凝固型牛蒡酸奶的工藝研究

馬利華,宋　慧,陳學(xué)紅,魏連喜

(徐州工程學(xué)院,江蘇 徐州　221018)

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凝固型牛蒡酸奶的工藝研究

馬利華,宋慧,陳學(xué)紅,魏連喜

(徐州工程學(xué)院,江蘇 徐州221018)

摘要：利用牛蒡水解物制作酸奶，并通過(guò)考察牛蒡水解物對(duì)凝固型酸奶發(fā)酵期間的酸度、活菌數(shù)以及儲(chǔ)藏期間品質(zhì)的影響，研究牛蒡凝固型酸奶的制作工藝.正交試驗(yàn)得到的牛蒡凝固型酸奶最佳配方是：蔗糖4%，牛蒡水解液6%，接種量3%，發(fā)酵時(shí)間4.5 h.

關(guān)鍵詞：牛蒡水解液；凝固型酸奶；配方；品質(zhì)

凝固型酸奶是以新鮮牛奶為主要原料，利用保加利亞乳桿菌(Lactobacillusbulgaricus)和嗜熱鏈球菌(streptococcusthermophilus)等微生物，通過(guò)乳酸發(fā)酵作用而得到的一種發(fā)酵型乳制品，其中含有大量的活性乳酸菌[1].酸奶能增強(qiáng)腸胃的消化功能，增加腸道有益菌的數(shù)量，以及降低血清中膽固醇含量，預(yù)防心血管疾病等[2-3]，因此經(jīng)常飲用酸奶有益于人體健康.從新產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)上看，我國(guó)處在追求健康保健的風(fēng)潮之下，酸奶產(chǎn)品以其功能性吸引更多的消費(fèi)者，如鄭麗紅等[4]研究的牛奶、大豆蛋白復(fù)合凝固型酸奶、王資生[5]研究的蘆薈山藥凝固型酸奶等.牛蒡，又名東洋參、牛鞭菜等，屬菊科2年生草本藥食兩用蔬菜，營(yíng)養(yǎng)豐富，具有通便、除體內(nèi)垃圾、減肥縮身、腸排毒、美容養(yǎng)顏等功能，是促進(jìn)細(xì)胞活性、延緩衰老、增強(qiáng)人體免疫力的圣品[6].牛蒡根莖中重要的碳水化合物是菊糖[7]，經(jīng)過(guò)水解后，菊糖部分被降解，水解物是含有果糖、低聚果糖、菊糖等多種糖類(lèi)的混合物[8]，其中的低聚果糖和菊糖已經(jīng)被科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明對(duì)人類(lèi)的有益菌，尤其是雙歧桿菌有明顯的增殖作用[9-10].目前，果糖工業(yè)化生產(chǎn)主要以淀粉為原料，糧食消耗量大.菊糖是由D-果糖經(jīng)β(1→2)糖苷鍵連接而成的鏈狀多糖，由末端殘留一個(gè)D-葡萄糖的直鏈D-果糖組成，水解后生成果糖和少量葡萄糖.在無(wú)機(jī)酸或菊粉酶等的作用下可水解成為高果糖漿.實(shí)驗(yàn)中采用強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂D061作為固體酸對(duì)牛蒡根莖進(jìn)行水解得到高果糖漿，無(wú)需異構(gòu)化與減少酸殘留，果糖得率高[11].本實(shí)驗(yàn)在牛奶中添加牛蒡水解物，生產(chǎn)出具有獨(dú)特風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)豐富的牛蒡凝固型酸奶.

1材料與方法

1.1材料與儀器

牛蒡：市售，將新鮮牛蒡去皮，根莖切塊，置于60 ℃烘箱中烘干后取出，粉碎待用；瓊脂、葡萄糖、蛋白胨、氫氧化鈉、氯化鈉等：分析純，天津福晨化學(xué)試劑廠；菌種：市售，直投式凍干菌；雙歧桿菌：丹尼斯克中國(guó)公司；培養(yǎng)基：平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基.

THZ-C恒溫振蕩器，太倉(cāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；BCD-205E/B 海爾冷藏冷凍箱，青島海爾股份有限公司；PC-1000 電熱恒溫水浴鍋水浴鍋，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；手提式壓力蒸汽滅菌器，上海精密科學(xué)儀器有限公司；YXQG01高壓均質(zhì)機(jī)，上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠；SW-CJ-1FD無(wú)菌操作臺(tái)，上海榮翔實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司；TMS-PRO食品物性分析儀，美國(guó)FTC公司.

1.2牛蒡水解液溶液的制備

準(zhǔn)確稱取20 g牛蒡，按照固液比1∶30(W/V)加入蒸餾水，與牛蒡混合液按1∶3(V/V)的比例加入水解催化劑(處理好的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂D061)，75 ℃下水浴加熱120 min，水解制備牛蒡水解液，滅菌后冷卻備用.

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1牛蒡水解液對(duì)凝固型酸奶發(fā)酵期間活菌數(shù)及酸度的影響

在牛乳中分別添加3%、4%、5%、6%、7%牛蒡水解液和4%蔗糖，接入3%(1.14×108CFU/mL)的菌種(直投菌∶雙歧桿菌=1∶1)，置于42 ℃恒溫振蕩器中發(fā)酵10 h，每2 h取出測(cè)定活菌數(shù)及酸度，每次3個(gè)重復(fù)，以8%蔗糖全部代替牛蒡水解物為對(duì)照.

1.3.2持水性測(cè)定

在10 ℃以下，將20 g凝固型酸奶以3000 r/min離心20 min，測(cè)定樣品質(zhì)量[12].

持水性(%)=離心后沉淀的質(zhì)量/樣品中質(zhì)量×100.

1.3.3顛簸實(shí)驗(yàn)

每組隨機(jī)抽取10個(gè)樣品，平整并正面向上裝在一個(gè)周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，運(yùn)輸?shù)竭_(dá)目的地后，觀察并綜合評(píng)價(jià)凝固型酸奶凝乳狀態(tài)是否破碎、是否有明顯乳清析出等不良現(xiàn)象.本實(shí)驗(yàn)選擇3000 m的運(yùn)輸半徑檢驗(yàn)?zāi)绦退崮痰目诡嶔つ芰头€(wěn)定性[13].

1.3.4牛蒡凝固型酸奶的研制

分別以牛蒡水解液添加量、接種量、發(fā)酵時(shí)間及蔗糖添加量為因素，設(shè)計(jì)3個(gè)水平，進(jìn)行L9(43)正交試驗(yàn)，確定牛蒡凝固型酸奶最佳配方.具體見(jiàn)表1.

表1　正交試驗(yàn)因素與水平表

1)配料.原料乳經(jīng)預(yù)處理后，預(yù)熱到60~65 ℃，將牛蒡水解液、白砂糖與增稠劑預(yù)混料加入預(yù)熱的奶中，并攪拌使之充分分散.

2)均質(zhì)，殺菌.均質(zhì)后升溫至95 ℃，殺菌5 min.

3)發(fā)酵.冷卻到45 ℃，接入菌種(直投菌∶雙歧桿菌=1∶1)，分裝后在42 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5~6 h，待pH值達(dá)到4.4~4.6時(shí)終止發(fā)酵.

4)后熟.終止發(fā)酵后置于2~6 ℃的冰箱中，后熟24 h以上.

1.3.5酸度測(cè)定

吸取10 mL待測(cè)乳，加20 mL蒸餾水，再加0.5 mL0.5%的酚酞乙醇溶液，用0.1 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，在1 min內(nèi)不消失為止[14].用下式計(jì)算滴定酸度(0T).

酸度=C×N×100，

式中：C為消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液毫升數(shù)，mL；N為NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L.

1.3.6酸乳活菌數(shù)的測(cè)定

采用平板稀釋培養(yǎng)基法[15].

1.3.7產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)方法

由10名經(jīng)感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)合格并具有凝固型酸奶知識(shí)的評(píng)價(jià)員組成感官評(píng)定小組，分別從氣味、滋味、口感、色澤和組織4個(gè)方面對(duì)凝固型酸奶樣品進(jìn)行評(píng)定，采用百分制評(píng)分方法.結(jié)果見(jiàn)表2.

表2　牛蒡凝固型酸奶感官評(píng)定表

2結(jié)果與分析

2.1牛蒡水解液對(duì)凝固型酸奶發(fā)酵期間活菌數(shù)的影響

牛蒡水解液對(duì)發(fā)酵期間活菌數(shù)的影響如圖1所示.圖中表明：添加牛蒡水解物后凝固型酸奶中活菌數(shù)均高于對(duì)照，且添加量在3%~6%的范圍內(nèi)隨添加量的增加凝固型酸奶中活菌數(shù)增加；發(fā)酵6 h時(shí)，凝固型酸奶中活菌數(shù)分別比對(duì)照高出7.94%、10.75%、16.36%、21.65%、19.16%.需要提出的是添加量過(guò)高，會(huì)產(chǎn)生較高的滲透壓，影響微生物的生長(zhǎng)繁殖，而這與李丹丹[16]、徐紅華等[17]的研究結(jié)果一致.隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，活菌數(shù)的增加有所減緩，這是因?yàn)榘l(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致乳酸菌等微生物的代謝產(chǎn)物過(guò)多，從而影響甚至抑制乳酸菌等有益微生物的生長(zhǎng)繁殖.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，牛蒡水解液添加量在6%較為合適.

圖1　牛蒡水解液對(duì)發(fā)酵期間活菌數(shù)的影響

2.2牛蒡水解液對(duì)凝固型酸奶發(fā)酵期間酸度的影響

酸奶中由于乳酸菌等微生物發(fā)酵糖類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸，使酸奶產(chǎn)生一定的酸度.適當(dāng)?shù)乃岫葧?huì)使凝固型酸奶具有良好的品質(zhì)，而酸度過(guò)高，產(chǎn)品的品質(zhì)不僅會(huì)受影響，而且還會(huì)抑制乳酸菌等有益菌的生長(zhǎng)繁殖.所以，需要評(píng)判牛蒡水解液對(duì)發(fā)酵期間酸度的影響，如圖2所示.圖中表明：牛蒡水解物中的各種碳水化合物是乳酸菌和雙歧桿菌生長(zhǎng)的較好碳源，能促進(jìn)乳酸菌、雙歧桿菌的生長(zhǎng)，產(chǎn)生較多的乳酸等有機(jī)酸，提高凝固型酸奶的酸度，增加凝固型酸奶的風(fēng)味；發(fā)酵6 h時(shí)，添加牛蒡水解物酸奶的酸度比對(duì)照分別高10.16%、23.9%、42.1%、44.71%、41.32%.牛蒡水解物添加量過(guò)大，微生物產(chǎn)生的有機(jī)酸過(guò)多，就會(huì)導(dǎo)致酸度過(guò)大，這樣一方面會(huì)影響有益菌的生長(zhǎng)，另一方面對(duì)凝固型酸奶的品質(zhì)也會(huì)造成影響.現(xiàn)有研究表明，酸乳的發(fā)酵后的酸度應(yīng)控制在80~900T之間較好[18]，所以牛蒡水解液添加量在6%比較合適.

圖2　牛蒡水解液對(duì)發(fā)酵期間酸度的影響

2.3牛蒡凝固型酸奶的制備

牛蒡凝固型酸奶正交試驗(yàn)結(jié)果與方差分析分別見(jiàn)表3、表4.

表3　牛蒡凝固型酸奶正交試驗(yàn)結(jié)果

表4　方差分析表

注：F1~0.1=9.00.

根據(jù)正交試驗(yàn)，通過(guò)極差分析可知，各因素影響牛蒡凝固型酸奶品質(zhì)的順序?yàn)锳>B>C>D，即牛蒡水解液添加量>接種量>發(fā)酵時(shí)間>蔗糖添加量，最佳配方為A2B2C2D1.根據(jù)方差分析得出，牛蒡水解液添加量的F值=12.96>F1~0.1=9.00，說(shuō)明牛蒡水解液的添加量對(duì)凝固型酸乳的品質(zhì)有顯著影響.

驗(yàn)證試驗(yàn)：當(dāng)牛蒡水解液添加量6%、接種量3%、發(fā)酵時(shí)間4.5 h、蔗糖添加量4%時(shí)，牛蒡凝固型酸奶感官效果最佳，感官評(píng)價(jià)為96分.

2.4牛蒡凝固型酸奶儲(chǔ)藏期間活菌數(shù)及酸度的變化

按正交試驗(yàn)得出的最佳配方，制備牛蒡凝固型酸奶，在4~6 ℃下儲(chǔ)藏，考察牛蒡凝固型酸奶儲(chǔ)藏期間活菌數(shù)及酸度的變化.如圖3所示.

圖3　牛蒡水解液對(duì)酸奶儲(chǔ)藏期間活菌數(shù)及酸度的影響

圖中表明：隨著儲(chǔ)藏期的延長(zhǎng)，凝固型酸奶中酸度逐漸上升，活菌數(shù)逐漸減少；適量添加牛蒡水解液后可降低酸度增長(zhǎng)的速度與活菌減少速度，儲(chǔ)藏到第9天時(shí)，添加適量牛蒡水解液的凝固型酸奶比對(duì)照酸度增加幅度降低了54.68%，比對(duì)照活菌數(shù)減少幅度降低了32.89%，仍保持了6.64×108cfu/mL的活菌，具有較好的保健功效.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明牛蒡水解液中的多種碳水化合物，尤其是菊糖以及低聚果糖等對(duì)有益菌的增殖、存活有促進(jìn)作用，而這與孟令帥等[19]研究一致.

2.5牛蒡凝固型酸奶儲(chǔ)藏期間持水性的變化

按正交試驗(yàn)得出的最佳配方制備牛蒡凝固型酸奶，在4~6 ℃下儲(chǔ)藏，考察牛蒡凝固型酸奶儲(chǔ)藏期間持水性的變化.如圖4所示.

圖4　牛蒡水解液對(duì)酸奶儲(chǔ)藏期間持水性的影響

持水率的高低可反映凝固型酸奶凝乳效果，持水率低，會(huì)導(dǎo)致凝乳效果差，有乳清洗出，降低凝固型酸奶的品質(zhì).從圖4 可以看出，添加適量的牛蒡水解液可較好地束縛凝固型酸奶中的水分子，使其結(jié)構(gòu)細(xì)密，從而提高凝固型酸奶的持水性.究其原因可能是因?yàn)榕］蛩庖菏蔷仗恰⒌途酃羌安糠止呛推咸烟堑幕旌衔锼斐傻?現(xiàn)有研究表明，在凝固型酸奶制品中，其結(jié)構(gòu)和均一性主要由蛋白質(zhì)的凝聚產(chǎn)生，菊糖、低聚果糖等物質(zhì)可能會(huì)影響蛋白質(zhì)的凝聚，從而改變凝膠的物理性質(zhì)[20].Pleijsie認(rèn)為多糖以水溶狀態(tài)存在于乳清相中，可與乳中帶正電的酪蛋白顆粒具有靜電吸引作用，使糖-蛋白質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，能增加膠體的剛性,與衛(wèi)曉英[21]的研究一致.

2.6牛蒡凝固型酸奶冷藏期間顛簸試驗(yàn)分析

按設(shè)計(jì)制備了牛蒡凝固型酸奶樣品及對(duì)照樣品，每組10個(gè)樣品，經(jīng)運(yùn)輸后，組織狀態(tài)表現(xiàn)出不同程度的狀況.顛簸實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5.

表5　顛簸實(shí)驗(yàn)結(jié)果

顛簸試驗(yàn)考察了牛蒡凝固型酸奶經(jīng)過(guò)一定距離冷鏈運(yùn)輸后凝乳狀態(tài)的變化，若酸乳凝乳效果差，且持水性低的話，就無(wú)法抵抗凝固型凝固型酸奶運(yùn)輸過(guò)程的顛簸性破壞，從而可判斷牛蒡凝固型酸奶的質(zhì)量.由表5可以看出，對(duì)照品經(jīng)冷鏈運(yùn)輸后組織狀態(tài)出現(xiàn)破損，有微量乳清析出，比試驗(yàn)前持水力下降了9.47%，而樣品的組織狀態(tài)表面平整，組織細(xì)膩，且無(wú)乳清析出，持水力僅比試驗(yàn)前下降了2.02%.這些可以說(shuō)明添加適量的牛蒡水解液有助于提高凝乳效果，一定程度上提高了產(chǎn)品質(zhì)量.

3結(jié)論

目前，添加各種果蔬制作成各種口味的酸奶層出不窮，而本實(shí)驗(yàn)添加適量的牛蒡水解液不僅可適當(dāng)降低凝固型酸奶酸度，還有助于有益菌的增殖，能提高成品的質(zhì)量.當(dāng)牛蒡水解液添加量6%、接種量3%、發(fā)酵時(shí)間4.5 h、蔗糖添加量4%時(shí)，可制備出品質(zhì)好、營(yíng)養(yǎng)豐富的牛蒡凝固型酸奶，從而豐富了乳品市場(chǎng)，為牛蒡的加工提供了一條途徑.

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(編輯徐永銘)

The Process Study of Solidified Burdock Yoghourt

MA Lihua,SONG Hui,CHEN Xuehong,WEI Lianxi

(Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221018, China)

Abstract:In order to make the solidified yoghourt with burdock hydrolyzate,the acidity、viable count of yeast phase and quality of storage stages were explored through the orthogonal test.The optimal formula of processing was then obtained as followings:4% sucrose,6% burdock hydrolyzate,3% inoculation and 4.5 h of fermentation.

Key words:burdock hydrolyzate; solidified yoghourt; formula; quality

中圖分類(lèi)號(hào)：TS252.54

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-358X(2016)01-0042-06

作者簡(jiǎn)介：馬利華(1966-)，女，教授，碩士，主要從事食品儲(chǔ)藏與加工研究.

基金項(xiàng)目：江蘇省蘇北科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(BN2015029)

收稿日期：2015-12-18