毛酸漿對酸羊奶感官品質(zhì)的影響

王晶晶,韓 雪,田 野,白麗娟

(遼寧醫(yī)學(xué)院食品學(xué)院,遼寧錦州 121001)

毛酸漿對酸羊奶感官品質(zhì)的影響

王晶晶,韓 雪,田 野,白麗娟*

(遼寧醫(yī)學(xué)院食品學(xué)院,遼寧錦州 121001)

以毛酸漿水提取物和羊奶為原料,采用Box-Benhnken響應(yīng)面法對酸羊奶的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,利用電子鼻分析了毛酸漿的添加對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。結(jié)果提示,毛酸漿對產(chǎn)品的感官品質(zhì)影響顯著,與羊奶可以產(chǎn)生協(xié)同增香的效果,與原味酸羊奶相比具有一定的抗氧化性。通過響應(yīng)面優(yōu)化所得的毛酸漿酸羊乳最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為:毛酸漿提取物添加量7.5%,發(fā)酵劑添加量6.5%,43 ℃下發(fā)酵7 h。經(jīng)此工藝制備的酸羊乳,提高了產(chǎn)品的營養(yǎng)價值,是一種頗具前途的功能性酸羊奶。

羊奶,毛酸漿,酸奶,響應(yīng)面分析法

毛酸漿(PhysalispubescensL.)是茄科酸漿屬一種傳統(tǒng)的藥食兩用植物,我國主要產(chǎn)地為內(nèi)蒙呼倫貝爾盟東北三省[1]。酸漿屬植物具有抑菌、退熱、利尿、抗炎及免疫調(diào)節(jié)等多種藥理活性[2]。成熟毛酸漿果實呈黃色,外有宿萼包裹,剝?nèi)タ芍苯邮秤?其味道酸甜可口,營養(yǎng)豐富,是一種有待開發(fā)且頗具前途的功能性食品原材料。與毛酸漿同屬不同種的植物-燈籠果,在國際市場的發(fā)展近些年來呈現(xiàn)出方興未艾的趨勢,二者從形態(tài)、營養(yǎng)價值而言皆極為相似,但毛酸漿相關(guān)乳產(chǎn)品的研發(fā)還未見報道[2-3]。羊奶在發(fā)達(dá)國家和地區(qū)被視為“乳類中的珍品”,100 g羊奶的天然鈣及維生素A、D的含量分別是牛奶的2、3、4倍,其固形物含量高,脂肪顆粒小,極易消化且致敏性低,特別適合過敏體質(zhì)、腸胃不佳、糖尿病患者等特殊消費人群食用,是一種適合開發(fā)成高品質(zhì)酸奶制品的原材料[4]。但由于其工藝、貨架期及口感等技術(shù)問題,國內(nèi)外市場上酸羊奶制品極其有限。本文以羊奶為發(fā)酵原材料,僅添加毛酸漿水提物,未添加任何的甜味劑和穩(wěn)定劑等食品添加劑,考察了毛酸漿的添加量、發(fā)酵劑添加量、發(fā)酵時間對酸羊奶的酸度、色澤、質(zhì)地、風(fēng)味等因素的影響,確定毛酸漿酸羊乳的最佳發(fā)酵工藝參數(shù),評價產(chǎn)品的感官品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

毛酸漿 錦州市水果批發(fā)市場;羊奶 錦州市石橋子市場;川秀酸奶發(fā)酵劑 北京川秀科技有限公司;DPPH自由基 Sigma-Aldrich,Germany;化學(xué)試劑 均為國產(chǎn)分析純。

MIR-253型恒溫培養(yǎng)箱 SANYO公司;APV1000型均質(zhì)機(jī) 丹麥APV公司;FW3D型高速攪拌器 上海Fluoko公司;GZX-GF101-2鼓風(fēng)干燥箱 上海精密儀器儀表有限公司;DFT-150萬能粉碎機(jī)粉碎 上海新諾儀器設(shè)備有限公司;RE-53AA真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;SHA-B水浴恒溫振蕩器 江蘇金壇市宏華儀器廠;PEN3型便攜式電子鼻系統(tǒng) 德國Airsense公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 酸羊乳可滴定酸度的測定 將酸奶20 ℃下用磁力攪拌器攪拌10 min,取10 mL酸乳,20 mL蒸餾水稀釋,加入0.5%的酚酞指示劑0.5 mL,以0.1 mol/L的NaOH溶液滴定,將所消耗的NaOH體積數(shù)乘以10,即中和100 mL酸乳所消耗的NaOH體積,每毫升為1°T[5]。

1.2.2 感官評價標(biāo)準(zhǔn) 10位經(jīng)過培訓(xùn)的成員對產(chǎn)品按照表1進(jìn)行感官評價和評分[6],取平均值作為最終評價結(jié)果。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3 DPPH自由基抑制實驗 取優(yōu)化后最佳工藝生產(chǎn)獲得的酸奶10 g,加入2.5 mL無菌蒸餾水進(jìn)行均質(zhì),HCl(0.1 mol/L)將其調(diào)到pH4.0,5 ℃下水浴10 min,4 ℃下5000 r/min離心10 min。然后用NaOH(0.1 mol/L)調(diào)到pH7.0,4 ℃下5000 r/min離心10 min,進(jìn)一步沉淀蛋白和鹽(二者與DPPH自由基能夠形成絮凝物,從而降低結(jié)果的準(zhǔn)確性)。取上清液4 ℃下冰箱保存,12 h內(nèi)使用。60 mmol/L的DPPH自由基3 mL與250 μL酸奶萃取物混合,迅速震蕩,室溫下避光保存5 min,在517 nm處讀取吸光度值。DPPH自由基抑制率計算公式為:DPPH清除率=(A0-A1)×100/A0,其中空白:蒸餾水;A1:樣液和DPPH;A0:蒸餾水和DPPH[7]。

1.2.4 毛酸漿水提物的制備 將新鮮毛酸漿置50 ℃烘箱中24 h,萬能粉碎機(jī)粉碎,避光密閉4 ℃冰箱中保存,待用。取10 g毛酸漿果粉于100 mL蒸餾水中80 ℃ 水浴振蕩提取12 h,真空泵抽濾,濾液60 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至原體積的1/2,4 ℃冰箱中保存一星期內(nèi)使用[8-9]。

1.2.5 酸乳發(fā)酵劑制備 巴氏殺菌全脂乳(4%脂肪)中接入混合菌種Lactobacillusspp.和S.thermophilus。43 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12 h,4 ℃保存作為母發(fā)酵劑7 d內(nèi)使用。

1.2.6 發(fā)酵條件對酸羊乳感官品質(zhì)的影響 選取毛酸漿提取物添加量(0%、2.5%、5%、7.5%),發(fā)酵劑添加量(4%、6%、8%、10%)和發(fā)酵時間(4、6、8、10 h)三個可能影響酸羊乳品質(zhì)的因素進(jìn)行單因素實驗。每組實驗中取100 mL巴氏全脂羊奶(4%)加入混合菌種,預(yù)熱到41 ℃,取萃取物加入到該混合物中,添加2 g全脂乳粉進(jìn)行乳固形物標(biāo)準(zhǔn)化。混勻后每次取20 mL分裝到一次性紙杯中。普通發(fā)酵乳中萃取物以水代替。43 ℃下發(fā)酵一段時間,4 ℃冰箱中后熟 2 h制成新鮮酸乳,并在冰箱中持續(xù)保藏14 d。分別通過對保藏期間的酸羊奶進(jìn)行感官評價并利用電子鼻進(jìn)行風(fēng)味監(jiān)測,確定各因素適宜的參數(shù)范圍。

1.2.7 電子鼻檢測 分別量取冰箱存放的不同酸羊乳(每隔一天檢測一次),樣品10 mL置于30 mL樣品瓶中,用封口膜封口,于30 ℃平衡5 min后直接將進(jìn)樣針頭插入樣品瓶采用頂空吸氣法進(jìn)行電子鼻分析實驗。測定條件:傳感器清洗時間120 s、傳感器歸零時間5 s、樣品準(zhǔn)備時間5 s、進(jìn)樣流量300 mL/min,檢測時間60 s。完成1次檢測后系統(tǒng)進(jìn)行清零和標(biāo)準(zhǔn)化,然后再進(jìn)行第2次頂空采樣。統(tǒng)計分析10個不同選擇性傳感器的G/G0值;通過電子鼻Winmuster分析軟件對采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。按照上述方法,每組實驗重復(fù)3次。采用主成分分析法(principal component analysis,PCA)進(jìn)行分析[10-11]。

1.2.8 響應(yīng)面實驗設(shè)計 根據(jù)單因素實驗結(jié)果,當(dāng)毛酸漿提取物加入量在5～7.5 mL,發(fā)酵劑添加量6%～8%(g/g),43 ℃下發(fā)酵6～8 h時,產(chǎn)品的酸度、色澤、風(fēng)味、凝固性及組織狀態(tài)優(yōu)良。因此,響應(yīng)面分析因素與水平設(shè)計見表2。

表2 響應(yīng)面分析因素與水平

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

圖標(biāo)和數(shù)據(jù)經(jīng)GraphPad PRISM?5.00軟件處理,數(shù)據(jù)表達(dá)M±SD。通過單因素方差分析評價實驗結(jié)果是否顯著,當(dāng)p<0.05時具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)酵條件對酸羊乳感官品質(zhì)的影響

2.1.1 毛酸漿提取物加入量對毛酸漿酸奶品質(zhì)的影響 圖1和圖2分別顯示了毛酸漿提取物加入量對毛酸漿酸奶品質(zhì)和主成分(PCA)的影響。結(jié)果提示毛酸漿的加入對產(chǎn)品的酸度、風(fēng)味及組織狀態(tài)均產(chǎn)生明顯的影響。與原味酸羊奶相比,添加了毛酸漿水提取物的酸羊奶呈淡黃色,毛酸漿可提高酸奶的酸度。隨著毛酸漿水提物添加量的增加(0～7.5%),產(chǎn)品酸度先增高后降低趨勢,其中添加2.5%時,酸味達(dá)到最大93°T,酸味較重,但隨著毛酸漿加入量的增加,產(chǎn)品膻味降低,且產(chǎn)生特殊的香氣。

圖1 毛酸漿提取物加入量對毛酸漿酸奶品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of the additional amounts of Physalis pubescens extracts on yogurt quality

圖2 毛酸漿提取物加入量對酸奶品質(zhì)影響的主成分(PCA)分析Fig.2 PCA analysis for effect of the additional amounts of Physalis pubescens extracts on yogurt quality

利用電子鼻檢測(圖2),圖中每個橢圓代表不同毛酸漿添加量酸奶數(shù)據(jù)采集點。幾個樣品在圖中分部在不同位置,通過PCA分析得出,第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為99.75%,第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為0.22%,兩個主成分貢獻(xiàn)率的和為99.97%,大于90%,所以這個主成分已經(jīng)基本代表了樣品的主要信息特征。從主成分PC1和PC2兩個主軸上看,四個樣品都能明顯區(qū)分開并且羊奶變化趨勢非常明顯,說明毛酸漿不同添加量對酸奶風(fēng)味影響顯著。由綜合結(jié)果可知當(dāng)添加7.5%時,無乳清析出,凝固性好。與原味酸羊奶比較,毛酸漿酸羊奶的酸度和感官評分差異顯著(p<0.05)。

2.1.2 發(fā)酵劑加入量對毛酸漿酸奶品質(zhì)的影響 圖3顯示的是發(fā)酵劑加入量對毛酸漿酸奶品質(zhì)的影響。當(dāng)發(fā)酵劑加入量低于4%時,樣品酸度較小,膻味較重(圖3)。當(dāng)菌種加入量超過8%時,同等時間下,酸度較大,口感不佳。因此,當(dāng)菌種加入量在6%～8%時,樣品感官評價最佳。通過電子鼻測定結(jié)果的PCA分析得出,第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為99.77%,第二主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率為0.15%,兩個主成分貢獻(xiàn)率的和為99.92%,大于90%,四個樣品都能明顯區(qū)分開并且變化趨勢非常明顯,說明發(fā)酵劑不同添加量對酸奶風(fēng)味影響顯著(p<0.05)。

圖3 發(fā)酵劑加入量對毛酸漿酸奶品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of the additional amounts of starter on the quality of Physalis pubescens-yogurt

圖4 發(fā)酵劑加入量對毛酸漿酸奶品質(zhì)影響的主成分分析Fig.4 PCA analysis for effect of the additional amounts of starter on the quality of Physalis pubescens-yogurt

2.1.3 發(fā)酵時間對毛酸漿酸奶品質(zhì)的影響 當(dāng)發(fā)酵時間為6～8 h時,樣品感官評價最佳(圖5)。低于此發(fā)酵時間,樣品酸味明顯不足(52°T),膻味較重,且凝固性差。而高于此發(fā)酵時間,樣品酸味過大(95°T),口感不佳。由圖6可以看出兩個主成分貢獻(xiàn)率的和為99.96%,風(fēng)味區(qū)分顯著(p<0.05)。

圖5 發(fā)酵時間對毛酸漿酸奶品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of fermented time on the quality of Physalis pubescens-yogurt

圖6 發(fā)酵時間對毛酸漿酸奶品質(zhì)影響的主成分分析Fig.6 PCA analysis for effect of fermented time on the quality of Physalis pubescens-yogurt

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果分析

對表3結(jié)果進(jìn)行方差分析,結(jié)果見表4。由表4可知,所建立的數(shù)學(xué)模型顯著,失擬項不顯著,說明該數(shù)學(xué)模型可很好的擬合實驗的真實情況,可以用來預(yù)測毛酸漿酸羊奶的感官評分。毛酸漿水提物(X1)和菌種加入量(X2)的p值均<0.05,因此這兩個因素對毛酸漿酸羊奶感官評分影響顯著,但各因素交互作用對結(jié)果影響均不顯著性。為了簡化方程求解,在原有的擬合方程基礎(chǔ)上,去掉不顯著項X1X2、X1X3、X2X3和X12,經(jīng)過兩次手動優(yōu)化后新擬合方程為:感官評分=+9.16+0.63A+0.36B+0.16C-0.25BC-0.37B2-0.82×C2

表3 響應(yīng)面實驗結(jié)果

經(jīng)Design-Expert.8.05軟件分析所預(yù)測的最佳實驗條件為:毛酸漿提取物添加量7.5145%,菌種添加量6.5254%,發(fā)酵時間7.0121 h,感官評分為98.8431分。為了操作便利性,在驗證實驗中對發(fā)酵工藝參數(shù)做調(diào)整:添加毛酸漿提取物7.5%,加入菌種6.5%,發(fā)酵7.0 h后。該條件下,產(chǎn)品感官評分為98,與預(yù)測值基本吻合。因此該方程可用于毛酸漿酸羊奶的感官預(yù)測。經(jīng)此發(fā)酵條件獲得的毛酸漿酸羊奶淡黃色,表面細(xì)膩光滑,黏度適宜,口感香甜,具有毛酸漿特有的香味。

2.3 毛酸漿酸羊奶的抗氧化性研究

圖7顯示,添加了毛酸漿的酸奶與原味酸羊奶在DPPH清除率方面相比較,差異顯著(p<0.05),說明毛酸漿酸羊奶對DPPH抑制率要明顯高于原味酸羊奶能與毛酸漿中富含黃酮、多糖等抗氧化物質(zhì)相關(guān)。冰箱中4 ℃下冷藏2周后,兩種酸羊奶對DPPH的抑制率都有一定的影響,均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。酸奶對DPPH自由基的抑制作用可能由于發(fā)酵和后期酸化乳蛋白產(chǎn)生蛋白水解物和有機(jī)酸[8]有關(guān)。毛酸漿水提物的添加提高了酸羊奶的抗氧化活性,延長酸羊奶中脂氧化進(jìn)程,從而抑制酸奶中不良風(fēng)味物質(zhì)及化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生。

表4 響應(yīng)面二次多項式方程模型方差分析

注:*p<0.05,差異顯著;**p<0.01,差異極顯著。

圖7 毛酸漿酸奶對DPPH自由基清除率的影響Fig.7 Effect of Physalis pubescens-yogurt fermented with goat milk on the DHHP free radicals scavenging activity

3 結(jié)論

通過感官評定和電子鼻檢測毛酸漿水提物的添加對羊奶酸奶產(chǎn)品的感官品質(zhì)有顯著的影響,與原味酸羊奶相比不但提高產(chǎn)品感官評分而且具有一定的抗氧化性。通過響應(yīng)面優(yōu)化所得的毛酸漿酸羊乳最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為:毛酸漿提取物添加量7.5%,發(fā)酵劑添加量6.5%,43 ℃下發(fā)酵7 h。毛酸漿酸羊奶提高了膳食中抗氧化物的攝入,為特殊人群的食用酸奶和延長貨架期提供了一個新的發(fā)展方向。

[1]張輝,陳重,李夏,等.毛酸漿宿萼的化學(xué)成分研究[J].中草藥,2010,41(11):1787-1790.

[2]Ramadan Mohamed Fawzy. Bioactive phytochemicals,nutritional value and functional properties of cape gooseberry(Physalis peruviana):An overview[J].Food Research International,2011,44(7):1830-1836.

[3]Carrasco RR,Zelada,CRE. Determination of antioxidant capacity and bioactive compounds in native peruvian fruits[J]. Revista de la Sociedad Química del Perú,2008,74(2):108-124.

[4]Haenlein,GFW.The value of goats and sheep to sustain mountain farmers[J].International Journal of Animal Science,1998,13:187-194.

[5]Shori A B,Baba A S. Antioxidant activity and inhibition of key enzymes linked to type-2 diabetes and hypertension by Azadirachta indica-yogurt[J].Journal of Saudi Chemical Society,2013,17(3):295-301.

[6]劉麗媛,鐘尉方,陳福杰,等.響應(yīng)面法優(yōu)化攪拌型板栗酸奶的加工工藝[J].中國釀造,2012,31(5):199-202.

[7]Apostolidis Emmanouil,Kwon YI,Shetty K.Inhibitory potential of herb,fruit,and fungal-enriched cheese against key enzymes linked to type 2 diabetes and hypertension[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2007,8(1):46-54.

[8]Lourens-Hattingh Analie,Viljoen Bennie.Yogurt as probiotic carrier food[J].International Dairy Journal,2001,11:1-17.

[9]吳繼洲.天然藥物化學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2010.

[10]郭奇慧,白雪.電子鼻測定純牛奶氣味過程中測定參數(shù)的研究[J].食品工業(yè)科技,2007,28(11):226-228.

[11]蘭會會,胡志和.電子鼻技術(shù)在乳品生產(chǎn)和質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].食品科學(xué),2011,31(17):467-471.

Effect ofPhysalispubescens-yogurt fermented with goat milk on product quality

WANG Jing-jing,HAN Xue,TIAN Ye,BAI Li-juan*

(Food Science College of Liaoning Medical University,Jinzhou 121001,China)

The fermentation parameters of goat milk yogurt with addition of water-solublePhysalispubescensextract were optimized using the Box-Benhnken response surface method. The impacts of water-solublePhysalispubescensextracts on yogurt quality and antioxidant activity during storage period were analyzed by electronic Nose. The result showed that thePhysalispubescensextracts significantly affected the sensory quality and anti-oxidative activity of yogurt. The optimum fermentation parameters ofPhysalispubescens-yogurt with goat milk using response surface methodology were elaborated as following:with additional amounts of 7.5% water-soluble extract ofPhysalispubescens,and 6.5% addition of starter incubated at 43 ℃ for 7 h. It is a very promising and functional product.

yogurt;goat milk;Physalispubescens;Response Surface Methodology

2015-01-13

王晶晶(1979-),女,在讀博士,講師，主要研究方向:食品營養(yǎng)與安全,E-mail:jjlive2007@126.com。

*通訊作者:白麗娟(1979-),女,在讀博士,副教授，研究方向:食品微生物利用,E-mail:bailijuan7887@sina.com。

遼寧醫(yī)學(xué)院青年基金項目(Y2012Z024);遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目(201410160013)；遼寧醫(yī)學(xué)院院內(nèi)項目;科技部星火計劃項目(2013GA650011);遼寧省科技廳農(nóng)業(yè)攻關(guān)項目(2011214001);遼寧省自然基金項目(2013022065);校企聯(lián)合項目(編號:LYHX2013018)。

TS251

B

1002-0306(2015)21-0214-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.21.036