胡蘿卜酸牛奶發(fā)酵工藝的研究

王曉麗,張文勇,孫麗麗,高碧波,孫歡歡

（太原工業(yè)學院環(huán)境與安全工程系,山西太原030008）

胡蘿卜酸牛奶發(fā)酵工藝的研究

王曉麗,張文勇,孫麗麗,高碧波,孫歡歡

（太原工業(yè)學院環(huán)境與安全工程系,山西太原030008）

以胡蘿卜和脫脂乳粉為主要原料,制備胡蘿卜發(fā)酵酸奶.選取保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌,以1∶1的比例組成混合發(fā)酵劑進行乳酸發(fā)酵,以感官評價為考察指標,通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化,確定胡蘿卜酸牛奶的制備工藝.結果表明,胡蘿卜酸牛奶的最佳工藝參數為：胡蘿卜汁含量20%、發(fā)酵溫度42℃、發(fā)酵時間4.5h、菌種接種量0.4%,條件下發(fā)酵,產品呈淡橘黃色,酸甜適中,口感細膩,品質較好.

胡蘿卜；酸奶；正交試驗；發(fā)酵工藝

胡蘿卜（Daucus carota L.）屬傘形科兩年生草本植物,享有“丁香蘿卜”、“金筍”、“小人參”之美譽.我國為世界第一大胡蘿卜生產國,其質脆味美,營養(yǎng)豐富,富含蛋白質、糖類、膳食纖維、抗壞血酸、β－胡蘿卜素和維生素E等,具有抗衰老［1］、調節(jié)血糖［2］、預防心血管疾病［3］、增強機體免疫力［4］等保健功效.

酸奶具有較高的營養(yǎng)價值,可有效緩解乳糖不耐癥,其所含的益生菌可調節(jié)腸道微生態(tài)環(huán)境,改善便秘,降低血中膽固醇含量,延緩衰老,提高人體對鈣、磷、鐵元素的吸收［5］.

本研究以胡蘿卜汁、脫脂乳粉為原料,研究胡蘿卜酸奶發(fā)酵的最佳工藝條件,旨在滿足消費者的口味需求,為保健型酸奶的開發(fā)利用提供一條新途徑.

1 材料與方法

1.1 材料

胡蘿卜新鮮、無病蟲害、無霉爛,采購于太原市迎新街菜市場；脫脂乳粉,呼倫貝爾雀巢有限公司；白砂糖,市售袋裝；保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）,太原工業(yè)學院生物工程實驗室提供；乳酸細菌培養(yǎng)基,煙臺品格林實驗設備有限公司；亞硫酸鉍瓊脂,蘇州露水生物技術有限公司.

1.2 儀器

SC－329型立式冷藏柜：青島海爾特種電冰柜有限公司；ZZJ82300型大口徑原漿機：貝爾斯頓電器有限公司；DHP－9052型電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海一恒科學儀器有限公司；XFS－280MB型滅菌鍋：浙江新豐醫(yī)療器械有限公司；CA－1390－1型垂直層流潔凈工作臺：上海上凈凈化設備有限公司.

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

胡蘿卜酸奶的制備：脫脂乳粉→溶解→調配→加入胡蘿卜汁→均質→滅菌→冷卻→接種→裝罐→發(fā)酵→后熟→檢驗→成品.

1.3.2 操作要點

1）胡蘿卜汁的制備：選擇新鮮、無蟲害、無機械損傷的胡蘿卜,去掉須根和莖,洗凈表面泥沙,用原漿機壓榨出汁,備用.

2）調配、滅菌：取300g脫脂乳粉置于700ml的溫開水中,用勻質機混合均勻.取脫脂乳溶液與胡蘿卜汁按1∶1的配比進行混合,加熱至60℃左右,加入7%的蔗糖攪拌,混勻.將調配好的發(fā)酵液置于蒸汽滅菌鍋內,在95℃條件下持續(xù)滅菌12min,即得無菌胡蘿卜牛奶.

3）接種、發(fā)酵：向無菌胡蘿卜牛奶中接入一定量的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合菌.將胡蘿卜牛奶裝入滅菌處理的瓶子,于恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵一定時間后,移出酸奶迅速冷卻,之后于4℃冰箱冷藏室中保存10h.

1.3.3 發(fā)酵工藝的優(yōu)化試驗

1.3.3.1 單因素試驗

分別考察了不同胡蘿卜汁含量（質量分數為10%,15%,20%,25%、30%）、發(fā)酵溫度（36℃,38℃,40℃,42℃,44℃）、發(fā)酵時間（3.5h,4.5h,5.5h,6.5h,7.5h）及菌種接種量（0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%）對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響,并進行感官評分.

1.3.3.2 正交試驗

在單因素試驗考察胡蘿卜汁含量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間及菌種接種量對胡蘿卜酸牛奶發(fā)酵影響的基礎上,按照正交表L9（34）進行正交優(yōu)化試驗,利用極差分析和方差分析確定最佳發(fā)酵條件.

1.3.4 感官評價

根據胡蘿卜酸奶的色澤、組織狀態(tài)、滋味及風格等進行綜合評分［6］（見表1）,樣品隨機提供給10位具有相關經驗的評審人員打分,最后取平均分為總感官得分.

表1 胡蘿卜酸奶感官評分標準

2 結果與分析

影響胡蘿卜酸奶發(fā)酵工藝的因素較多,試驗主要考察了胡蘿卜汁含量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間及菌種接種量等4個因素,并通過單因素試驗確定了正交試驗因素的水平.

2.1 不同胡蘿卜汁含量對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響

發(fā)酵溫度40℃、發(fā)酵時間4.5h、菌種接種量0.3%,研究胡蘿卜汁含量10%,15%,20%,25%,30%對酸奶質量的影響.產品的感官評分結果見圖1.

由圖1可知,隨著胡蘿卜汁含量的增加,胡蘿卜酸奶的感官評分呈先上升后下降的趨勢.胡蘿卜汁含量為20%時,發(fā)酵后酸奶的色澤悅目協(xié)調,組織狀態(tài)良好,感官評分最高.胡蘿卜汁含量過低時,光澤度較差,不具胡蘿卜酸奶應有的典型性.胡蘿卜汁含量過高時,胡蘿卜口味明顯,口感不理想.

2.2 不同發(fā)酵溫度對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響

胡蘿卜汁含量20%、發(fā)酵時間4.5h、菌種接種量0.3%,研究發(fā)酵溫度36℃,38℃,40℃,42℃,44℃對酸奶質量的影響.產品的感官評分結果見圖2.

圖1 不同胡蘿卜汁含量對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響

圖2 不同發(fā)酵溫度對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響

發(fā)酵溫度的選擇在酸奶的制作中有著重要意義,它直接影響酸奶的風味、口感、制作成本以及微生物的生長代謝.由圖2可知,發(fā)酵溫度為42℃時感官評分最高,發(fā)酵后酸奶組織狀態(tài)細膩均勻,酸甜適中.發(fā)酵溫度為36℃時,發(fā)酵后酸奶有較多乳清析出,酸味較濃,怡雅度欠缺,感官評分最低.

2.3 不同發(fā)酵時間對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響

胡蘿卜汁含量20%、發(fā)酵溫度42℃、菌種接種量0.3%,研究發(fā)酵時間3.5h,4.5h,5.5h,6.5h,7.5h對酸奶質量的影響.產品的感官評分結果見圖3.

圖3 不同發(fā)酵時間對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響

圖4 不同菌種接種量對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響

由圖3可知,發(fā)酵時間以5.5h為宜,此時產品細膩,酸甜適中,風格獨特.發(fā)酵時間不足5.5h時,發(fā)酵后酸奶分層現(xiàn)象明顯,內含乳塊,黏度較差.發(fā)酵時間過長,產品口感柔綿,但因乳酸菌產酸較多,酸味較濃.

2.4 不同菌種接種量對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響

胡蘿卜汁含量20%、發(fā)酵溫度42℃、發(fā)酵時間5.5h,研究菌種接種量0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%對酸奶質量的影響.產品的感官評分結果見圖4.

由圖4可知,隨著菌種接種量的增加,感官評分也相應的增高,當菌種接種量為0.4%時評分最高,此時發(fā)酵后酸奶細膩,光澤悅目,口感柔綿.菌種接種量過低時,發(fā)酵不完全,乳酸生成量較少,酸奶組織狀態(tài)欠佳.菌種接種量過高時,乳酸生成量較多,酸味較濃,感官評分降低.

2.5 發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化

選用L9（34）正交試驗考察胡蘿卜汁含量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間及菌種接種量等4因素3水平對胡蘿卜酸奶發(fā)酵工藝的影響.正交試驗因素水平見表2,正交試驗及極差分析結果見表3,方差分析見表4.

表2 發(fā)酵條件優(yōu)化正交試驗的因素水平表

表3 L9（34）試驗結果

表4 正交試驗結果的方差分析

由表3和表4分析得出,RD＞RA＞RB＝RC,即在試驗中D因素對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響最大,A因素次之,B、C因素影響最小.方差分析表明D因素對胡蘿卜酸奶發(fā)酵結果的影響極顯著,A因素對發(fā)酵結果影響顯著,而B、C因素對發(fā)酵結果則無顯著影響.因此胡蘿卜酸牛奶發(fā)酵工藝的4個因素的最佳組合為A2B2C1D2,即胡蘿卜汁含量20%,發(fā)酵溫度42℃,發(fā)酵時間4.5h,菌種接種量0.4%.

2.6 產品質量評價

在最佳工藝條件下發(fā)酵一批胡蘿卜酸牛奶,從理化指標、微生物限量及乳酸菌數等方面進行綜合評價,其中理化指標包括脂肪、蛋白質、酸度等3個方面,微生物限量包括大腸桿菌、沙門氏菌、酵母、霉菌等5個方面［7］.具體檢測結果見表5.

表5 胡蘿卜酸牛奶的理化、微生物檢測指標及檢測結果

3 討論與結論

保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌是市場上使用較多的兩種乳酸菌,利用其進行乳制品發(fā)酵除能改善牛奶口味和風味外,與其他多數非乳酸發(fā)酵產品相比,還具有調節(jié)腸道微生態(tài)平衡以及增強免疫力的作用.研究表明,乳酸菌發(fā)酵后的胡蘿卜汁可形成新的風味物質,同時谷氨酸和天冬氨酸的含量也所有提高［8］.

本實驗主要以感官評分為綜合指標,考察了胡蘿卜汁含量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、菌種接種量等四個主要參數對胡蘿卜酸奶發(fā)酵的影響,結果表明最優(yōu)發(fā)酵工藝條件為胡蘿卜汁含量20%,發(fā)酵溫度42℃,發(fā)酵時間4.5h,菌種接種量0.4%.此時,發(fā)酵后酸奶的色澤、組織狀態(tài)、滋味及風格優(yōu)良,富含多種營養(yǎng)成分,且不添加任何防腐劑,對人體健康有重要作用,是一種深受廣大消費者喜愛、前景廣闊的酸奶制品.

［1］闞國仕,顧先良,陳紅漫,等.胡蘿卜多糖與維生素E抗衰老作用比較研究［J］.食品工業(yè)科技,2010,11：340－342

［2］闞國仕,楊艷俠,陳紅漫,等.胡蘿卜多糖降低血糖的功能研究［J］.食品研究與開發(fā),2010（1）：118－121

［3］葛可佑.中國營養(yǎng)科學全書［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社,2004

［4］Mares－Perlman JA,Millen AE,et al.The body of evidence to support a protective role for lutein and zeaxanthin in delaying chronic disease（overview）.The Journal of Nutrition,2002,132（3）：518－524

［5］吳春英.綠豆桂圓果肉酸奶的研制［J］.飲料工業(yè),2009（7）：19－21

［6］張英姿,張秀玉,寧玉林,等.胡蘿卜酸奶品質和穩(wěn)定性的研究［J］.安徽農業(yè)科學,2015,21：277－279

［7］GB19302－2010食品安全國家標準發(fā)酵乳［S］.北京：中國標準出版社,2010

［8］斯日古楞,張潤平,周瑞峰.乳酸菌的生理功能及其作用機理［J］.飼料與蓄牧,2012（6）：49－51

Study on Fermentation Technology of Carrot Yoghurt

WANG Xiaoli,ZHANG Wenyong,SUN Lili,GAO Bibo,SUN Huanhuan
（Department of Environment and Safety Engineering,Taiyuan Institute of Technology,Taiyuan 030008,China）

Carrot and skim milk powder were considered as raw materials to make a new kind of carrot yoghurt.A combined starter of Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus（1∶1）were used in lactic acid fermentation.Using sensory evaluation as assessing index,and studying the fermentation process of carrot yogurt by single－factor test and orthogonal test.The results indicated that the optimum technological parameters were a content of carrot juice of 20%,a fermentation temperature of 42℃,a fermentation time of 4.5hand an inoculation amount of 0.4%.In this condition,drink milk was slightly yellow,sweet sour and delicate taste.

carrot；yoghourt；orthogonal test；fermentation technology

1672－2027（2016）04－0092－05

TS252.54,TQ920.6

A

2016－08－11

王曉麗（1989－）,女,山西大同人,碩士,太原工業(yè)學院實驗師,主要從事食品發(fā)酵、天然活性物質研究.