椰子酸奶發(fā)酵工藝

胡志勇，郜佳雁，周慧君，蔣虎

(杭曼科技(杭州)有限公司，浙江 杭州，310019)

椰子為多年生常綠喬木，棕櫚科椰子屬，是熱帶地區(qū)典型的木本油料作物和食品能源作物。椰肉含有大量植物蛋白以及17種人體所需的氨基酸和鋅、鈣、鐵等微量元素［1］，是迄今為止世界上氨基酸含量最高的天然飲品。其所含的維生素E能保持女性青春活力，豐富的鋅可促進少女發(fā)育，鎂可改善老年人的循環(huán)系統(tǒng)，核黃卵素磷脂更是增強性功能的高級燃料。

國內(nèi)市場酸奶產(chǎn)品雖然種類繁多，但大多以牛乳乳粉為原料，如果將椰漿加入到酸奶中，那么產(chǎn)品在營養(yǎng)方面就結(jié)合了植物蛋白和動物蛋白的優(yōu)點，豐富了酸奶產(chǎn)品的品種，提高了產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，另一方面也擴大了熱帶水果的加工途徑［2］。目前對椰子發(fā)酵酸奶的研究較少，本研究從菌種的選擇、全脂奶粉與椰漿的配比、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間及蔗糖添加量方面探究了椰子酸奶的。

1 材料與方法

1.1 材料

越南椰漿(Pro.≥2.5%，廣州唯為有限公司;白砂糖(市售、食品級);全脂奶粉，新西蘭乳品局;漢森CN直投式酸奶菌種(保加利亞桿菌和嗜熱鏈球菌)，淄博普安機械科技有限公司;SH-470乳酸菌植物性發(fā)酵劑(嗜熱鏈球S和植物乳桿菌)，生合生物有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

AH-BASIC11均質(zhì)機，上海沃迪ATS Engineering Inc;LRH-70恒溫生化培養(yǎng)箱，上海恒科學儀器有限公司;SAI-3高剪切乳化劑，上海索維機電設(shè)備有限公司;PHS-3C型pH計，上海理達精密儀器廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 椰漿加工工藝

全脂奶粉還原 →加入椰漿添加蔗糖 →均質(zhì) →滅菌→冷卻接種 →發(fā)酵后熟 →成品

1.3.2 主要工藝要點

原料處理:全脂奶粉用適量50～60℃左右熱水攪拌溶解15 min以上，備用。椰漿用50～60℃熱水稀釋后備用。

配料:將穩(wěn)定劑和部分白糖混勻后，加入到85℃熱水中，攪拌溶解15 min;將穩(wěn)定劑、復原乳、椰漿混合均勻，過濾。

均質(zhì)、滅菌:均質(zhì)工藝參數(shù)60～70℃，35～40 MPa，95 ℃滅菌15 min。

發(fā)酵:將料液冷卻到43℃，按照實驗方案加入菌種，放入恒溫培養(yǎng)箱，設(shè)定時間、溫度(按試驗方案)進行恒溫發(fā)酵。

冷藏后熟:將恒溫發(fā)酵后的產(chǎn)品放入0～4℃的冰箱中冷藏后熟12 h。

1.4 方法

1.4.1 總酸度的測定

按照GB 5413.34—2010中測定發(fā)酵乳酸度的方法測定。

1.4.2 pH值測定

PHS-3C型pH計。

1.4.3 乳酸菌的測定

按照GB 4789.35—2010方法進行。

1.4.4 單因素試驗

1.4.4.1 菌種對椰子酸奶的影響

將市售的普通直投式酸奶菌種和乳酸菌植物性發(fā)酵劑按接種量100 U/1 000 L、全脂奶粉與椰漿比例為1∶2、蔗糖添加量8%、發(fā)酵溫度43℃的條件下，發(fā)酵6 h，測定其pH值、酸度、凝乳時間、乳酸菌總數(shù)及感官評分。

1.4.4.2 全脂奶粉所占比例對椰子酸奶的影響

將市售乳酸菌植物性發(fā)酵劑按接種量100 U/1 000 L、蔗糖添加量8%、發(fā)酵溫度43℃、發(fā)酵時間6 h的條件下，改變?nèi)谭叟c椰漿比例(1∶4，1∶3，1∶2，1∶1)測定其酸度并進行感官評分。

1.4.4.3 發(fā)酵溫度對椰子酸奶發(fā)酵的影響

將市售乳酸菌植物性發(fā)酵劑按接種量100 U/1 000 L、全脂奶粉與椰漿比例為1∶2、蔗糖添加量8%、在 30，36，43，47 ℃三個溫度下發(fā)酵 8 h，測定其凝乳時間。

1.4.4.4 發(fā)酵時間對椰子酸奶發(fā)酵的影響

將市售乳酸菌植物性發(fā)酵劑按接種量100 U/1 000 L、全脂奶粉與椰漿比例為1∶2、蔗糖添加量8%、發(fā)酵溫度43 ℃的條件下發(fā)酵4，6，8，10 h后，測定其酸度并進行感官評分。

1.4.4.5 蔗糖添加量對椰漿發(fā)酵的影響

將市售乳酸菌植物性發(fā)酵劑按接種量100 U/1 000 L、全脂奶粉與椰漿比例為1∶2、發(fā)酵時間43℃、發(fā)酵時間6 h的條件下，加入不同比例的蔗糖(6%，7%，8%，9%)，測定其酸度并進行感官評分。

1.4.5 椰子發(fā)酵酸奶的正交優(yōu)化實驗

在單因素實驗的基礎(chǔ)上，以感官評分為考察指標，對影響椰子發(fā)酵酸奶口感的4個主要因素:A全脂奶粉與椰漿比例、B發(fā)酵溫度、C發(fā)酵時間、D蔗糖添加量進行了優(yōu)化組合，通過正交實驗確定椰子發(fā)酵酸奶的最佳工藝參數(shù)。正交實驗因素水平表見表1。

表1 椰子酸奶正交實驗因素水平表Table 1 Orthogonal test factors and levels

1.4.6 椰子酸奶的感官評定

采用加權(quán)評分法對椰子酸奶的感官質(zhì)量進行綜合評定，評定結(jié)果見表2。檢驗人數(shù)為10人，檢驗結(jié)果取平均值。其中色澤10分，香氣20分，口感30分，組織狀態(tài)40 分［3］。

表2 椰子酸奶感官評定指標Table 2 The sensory evaluation criteria of coconut yogurt

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵菌種的選擇

不同的菌種在椰漿中的產(chǎn)酸及耐酸性差別很大，在相同工藝條件下(發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時間6 h)，使用不同的發(fā)酵菌種，比較其pH值、酸度、凝乳時間、乳酸菌總數(shù)，同時結(jié)合感官評分選擇適當?shù)陌l(fā)酵菌種。本文選擇了市售的兩種發(fā)酵劑A組(保加利亞桿菌、嗜熱鏈球菌)和B組(嗜熱鏈球菌、植物乳桿菌)，表3為不同菌種發(fā)酵的酸奶的各指標。

表3 發(fā)酵菌種對椰子酸奶的影響Table 3 The influence of fermented starter oncoconut yogurt

由表3可以看出，B組植物性發(fā)酵劑的產(chǎn)酸能力優(yōu)于A組，凝乳時間也比A組短，同時感官評分也較高。原因可能是嗜熱鏈球菌Streptococcus thermophilus和植物乳桿菌L.plantarum混合發(fā)酵時具有優(yōu)異的植物蛋白水解能力和潛在的椰漿發(fā)酵制品優(yōu)勢。發(fā)酵4 h進入對數(shù)生長期后，植物乳桿菌L.plantarum快速繁殖產(chǎn)酸時發(fā)酵椰漿pH值不斷下降，逐漸達到球蛋白的等電點，在等電點附近，球蛋白之間快速聚集、凝結(jié)，逐漸凝乳形成凝膠［4］，椰漿體系表觀黏稠度便迅速提高，這與植物乳桿菌在豆乳中的發(fā)酵特性一致［5］;不同的菌種發(fā)酵后會產(chǎn)生不同的揮發(fā)性風味物質(zhì)，揮發(fā)性風味物質(zhì)含量的多少及與其相互作用都會影響最終產(chǎn)品的風味，可能是Streptococcus thermophilus和L.plantarum分別發(fā)酵椰漿中產(chǎn)生大量的具有協(xié)同作用的香味物質(zhì)，可使椰子酸奶的風味更佳;此外這兩種菌種發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸平均相對含量適宜賦予發(fā)酵椰子酸奶最佳的酸度。

2.2 全脂奶粉所占比例對椰子酸奶發(fā)酵的影響

椰漿中加入不同比例的全脂奶粉可以起到營養(yǎng)互補的作用［6］，而且有利于乳酸菌的增殖。實驗表明椰漿比例越大，產(chǎn)酸的速度就越慢，奶粉的比例越大，產(chǎn)酸速度越快;奶粉過多，椰子的風味和營養(yǎng)就會隨之減少，失去椰汁發(fā)酵酸奶特有的色澤和風味，當全脂奶粉與椰漿比例為1∶2時，組織狀態(tài)和口感較好。全脂奶粉所占比例對產(chǎn)品品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 椰漿中全脂奶粉與椰漿比例對產(chǎn)品品質(zhì)的影響Fig.1 The effect of different radio between coconut and whole milk on the acidity and the sensory score of coconut yogurt

2.3 發(fā)酵溫度對椰子酸奶發(fā)酵的影響

不同菌種的最適發(fā)酵溫度不同［7］，乳酸菌發(fā)酵椰漿的培養(yǎng)溫度通常在30～43℃，對于大多數(shù)菌種而言，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發(fā)酵椰漿在短時間內(nèi)達到適宜酸度，凝結(jié)成塊，從而縮短發(fā)酵時間［8］。發(fā)酵溫度對產(chǎn)品組織狀態(tài)、風味影響不大，主要對凝乳時間有較大影響，由圖2可知，溫度過低或過高，會導致凝乳緩慢或發(fā)酵不完全，從而造成凝乳時間延長。結(jié)合生產(chǎn)方面的因素，43℃為最適發(fā)酵溫度，可以縮短發(fā)酵時間，加快生產(chǎn)速度。

2.4 發(fā)酵時間對椰子酸奶發(fā)酵的影響

由圖3可知，發(fā)酵4～6 h酸度增加幅度較快，發(fā)酵6 h時酸度達到67°T;時間繼續(xù)增長，菌種能夠利用的營養(yǎng)成分變少，pH降低，對乳酸菌有抑制作用，因此發(fā)酵速度變慢，發(fā)酵8 h酸度為67.3°T;發(fā)酵8～6 h，此時菌種幾乎不再產(chǎn)酸，發(fā)酵可利用的營養(yǎng)物質(zhì)降至最低。發(fā)酵6 h時口感較8 h更加細膩，因此發(fā)酵時間定為6 h。

圖2 發(fā)酵溫度對椰子酸奶凝乳時間的影響Fig.2 The effect of different fermentation temperature on the coagulating time of coconut yogurt

圖3 發(fā)酵時間對椰子酸奶品質(zhì)的影響Fig.3 The effect of different fermentation hours on the acidity and the sensory score of coconut yogurt

2.5 蔗糖添加量對椰漿發(fā)酵的影響

蔗糖的加入有利于改善產(chǎn)品的風味，產(chǎn)生出的酸奶具有合適的酸甜比，而且糖可作為乳酸菌發(fā)酵的碳源來源。但糖過多會降低原料乳中水分活度，并增加原料乳中溶質(zhì)的反滲透作用，因而會影響甚至抑制酸奶特征菌的增值，延長發(fā)酵時間［9］。由圖4可知，蔗糖添加量對椰子酸奶的感官品質(zhì)影響很大，直接影響椰子酸奶的口感。

圖4 蔗糖添加量對發(fā)酵椰子品質(zhì)的影響Fig.4 The effect of different sucrose addition on the acidity and the sensory score of coconut yogurt

2.6 椰子酸奶發(fā)酵工藝參數(shù)的確定

結(jié)合單因素實驗結(jié)果，選擇全脂奶粉添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間、蔗糖添加量4個因素，采用四4因素3水平正交試驗以感官評分為指標，結(jié)果如表4所示。

表4 椰子酸奶發(fā)酵工藝正交實驗結(jié)果Table 4 The orthogonal test results of coconut yogurt

從表4可以得出，椰子酸奶發(fā)酵過程中影響其感官品質(zhì)的主次順序為A＞C＞B＞D，即全脂奶粉添加量＞發(fā)酵時間＞發(fā)酵溫度＞蔗糖添加量。最佳發(fā)酵組合為A2B3C2D3，即優(yōu)化的發(fā)酵條件為:全脂奶粉和椰漿比例為1∶2(全脂奶粉添加量5%)、發(fā)酵溫度43℃、發(fā)酵時間6 h、蔗糖添加量為8%。

3 結(jié)論

通過單因素和正交試驗得出椰子酸奶的最佳發(fā)酵工藝:全脂奶粉和椰漿比例為1∶2(全脂奶粉添加量5%)、蔗糖添加量為8%，采用SH-470乳酸菌植物性發(fā)酵劑:嗜熱鏈球菌、植物乳桿菌(按說明接種量)，在43℃發(fā)酵溫度下發(fā)酵6 h。

制得的椰子酸奶乳酸菌總數(shù)1.6×107CFU/mL，酸度65°T，色澤均勻一致，呈乳白色，具有椰子固有的香氣，氣味柔和協(xié)調(diào)，濃郁的椰子香氣與酸奶發(fā)酵氣息結(jié)合酸甜可口，狀態(tài)細膩，質(zhì)地均勻，無乳清析出。

［1］ 陳中，楊曉泉，吳永輝，等.椰果酸奶的研究［J］.食品科學，2005，26(2):270-272.

［2］ 椰樹集團.國宴飲料，國粹精品［J］.飲料工業(yè)，2003，6(2):14.

［3］ 段善海，繆銘.胡蘿卜酸奶的開發(fā)研究［J］.食品工業(yè)科技，2004，25(6):93-95.

［4］ 王水泉，包艷，張延超，等.具有潛在益生特性的發(fā)酵乳桿菌在豆乳中的發(fā)酵特性［J］.中國乳品工業(yè)，2010，38(5):7-12.

［5］ 馬成杰，杜昭平，華寶珍，等.植物乳桿菌ST-Ⅲ在豆乳中的發(fā)酵特性及發(fā)酵豆乳的貯藏穩(wěn)定性［J］.食品科學，2013，34(5):151-155.

［6］ 李靜.人體營養(yǎng)與社會營養(yǎng)學［M］.北京:中國輕工業(yè)出版社，1993:279-285.

［7］ 王永強，王海風，王洪軍.干酪乳桿菌發(fā)酵酸豆奶的工藝研究［J］.食品研究與開發(fā)，2008，29(1):67-70.

［8］ 趙為，宋金春，王曉紅.乳酸菌發(fā)酵酸黑豆?jié){的研究［J］.食品科學，2010，31(18):465-470.

［9］ 于敏艷，蘇景輝.酸奶加工工藝及其質(zhì)量影響因素分析［J］.中國奶牛，2012(1):34-36.