發(fā)酵型牛初乳果凍的工藝研究

王筠鈉，熊曉輝*

（南京工業(yè)大學食品與輕工學院，江蘇南京211816）

發(fā)酵型牛初乳果凍的工藝研究

王筠鈉，熊曉輝*

（南京工業(yè)大學食品與輕工學院，江蘇南京211816）

發(fā)酵型牛初乳果凍以牛初乳、牛常乳、復合乳酸菌、明膠、瓊脂、淀粉為原料，主要工藝流程為制膠、均質(zhì)、殺菌、注模、成型。通過單因素試驗，確定復合酸乳比例為牛初乳/牛常乳=1∶10，發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時間4h，蔗糖量為乳量6%，接種量3%；采用L9（3）4正交試驗確定發(fā)酵型牛初乳果凍優(yōu)化配方為復合酸乳95%，明膠2%，瓊脂2%，淀粉1%。在此最佳條件下，果凍感官評分為96分。

牛初乳；果凍；發(fā)酵；乳酸菌

牛初乳是牛分娩后一周內(nèi)分泌的具有特殊乳腥味的黃稠乳汁，為分娩前干乳期積于乳腺的血清與乳糜管分泌物的混合物，與常乳明顯不同，除具有高熱量、高蛋白質(zhì)的特征外，還富含珍貴的生長因子和免疫因子等功能性組分，其中蛋白質(zhì)及鈣（Ca）、鈉（Na）、鋅（Zn）、鐵（Fe）、錳（Mn）、銅（Cu）等礦物質(zhì)的含量均高于常乳，脂溶性維生素VA、VD、VE以及水溶性維生素VB12的含量是常乳的3～4倍，具有增強免疫力、調(diào)節(jié)胃腸道功能、促進生長發(fā)育、改善記憶力、延緩衰老、抑制腫瘤及美容養(yǎng)顏等功效[1-6]。

發(fā)酵酸奶將牛奶中的酪蛋白、乳脂、乳糖等經(jīng)乳酸菌發(fā)酵變成易消化吸收的乳糜微粒、氨基酸、蛋白質(zhì)多肽類等，能改善部分人群的乳糖不耐癥，提高產(chǎn)品的保藏性并賦予其良好的風味[7-14]。本實驗在牛常乳中增添牛初乳，利用保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）與嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）復合乳酸菌進行發(fā)酵，不僅能促進乳酸菌產(chǎn)酸，還可提高酸奶黏度和持水力，改善傳統(tǒng)果凍因過量添加人工色素、香精和防腐劑等而導致的營養(yǎng)價值較低、保健功能有限、影響人體健康等不足，尤其幫助處在生長發(fā)育期的青少年和體弱多病的老年人增強免疫力、補充營養(yǎng)、促進消化[15-20]。發(fā)酵型牛初乳果凍在賦予果凍形式及營養(yǎng)多元化的同時，為牛初乳的綜合利用提供新途徑，將受到廣大消費者喜愛。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛常乳、牛初乳：莊園乳品有限公司；乳酸菌菌種（保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌按1∶1混合）：南京工業(yè)大學食品學院微生物實驗室篩選；明膠：漯河市五龍明膠有限公司；瓊脂：青島瓊脂制造公司；蔗糖：廣西湘桂糖業(yè)集團有限公司；變性淀粉：無錫金陵塔有限公司。

1.2 儀器與設備

CP214電子分析天平：美國奧豪斯儀器（上海）有限公司；GDJS-100恒溫烘箱：無錫科隆試驗設備有限公司；APV 1000型高壓均質(zhì)機：丹麥APV公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 發(fā)酵型牛初乳果凍制備工藝流程

操作說明：將明膠、瓊脂、淀粉按7∶5∶1的比例混合均勻，加入490mL純凈水，在攪拌下緩慢加熱至沸騰，完全溶解后，制成復合膠液，待用。量取一定量牛初乳、牛常乳、蔗糖添加到250mL燒杯中攪拌均勻，煮沸待用，然后冷卻至（70±5）℃，倒入均質(zhì)機中，在20～22MPa的條件下進行均質(zhì)，得到乳白色復合乳，冷卻至45℃，接入適量乳酸菌混合菌種（保加利亞乳桿菌/嗜熱鏈球菌1∶1），攪拌均勻，放入恒溫培養(yǎng)箱一定溫度（43℃）進行接種發(fā)酵4h。待發(fā)酵完成后，取一定量復合酸乳，加入一定量復合膠液，均質(zhì)，注模，用保鮮膜密封，冷卻成型，得乳白色發(fā)酵型牛初乳果凍。

1.3.2 主要性能指標檢測方法

凝膠強度測定：將橫截面為1cm2的有機玻璃棒垂直固定在支架上，并與放在托盤天平左盤燒杯里的果凍表面接觸，在天平右盤里慢慢添加砝碼，直至果凍表面破裂，此時砝碼的質(zhì)量即為凝膠強度值，測5次取其平均值。

含水率測定：取適量樣品（約1g）稱量后放入恒溫干燥烘箱中，在105℃烘至質(zhì)量恒定，含水率按下式計算：

式中：m1為烘干前試樣質(zhì)量，g；m2為烘干后試樣質(zhì)量，g。

pH值測定：選用精密pH計，根據(jù)pH值測定發(fā)酵型酸乳的酸度。

微生物指標測定：參照GB/T4789.1—2008《食品衛(wèi)生微生物學檢驗》進行檢測。

固形物含量測定：用燒杯盛裝一定量果凍樣品，總質(zhì)量m1，置于105℃電熱鼓風干燥箱中，烘干，干燥的樣品和燒杯的總質(zhì)量m2，徹底移除烘干的樣品，空燒杯的質(zhì)量m3，做3次平行試驗，取平均值。果凍中固形物的含量計算公式：

式中：m1為果凍樣品總質(zhì)量，g；m2為干燥的樣品和燒杯的總質(zhì)量，g；m3為空燒杯的質(zhì)量，g。

1.3.3 復合乳和發(fā)酵型牛初乳果凍的感官評價

復合乳和發(fā)酵型牛初乳果凍的感官評定標準（滿分100分）分別見表1和表2。

表1 復合乳感官評定標準Table 1 Sensory evaluation standard of compound milk

表2 發(fā)酵型牛初乳果凍的感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standard of fermented bovine colostrums jelly

2 結(jié)果與分析

2.1 復合乳配比確定

牛初乳營養(yǎng)價值遠高于牛常乳，其蛋白質(zhì)含量是常乳的3倍，除了含與常乳類似的α-乳白蛋白，β-乳球蛋白外，還含有免疫球蛋白、乳鐵蛋白、乳過氧化酶、生長因子等功能組分。但由于牛初乳中含較多的熱穩(wěn)定差的乳清蛋白和較少的熱穩(wěn)定性好的酪蛋白，所以加熱至60～70℃就會形成蜂窩狀凝塊并散發(fā)乳腥味，影響外觀和口感，不宜單獨使用，需與牛常乳復配，才能獨具特色風味和品質(zhì)。改變初乳和常乳相對比例進行感官評定，評定結(jié)果見表3。

表3 不同牛初乳和牛常乳配比的復合乳感官評價Table 3 Sensory evaluation of compound milk with different bovine coloctrum to normal milk ratio

由表3可知，牛初乳/牛常乳為1∶10時復合乳感官評分最高，據(jù)此定為復合乳配比。

2.2 單因素試驗

2.2.1 蔗糖用量對發(fā)酵型牛初乳感官性能影響

蔗糖用量與發(fā)酵效率關系甚大，本試驗量取150mL復合乳（牛初乳/牛常乳=1∶10）、分別添加復合乳量的2%、4%、6%、8%、10%的蔗糖接入適量混合乳酸菌種，密封，在恒溫43℃培養(yǎng)箱中發(fā)酵4h，蔗糖用量對酸乳品質(zhì)影響見圖1。

由圖1可知，不加蔗糖，酸乳口感稍酸，乳香不濃，淡而無味；隨著蔗糖用量增加，酸甜味逐漸變濃，添加量為6%時，酸甜爽口，奶香濃郁，但超過8%時，酸乳漸甜，酸味不足，口感下降，這說明適量添加蔗糖不但對發(fā)酵有較強的促進作用，而且還能改善酸甜度，提高口感質(zhì)量。

圖1 蔗糖用量對發(fā)酵型牛初乳感官性能影響Fig.1 Effect of sucrose addition on the performance of fermented bovine colostrums

2.2.2 接種量對酸乳品質(zhì)的影響

接種量的大小直接影響菌株在發(fā)酵過程中生長繁殖及代謝產(chǎn)物的積累。接種量低，菌體繁殖總速率低，不利于產(chǎn)物的積累；接種量大，菌體繁殖總速率提高，縮短延遲期和發(fā)酵周期。量取150mL復合乳（牛初乳/牛常乳=1∶10）、復合乳量6%的蔗糖加到250mL燒杯中，攪拌、煮沸、均質(zhì)、冷卻至室溫，加入適量混合乳酸菌種（保加利亞乳桿菌/嗜熱鏈球菌=1∶1），在接種量分別為乳量的1%、2%、3%、4%、5%，恒溫43℃的條件下發(fā)酵4h，考察接種量和酸乳品質(zhì)的關系，檢測結(jié)果見表4。

表4 接種量對酸乳品質(zhì)影響Table 4 Effect of inoculum on yogurt quality

由表4可知，隨著接種量的增加，pH值下降，酸度增加，發(fā)酵時間縮短、感官變化較明顯，綜合感官評分，認為菌種用量為乳量的3%～4%為宜。

2.3 發(fā)酵型牛初乳果凍配方優(yōu)化

發(fā)酵型復合酸乳雖為凝固態(tài)，但形狀不穩(wěn)定，易破碎，發(fā)酵后會析出乳清，若用酸乳制果凍，必需添加適量食用膠，以確保果凍的凝膠強度和成型狀態(tài)。各種膠性能迥異，考慮不同膠體復合的協(xié)同增效作用及成本因素，試驗確定明膠、瓊脂、淀粉為果凍的復合膠，以確保果凍風味和儲存穩(wěn)定性。

取適量復合酸乳、明膠、瓊脂和淀粉，發(fā)酵溫度為43℃條件下，選用3因素3水平的L9（33）正交試驗進行配方優(yōu)化，以果凍感官評分為考察指標。果凍配方正交試驗因素水平見表5，正交試驗結(jié)果與分析見表6，正交試驗結(jié)果方差分析見表7。

表5 果凍配方優(yōu)化正交試驗因素水平Table 5 Factors and levels of orthogonal experiment for jelly formula optimization

表6 果凍配方優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table 6 Result and analysis of orthogonal experiment for jelly formula optimization

表7 正交試驗結(jié)果方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal experiment for jelly formula optimization

由表6和表7可知，影響感官評分顯著性因素次序為A＞B＞C，其中明膠、瓊脂對果凍品質(zhì)影響顯著，淀粉對果凍配方影響不顯著。綜合考慮果凍外觀光滑無破損、口感細膩韌彈、酸甜適中、奶香濃郁、產(chǎn)品成本等指標，確定最佳配方為A2B3C2，即明膠2%，瓊脂2%，淀粉1%。將最優(yōu)組合進行驗證試驗，在此最佳條件下，發(fā)酵型牛初乳果凍的感官評分為96分。

3 牛初乳果凍產(chǎn)品質(zhì)量指標

3.1 感官指標

感官指標：具有濃郁奶香的細膩乳白色固體；外觀平整光滑，無絮狀物；無氣泡；酸甜可口，無異味。

3.2 理化指標

發(fā)酵型牛初乳果凍的理化指標見表8。

表8 果凍理化指標Table 8 Physicochemical index of jelly

3.3 微生物指標

發(fā)酵型牛初乳果凍的微生物指標見表9。

表9 果凍微生物指標Table 9 Microbiological index of jelly

4 結(jié)論

以牛初乳、牛常乳、乳酸菌、明膠、瓊脂和蔗糖為主要原料制成發(fā)酵型牛初乳果凍，較傳統(tǒng)果凍營養(yǎng)豐富，宜于消化吸收，能夠改善胃腸微生態(tài)平衡、防癌抗衰老、增強肌體免疫力、促進細胞生長、緩解疲勞等。通過單因素試驗，確定酸乳發(fā)酵工藝參數(shù)為牛初乳/牛常乳=1∶10，發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時間4h，蔗糖量為6%，接種量3%；采用L9（33）正交試驗確定發(fā)酵型牛初乳果凍優(yōu)化配方為復合酸乳95%，明膠2%，瓊脂2%，淀粉1%。在此最佳條件下果凍感官評分為96分。

發(fā)酵型牛初乳果凍在添加珍稀牛初乳的基礎上有機結(jié)合保健發(fā)酵工藝，在確保免疫因子、生長因子不被破壞的同時，更易被人體消化吸收，具有牛初乳和酸奶的雙重功效，特別為患有乳糖不耐癥和胃腸消化不良人群提供果凍新品種。產(chǎn)品不僅營養(yǎng)豐富質(zhì)量穩(wěn)定，而且外觀和口感別具一格，滿足消費者“營養(yǎng)、天然、健康”的需求，具有良好開發(fā)前景。

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Technology of fermented bovine colostrums jelly

WANG Yunna,XIONG Xiaohui*
(College of Food Science and Light Industry,Nanjing Tech University,Nanjing 211816,China)

The nutritional fermented bovine colostrums jelly was developed,taking bovine colostrums,milk,lactic acid bacteria,gelatin,agar and starch as raw materials.The technology included processes such as dissolving,homogenizing,sterilizing,injection and molding.The formula of compound yogurt was determined by single factor experiment as follows:bovine colostrums to bovine milk ratio 1/10,fermentation temperature 43℃, fermentation time 4 h,sucrose 6%of milk,and inoculum 3%.The formula of jelly was determined by orthogonal experiment as follows:compound yogurt 95%,gelatin 2%,agar 2%,and starch 1%.Under this condition,the jelly sensory score was 96.

bovine colostrums;jelly;fermentation;lactic acid bacteria

TS255.43

B

0254-5071（2014）03-0151-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.03.036

2014-01-08

“十二五”農(nóng)村領域國家科技計劃課題（2013BAD19B09）；江蘇省科技基礎設施建設計劃（BM2012026）

王筠鈉（1992-），女，本科生，研究方向為食品科學與工程。

*通訊作者：熊曉輝（1964-），男，教授，博士，研究方向發(fā)酵工程和食品生物技術(shù)。