木糖醇雪梨果粒酸奶的研制

李俊芳康靈芝 － －

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)數(shù)理與生物工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)生物工程與技術(shù)研究所，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

酸奶是一種經(jīng)乳酸菌發(fā)酵制成的乳制品，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)，能緩解乳糖不耐癥，降低膽固醇，同時(shí)還有整腸、抑菌、改善便秘和美容固齒作用［1］。酸奶中一般均添加了4%～9%的蔗糖作為甜味劑來(lái)改善口味；因此糖尿病人不宜長(zhǎng)期食用這種酸奶［2］。本研究以木糖醇替代蔗糖，有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。木糖醇有防齲齒、減肥、調(diào)節(jié)胃腸免疫和促進(jìn)有益菌增殖，調(diào)節(jié)血糖等功效［3］，是最適合于糖尿病人食用的有營(yíng)養(yǎng)性的蔗糖替代品［4］；而雪梨可以促進(jìn)胃液分泌，幫助消化，促進(jìn)食欲；有清熱瀉火、生津止渴、養(yǎng)陰潤(rùn)肺、化痰止咳的功效［5］。

本研究擬以雪梨、木糖醇和牛奶為主要原料，利用乳酸菌發(fā)酵得到一種營(yíng)養(yǎng)平衡型酸奶。木糖醇的使用對(duì)改善酸奶的營(yíng)養(yǎng)和保健功能有著重要意義，同時(shí)雪梨的添加又可以形成一種新口味的產(chǎn)品，豐富酸奶的種類，最終生產(chǎn)出具有獨(dú)特風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)保健的新產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

牛乳：包頭奶牛飼養(yǎng)基地；

木糖醇：山東蜜福堂有限公司；

雪梨：市售的蒼溪雪梨；

發(fā)酵用菌種：保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

立式壓力蒸汽滅菌鍋：LS－30型，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)廠；

雙人單面垂直潔凈工作臺(tái)：SW－CF－2FD型，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)廠；

均質(zhì)機(jī)：JJ03／25型，廊坊市盛通機(jī)械有限公司；

智能恒溫恒濕培養(yǎng)箱：PSX－250SC型，寧波萊?？萍加邢薰荆?/p>

電子分析天平：JA5003型，上海超平科技儀器有限公司；

離心機(jī)：TD4Z型，江蘇省金檀市榮華儀器制造有限公司；

旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)：NDJ－1型，上海森地科學(xué)儀器設(shè)備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 木糖醇雪梨果粒酸奶的制作流程

1.2.2 菌種的活化及發(fā)酵劑的制備 將冷凍干燥保藏的菌種接種到已滅菌的脫脂乳培養(yǎng)基中，在恒溫培養(yǎng)箱中37℃下培養(yǎng)24h。再按2%～3%的接種量分別取凝固培養(yǎng)物于已滅菌的脫脂乳試管中，依次反復(fù)活化3次得到活化菌種。按2%～3%接種量取充分活化的菌種［6］，接種于裝有滅菌脫脂乳的三角瓶中，充分混勻后，置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h，即得到發(fā)酵劑。

1.2.3 雪梨的預(yù)處理工藝 雪梨去皮，去核之后，將其切成大小為7～8mm的正方形果丁，用2%氯化鈉浸泡護(hù)色、稱量、分裝。然后在100℃的條件下，殺菌15min。

1.2.4 木糖醇雪梨果粒酸奶的制備 鮮牛乳經(jīng)過(guò)預(yù)處理加入木糖醇9g／100mL混合，均質(zhì)，殺菌，然后將其冷卻至45℃時(shí)，將1∶1嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌發(fā)酵劑按3%接種量接種，在42℃條件下發(fā)酵，發(fā)酵終止，在無(wú)菌狀態(tài)下添加殺菌后的雪梨果丁20g／100mL，并進(jìn)行攪拌，使果粒與酸奶混合均勻。包裝后在4℃條件下冷卻并冷藏24h即得到成品。

1.2.5 單因素試驗(yàn) 用1.2.3工藝對(duì)雪梨進(jìn)行預(yù)處理，然后在100℃的條件下，分別殺菌0，5，10，15，20min。然后按1.2.4的方法制作果粒酸奶，以感官品質(zhì)評(píng)分作為響應(yīng)值，確定果粒殺菌時(shí)間的最佳水平。

在1.2.4工藝條件下，對(duì)木糖醇、雪梨果粒添加量及發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn)，研究各因素對(duì)果粒酸奶品質(zhì)的影響。木糖醇添加量選取7，8，9，10，11g／100mL；雪梨果粒添加量選取10，15，20，25，30g／100mL；發(fā)酵劑接種量選擇3%，4%，5%，6%，7%；發(fā)酵時(shí)間選取5，6，7，8，9h。以酸度、黏度、持水性和感官品質(zhì)評(píng)定為響應(yīng)值，確定各因素的最佳水平。

1.2.6 感官檢測(cè) 感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table1 Sensory evaluation standard

1.2.7 理化指標(biāo)的測(cè)定

（1）持水力測(cè)定：參考 Riener等的方法［7］，取5mL 4℃的樣品放入離心管中稱量，以3 000r／min離心30min，除去上清液，稱量沉淀物的重量，按式（1）計(jì)算持水力。

（2）黏度測(cè)定：在室溫下用NDJ－1旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定，根據(jù)被測(cè)液黏度的大小，選取3號(hào)轉(zhuǎn)子和6r／min的轉(zhuǎn)速，計(jì)時(shí)30s后讀取數(shù)據(jù)。

（3）酸度、脂肪含量、非脂乳固體的測(cè)定分別按照GB 5413.34－2010﹑GB 5413.3－2010﹑GB 5413.39－2010。1.2.8 微生物的測(cè)定 乳酸菌總數(shù)、大腸菌群測(cè)定分別按照GB 4789.35－2010﹑GB 4789.3－2010進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 果粒殺菌時(shí)間對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

由表2可知：隨著果粒殺菌時(shí)間的增加，果粒酸奶的感官評(píng)分先增大后減小，殺菌時(shí)間短果粒堅(jiān)硬、質(zhì)脆，口感較差；殺菌時(shí)間長(zhǎng)果粒出現(xiàn)軟爛，完整度差、咀嚼性差影響口感，15min時(shí)感官得分最高品質(zhì)最佳，故其為最佳殺菌時(shí)間。

表2 殺菌時(shí)間對(duì)果粒酸奶感官品質(zhì)的影響Table2 Effect of sterilizing time on the sensory quality of fruit yogurt

2.2 影響酸奶品質(zhì)的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 木糖醇添加量的影響 由表3可知，隨著木糖醇添加量的增加，持水力、黏度及感官評(píng)分均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)；在添加量為9g／100mL時(shí)酸度、黏度最大，酸奶感官品質(zhì)最好。這可能是由于木糖醇添加量增大抑制了鏈球菌的生長(zhǎng)和酸的產(chǎn)生［8］。酸度又導(dǎo)致酸奶的凝固性發(fā)生變化，組織狀態(tài)隨之改變，所以黏度、持水性出現(xiàn)先增加后減小的現(xiàn)象。綜合考慮確定木糖醇的最佳添加量為9g／100mL。

表3 木糖醇添加量對(duì)果粒酸奶品質(zhì)的影響Table3 Effect of xylitol content on the quality of fruit yoghurt

2.2.2 果粒添加量的影響 由表4可知，隨著果粒添加量的增加持水力無(wú)明顯變化，且對(duì)酸度的影響不大；黏度隨著果粒添加量的增加而增大，感官得分先增加后降低，當(dāng)雪梨果粒添加量為20g／100mL時(shí)品質(zhì)最佳。果粒添加量小于20g／100mL時(shí)，梨味以及果粒的質(zhì)感都不明顯；添加量大于20g／100mL時(shí)，果粒太多，口感粘稠粗糙。確定雪梨果粒的最佳添加量為20g／100mL。

表4 果粒添加量對(duì)果粒酸奶品質(zhì)的影響Table4 Effect of amount of fruit grain on the quality of fruit yoghurt

2.2.3 發(fā)酵劑接種量的影響 由表5可知，隨著接種量的增加，持水力、黏度、感官評(píng)分均呈先增加后減小趨勢(shì)，酸度隨接種量的增加而增大；當(dāng)接種量為5%感官得分最高；乳酸菌接種量的大小直接關(guān)系到菌種在牛乳中的生長(zhǎng)和繁殖情況，對(duì)產(chǎn)酸速度有較大的影響。發(fā)酵劑接種量過(guò)少時(shí)，發(fā)酵速度慢，一定的發(fā)酵時(shí)間內(nèi)產(chǎn)酸量低，蛋白質(zhì)的酸凝固不足，酸奶的組織狀態(tài)松散，黏度低，酸奶的滋味較差；相反，當(dāng)接種量過(guò)大時(shí)，初期發(fā)酵猛烈，酸生成過(guò)快，pH降低，酸奶中微小蛋白質(zhì)亞膠體分子團(tuán)改變，使得它們之間的親合連接作用減弱，膠體分子團(tuán)聚集成的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)松散，持水力會(huì)降低，乳清析出，黏度變差，組織狀態(tài)上出現(xiàn)缺陷［9，10］。而且發(fā)酵快導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)積累不足，酸奶的風(fēng)味差。綜合考慮確定發(fā)酵劑的最佳接種量為5%。

表5 發(fā)酵劑接種量對(duì)果粒酸奶品質(zhì)的影響Table5 Effect of lactic acid bacteria amount on quality of fruit yogurt

2.2.4 發(fā)酵時(shí)間的影響 由表6可知，酸度隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，持水力和黏度均呈現(xiàn)先增加后減小趨勢(shì)。發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)短直接影響酸奶的組織狀態(tài)，發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌在最適宜的溫度下生長(zhǎng)、繁殖、產(chǎn)酸，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)生酸的量也會(huì)越來(lái)越多。發(fā)酵時(shí)間太短，從感官上看會(huì)使得發(fā)酵不充分，組織狀態(tài)松軟，風(fēng)味不足；從理化指標(biāo)上看：酸度不達(dá)標(biāo)，持水力較小。發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從感官上看：凝乳質(zhì)地較硬，產(chǎn)酸量過(guò)多，風(fēng)味不佳；由于發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，酸奶的酸度增加，pH降低，微生物分泌的蛋白水解酶對(duì)酪蛋白的作用增強(qiáng)，在結(jié)構(gòu)上引起酸奶中微小蛋白質(zhì)亞膠體分子團(tuán)改變，使得它們之間的親合連接作用減弱，進(jìn)而膠體分子團(tuán)聚集成的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)松散，結(jié)果是酸奶的持水力會(huì)降低，穩(wěn)定性會(huì)下降［9，10］。發(fā)酵8h時(shí)感官得分最高果粒酸奶品質(zhì)最好。

表6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)果粒酸奶品質(zhì)的影響Table6 Effects of fermentation time on quality of fruit yogurt

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

正交試驗(yàn)的因素及水平取值見(jiàn)表7。

由表8可知，A2B2C1D2為最佳組合，即發(fā)酵時(shí)間為8h，接種量為5%，木糖醇添加量為9g／100mL，果粒添加量15g／100mL。各因素對(duì)產(chǎn)品的影響次序依次為A＞B＞D＞C，即接種量＞木糖醇添加量＞發(fā)酵時(shí)間＞果粒添加量。

2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

按照正交試驗(yàn)的最佳工藝A2B2C1D2制作的酸奶體系均一、顏色呈乳白色、有光澤、果粒呈雪梨本色、口感飽滿、柔和潤(rùn)滑、具有酸奶兼雪梨的清香風(fēng)味、酸甜適口、組織細(xì)膩均勻、黏度適中、無(wú)分層和乳清析出現(xiàn)象。產(chǎn)品的最終感官評(píng)分為88.9分。

表7 正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)Table7 Factors and levels of orthogonal experiment

表8 木糖醇雪梨果粒酸奶主要影響因素綜合研究結(jié)果Table8 The results of comprehensive study on main factors on xylitol and pear fruit yogurt

2.5 貯藏性試驗(yàn)

將成品置于4℃條件下貯藏21d，每隔7d測(cè)定其各項(xiàng)指標(biāo)的變化。由表9可知，酸度隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而上升；持水力呈現(xiàn)減少趨勢(shì)；黏度隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而增加；乳酸菌活菌數(shù)隨著貯藏期的延長(zhǎng)而下降；大腸菌群數(shù)在貯藏期內(nèi)均小于30CFU／100mL。

表9 貯藏期各項(xiàng)指標(biāo)的變化Table9 The index changes during storage

在貯藏期內(nèi)，制品顏色呈現(xiàn)乳白色、有光澤、果粒呈雪梨本色、口感飽滿、柔和潤(rùn)滑、具有酸奶風(fēng)味和明顯的雪梨清香味、酸甜適口、組織細(xì)膩均勻、黏度適中、無(wú)分層和乳清析出。同時(shí)測(cè)得脂肪量為2.59%，非脂乳固體為7.58%，符合GB 19302－2010要求。

3 結(jié)論

木糖醇雪梨果粒酸奶的最佳制作工藝為鮮牛乳經(jīng)過(guò)預(yù)處理，添加木糖醇9g／100mL，接種5%1∶1混合的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵；發(fā)酵溫度42℃，時(shí)間8h，發(fā)酵終止，在無(wú)菌狀態(tài)下添加15g／100mL的雪梨果?；旌暇鶆颉Ｖ频玫乃崮虨槿榘咨?、有光澤、果粒呈雪梨本色、口感飽滿、柔和潤(rùn)滑、具有酸奶風(fēng)味和明顯的雪梨清香味、酸甜適口、組織細(xì)膩均勻、黏度適中、無(wú)分層和乳清析出。酸度為78～90°T，含脂肪2.59%，非脂乳固體的測(cè)定值為7.58%。在4℃條件下貯藏21d，大腸菌群小于30CFU／100mL，活菌數(shù)大于109CFU／mL。

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