螺旋藻脫腥及其發(fā)酵乳飲料的實(shí)驗(yàn)研究

劉莎莎，李保國(guó)，郭雯莉

（上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海200093）

螺旋藻是一種多細(xì)胞原核藻類，蛋白質(zhì)含量高達(dá)60%～70%，并具有合理的氨基酸組成（蛋氨酸1．59%、亮氨酸3．98%、異亮氨酸2．66%、纈氨酸2．87%、賴氨酸2．42%、苯丙氨酸2．48%），同時(shí)幾乎所有的維生素都可以在螺旋藻中找到[1-2]。螺旋藻以其食用安全性和豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織譽(yù)為“21 世紀(jì)最理想的食品”[3]。大量臨床實(shí)驗(yàn)證明，長(zhǎng)期食用螺旋藻不僅能強(qiáng)身健體提高免疫力，還可以治療糖尿病、風(fēng)濕、高血壓等多種慢性病[4-5]。目前螺旋藻主要是以保健品的形式出現(xiàn)，價(jià)格較貴，或者在營(yíng)養(yǎng)液、面條、方便面、面包等加工中添加螺旋藻或其提取物，但由于這些產(chǎn)品大多數(shù)都沒(méi)有很好的解決螺旋藻腥味問(wèn)題，限制了螺旋藻市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展。

目前，乳酸菌發(fā)酵飲品大多是以鮮牛奶為主要原料，利用乳酸菌發(fā)酵后調(diào)制得到的含活性乳酸菌的飲料[6-7]，產(chǎn)品較單一。本研究以螺旋藻為主要原料，研究了脫除藻腥味，與鮮牛奶復(fù)配，接入益生菌發(fā)酵、調(diào)配等，開發(fā)了一種新型復(fù)合營(yíng)養(yǎng)型乳酸菌保健飲料。

1 材料與設(shè)備

1.1 試驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所用的原料：螺旋藻粉，云南程海湖天然螺旋藻；全脂奶粉，由湖南亞華乳業(yè)提供；蔗糖，活性炭，酒精，果膠，耐酸性羧甲基纖維素（CMC），阿斯巴甜，安賽蜜，檸檬酸，檸檬酸鈉：均為食品級(jí)。選取的菌種：乳酸菌：嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌：丹尼斯克公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

AVA-1000 型高壓均質(zhì)機(jī)：APV 公司；磁力加熱攪拌器：金壇市富華儀器有限公司；HJPS-250 型恒溫培養(yǎng)箱；超聲波發(fā)生器：寧波新芝生物科技股份有限公司；高速剪切乳化機(jī)：上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司；LG10-2.4A 型高速離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；立式壓力蒸汽滅菌器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；DV-Ⅱ+型Brookfield 黏度計(jì)：美國(guó)Brookfield 公司；PHs-25 型pH 計(jì)：上海禾工科學(xué)儀器有限公司；SHB-ⅢA 型循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司。

2 試驗(yàn)方法

2.1 工藝流程

2.2 螺旋藻提取液的制備

將螺旋藻干粉溶于去離子水中，配成0.05 g/mL的螺旋藻溶液。采用超聲波進(jìn)行破壁處理在超聲波功率180 W 下對(duì)螺旋藻破壁30 min 冷卻后，按質(zhì)量比為1 ∶1 加入活性炭粉末，靜置30 min 進(jìn)行螺旋藻脫腥。然后，將脫腥后的螺旋藻進(jìn)行2 000 r/min 離心15 min，取上清夜即為螺旋藻提取液。

2.3 螺旋藻發(fā)酵乳飲料制備

將調(diào)配好的復(fù)原乳與螺旋藻提取液混合，在溫度65℃條件下，進(jìn)行20MPa 和130MPa 二級(jí)均質(zhì)10min，然后采用90 ℃～95 ℃加熱5 min 進(jìn)行殺菌，殺菌后的原液迅速冷卻到40 ℃～45 ℃，以便接種發(fā)酵劑。在無(wú)菌條件下，將3%的發(fā)酵劑接種于混合基液中，在恒溫培養(yǎng)箱中43 ℃培養(yǎng)4.5 h。將發(fā)酵后的酸奶基料轉(zhuǎn)入4 ℃冰箱中冷藏12 h，進(jìn)行冷卻后熟。將備用的螺旋藻提取液和發(fā)酵乳按一定比例混合后，加入經(jīng)過(guò)過(guò)濾的糖溶液、穩(wěn)定劑、水，用檸檬酸調(diào)酸至pH 為4.0～4.3；先預(yù)熱到55 ℃，由均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，均質(zhì)壓力為20 MPa～25 MPa。均質(zhì)結(jié)束后，在90 ℃殺菌10 min，冷卻到15 ℃灌裝。

2.4 檢測(cè)方法

酸度測(cè)定按GB 5413.34-2010《乳及乳制品酸度的測(cè)定》；蛋白質(zhì)測(cè)定按GB 5009.5-2010《蛋白質(zhì)的測(cè)定》；脂肪測(cè)定按GB 5413.3-2010《脂肪的測(cè)定》；微生物指標(biāo)的測(cè)定分別按照GB 4789.2-2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》，GB 4789.3-2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》進(jìn)行測(cè)定。黏度采用Brookfield 黏度計(jì)測(cè)定。螺旋藻發(fā)酵乳飲料的感官測(cè)定，采用10 分制評(píng)分法，綜合評(píng)分如表1 所示，取平均值作為最終感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

表1 螺旋藻發(fā)酵乳飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Composition of sensory evaluation score of final beverage product

3 結(jié)果與分析

3.1 螺旋藻液添加量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在奶粉添加量為65%，加糖量7%，乳酸菌0.1%，穩(wěn)定劑CMC 0.5%，檸檬酸0.045%的條件下，考察螺旋藻液分別添加1.5%、2.0%、2.5%，對(duì)螺旋藻發(fā)酵乳飲料品質(zhì)的影響。當(dāng)螺旋藻液的添加量為2.0%時(shí)，發(fā)酵基料有螺旋藻特有的藻香味，凝乳比較均勻，無(wú)乳清析出，螺旋藻乳飲料細(xì)膩滑潤(rùn)，組織均勻無(wú)分層；螺旋藻液添加量為2.5%以上時(shí)，發(fā)酵乳飲料凝固時(shí)藻味越來(lái)越濃，乳清析出增多，螺旋藻發(fā)酵乳飲料組織不均勻，甚至難以接受。

3.2 螺旋藻發(fā)酵乳飲料的穩(wěn)定性

在感官評(píng)定良好的條件下，為了進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)，選取影響螺旋藻發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性因素：螺旋藻、穩(wěn)定劑、檸檬酸添加量3 因素，采用L9（33）正交試驗(yàn)，試驗(yàn)水平設(shè)計(jì)如表2 所示。以螺旋藻發(fā)酵乳飲料的粘度和pH 為考察指標(biāo)，進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

表2 L9（33）因素水平Table 2 The factors and levels of L9（33）orthogonal test

根據(jù)正交試驗(yàn)表，制作一批成品，以黏度和pH 作為考察的指標(biāo)，結(jié)果如下：

由表3 可以看出，當(dāng)以黏度作為考察指標(biāo)時(shí)，3 個(gè)因素的最優(yōu)組合為A2B2C1，對(duì)黏度的影響程度為C＞A＞B；當(dāng)以pH 作為產(chǎn)品的考察指標(biāo)時(shí)，最優(yōu)組合為A1B1C1或者A1B1C2，對(duì)pH 的影響程度A＞B＞C。

表3 螺旋藻發(fā)酵乳飲料L（933）正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Spirulina fermented beverage sensory evaluation L9（33）orthogonal test results

按照組合A2B2C1，組合A1B1C1和組合A1B1C2分別制作3 組產(chǎn)品，根據(jù)螺旋藻發(fā)酵乳飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表1 進(jìn)行評(píng)分，結(jié)果顯示，組合A2B2C1得分為7.8 分，組合A1B1C1為7.6 分，組合A1B1C2為8.4 分，可見組合A1B1C2感官更好，確定螺旋藻發(fā)酵乳飲料的優(yōu)化配方為螺旋藻液添加量1.5%，穩(wěn)定劑CMC 添加量0.4%，檸檬酸添加量0.030%。

按照最佳配方制備出的螺旋藻發(fā)酵乳飲料，蛋白質(zhì)含量≥1.0 g/100 mL；總砷（以As 計(jì)）≤0.2 g/L；鉛（以Pb 計(jì)）≤0.05 mg/L；銅P（以Cu 計(jì)）≤5.0 mg/L；符合GB 11673-2003《含乳飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。菌落總數(shù)≤1 000 個(gè)/g；大腸菌群≤40 個(gè)/g，沒(méi)有檢出致病菌。感官指標(biāo)呈淺色的螺旋藻色澤，均勻一致；具有螺旋藻特有的清香和奶香味，口感柔和，組織細(xì)膩，質(zhì)地均勻，黏度適中，清爽潤(rùn)喉。

4 結(jié)論

發(fā)酵乳飲料具有降低膽固醇、改善胃腸微生態(tài)平衡、防治肝臟疾病、防癌抗癌、提高免疫功能、抗衰老等作用。在發(fā)酵乳飲料中添加螺旋藻，不僅可提高乳飲料的蛋白質(zhì)含量，同時(shí)由于增添了以螺旋藻多糖為主的功能性因子，進(jìn)而可增強(qiáng)發(fā)酵乳飲料的保健功能。

本研究將螺旋藻配成0.05 g/mL 溶液，用超聲波發(fā)生器在180 W 功率下對(duì)螺旋藻破壁30 min。加入與質(zhì)量比為1 ∶1 的活性炭粉處理后，在2 000 r/min 條件下，離心15 min，并通過(guò)抽濾可制得無(wú)藻腥味螺旋藻液，解決了螺旋藻的脫腥問(wèn)題，為在食品中的應(yīng)用提供參考。

實(shí)驗(yàn)得到螺旋藻發(fā)酵乳飲料最佳配方為：全脂奶粉65%，糖7%，乳酸菌0.1%，螺旋藻液1.5%，穩(wěn)定劑CMC 0.4%，檸檬酸0.030%。在65 ℃條件下，采用20 MPa 和140 MPa 兩級(jí)均質(zhì)10 min，可獲得微綠色，有牛乳滋味和螺旋藻特有的清香的螺旋藻發(fā)酵乳飲料，具有潛在的市場(chǎng)前景。

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