黃酒酒糟對(duì)酸乳質(zhì)構(gòu)的影響

付桂明， 潘菲， 李夢(mèng)楚， 彭冬英， 劉成梅，劉婷，李文輝， 李瑩， 萬(wàn)茵*

1(南昌大學(xué)，食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌，330047) 2(南昌大學(xué) 食品學(xué)院，江西 南昌，330031) 3(南昌大學(xué)，中德食品工程中心，江西 南昌，330047) 4(江西陽(yáng)光乳業(yè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌，330000)

酸乳是以鮮牛乳為主要原料，利用嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌等微生物，通過(guò)乳酸發(fā)酵作用而得到的一種發(fā)酵型乳制品[1]。酸乳蛋白質(zhì)來(lái)源是牛乳，目前隨著乳制品消費(fèi)水平快速增長(zhǎng)，乳源供應(yīng)日益緊張，因此急需尋找既經(jīng)濟(jì)又能保證營(yíng)養(yǎng)的牛乳蛋白替代品。

黃酒糟是工業(yè)生產(chǎn)黃酒的主要副產(chǎn)物，是經(jīng)壓榨、分離酒液后留下的固形物。黃酒糟中的大米蛋白質(zhì)含量高達(dá)29.58%～41.29%(干基)[2]，有生物價(jià)高[3]、致敏性低[4]等特點(diǎn)，有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和開(kāi)發(fā)價(jià)值，是一種重要的蛋白資源。在中國(guó)傳統(tǒng)工藝中，黃酒糟主要用于制作香糟鹵[5]、食醋[6]、復(fù)合氨基調(diào)味品[7]，或只作為普通的飼料低價(jià)出售或作為發(fā)酵飼料[8-9]，甚至作為廢物拋棄，利用率低。由于大米蛋白價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛，且營(yíng)養(yǎng)豐富，為緩解我國(guó)乳源緊張的局面，可采用黃酒糟替代部分全脂乳粉生產(chǎn)酸奶，既可降低致敏性，又能夠節(jié)約生產(chǎn)成本。

本研究在不改變產(chǎn)品總蛋白含量的前提下，以黃酒酒糟替代部分全脂牛乳(以蛋白替代率計(jì))，接種保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌進(jìn)行發(fā)酵，研制一種口感接近酸乳的黃酒酒糟酸乳，既可以拓寬黃酒糟的利用途徑，又可以緩解我國(guó)牛乳資源比較緊缺的現(xiàn)狀。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

保加利亞乳桿菌(FEC101)和嗜熱鏈球菌(FEC104)為實(shí)驗(yàn)室保藏，全脂乳粉購(gòu)于雀巢公司，酒糟取自紹興市古莊酒業(yè)有限公司南昌分公司，海藻酸鈉、瓊脂、黃原膠等均為食用級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

DKS-24型不銹鋼新型電熱恒溫水浴鍋，嘉興市中新醫(yī)療儀器有限公司；HJ-4A型數(shù)顯四聯(lián)磁力加熱攪拌器，常州國(guó)華電器有限公司；PHS-3C型pH計(jì)，上海精密儀器雷磁儀器廠；HWS-250型恒溫恒濕培養(yǎng)箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；GYB60型高壓均質(zhì)機(jī)、50LA型膠體磨，上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠；TA. XTplus質(zhì)地分析儀，英國(guó)超技儀器有限公司；K9840 自動(dòng)凱氏定氮儀，濟(jì)南海能儀器有限公司；SNB-2型數(shù)字式黏度計(jì)，上海平軒科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 黃酒酒糟酸乳的制作工藝流程

原料預(yù)處理→黃酒酒糟→膠磨細(xì)化→均質(zhì)→調(diào)配→殺菌并冷卻→接種乳酸菌→發(fā)酵→冷藏后熟→黃酒酒糟酸乳

1.3.2 操作要點(diǎn)

(1)原料預(yù)處理：煮沸5 min使酒糟中殘余的酒精完全揮發(fā)，用食用級(jí)的Na2CO3調(diào)節(jié)其至pH 6.2左右，得酒糟原料。

(2)膠磨細(xì)化：酒糟原液用膠體磨細(xì)化。

(3)均質(zhì)：膠磨細(xì)化后的酒糟原漿用均質(zhì)機(jī)在50 ℃，40 MPa下均質(zhì)2遍，得酒糟原料液,調(diào)節(jié)干物質(zhì)含量為25%。

(4)配料：以酒糟替代部分全脂奶粉，控制總蛋白含量為3%，隨后依次添加蔗糖8%，食用膠(海藻酸鈉、瓊脂、磺原胺)0.3%，混合均勻。

(5)殺菌并冷卻：將混合原料加熱至95 ℃，并保持此溫度15 min以保證滅菌效果，隨后將物料急速冷卻到42～45 ℃。

(6)接種：取保加利亞乳桿菌FEC101和嗜熱鏈球菌FEC104以1∶1的比例混合，5%接種于混合乳中，混合均勻。裝入酸乳瓶中于42 ℃發(fā)酵培養(yǎng)7 h。

(7)冷藏后熟：發(fā)酵所得凝乳發(fā)酵終止后，先于自然條件下冷卻，使酸乳黏稠度高，再將冷卻酸乳放置于4 ℃冰箱冷藏后熟約12 h。

1.3.3 酒糟基本成分含量的測(cè)定

總糖：蒽酮-硫酸法[5]。粗蛋白：凱氏定氮法[6]。粗脂肪：索氏抽提法[7]?；曳郑鹤茻╗8]。水分：直接干燥法。

1.3.4 酸乳產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的測(cè)定[9]

酸乳樣品于100 mL燒杯中發(fā)酵制備，發(fā)酵完成，置于質(zhì)地分析儀上，測(cè)定樣品的質(zhì)構(gòu)。質(zhì)地分析儀測(cè)定參數(shù)：測(cè)試前速度：1 mm/s；測(cè)試速度：1 mm/s；測(cè)試后速度：2 mm/s；測(cè)試距離：30 mm。每次測(cè)定可以得到硬度、黏著性和咀嚼性3個(gè)指標(biāo)。

1.3.5 生產(chǎn)工藝優(yōu)化

通過(guò)單因素試驗(yàn)研究酒糟替代全脂乳粉的蛋白替代率、發(fā)酵時(shí)間、食用膠種類(lèi)和添加量、菌種比等各個(gè)因素對(duì)酸乳的質(zhì)構(gòu)影響，以全乳固態(tài)發(fā)酵乳制品為對(duì)照組，以發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)為判斷依據(jù)，選取最優(yōu)單因素條件，每確定一項(xiàng)最優(yōu)條件后，替換原有參數(shù)進(jìn)行下一個(gè)試驗(yàn)。選擇影響顯著的因素進(jìn)行L9(33)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。用SPSS 19.0軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，確定最佳工藝條件。

1.3.6 酸乳產(chǎn)品理化性質(zhì)的研究

酸度：按照GB 5413.34—2010方法測(cè)定[10]。

黏度：SNB-2型數(shù)字式黏度計(jì)，選用四號(hào)測(cè)量頭，測(cè)量時(shí)將測(cè)量頭插入樣品3 cm，待穩(wěn)定后記錄屏幕上的數(shù)據(jù)。

活菌數(shù)：按照GB 4789.35—2010方法測(cè)定。

持水率[11-12]：取樣品5 mL，記為W0，于離心管中3 000 r/min離心30 min后，靜置10 min，吸取上清液，記為W，按公式(1)計(jì)算樣品持水率：

(1)

1.3.7 感官評(píng)分

根據(jù)黃酒酒糟酸乳的色澤、組織狀態(tài)和品嘗風(fēng)、味口感進(jìn)行感官評(píng)分，由10人隨機(jī)品嘗，每一試樣評(píng)分3次，按照評(píng)分和權(quán)重計(jì)算，確定最佳感官評(píng)分結(jié)果。

表1 感官評(píng)分表及其評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[13]Table 1 Sense value and marking standard

2 結(jié)果與討論

2.1 酒糟主要化學(xué)成分

經(jīng)處理后得到的酒糟主要化學(xué)成分含量水分68.72%±0.74%，粗蛋白(干基)53.84%±0.17%，粗脂肪(干基)4.32%±0.13%，總糖23.92%±5.35%。

2.2 發(fā)酵工藝條件對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

2.2.1 蛋白替代率對(duì)酸乳質(zhì)構(gòu)的影響

酒糟粉對(duì)牛乳的蛋白替代率分別為0%、10%、20%、40%、60%、80%、100%，發(fā)酵后產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 蛋白替代率對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響Fig.1 Effect of rate of protein replacement on the texture

從圖1中可以看出，硬度和咀嚼性隨著蛋白替代率的增加而下降，這說(shuō)明由于酒糟脂肪含量低于牛乳，隨著酒糟替代率的增加，脂肪球和蛋白質(zhì)基質(zhì)的交互作用體系會(huì)隨之減弱，構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)的分子之間的排列較為松散，硬度降低[14]。黏著性隨著蛋白替代率的增加而上升，這表明凝膠內(nèi)部分子間的相互作用力減小。這可能由于蛋白替代率的增加，乳酸菌能利用的能源越來(lái)越少，乳酸菌的產(chǎn)黏性物質(zhì)能力降低有關(guān)[15]。在質(zhì)構(gòu)各指標(biāo)中，硬度是影響酸乳口感最大的指標(biāo)，蛋白替代比為40%時(shí)，產(chǎn)品與對(duì)照組的硬度值最接近。

2.2.2 食用膠種類(lèi)和添加量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

選擇海藻酸鈉、瓊脂、黃原膠等3種食用膠，添加量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)變化情況見(jiàn)圖2。

由圖2可以看出，隨著食用膠添加量的增加，產(chǎn)品硬度和咀嚼性增加，黏著性下降，表明凝膠體系內(nèi)部的作用力大于外部的吸引力。

圖2 食用膠種類(lèi)和添加量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響Fig.2 Effect of different hydrocolloid and additive amount on the texture

當(dāng)瓊脂添加量從0.3%增加到0.6%，產(chǎn)品的硬度急劇的增加，說(shuō)明隨著瓊脂添加量的增多，瓊脂分子互相纏繞，進(jìn)而形成三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致凝膠結(jié)構(gòu)更加緊密，特別是硬度明顯增加[16]。

海藻酸鈉對(duì)高價(jià)的陽(yáng)離子有著較強(qiáng)的親和力，可與鈣離子發(fā)生離子交換，形成凝膠，隨著海藻酸鈉添加量的增多，更多的海藻酸鈉與鈣離子交換形成的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)更加緊密，凝膠較致密，硬度等隨之升高[17]。

隨黃原膠添加量的增加，發(fā)酵酸乳產(chǎn)品的硬度增加值遠(yuǎn)小于瓊脂和海藻酸鈉，這可能是因?yàn)辄S原膠主要提高產(chǎn)品的黏度，形成凝膠能力弱，添加不同濃度黃原膠均未能形成較好的酸乳凝固形態(tài)。通過(guò)與全乳酸乳(不加酒糟和瓊脂)比較，瓊脂添加量0.3%時(shí)產(chǎn)品硬度值與之最為接近。

2.2.3 菌種復(fù)配比例對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

保加利亞乳桿菌FEC101、嗜熱鏈球菌FEC104的接種比例分別為1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1，其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的影響如圖3。

圖3 菌種比例對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響Fig.3 Effect of mixed culture with different proportion on the texture

如圖3所示，保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球復(fù)配使用時(shí)的硬度大于單一使用，原因可能是復(fù)配使用時(shí)產(chǎn)酸速度均衡[18]，有利于蛋白形成蛋白凝膠，提高產(chǎn)品的硬度，并且菌種間的共生也有利于優(yōu)化發(fā)酵產(chǎn)品的感官指標(biāo)[19]。當(dāng)保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的配比在1∶1時(shí)，得到的產(chǎn)品有較好硬度，較好的黏著性和咀嚼性。綜合考慮感官評(píng)價(jià)結(jié)果，選擇菌種復(fù)配比例1∶1。

2.2.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響

選擇發(fā)酵5、6、7、8、9 h的酸奶產(chǎn)品，在4 ℃后熟12 h后，測(cè)量硬度、黏著性和咀嚼性3個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)。

從圖4可以看出，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，得到的產(chǎn)品的硬度和咀嚼性隨之上升，黏著性隨之下降。發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，酸乳內(nèi)部蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分散較為合理，凝膠的緊密度逐漸增大，產(chǎn)品的硬度升高[20]。與全乳酸乳相比較，發(fā)酵7 h后產(chǎn)品的硬度值與之最接近，有相似質(zhì)構(gòu)和口感。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)的影響Fig.4 Effect of fermentation time on the texture

2.2.5 發(fā)酵工藝條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)指標(biāo)中，硬度為影響產(chǎn)品口感最重要的指標(biāo)，因此在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇對(duì)產(chǎn)品硬度影響較顯著的蛋白替代率、瓊脂添加量、發(fā)酵時(shí)間3個(gè)因素進(jìn)行條件優(yōu)化，確定正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表2，通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化黃酒酒糟酸乳發(fā)酵工藝條件。

按正交表L9(33)進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)，以發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)為判斷依據(jù)，確定黃酒酒糟酸乳最佳發(fā)酵工藝條件，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表4可知，校正模型一行是所用方差分析模型的檢驗(yàn)，A、B的偏回歸系數(shù)顯著(p<0.05)，說(shuō)明蛋白替代率和瓊脂添加量對(duì)產(chǎn)品硬度有顯著影響。各因素對(duì)硬度的影響大小依次為：瓊脂添加量>蛋白替代率>發(fā)酵時(shí)間。瓊脂形成的凝膠有較高硬度，有助于增強(qiáng)產(chǎn)品凝膠空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和緊密度。

表2 正交試驗(yàn)因素和水平Table 2 Factors and levels used in the orthogonalarray design

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 The result of orthogonal experiment

表4 方差分析表Table 4 Inspection of intersubjective effects

注：**(p<0.01)：影響非常顯著；*(p<0.05)：影響顯著。

通過(guò)SPSS 19.0分析可知，均值最大的水平即為最優(yōu)發(fā)酵條件，A1B3C3為最佳組合，此時(shí)硬度為53.453 g，遠(yuǎn)高于全乳酸乳(不加酒糟和瓊脂)，故調(diào)整為A2B3C3，按此條件進(jìn)行3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，測(cè)得黃酒酒糟酸乳的硬度平均值為45.94 g，與全乳酸乳較接近。綜合考慮蛋白替代率40%，瓊脂添加量0.3%，發(fā)酵8 h為最佳工藝條件。

2.3 產(chǎn)品感官和理化分析

2.3.1 感官指標(biāo)分析

按前文最優(yōu)條件制作黃酒酒糟酸乳，與全乳粉酸乳作為對(duì)照組進(jìn)行感官評(píng)定比較。遮住標(biāo)號(hào)，由10人分別隨機(jī)品嘗并評(píng)分，品嘗前用清水漱口。

表5 產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5 The table of sensory evaluation result

由表5結(jié)果可知，黃酒酒糟酸乳總得分略高于全乳粉酸乳，具有接近全乳酸乳的外觀及相似的口感風(fēng)味，且稍帶酒糟的特有清香。成品呈均勻乳白色，略微淺黃，有濃郁的乳酸菌發(fā)酵香氣，口感細(xì)膩、均勻，表面光滑。

2.3.2 理化指標(biāo)分析

按前文最優(yōu)條件制作黃酒酒糟酸乳，并與全乳酸乳對(duì)照組(總蛋白含量3%，不添加酒糟，不加瓊脂，其他條件相同)進(jìn)行理化指標(biāo)比較，結(jié)果如表6。

表6 理化性質(zhì)結(jié)果Table 6 The results of the physical and chemicalproperties

從表6可知，實(shí)驗(yàn)組滴定酸度和活菌數(shù)分別比對(duì)照組低5.84%和75.86%，因?yàn)槿樗峋萌榈鞍啄芰Ω哂诶么竺椎鞍椎哪芰15]，因此全乳酸乳的乳酸菌活菌數(shù)比實(shí)驗(yàn)組高，但兩者同處一個(gè)數(shù)量級(jí)，且一定時(shí)間內(nèi)更高的乳酸菌活菌數(shù)產(chǎn)酸量也更多；而持水率和黏度2個(gè)指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)組是高于全乳固態(tài)發(fā)酵乳制品。持水率的大小主要受到蛋白凝膠結(jié)構(gòu)的緊密程度的影響，由于大米蛋白中的聚合乳清蛋白具有增稠劑的作用[21]，添加酒糟后，酸乳內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密，從而提高產(chǎn)品的黏度、持水率。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組的硬度、內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性高于全乳固態(tài)發(fā)酵乳制品，黏著性的絕對(duì)值、彈性略低于對(duì)照組，表明成膠狀態(tài)基本優(yōu)于全乳固態(tài)發(fā)酵乳制品?？赡苁怯捎诖竺椎鞍字械木酆先榍宓鞍椎脑龀硇Ч鸞21]，提高了黃酒酒糟酸乳的質(zhì)構(gòu)；也可能是添加瓊脂有助于增強(qiáng)凝膠的空間網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和緊密度，蛋白質(zhì)膠束之間的連接力增強(qiáng)，形成的凝膠狀態(tài)更好。

黃酒酒糟酸乳與全乳酸乳對(duì)照組理化指標(biāo)比較，均較接近，結(jié)合口感，得到與全乳酸乳接近的理化性質(zhì)和相似口感的黃酒酒糟酸乳。

3 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到黃酒酒糟酸乳的最佳配方為：蛋白替代率40%，瓊脂添加量0.3%，發(fā)酵時(shí)間8 h，保加利亞乳桿菌FEC101、嗜熱鏈球菌FEC104接種比1∶1，研制得到口感接近酸乳的凝固態(tài)酒糟制品。其中對(duì)硬度影響最顯著的因素是瓊脂的添加量。

研究以黃酒酒糟替代部分全脂乳粉，通過(guò)復(fù)合乳酸菌發(fā)酵制備口感接近全乳酸乳的黃酒酒糟酸乳，并與感官評(píng)定結(jié)合起來(lái)，獲得一種具有酒糟發(fā)酵風(fēng)味的黃酒酒糟酸乳。開(kāi)發(fā)本產(chǎn)品既可以拓寬酒糟的利用途徑，降低酸乳的成本，又可以緩解我國(guó)牛乳資源緊缺的局面，對(duì)提高黃酒行業(yè)原料利用率具有重大意義。

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