凝固型酸牛奶發(fā)酵劑的篩選及應(yīng)用

梅 芳，喬成亞，李海燕，孫 卓

（乳業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室，光明乳業(yè)有限公司，上海 200436）

隨著近幾年人們生活水平的提高和對身體健康的關(guān)注，對乳制品的需要日趨強烈?，F(xiàn)在市場上最多的是攪拌型酸奶，通過這種工藝制得的酸奶更容易工業(yè)化。凝固型酸奶以其獨特的品質(zhì)一直深受消費者的歡迎，但是因常出現(xiàn)黏稠度低、組織狀態(tài)粗糙、乳清析出等不良現(xiàn)象，影響了消費者的購買意愿[1]。同時在實際生產(chǎn)中，灌裝后的產(chǎn)品不可能同時出入熱庫，也會導(dǎo)致同批產(chǎn)品的品質(zhì)不均勻。為了解決這些問題，很多方案是著重在增稠劑上，在提倡天然無添加的當(dāng)前市場，挑選風(fēng)味突出、弱后酸的菌種，確定恰當(dāng)?shù)陌l(fā)酵溫度能很好的解決這些問題。以生牛乳為主要原料，通過單因素和正交試驗確定菌種和制備工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生牛乳：光明乳業(yè)股份有限公司；直投菌種SVV-A、SVV-B和09C-D：荷蘭DSM公司；菌種組成均為保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（St.thermophilus）；白砂糖（食品級）：北京糖業(yè)煙酒集團有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LXJ-64-01 型離心機：北京醫(yī)療儀器修理廠；CP124S 型電子天平：德國賽多利斯公司；DY20K 型電子秤、PHB-4型精密pH計：上海精密科學(xué)儀器有限公司；APV1000 型高壓均質(zhì)機：APV（中國）有限公司；SA-300VF 型壓力蒸汽滅菌器：新駿實業(yè)股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 酸奶制作工藝流程

操作要點

生牛乳：各項指標(biāo)檢測符合GB 19301—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)生乳》。

標(biāo)準(zhǔn)化：脂肪≥3.1%；蛋白質(zhì)≥2.9%；非脂乳固體≥8.1%。

配料：加入白砂糖?；炝蠝囟瓤刂圃?5～60℃，混料后應(yīng)保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)20～30min。

均質(zhì)：配料完成后，充分讓其混合，然后預(yù)熱至65℃，均質(zhì)壓力控制在16～18MPa進行均質(zhì)。

殺菌：混合料加熱至95～100℃，保溫5～10min。

冷卻接菌種：冷卻至適宜溫度后加入菌種。

灌裝及熱庫發(fā)酵：注入容器后，送入熱庫進行發(fā)酵。

后熟：送入4～6℃的冷庫進行24h后熟。

1.3.2 總酸度的測定

參照文獻[2]，采用吉爾涅爾度（°T）法測定。

1.3.3 pH值的測定

采用pHB-4型精密pH計測定。

1.3.4 凝乳時間的測定

間隔30min觀察一次酸奶的狀態(tài)，待出現(xiàn)凝乳現(xiàn)象時記錄凝乳時間。

1.3.5 后發(fā)酵酸度的測定

在發(fā)酵溫度下發(fā)酵12h后，測定酸奶的酸度。

1.3.6 持水力（water-holding capacity，WHC）測定

以離心管取待測樣品30mL，并測定樣品的質(zhì)量W0后，放入離心機，3 000r/min離心20min后，取出離心管，靜置10min后，除去上清液，測殘余物的質(zhì)量W。酸奶的持水力按下式計算：

1.3.7 乳酸菌活菌數(shù)的測定

將酸奶用滅菌生理鹽水梯度稀釋至一定數(shù)量級的濃度后，采用MRS瓊脂培養(yǎng)基傾注平板培養(yǎng)，于42℃厭氧培養(yǎng)，48h后計菌落總數(shù)，測定乳酸菌活菌數(shù)[3]。

1.3.8 顛簸實驗

每組隨機抽取兩個樣品，平整并正面向上裝在一個周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，冷鏈運輸?shù)竭_(dá)目的地后，觀察酸奶凝乳狀態(tài)是否破碎、是否有明顯乳清析出等不良現(xiàn)象。本實驗選擇300km的運輸半徑檢驗?zāi)绦退崮痰目诡嶔つ芰头€(wěn)定性[4]。

1.3.9 產(chǎn)品的感官評價

邀請10位有乳品品鑒經(jīng)驗的專家組成評鑒小組，采用百分制評分法，對產(chǎn)品的外觀組織形態(tài)、風(fēng)味、口感、內(nèi)部組織狀態(tài)等進行評價計分。感官評分標(biāo)準(zhǔn)（滿分100分）見表1。

表1 凝固型酸牛奶感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of set yogurt

1.3.10 單因素試驗

通過選擇發(fā)酵劑、發(fā)酵溫度和蔗糖添加量來確定其對凝固型酸奶的產(chǎn)酸能力、持水性和感官品質(zhì)的影響。

1.3.11 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，將影響凝固型酸奶發(fā)酵工藝的主要影響因子進行綜合分析，以發(fā)酵劑、發(fā)酵溫度和蔗糖添加量3個因素進行正交試驗L9（33），以確定凝固型酸奶的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵劑的確定

不同的發(fā)酵劑在凝固型酸奶中產(chǎn)酸及后酸差別較大，在相同的工藝條件下，改變發(fā)酵劑的種類，比較其凝乳時間、弱后酸能力、持水能力，同時結(jié)合感官評分來選擇合適的發(fā)酵劑，發(fā)酵劑對凝固型酸奶的影響，結(jié)果見表2。

表2 發(fā)酵劑對凝固型酸奶感官評分的影響Table 2 Effect of starter on sensory score of set yogurt

由表2可以看出，09C-D發(fā)酵劑的凝乳時間比SVV-A和SVV-B短，SVV-B的弱后酸最強，在12h的發(fā)酵過程中，酸度為91°T，比SVV-A低14°T，比09C-D低25°T，同時持水力最強，感官評分得分最高，說明發(fā)酵劑SVV-B在較長時間的凝乳后，后期酸度不再增長迅速，提高了凝固型酸奶的品質(zhì)。所以確定發(fā)酵劑為SVV-B。

2.2 發(fā)酵溫度的確定

表3分別列出了5種不同的發(fā)酵溫度條件下發(fā)酵的凝固型酸奶。比較其的凝乳時間、弱后酸能力、持水力，同時結(jié)合感官評分來選擇合適的發(fā)酵溫度。

表3 發(fā)酵溫度對凝固型酸奶感官評分的影響Table 3 Effect of fermentation temperature on sensory score of set yogurt

不同的發(fā)酵劑的最適發(fā)酵溫度不同，對于大多數(shù)發(fā)酵劑來說，發(fā)酵溫度在低限時接近乳酸菌的最適生長溫度，有利于乳酸菌的生長繁殖。發(fā)酵溫度在高限時可使酸奶在短時間內(nèi)凝乳，從而縮短發(fā)酵時間。從表3可以看出，發(fā)酵溫度對凝乳時間、弱后酸和持水力的影響比較大。所以確定發(fā)酵溫度37～42℃。

2.3 蔗糖添加量的確定

表4分別列出了5種不同的蔗糖添加量下發(fā)酵的凝固型酸奶。比較其的凝乳時間、弱后酸能力、持水力，同時結(jié)合感官評分來選擇合適的蔗糖添加量。

表4 蔗糖添加量對凝固型酸奶感官評分的影響Table 4 Effect of sucrose addition on sensory score of set yogurt

由表4可知，不同的蔗糖添加量對凝固型酸奶的持水力和感官評分影響比較大。增加蔗糖的添加量相當(dāng)于增加酸奶的總固型物，能讓持水力得到有效的提高。蔗糖的添加量過少，不能滿足乳酸菌對碳源的需要，甜度不夠，添加過多，能抑制乳酸菌的生長，而且會導(dǎo)致甜度過膩。所以確定蔗糖添加量6%～8%。

2.4 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，確定了發(fā)酵劑種類、蔗糖添加量和發(fā)酵溫度這3個因素的3個水平進行正交試驗，采取L9（33）正交試驗設(shè)計，因素與水平見表5，正交試驗結(jié)果及極差分析見表6，確定試驗結(jié)果的準(zhǔn)確度，對配方進行了方差分析，結(jié)果見表7。

表5 凝固型酸奶工藝優(yōu)化正交試驗因素和水平Table 5 Factors and levels of orthogonal test for set yogurt fermentation technology optimization

由表6可以看出，影響凝固型酸奶品質(zhì)的因素主次順序是發(fā)酵劑種類（A）＞蔗糖添加量（B）＞發(fā)酵溫度（C），優(yōu)化組合為A2B3C1，即發(fā)酵劑種類為SVV-B，蔗糖添加量為8%，發(fā)酵溫度為37℃。

由表7可以看出，發(fā)酵劑種類對凝固型酸奶品質(zhì)的影響達(dá)到極顯著水平（P＜0.05），蔗糖添加量對凝固型酸奶品質(zhì)的影響達(dá)到顯著水平（0.05＜P＜0.1），發(fā)酵溫度對凝固型酸奶品質(zhì)的影響不顯著（P＞0.1）。

通過A2B3C1驗證試驗得到凝固型酸奶，其酸度93°T，活菌數(shù)為5.8×107CFU/mL，且品質(zhì)最好，口感清爽，酸甜適口，質(zhì)地均勻。

表6 凝固型酸奶工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table 6 Result and analysis of orthogonal test for set yogurt fermentation technology optimization

表7 正交試驗結(jié)果方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal test results

2.5 顛簸試驗分析

按3因素3水平設(shè)計了9組凝固型酸奶樣品，交由工廠冷鏈物流車，發(fā)往河北和天津兩地，組織狀態(tài)呈現(xiàn)出不同狀態(tài)，結(jié)果見表8。

表8 顛簸試驗結(jié)果Table 8 Results of bumping test result

由表8可以看出，樣品1、2、7經(jīng)過長途運輸后組織狀態(tài)出現(xiàn)破損，有少量乳清析出，樣品4、8組織狀態(tài)完好，只是有少量乳清析出，樣品3、5、6、9組織狀態(tài)完好，無乳清析出。

3 結(jié)論

通過單因素和正交試驗，確定了凝固型酸奶的工藝為：發(fā)酵劑種類為SVV-B，蔗糖添加量為8%，發(fā)酵溫度為37℃。在此最佳條件下，凝固型酸牛乳的酸度為93°T活菌數(shù)為5.8×107CFU/mL。凝固型酸奶能夠經(jīng)受長途運輸?shù)念嶔ば云茐?，保證最終產(chǎn)品到達(dá)消費者手中的品質(zhì)。

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