葛根凝固型酸奶發(fā)酵工藝研究

李亞軍, 朱建榮, 黃云華, 陳曉容, 翁慶北, 周國(guó)君

(1.貴州師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550001;2.貴陽(yáng)三聯(lián)乳業(yè)有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550018)

葛根凝固型酸奶發(fā)酵工藝研究

李亞軍1, 朱建榮2, 黃云華1, 陳曉容2, 翁慶北1, 周國(guó)君2

(1.貴州師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550001;2.貴陽(yáng)三聯(lián)乳業(yè)有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550018)

以牛奶、葛根為主要原料,利用正交設(shè)計(jì)法對(duì)葛根酸奶的發(fā)酵工藝進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合發(fā)酵劑(質(zhì)量比為1∶1)接種量為體積分?jǐn)?shù)3%時(shí),采用葛根汁與牛奶體積比為3∶7,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%的蔗糖,42℃發(fā)酵5 h,可制得品質(zhì)風(fēng)味優(yōu)良的葛根酸奶。產(chǎn)品中葛根黃酮質(zhì)量濃度為0.11 mg/m L。

葛根;酸奶;黃酮

葛根為豆科植物野葛Puerarialobata(Wild.)Ohw i的干燥根[1],為常用中藥,有“亞洲人參”的美稱。我國(guó)葛根資源極為豐富,除新疆、西藏、青海外,各省均有分布[2]。葛根中含鐵、鈣、鋅、銅、磷、鉀等十多種人體必需的礦物質(zhì)和微量元素,還含有多種氨基酸和維生素。葛根味甘性涼,對(duì)頭痛發(fā)熱、口舌生瘡、咽喉疼痛、脾虛瀉痢、祛風(fēng)發(fā)散、醉酒等均有較好的食療效果。

現(xiàn)代藥理研究表明,葛根中含有大量的異黃酮類藥用和保健成分,如葛根素、葛根素木糖甙、金雀異黃素、和大豆甙等,具有降血脂、降血糖、降血醇、抗衰老、抗癌、抗疲勞、解酒、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等多種生理功能,尤以維護(hù)心腦血管健康的作用最為顯著[3-6]。因而葛根廣泛應(yīng)用于功能食品和生物醫(yī)藥,利用葛根及其葛根黃素、葛根黃甙等類黃酮物質(zhì)提取物,加工出一系列功能性食品,以滿足特殊人群的需要。

酸奶是牛乳經(jīng)微生物發(fā)酵而制成的具有特殊風(fēng)味的一種乳制品,是一種集營(yíng)養(yǎng)與保健為一體的乳制品,具有促進(jìn)消化,預(yù)防疾病,維護(hù)健康的功效。作者以葛根和鮮牛乳為主要原料,經(jīng)乳酸菌發(fā)酵,確定適宜的發(fā)酵工藝條件制備葛根酸奶。該產(chǎn)品兼有葛根和酸奶的雙重營(yíng)養(yǎng)保健作用,其研制將為消費(fèi)者提供功能性乳制品的更多選擇空間,具有良好的開發(fā)前景。

1 材料與方法

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料

葛根:市售優(yōu)質(zhì)干葛根;鮮牛奶:貴陽(yáng)三聯(lián)乳業(yè)有限公司奶牛場(chǎng)提供,符合 GB 19301-2010《生乳》要求,理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)合格,無(wú)抗生素;菌種:保加利亞乳酸菌和嗜熱乳酸鏈球菌(1∶1)混合直投菌種:購(gòu)于丹尼斯克(中國(guó))有限公司;葛根素標(biāo)準(zhǔn)品:購(gòu)于中國(guó)藥品生物制品檢定所;維生素C、黃原膠、耐酸羧甲基纖維素鈉、明膠、卡拉膠等為食用級(jí),其余試劑為分析純。

1.2 主要儀器設(shè)備

高速組織搗碎機(jī)DS-1:上海標(biāo)本模型廠產(chǎn)品;SHP6-60高壓均質(zhì)機(jī),上?？茖W(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)電廠產(chǎn)品;TDL-60臺(tái)式離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠產(chǎn)品;HH-S4型電熱恒溫水浴鍋:北京科偉永興儀器有限公司制造;SW-CJ-IB超凈工作臺(tái):蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司制造;HZG-F160恒溫培養(yǎng)箱:太倉(cāng)市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠產(chǎn)品;UV-754分光光度計(jì):上海精密科學(xué)儀器有限公司分析儀器總廠產(chǎn)品,電子天平:瑞士M ETTLER公司產(chǎn)品。

1.3 加工工藝

1.3.1 工藝流程 葛根酸奶生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1 葛根酸奶生產(chǎn)工藝流程Fig.1 The process of kudzu root yogurt

1.3.2 操作要點(diǎn)

1)葛根漿的制備 干葛根加入6倍體積的水以及質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%～0.2%維生素C護(hù)色,30°C浸泡軟化1 h,搗碎,過20目尼龍篩網(wǎng)以去掉梗絡(luò),濾液于95℃下保溫20～30 min,直至乳白色的漿液變?yōu)榫鶆蛲该鞯南『w即制得葛根漿。

2)工作發(fā)酵劑的制備 將新鮮脫脂牛乳裝入滅菌后的三角瓶中,1 kg/cm2蒸汽滅菌20 min后,冷卻,按產(chǎn)品說明,以0.045 g/kg的接種量接入直投菌種,混勻,42℃恒溫培養(yǎng)至發(fā)酵終點(diǎn),使乳酸菌保持較強(qiáng)的發(fā)酵活力,得到工作發(fā)酵劑。

3)葛根酸奶的制備 將葛根漿與鮮牛乳、蔗糖等混合、調(diào)配,混合液預(yù)熱至55～60 ℃,在10～15 M Pa壓力下均質(zhì)。混合液加熱至90～95℃,維持5～10 min后,無(wú)菌分裝到酸奶瓶中,封口。待冷卻到45℃時(shí),無(wú)菌操作接入工作發(fā)酵劑,封口,恒溫培養(yǎng)42℃發(fā)酵4～6 h,待酸度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后終止培養(yǎng)。發(fā)酵完畢的凝乳置4℃冰箱保藏12～24 h,得成品。

1.4 檢測(cè)方法

1.4.1 理化指標(biāo)、微生物分析方法 蛋白質(zhì)分析方法按照 GB 5009.5-2010執(zhí)行,脂肪按照 GB 5413.3-2010執(zhí)行,酸度的測(cè)定按照 GB 5413.34-2010,非脂乳固體按照 GB 5413.39-2010執(zhí)行,乳酸菌數(shù)按照 GB4789.35-2010執(zhí)行,大腸菌群按照 GB 4789.3-2010執(zhí)行;致病菌按照 GB4789.4-2010,GB4789.10-2010,GB4789.30-2010,GB4789.40-2010測(cè)定。

1.4.2 葛根黃酮的測(cè)定 參照文獻(xiàn)[11]測(cè)定。用等體積的正丁醇萃取樣品3次,合并萃取液,濃縮至干,萃取物用體積分?jǐn)?shù)95%乙醇溶解、定容,在250 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度。根據(jù)葛根素標(biāo)準(zhǔn)樣品制備得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算葛根黃酮含量。

1.4.3 產(chǎn)品感官評(píng)定 根據(jù)葛根酸奶的乳清析出情況、組織狀態(tài)、口感、風(fēng)味等進(jìn)行綜合評(píng)分,請(qǐng)10位有經(jīng)驗(yàn)的老師和技術(shù)人員,分別打分,取其平均分為總感官評(píng)分(百分制),結(jié)果見表1。

表1 葛根酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Standard of sensory evaluation for kudzu root yogurt

2 結(jié)果與分析

2.1 葛根漿護(hù)色劑的選用

葛根中含有多酚氧化酶,為了抑制其酶促褐變,保持葛根漿潔白的色澤,在制備葛根漿時(shí)進(jìn)行了護(hù)色處理。維生素C是一種還原劑,可抑制酶促褐變,且還可提高酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。將干葛根分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%、0.1%和0.2%維生素 C溶液浸泡,搗碎后制備葛根漿。以質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%維生素C為護(hù)色劑制備的葛根漿色澤潔白,但葛根酸奶成品顏色微黃,推測(cè)維生素C濃度偏低時(shí),葛根中的多酚氧化酶不能完全抑制,特別是當(dāng)時(shí)間增加后,不到達(dá)到良好的護(hù)色效果。增加維生素C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～0.2%可改變這種狀況。因而確定選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%維生素C作護(hù)色處理制備葛根漿。

2.2 接種量的確定

將工作發(fā)酵劑分別以體積分?jǐn)?shù)2%、3%、4%的接種量接入鮮牛乳,42℃發(fā)酵至終點(diǎn),綜合感官指標(biāo),采用體積分?jǐn)?shù)3%的接種量,其組織狀態(tài)最好,乳清析出少,風(fēng)味和口感優(yōu)于其它組。

2.3 葛根酸奶制備工藝篩選

根據(jù)單因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選用葛根與鮮牛乳的配比、蔗糖和發(fā)酵時(shí)間作為影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素,因素水平如表2所示。利用L9(33)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)各因素水平進(jìn)行篩選,確定葛根酸奶最佳工藝條件。發(fā)酵結(jié)束后,對(duì)各處理的凝固情況、組織狀態(tài)、酸甜度、口感等感官綜合評(píng)分,結(jié)果見表3。

表2 正交因素水平表Tab.2 Factors and levels of orthogonal design

對(duì)各因素的極差進(jìn)行分析,根據(jù)極差分析排出各因素的主次順序?yàn)锳>B>C,即在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的范圍內(nèi),葛根漿與牛奶的配比對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大,其次為蔗糖含量,最后為發(fā)酵時(shí)間。方差分析表明(表4),因素A、B對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)作用顯著,而因素C作用不顯著,與極差分析結(jié)果一致。因此,在生產(chǎn)過程中主要控制原料的配比,即因素A葛根漿與牛奶的配比和因素B蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表3 L9(33)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Tab.3 Result of orthogonal experimental design L9(33)

表4 正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的因素方差分析Tab.4 Analysis of variance of orthogonal experimental design

圖2 因素與指標(biāo)的關(guān)系Fig.2 Factors and their value

將各因素水平的關(guān)系用圖直觀表示,以各因素水平作為橫坐標(biāo),相同水平的感官評(píng)分平均值為縱坐標(biāo),結(jié)果如圖2所示。從結(jié)果可知,最佳工藝條件為A2B1C2。A因素葛根汁與牛奶的配比,隨葛根漿的比例增加品質(zhì)略有上升,葛根漿與牛奶的配比以體積比3∶7的比例添加最好,但葛根漿含量過大影響了產(chǎn)品的凝固性、口感和組織狀態(tài),當(dāng)二者配比為 4∶6時(shí),品質(zhì)顯著下降(t檢驗(yàn),P<0.05)。B因素蔗糖在質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%時(shí)最好,隨著添加量的增多品質(zhì)顯著下降(t檢驗(yàn),P<0.01),但7%和8%差別不顯著;C因素發(fā)酵時(shí)間4～6 h對(duì)品質(zhì)的影響均不顯著(t檢驗(yàn),P>0.05),5 h為最佳。

2.4 穩(wěn)定劑的選擇

酸奶發(fā)酵后p H值低于酪蛋白等電點(diǎn),添加穩(wěn)定劑可使酪蛋白膠粒與穩(wěn)定劑結(jié)合成復(fù)合體,從而降低凝聚沉淀的比例,改善酸奶組織結(jié)構(gòu)。選用生產(chǎn)中常用的幾種穩(wěn)定劑添加到原料中,發(fā)酵、存放一定時(shí)間后,觀察產(chǎn)品的分層沉淀,確定最佳的穩(wěn)定劑。分別以質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%黃原膠、0.2%耐酸CMC、0.15%明膠和0.2%卡拉膠為穩(wěn)定劑,從使用效果來看(見表5),選用0.2%卡拉膠能保持產(chǎn)品有較好的乳化和穩(wěn)定效果。2.5 葛根酸奶中總黃酮質(zhì)量濃度

表5 不同穩(wěn)定劑的篩選Tab.5 Screen ing of stabilizer in yoghurt

按最佳工藝發(fā)酵后制備的葛根酸奶,測(cè)定總黃酮質(zhì)量濃度為0.11 mg/m L,以200 m L/瓶計(jì)算,即每瓶中含葛根黃酮為22 mg。至今對(duì)黃酮的攝取量尚未有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),國(guó)外荷蘭、丹麥、美國(guó)膳食黃酮物質(zhì)攝入量與流行病學(xué)調(diào)查表明,攝入量約為每人每天20～23 mg[7]。

3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

3.1 感官指標(biāo)

色澤:乳白色微黃、均勻一致,有光澤。

滋味、氣味:酸甜適口,口感細(xì)膩,柔和,具有濃郁的乳酸菌發(fā)酵酸奶風(fēng)味,并兼有葛根的清香,無(wú)任何異味。

組織狀態(tài):組織細(xì)膩,質(zhì)地均勻,粘稠適中,無(wú)氣泡和分層及沉淀現(xiàn)象。

3.2 理化指標(biāo)

葛根酸奶產(chǎn)品的理化指標(biāo)符合相關(guān)的要求。

3.3 微生物指標(biāo)

乳酸菌數(shù)≥106個(gè)/m L,大腸桿菌≤90個(gè)/100 m L,致病菌未檢出。其它指標(biāo)符合 GB 19302-2010的要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

葛根在我國(guó)資源極為豐富,并具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,可應(yīng)用于功能食品的開發(fā)。在牛乳中添加適量的葛根漿可以制作出感官、營(yíng)養(yǎng)、保健性能均佳的發(fā)酵乳制品。葛根酸奶兼有葛根和酸奶兩者的保健功能,是一種集營(yíng)養(yǎng)與保健一體的新型乳制品,具有較高的推廣價(jià)值。

（References）：

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Study on Processing Technology of Kudzu Root Yoghurt

LI Ya-jun1, ZHU Jian-rong2, HUANG Yun-hua1, CHEN Xiao-rong2,WENG Qing-bei1, ZHOU Guo-jun2

(1.School of Life and Sciences,Guizhou Normal University,Guiyang 550001,China;2.Guiyang Sanlian Dairy Inc.,Guiyang 550018,China)

With milk and kudzu root as main materials,the processing technology of kudzu root yogurt was studied by orthogonal experimental design.The results showed that excellent quality kudzu root yogurt could be produced under the conditions of 3%fermentation agent(1∶1 mixture ofL.bulgaricusandSt.therm ophilus),mixture of kudzu root juice and milk based on the proportion 3∶7,6%sucrose and 5 hours fermentation at 42 ℃.The flavonoid of the product was 0.11 mg/mL.

kudzu root,yogurt,flavonoid

TS 252.54

A

1673-1689(2011)04-0623-04

2010-03-24

貴州省科技創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目(黔科合人才團(tuán)隊(duì)[2009]4007號(hào));貴陽(yáng)市重大農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目(筑科農(nóng)合同字[2009]2-017號(hào))。

李亞軍(1963-),女,遼寧撫順人,副教授,主要從事生物學(xué)研究。Email:liyajungy@163.com