方法測(cè)定酸奶和市售酸奶的DPPH 自由基清除率。

酸奶樣品：蒸餾水萃取樣品→配制5，10，15，20，25 mg/mL 溶液→分別取3 mL 樣品溶液→加3 mL 0.16 mmol/L DPPH 溶液→25 ℃加熱→于波長(zhǎng)517 nm處測(cè)定吸光度Ai。

本底吸光度與空白對(duì)照：以等量蒸餾水代替DPPH 溶液測(cè)定Aj，以蒸餾水代替樣品相同條件下測(cè)定A0。DPPH 清除率（R）按式（1）計(jì)算。

式中：Ai——樣品吸光度；

Aj——樣品本底吸光度；

A0——空白吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 沙棘酵素酸奶工藝的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 沙棘酵素添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

沙棘酵素中含有活性物質(zhì)和益生菌，在酸奶中添加沙棘酵素不僅使其具有獨(dú)特的沙棘香味，還增加了酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，豐富了酸奶的種類。

沙棘酵素對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖1。

由圖1 可知，沙棘酵素用量為22 g，其感官評(píng)分最高，具有濃郁的沙棘香味，組織狀態(tài)適宜。其因含有益生菌和活性物質(zhì)會(huì)促進(jìn)酸奶的發(fā)酵，提升酸奶的口感。當(dāng)沙棘酵素添加過(guò)多，因?yàn)樯臣泻休^多的酸性物質(zhì)和微生物，酸奶會(huì)出現(xiàn)口味過(guò)酸、組織狀態(tài)變差的情形；而沙棘酵素添加量過(guò)少，酸奶的風(fēng)味較淡，顏色淺，且營(yíng)養(yǎng)作用較低。

圖1 沙棘酵素對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響

2.1.2 甜味劑比例對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

甜味劑采用羅漢果甜苷和低聚異麥芽糖組合，羅漢果甜苷不僅賦予酸奶特殊的香味，還作為一種甜度高且不參與代謝、不提供能量的功能性糖，其甜度約為蔗糖的300 倍，更適應(yīng)大眾低糖飲食的需求[17]。而低聚異麥芽糖是一種功能性糖，能維持腸道內(nèi)菌群平衡，促進(jìn)多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合理吸收[18]，且其甜度為蔗糖的40%～50%。

卜春文等人[19]將羅漢果提取原液代替蔗糖生產(chǎn)攪拌型酸奶，證實(shí)了羅漢果代糖酸奶的可行性。

甜味劑比例對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響如圖2。

圖2 甜味劑比例對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響

由圖2 可知，隨著羅漢果甜苷占比降低，低聚異麥芽糖占比增加時(shí)，酸奶的感官評(píng)分呈先上升后降低趨勢(shì)。當(dāng)甜味劑比例為1∶7 時(shí)，酸奶過(guò)甜，色澤較深，有較強(qiáng)的后味，同時(shí)抑制了乳酸菌的發(fā)酵，導(dǎo)致酸奶的口感較差。當(dāng)甜味劑比例為1∶8 時(shí)，酸奶的口感豐富，組織狀態(tài)穩(wěn)定，具有羅漢果的香味，感官品質(zhì)最優(yōu)。羅漢果甜苷占比降低，低聚異麥芽糖占比繼續(xù)增加至1∶9 時(shí)，酸奶的甜味不夠，口味偏澀，組織形態(tài)較差，感官品質(zhì)欠佳。

2.1.3 發(fā)酵劑用量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

酸奶發(fā)酵劑是生產(chǎn)酸奶過(guò)程保證其質(zhì)量穩(wěn)定及形成酸奶優(yōu)良的感官品質(zhì)，以及組織狀態(tài)的關(guān)鍵所在[20]。適量的發(fā)酵劑可以使酸奶外觀圓潤(rùn)、口感清爽[21]。

發(fā)酵劑用量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖3。

圖3 發(fā)酵劑用量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響

酸奶的感官評(píng)分隨酸奶發(fā)酵劑的增加而提升。當(dāng)發(fā)酵劑用量為0.8 g 左右時(shí)，發(fā)酵劑的活力最強(qiáng)，酸奶細(xì)膩，組織狀態(tài)較好，酸度適宜。而增加至1.0 g以上時(shí)，酸奶感官評(píng)分下降，可能是由于菌種發(fā)酵力的提升，導(dǎo)致產(chǎn)生大量乳酸，酸奶過(guò)于濃稠導(dǎo)致口感和風(fēng)味下降。而發(fā)酵劑添加過(guò)低，會(huì)因?yàn)榘l(fā)酵力不夠?qū)е滤崮田L(fēng)味較差。

2.1.4 發(fā)酵溫度對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

發(fā)酵溫度是酸奶發(fā)酵中的重要工藝參數(shù)，影響牛乳的酸化過(guò)程和酪蛋白在形成凝膠結(jié)構(gòu)過(guò)程中的變化，對(duì)酸奶的風(fēng)味和質(zhì)地有很大的影響[22-23]。因此，適宜發(fā)酵溫度的選擇對(duì)沙棘酵素酸奶的制備尤為關(guān)鍵。

發(fā)酵溫度對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖4。

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響

由圖4 可知，隨著酸奶發(fā)酵溫度的升高，酸奶的風(fēng)味和口感呈上升趨勢(shì)，是由于乳酸菌的數(shù)量增長(zhǎng)，酸奶的代謝產(chǎn)物更加豐富。發(fā)酵溫度在41 ℃左右時(shí)，酸奶的感官評(píng)分最好；當(dāng)發(fā)酵溫度高于41 ℃時(shí)，酸奶的感官品質(zhì)下降，因?yàn)榇藭r(shí)酸奶的酸度較高，酸奶過(guò)于黏稠，食用品質(zhì)下降。

2.2 最優(yōu)工藝正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以沙棘酵素用量、甜味劑比例、發(fā)酵劑用量與發(fā)酵溫度為變量對(duì)沙棘酵素酸奶的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表3，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見(jiàn)表4，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表3 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

表4 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

由表4 可知，各因素對(duì)沙棘酵素酸奶感官品質(zhì)影響的順序是沙棘酵素用量（B）＞甜味劑比例（C）＞發(fā)酵溫度（A）＞發(fā)酵劑用量（D）。因此，沙棘酵素（B）對(duì)酸奶品質(zhì)的影響最大，其次是甜味劑比例（C）、發(fā)酵溫度（A）和發(fā)酵劑用量（D）。

正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析見(jiàn)表6。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析

由表6 可知，沙棘酵素添加量、甜味劑比例、發(fā)酵溫度對(duì)酸奶的感官評(píng)分均有極顯著影響（p＜0.01），發(fā)酵劑對(duì)酸奶的感官評(píng)分有顯著影響（p＜0.05）。4 個(gè)因素對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響主次順序?yàn)樯臣退赜昧浚咎鹞秳┍壤景l(fā)酵溫度＞發(fā)酵劑用量，與極差分析的結(jié)果一致。

2.3 DPPH 自由基清除能力的測(cè)定結(jié)果

自由基是機(jī)體在氧化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的有害化合物。當(dāng)自由基清除太少或過(guò)多時(shí)，其會(huì)損害機(jī)體的細(xì)胞和組織，從而導(dǎo)致相關(guān)的慢性疾病和衰老效應(yīng)[24-25]。按1.3.6 抗氧化性的測(cè)定方法對(duì)沙棘酵素酸奶與市售還原奶酸奶進(jìn)行測(cè)定，以維C 作為陽(yáng)性對(duì)照。

不同樣品對(duì)DPPH 自由基清除率的影響見(jiàn)圖5。

圖5 不同樣品對(duì)DPPH 自由基清除率的影響

沙棘酵素酸奶對(duì)DPPH 自由基清除率隨質(zhì)量濃度增加而增大，約為市售酸奶的3 倍，比維C 稍低。沙棘酵素酸奶對(duì)DPPH 自由基半清除率質(zhì)量濃度為20.4 mg/mL，而市售酸奶對(duì)DPPH 的自由基清除率質(zhì)量濃度為173.5 mg/mL。即加入沙棘酵素后制成酸奶可以大大提高酸奶對(duì)DPPH 自由基的清除能力，主要原因是沙棘酵素中含有的有機(jī)酸和沙棘黃酮類物質(zhì)會(huì)增強(qiáng)酸奶的抗氧化性。

2.4 理化及微生物指標(biāo)

理化及微生物指標(biāo)見(jiàn)表7。

表7 理化及微生物指標(biāo)

3 結(jié)論

以沙棘酵素、甜味劑和純牛奶為主要原料，加入酸奶發(fā)酵劑制備沙棘酵素酸奶。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，得到沙棘酵素酸奶的最佳制備工藝為純牛奶160 g，發(fā)酵溫度41 ℃，沙棘酵素用量20 g，甜味劑比例1∶7，發(fā)酵劑用量0.8 g，明膠0.4 g。該工藝生產(chǎn)的沙棘酵素酸奶不僅具有濃郁的沙棘風(fēng)味，酸甜可口，而且其DPPH 自由基清除率的質(zhì)量濃度為20.4 mg/mL，較市售普通酸奶抗氧化能力更強(qiáng)，為沙棘酵素系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供一定的理論依據(jù)。