刺槐花發(fā)酵乳飲料工藝優(yōu)化研究

吳麗萍,朱 妞，李宏宇

（黃山學(xué)院 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，安徽 黃山 245041）

刺槐（Robinia pseudoacacia L.），又稱洋槐，其花色乳白，香氣宜人，花期短但是產(chǎn)量大，目前除少數(shù)被食用外，大部分落地廢棄[1]。據(jù)隋道慶等人報(bào)道，制干刺槐花的蛋白質(zhì)含量高達(dá)19.73g/100g，氨基酸總量為19.50g/100g，含有17種氨基酸，包括所有人體必需的氨基酸，其中抗疲勞的天冬氨酸高達(dá)4.47g/100g[2]。同時(shí)刺槐花具有消癰化瘀，清熱解毒，療咽治痣，健胃通腸等功效，花中含有鄰氨基苯甲酸甲酯、橙花醇、芳樟醇、芐醇等具有養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚功效。[3]目前，歐洲不少國家已經(jīng)對刺槐花進(jìn)行研究開發(fā),而我國雖然刺槐資源豐富，但是資源開發(fā)利用程度仍處于落后階段，因此，全方面開發(fā)刺槐花的營養(yǎng)及藥用價(jià)值可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)刺槐的經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)效益。

發(fā)酵乳飲料是經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后而得的一類營養(yǎng)保健飲料，其中的益生菌對腸道功能紊亂、牛奶不耐癥患者[4]尤為適宜，是一種老少皆宜的日常保健營養(yǎng)品。但在發(fā)酵乳飲料的加工制作過程中因?yàn)橐{(diào)節(jié)酸度、口感、風(fēng)味與產(chǎn)品穩(wěn)定性之間的矛盾，這便給發(fā)酵乳飲料的工藝增加了難度。因此，本文以刺槐花為原材料，對其蛋白質(zhì)進(jìn)行生物降解后采用雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌混合菌種發(fā)酵的方法，研究具有保健功能的刺槐花發(fā)酵乳飲料生產(chǎn)工藝，并對產(chǎn)品的穩(wěn)定性問題進(jìn)行了探討，旨在為功能性乳飲料的研究與開發(fā)提供新思路，同時(shí)也為刺槐花的資源開發(fā)提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮牛奶(光明乳業(yè)有限公司生產(chǎn))；刺槐花(江蘇淮安干制花)；雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌（江西中德聯(lián)合研究院生產(chǎn)）；檸檬酸、蔗糖（市售，食品級）；CMC、HLM、PGA、黃原膠、瓜爾豆膠、刺槐豆膠、卡拉膠（均為食品級）。

SLF-320粉碎機(jī)（曲阜圣魯機(jī)械廠生產(chǎn)）；冰之樂單門酸奶機(jī) （上海超承機(jī)械科技有限公司生產(chǎn)）；JJ-56均質(zhì)機(jī)（廊坊市盛通機(jī)械有限公司生產(chǎn)）；LT-2型高溫瞬時(shí)滅菌機(jī) （溫州龍?zhí)┹p工機(jī)械有限公司生產(chǎn)）；GK-9灌裝封蓋機(jī)（北京鵬洋華俊科技有限公司生產(chǎn)）；KDN-04蛋白質(zhì)測定儀 （沈陽分析儀器廠生產(chǎn)）；pH-S3型酸度計(jì)（上海精密儀器儀表廠生產(chǎn)）。

1.2 方法

1.2.1 刺槐花發(fā)酵乳飲料工藝流程

刺槐花發(fā)酵乳飲料工藝流程如下：

1.2.2 操作要點(diǎn)

1.原料選擇：選擇色澤均一，無霉變，氣味幽香的干刺槐花。

2.浸提、打漿、酶解：按料液比 1：6 于 55℃溫水中浸提3h，將得到的浸提液打漿，漿液用濾網(wǎng)過濾，按刺槐花漿-水的質(zhì)量比4：1混合均勻，于55℃，pH6.5條件下加入0.4%的木瓜蛋白酶，酶解2h，滅酶，硅藻土過濾，得到澄清的酶解液，待用。

3.配料和接種：將刺槐花酶解液-鮮牛乳以體積比 1：3 為發(fā)酵基料，經(jīng)超高溫瞬時(shí)滅菌（125℃，3s）后，冷卻至37℃添加3.0%混合發(fā)酵菌種（嗜熱鏈球菌：雙歧桿菌=1：1），然后置于42℃恒溫酸奶機(jī)中發(fā)酵5h，得到發(fā)酵原液。

4.乳化、調(diào)酸和調(diào)香：在發(fā)酵原液中加入0.5%復(fù)配乳化穩(wěn)定劑和6%蔗糖，調(diào)勻后2000r/min乳化15min，冷卻后加入適量奶油香精、刺槐花香精增加產(chǎn)品風(fēng)味。

5.均質(zhì)：將混合后的發(fā)酵乳均質(zhì)2次，均質(zhì)壓力為20-25MPa。

6.無菌灌裝：將均質(zhì)后的發(fā)酵乳飲料進(jìn)行無菌灌裝，并于4℃條件下經(jīng)5-7d保溫貯存，檢查有無染菌、分層以及產(chǎn)生異味等異?，F(xiàn)象。

1.2.3 理化指標(biāo)的測定

蛋白質(zhì)含量：采用蛋白質(zhì)測定儀測定；

脂肪的測定：重量測定法；

pH值的測定：精密pH計(jì)；

酸度的測定：吉爾涅爾度（0T）法[5]；

總糖的測定：菲林試劑法；

細(xì)菌總數(shù)：根據(jù)GB4789.2-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)》方法測定。

1.2.4 離心沉淀率的測定[6]

以離心管取待測樣品30mL，并測定樣品質(zhì)量m0后，放入離心機(jī)，以3000r/min離心15min后，取出離心管，靜置10min后，除去上清液，測殘余物的質(zhì)量m。每個(gè)樣品進(jìn)行3次平行測定，取平均值。離心沉淀率按下式計(jì)算：

2 結(jié)果與分析

2.1 刺槐花發(fā)酵乳飲料配方參數(shù)的確定

通過大量單因素試驗(yàn)確定了影響刺槐花發(fā)酵乳飲料口感及風(fēng)味因素的適宜范圍（見表1），為了得出最優(yōu)的發(fā)酵乳飲料配方參數(shù)，本文以感官評分即以產(chǎn)品的風(fēng)味及口感為主要評定標(biāo)準(zhǔn)，暫不考慮產(chǎn)品穩(wěn)定性為考察指標(biāo)，采用L9(34)正交試驗(yàn)研究確定刺槐花酶解液、牛乳、接種量、發(fā)酵時(shí)間對發(fā)酵乳飲料感官質(zhì)量的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 優(yōu)化刺槐花發(fā)酵乳飲料配方的L9(34)正交試驗(yàn)因素水平表

表2 優(yōu)化刺槐花發(fā)酵乳飲料配方的L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

由表2極差R值可知，影響刺槐花乳飲料發(fā)酵原液配方各因素的主次順序?yàn)镈〉A(chǔ)〉B〉C，即發(fā)酵時(shí)間〉刺槐花酶解液〉牛乳〉接種量，從K值可以得出刺槐花發(fā)酵乳飲料最佳配方組合為A2B2C2D2，而此項(xiàng)配方組合在正交試驗(yàn)中并未出現(xiàn)，因此針對正交試驗(yàn)結(jié)果得出的配方組合A2B2C2D2進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明A2B2C2D2配方組合的感官評分為93分，優(yōu)于試驗(yàn)結(jié)果中的最優(yōu)配方組合A2B3C1D2的分值，因此確定A2B2C2D2為最佳工藝組合，即刺槐花酶解液15%，牛乳45%，接種量2.5%，發(fā)酵時(shí)間5h。

2.2 刺槐花發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性參數(shù)的確定

2.2.1 穩(wěn)定劑的選擇

含乳飲料是一種客觀不穩(wěn)定體系，在制作酸性乳飲料時(shí)，由于加入了酸，pH會下降，當(dāng)pH值降低到接近酪蛋白的等電點(diǎn)4.6時(shí)，牛乳中的酪蛋白發(fā)生沉淀，進(jìn)一步增加酸性，則酪蛋白趨向分散溶解，使凝聚的大粒子分散開，形成不穩(wěn)定的溶膠。因此，解決牛乳中酪蛋白在酸性條件下的穩(wěn)定性是解決發(fā)酵乳飲料產(chǎn)生分層、沉淀等質(zhì)量問題的關(guān)鍵所在[7]。

在實(shí)際生產(chǎn)中，往往使用復(fù)合穩(wěn)定劑來增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，以便充分利用單體穩(wěn)定劑之間的協(xié)同交互作用，降低生產(chǎn)成本；同時(shí)也可避免某種穩(wěn)定劑添加量過大對產(chǎn)品的風(fēng)味及口感造成影響[8]。本文選用耐酸性強(qiáng)的穩(wěn)定劑CMC、PGA、HMP進(jìn)行穩(wěn)定性研究。在大量預(yù)試驗(yàn)及單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究不同添加量的穩(wěn)定劑對產(chǎn)品離心沉淀率的影響，如圖1所示。

圖1 不同穩(wěn)定劑用量對產(chǎn)品離心沉淀率的影響

圖1顯示，CMC的用量為0.2-0.3%，PGA的用量為0.3-0.4，HMP的用量為0.3-0.4時(shí)，離心沉淀率較低，產(chǎn)品穩(wěn)定性較好。這是因?yàn)樗鼈兂艘栽黾羽ざ葋硖岣弋a(chǎn)品的穩(wěn)定性外，它們主要通過和在等電點(diǎn)以下帶正凈電荷的酪蛋白發(fā)生絡(luò)合作用，吸附在酪蛋白的表面形成保護(hù)膜，利用它們之間的靜電排斥力或空間位阻作用防止酪蛋白的聚集沉淀，從而提高含乳飲料產(chǎn)品的穩(wěn)定性[9]。

2.2.2 刺槐花乳飲料穩(wěn)定劑優(yōu)化正交試驗(yàn)

在圖1的基礎(chǔ)上，初步確定各種穩(wěn)定劑的適宜范圍，以產(chǎn)品的離心沉淀率為考察指標(biāo)，進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素水平見表3，正交試驗(yàn)見表4，方差分析見表5。

表3 優(yōu)化復(fù)配穩(wěn)定劑因素水平表

表4 優(yōu)化復(fù)配穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析

由表4，通過直觀法可以看出第5號試驗(yàn)組合的離心沉淀率最低，對應(yīng)的組合為A2B2C3。由極差分析可知，復(fù)配穩(wěn)定劑對刺槐花發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性的主次因素為B〉C〉A(chǔ)，即影響刺槐花發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性的因素為HMP〉PGA〉CMC，由k值可以得出復(fù)配穩(wěn)定劑的最佳組合為A2B3C3。通過方差分析（見表5）可知，B因素HMP對產(chǎn)品的離心沉淀率影響顯著，這與極差分析結(jié)果相同，因此針對A2B3C3組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果表明A2B3C3組合的產(chǎn)品離心率為0.6%，低于正交試驗(yàn)表中A2B2C3的離心沉淀率，因此，確定復(fù)配穩(wěn)定劑的最佳組合為A2B2C3，即CMC用量0.25%,HMP用量0.15%,PGA用量0.25%。

3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

3.1 感官指標(biāo)

色澤乳白；組織均勻細(xì)膩，無乳清析出、分層、沉淀等現(xiàn)象；風(fēng)味柔和，具有刺槐花香及乳香的獨(dú)特香氣；口感酸甜，細(xì)膩柔滑，香氣宜人。

3.2 理化指標(biāo)

蛋白質(zhì)含量1.5%；脂肪含量1.8%；酸度760T；總糖69.6ug/kg；細(xì)菌總數(shù)40個(gè)/mL

4 結(jié) 論

本文首先利用木瓜蛋白酶對刺槐花中蛋白質(zhì)進(jìn)行生物降解，可為后續(xù)發(fā)酵乳飲料的穩(wěn)定性提供良好條件。在大量預(yù)實(shí)驗(yàn)及單因素試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上對刺槐花發(fā)酵乳飲料的配方參數(shù)及穩(wěn)定性參數(shù)進(jìn)行了研究，通過正交試驗(yàn)確定了刺槐花發(fā)酵乳飲料的優(yōu)化配方為：刺槐花酶解液15%，牛乳45%，接種量2.5%，發(fā)酵時(shí)間5h；復(fù)配穩(wěn)定劑的優(yōu)化組合為CMC用量0.25%,HMP用量0.15%,PGA用量0.25%。該產(chǎn)品口感柔滑，酸甜適口，有刺槐花的清新香氣，具有一定的營養(yǎng)及保健功能。在貯藏期間無變質(zhì)、沉淀、乳清析出現(xiàn)象，穩(wěn)定性良好。

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