銀耳多糖對(duì)低脂酸奶發(fā)酵、質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)的影響

盧玉容,郭秀蘭,*,唐仁勇,何 鋼,茍小軍

(1.成都大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院,四川成都 610106; 2.成都大學(xué)藥食同源植物資源開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都 610106)

酸奶因其獨(dú)特的口感、豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用備受大眾青睞[1],其中低脂酸奶的脂肪含量較低,可有效避免高脂肪引起的高血糖、高血脂、高血壓、肥胖等疾病[2],因此低脂酸奶成為目前備受關(guān)注的乳制品之一。然而,低脂酸奶由于缺乏脂肪,易出現(xiàn)乳清析出、質(zhì)構(gòu)變差、口感不佳等質(zhì)量問題[3]。近年來,有研究表明,在低脂酸奶中加入多糖不僅有利于改善酸奶的質(zhì)構(gòu)、豐富酸奶的口感、降低乳清析出率,而且還可以增加益生菌數(shù)量,促進(jìn)微生物產(chǎn)酸,縮短發(fā)酵時(shí)間[1,4]。

銀耳是一種具有滋補(bǔ)作用的食用真菌。在我國(guó),銀耳子實(shí)體由于其特殊的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能而被廣泛用作食物和藥材。據(jù)分析,銀耳多糖在干銀耳中的含量高達(dá)65%～71.2%,是銀耳的主要活性成分,因其具有廣泛的生理作用而成為研究熱點(diǎn)[5]。據(jù)報(bào)道,銀耳多糖具有降血糖血脂、增強(qiáng)免疫、抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、抗凝血、抗血栓、調(diào)節(jié)菌群、增強(qiáng)記憶力等作用[6-8]。目前,銀耳多糖的研究主要集中于生物活性和提取工藝的研究[9],也有少量報(bào)道將其應(yīng)用在食品中。Zhang等[10]研究發(fā)現(xiàn),銀耳多糖可以增加蛋白的凝膠強(qiáng)度,提高產(chǎn)品的持水力和硬度;吳子健等[11]發(fā)現(xiàn),低濃度的銀耳多糖可顯著促進(jìn)發(fā)酵過程中微生物的生長(zhǎng)。但銀耳多糖在低脂酸奶中的應(yīng)用還未見報(bào)道。

由此,本實(shí)驗(yàn)以低脂酸奶為研究對(duì)象,考察不同濃度的銀耳多糖對(duì)低脂酸奶品質(zhì)、發(fā)酵時(shí)間及微生物數(shù)量的影響,為開發(fā)一種品質(zhì)優(yōu)良且具有保健作用的酸奶提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

銀耳 市售干銀耳(多糖含量以65%計(jì));脫脂奶粉 市售安佳脫脂乳粉(含1%脂肪);蔗糖 市售;酸奶發(fā)酵劑 北京川秀科技有限公司。

TA.XT2質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System;UV755B紫外分光光度計(jì) 上海佑科儀器儀表公司;LRH系列生化培養(yǎng)箱 上海恒科學(xué)儀器有限公司;JA2003N分析天平 上海佑科儀器儀表公司;F1650高速離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;PHS-2F雷磁pH計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 銀耳多糖的提取工藝 銀耳多糖的提取工藝參照顏軍等[12]的方法,將干銀耳子實(shí)體用固體粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎,過100目篩,取銀耳粉5 g,加入150 mL 80%的乙醇,震蕩浸泡4 h,過濾得濾渣,再用80%的乙醇洗滌兩次,放置至乙醇揮發(fā)完全。向?yàn)V渣中加入蒸餾水500 mL后,于95 ℃條件下水浴浸提4.5 h,然后于室溫條件下3000 r/min離心10 min,將上清液過濾,得濾液。向?yàn)V液中加入無水乙醇配制成85%的乙醇,使多糖析出,靜置12 h,于室溫3000 r/min離心10 min得沉淀,棄上清液后于55 ℃水浴鍋中水浴,揮發(fā)至無乙醇味即得銀耳粗多糖。將銀耳粗多糖加至500 mL的沸水中進(jìn)行溶解,得銀耳粗多糖溶液。最后測(cè)定其多糖含量。

1.2.2 銀耳多糖酸奶的制作工藝

1.2.2.1 工藝流程

1.2.2.2 工藝要點(diǎn) 銀耳多糖還原乳的制備:用少量水溶解奶粉,不同組別分別添加0、3%、6%、9%、12%、15%的多糖溶液,最終加水達(dá)到奶粉與水的質(zhì)量體積比為12.5∶100,再加入4%的蔗糖,充分溶解,混勻。

預(yù)熱、均質(zhì):將料液于恒溫水浴鍋中加熱至60～70 ℃,邊加熱邊攪拌,然后用均質(zhì)機(jī)在10 MPa壓力下均質(zhì)1～2 min。

殺菌、冷卻:將混合好的料液在85 ℃下保溫15 min殺菌,流水冷卻至44 ℃,待用。

接種:在超凈工作臺(tái)中,向混合乳液中接種0.1%的發(fā)酵劑,充分混合均勻。

灌裝封口、發(fā)酵及冷藏成熟:將混合均勻的乳液灌裝于滅菌的玻璃瓶中并封口,于42 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵,凝固取出,并記錄發(fā)酵時(shí)間,轉(zhuǎn)入4 ℃冰箱冷藏24 h得成品。

1.2.3 多糖含量的測(cè)定 測(cè)定方案參照陶瑞霄等[13]的方法,用硫酸苯酚法測(cè)定其總糖含量,3,5-二硝基水楊酸法測(cè)定其還原糖含量,多糖含量(mg/mL)=0.9×(總糖含量-還原糖含量)。由此可計(jì)算出多糖的得率,多糖的得率(%)=多糖的含量×多糖的體積×100/銀耳的總多糖含量。

1.2.4 微生物的測(cè)定 取3 g酸奶樣品,用無菌生理鹽水稀釋至10-6、10-7,每個(gè)組別、每個(gè)梯度取100 μL菌液進(jìn)行膠注培養(yǎng),參照Kusuma等[14]的方法測(cè)定,其中保加利亞乳桿菌使用MRS培養(yǎng)基于37 ℃培養(yǎng)箱中厭氧培養(yǎng)72 h,嗜熱鏈球菌使用M17培養(yǎng)基于42 ℃培養(yǎng)箱中厭氧培養(yǎng)72 h,分別進(jìn)行微生物計(jì)數(shù)。

1.2.5 發(fā)酵終點(diǎn)的判定 酸奶的凝固與體系的pH密切相關(guān)。乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸,從而降低體系的pH,當(dāng)pH降至酪蛋白的等電點(diǎn)(pH=4.6)時(shí)該蛋白發(fā)生變性凝固,此時(shí)終止發(fā)酵并記錄發(fā)酵時(shí)間。

1.2.6 pH及滴定酸度測(cè)定 酸度的測(cè)定參照GB 5413.34-2010乳和乳制品滴定酸度的測(cè)定[15],pH用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.7 持水力的測(cè)定 參照劉亞瓊等[16]的方法測(cè)定,將轉(zhuǎn)速降低為2000 r/min。

1.2.8 酸奶感官評(píng)價(jià) 挑選10位食品專業(yè)的同學(xué),并對(duì)他們進(jìn)行酸奶有關(guān)的培訓(xùn)。將事先編好沒有規(guī)律號(hào)碼的相同紙杯分裝進(jìn)30 g成品酸奶,按事先排好的順序,用托盤分別呈送給10位同學(xué),10位同學(xué)從外觀、組織狀態(tài)、風(fēng)味和口感、香味方面四個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定打分,滿分100分。評(píng)分方法參照表1。

表1 酸奶感官評(píng)定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Yogurt sensory evaluation criteria

1.2.9 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 參考以上指標(biāo),選擇具有代表性的處理進(jìn)行質(zhì)構(gòu)的測(cè)定,參照Guo等[17]的方法,用TA.XT2質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定酸奶凝膠的質(zhì)構(gòu),采用P 0.5探頭,設(shè)定測(cè)試距離為20.00 mm,測(cè)定前探頭速度、測(cè)定時(shí)探頭速度及測(cè)定后探頭速度分別為1.00、2.00、10.00 mm/s,感應(yīng)力為10 g。測(cè)定酸奶的硬度、粘度和脆度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD),方差分析采用SPSS 17.0單因素方差分析和Duncan’s多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 銀耳粗多糖溶液的測(cè)定

銀耳粗多糖溶液中的多糖含量的測(cè)定結(jié)果為(12.34±0.04) mg/mL,同時(shí)計(jì)算出其多糖得率為18.98%。此結(jié)果與周帥飛等[18]熱水浸提銀耳多糖的結(jié)果相似。按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測(cè)定結(jié)果,可計(jì)算出0、3%、6%、9%、12%、15%組酸奶中銀耳多糖的濃度分別為0、0.37、0.74、1.11、1.48、1.85 mg/mL。

2.2 銀耳多糖對(duì)酸奶微生物的影響

銀耳多糖對(duì)酸奶中嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌數(shù)量的影響見圖1,酸奶中嗜熱鏈球菌數(shù)和保加利亞乳桿菌數(shù)均隨著多糖濃度的增加而增加。當(dāng)銀耳多糖的添加量為0.37 mg/mL,酸奶中嗜熱鏈球菌數(shù)和保加利亞乳桿菌數(shù)均高于空白但不顯著,當(dāng)銀耳多糖的添加濃度為0.74 mg/mL時(shí),與空白相比，銀耳多糖顯著增加了保加利亞乳桿菌及嗜熱鏈球菌的數(shù)量(p<0.05)。這些結(jié)果表明銀耳多糖的添加有利于微生物的生長(zhǎng)和發(fā)酵,其原因是多糖可作為微生物的碳源[19],促進(jìn)酸奶中微生物的生長(zhǎng),從而提高微生物的數(shù)量。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Rpds等[19]的報(bào)道均證明:多糖可促進(jìn)酸奶中嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的生長(zhǎng)發(fā)酵,并有利于提高酸奶中的益生菌數(shù)量。

圖1 不同濃度銀耳多糖對(duì)酸奶中微生物的影響Fig.1 Effects of different concentrations of tremella polysaccharide on microorganism of yogurt注:圖中不同小寫字母表示同一指標(biāo)各處理間 數(shù)據(jù)差異顯著(p<0.05),圖2～圖4同。

2.3 銀耳多糖對(duì)酸奶發(fā)酵時(shí)間、pH及滴定酸度的影響

銀耳多糖對(duì)酸奶發(fā)酵時(shí)間、pH及滴定酸度的影響分別見圖2和圖3,酸奶均為發(fā)酵至凝固即取出,終止發(fā)酵,所以各處理pH及滴定酸度差異不明顯。但發(fā)酵時(shí)間隨著多糖濃度的增加而縮短,當(dāng)銀耳多糖的添加量為0.37 mg/mL時(shí),顯著降低了發(fā)酵時(shí)間(p<0.05),縮短了約0.6 h,多糖濃度為0.74 mg/mL時(shí)縮短了約0.7 h(p<0.05),1.11～1.85 mg/mL時(shí)縮短了約1 h(p<0.05)。這可能是由于多糖的添加增加了酸奶中微生物的數(shù)量,促進(jìn)了乳酸菌發(fā)酵,加速了有機(jī)酸的積累,在更短的時(shí)間內(nèi)讓pH達(dá)到酪蛋白的等電點(diǎn),因此縮短了酸奶的發(fā)酵時(shí)間。此結(jié)果與Rpds等[19]和李雨露等[20]的研究結(jié)果一致,多糖的添加能有效促進(jìn)乳酸菌發(fā)酵,縮短發(fā)酵時(shí)間。

圖2 不同濃度銀耳多糖對(duì)酸奶發(fā)酵時(shí)間的影響Fig.2 Effect of different concentrations of tremella polysaccharide on fermentation time of yogurt

圖3 不同濃度銀耳多糖對(duì)酸奶pH及滴定酸度的影響Fig.3 Effects of different concentrations of tremella polysaccharide on pH and titrated acidity of yogurt

2.4 銀耳多糖對(duì)酸奶持水力的影響

不同濃度銀耳多糖對(duì)酸奶持水力的影響結(jié)果見圖4,當(dāng)銀耳多糖的濃度為0.37 mg/mL時(shí),酸奶的持水力相較于空白顯著提高(p<0.05),而當(dāng)濃度繼續(xù)增加,酸奶的持水力降低至與空白組差異不顯著。有研究表明,多糖結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基,易與顯負(fù)電的酪蛋白結(jié)合,增強(qiáng)了酸奶的凝固性[21];另外,多糖自身以及多糖與蛋白質(zhì)之間易形成氫鍵,強(qiáng)化了蛋白質(zhì)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可容納更多的水分子,能有效防止乳清析出。而較高濃度的銀耳多糖之間易形成鉸鏈結(jié)構(gòu),導(dǎo)致水分流出,持水力下降[10];同時(shí),多糖的添加加快了發(fā)酵前期的乳酸菌產(chǎn)酸,導(dǎo)致蛋白質(zhì)亞膠體分子團(tuán)改變,親合連接作用減弱,蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)松散,乳清析出較多[22]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Fu等[23]研究結(jié)果一致,適量多糖有利于提高產(chǎn)品的持水力,減少乳清析出;而高濃度的銀耳多糖會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的水分流失,持水力下降。

圖4 不同濃度銀耳多糖對(duì)酸奶持水力的影響Fig.4 Effect of different concentrations of tremella polysaccharide on the water holding capacity of yogurt

2.5 銀耳多糖對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

不同濃度銀耳多糖對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響結(jié)果見表2。低脂空白酸奶表面易析出大量乳清,且風(fēng)味缺失,口感寡淡,適量添加銀耳多糖(0.37～1.48 mg/mL)有利于改善低脂酸奶的感官品質(zhì),尤其是外觀、風(fēng)味和口感。銀耳多糖添加少量時(shí)(0.37和0.74 mg/mL)外觀、口感和總體評(píng)分最高,酸奶表面乳清析出最少,甜度略有增加,且粘性增加,在一定程度上彌補(bǔ)了因缺乏脂肪而造成的口感不佳;當(dāng)多糖濃度為1.11 mg/mL時(shí),酸奶表面乳清略微增加,外觀和總體評(píng)分下降,但仍顯著高于空白(p<0.05);當(dāng)多糖濃度達(dá)到1.48～1.85 mg/mL時(shí),酸奶表面乳清繼續(xù)增加,外觀和口感評(píng)分與空白組持平。這與陶偉雙[24]研究結(jié)果類似,在酸奶發(fā)酵過程中添加適量的銀耳汁,能有效增加酸奶的風(fēng)味,改善酸奶的外觀和質(zhì)地。

表2 不同濃度銀耳多糖對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響(分)Table 2 Effects of different concentrations of tremella polysaccharide on yogurt sensory quality(scores)

2.6 銀耳多糖對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)的影響

質(zhì)構(gòu)是評(píng)價(jià)酸奶質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)多糖添加量≥1.48 mg/mL時(shí),酸奶的持水力下降,發(fā)酵時(shí)間沒有進(jìn)一步縮短,且外觀評(píng)分不佳(表2),因此本實(shí)驗(yàn)只測(cè)定了多糖含量為0～1.11 mg/mL酸奶樣品的質(zhì)構(gòu)特性,結(jié)果見表3。當(dāng)多糖濃度為0.37 mg/mL,酸奶的硬度和脆度與空白組相比均得到了顯著提升(p<0.05),而當(dāng)多糖濃度達(dá)到或超過0.74 mg/mL后,酸奶的硬度和脆度均會(huì)降低,與空白組差異不顯著。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是低濃度的多糖在酸奶的發(fā)酵過程中與乳液中的酪蛋白產(chǎn)生分子間作用力,促進(jìn)了酪蛋白的相互聚集[25],且多糖在發(fā)酵過程中可與蛋白質(zhì)顆粒絡(luò)合形成蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[26],從而提高了酸奶的硬度和脆度;此外,張巖等[27]的報(bào)道中提到,一定濃度的多糖能促進(jìn)乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生胞外多糖,可增強(qiáng)酸奶的蛋白凝膠結(jié)構(gòu),優(yōu)化和改善低脂酸奶的組織狀態(tài),提升酸奶的食用品質(zhì)。然而當(dāng)多糖的濃度提高后,過量的銀耳多糖會(huì)抑制酪蛋白凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成,使得酸奶的三維結(jié)構(gòu)松散,親合連接作用減弱,從而脆度和硬度降低,酸奶的質(zhì)量降低[26]。

表3 不同濃度的銀耳多糖對(duì)質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 3 Effects of different concentrations of tremella polysaccharide on texture properties of yogurt

3 結(jié)論

銀耳多糖具有多種保健作用,本實(shí)驗(yàn)將銀耳多糖添加到低脂酸奶中,發(fā)現(xiàn)隨著銀耳多糖濃度的增加,酸奶中保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌數(shù)量逐漸增加,發(fā)酵時(shí)間顯著降低(p<0.05);添加低濃度的銀耳多糖(0.37～0.74) mg/mL,酸奶的感官評(píng)分最佳;在銀耳多糖濃度為0.37 mg/mL時(shí),酸奶的持水力、硬度及脆度均顯著高于其他組(p<0.05)。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,銀耳多糖可作為一種優(yōu)良的保濕劑和益生元,適量銀耳多糖(0.37 mg/mL)的添加可增加發(fā)酵微生物的數(shù)量,縮短發(fā)酵時(shí)間,改善低脂酸奶的持水力和質(zhì)構(gòu),提升低脂酸奶的感官品質(zhì)。本研究為銀耳多糖在酸奶中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ),并拓寬了在食品中的應(yīng)用范圍。隨著對(duì)銀耳多糖的結(jié)構(gòu)及作用的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。