褐色酸奶產(chǎn)品品質(zhì)的評價

韓千慧，劉丹丹，望詩琪，楊江，葛東穎，郭壯

（湖北文理學(xué)院食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北襄陽 441053）

0 引 言

酸奶是以牛（羊）乳或乳粉為主要原料，經(jīng)巴氏殺菌后添加保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵而成的發(fā)酵乳制品，因風(fēng)味獨(dú)特、口感良好和營養(yǎng)價值豐富而備受消費(fèi)者的青睞[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的改善，消費(fèi)者對于酸奶產(chǎn)品多樣性的需求也隨之提高[2]。作為近兩年出現(xiàn)的一種新型酸奶制品，褐色酸奶雖在國內(nèi)的產(chǎn)量相對較少，但具有較好的市場前景[3]。高溫美拉德反應(yīng)賦予了褐色酸奶獨(dú)特的色澤、滋味及口感[4-5]，然而目前關(guān)于褐變酸奶產(chǎn)品品質(zhì)評價的研究報道尚少。

通過模擬人體舌頭味覺細(xì)胞，電子舌實現(xiàn)了部分感官指標(biāo)的數(shù)字化評價，在一定程度上排除了感官鑒評的不穩(wěn)定性，在酸奶[6]、奶酪[7]和原料乳[8]等乳制品滋味品質(zhì)評價中有著廣泛的應(yīng)用。通過對食品多種作用力的測定，質(zhì)構(gòu)儀能夠較為靈敏客觀地評價食品的物性指標(biāo)，在酸奶[9]和奶酪[10]等乳制品質(zhì)構(gòu)評價中亦有著廣泛的應(yīng)用。

本研究選取10種市售酸奶發(fā)酵劑分別進(jìn)行了褐色酸奶和普通酸奶的制備，同時結(jié)合多元統(tǒng)計學(xué)方法，從色度、滋味和質(zhì)構(gòu)等維度對兩類酸奶產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行了評價，并對其有機(jī)酸種類和構(gòu)成進(jìn)行了解析，以期為后續(xù)褐變酸奶相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)提供數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支撐。

1 實驗

1.1 試劑及儀器設(shè)備

1.1.1 材料

全脂乳粉，蔗糖，酸奶發(fā)酵劑。

內(nèi)部溶液、陽離子溶液、陰離子溶液、預(yù)處理溶液和參比溶液。

普通化學(xué)試劑：草酸、琥珀酸、酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、乙酸、異丙醇和甲醇。

1.1.2 設(shè)備

DHP 9272型電熱恒溫培養(yǎng)箱，GYB120-3S型高壓均質(zhì)機(jī)，DV-III Ultra型流變儀，TA.XT plus型質(zhì)構(gòu)儀；LXJ-IIB型低速大容量多管離心機(jī)，UltraScan PRO型全自動多功能色度儀，SA 402B型電子舌，LC-20ADXR型高效液相色譜儀，Inertsil ODS-SP型C18色譜柱。

1.2 酸奶的制作

分別按照質(zhì)量比11.5%、6.5%和82.0%的比例將全脂奶粉、蔗糖和水混合均勻水合30 min后進(jìn)行兩段均質(zhì)（一段20 MPa，二段4 MPa），對照組復(fù)原乳95℃5 min加熱殺菌，試驗組121℃3 h加熱殺菌。復(fù)原乳冷卻至室溫后快速分裝入250 mL滅菌燒杯中，并分別接入1～10號發(fā)酵劑，置于42℃培養(yǎng)箱中恒溫發(fā)酵至p H值為4.5，放入冰水中快速冷卻后，4℃后熟24 h備用。

1.3 酸奶色度的測定

將混勻后的酸奶樣品置于50 mm×50 mm比色皿中，使用多功能色度儀對其各色度指標(biāo)進(jìn)行測定。測試條件為反射，結(jié)果以明亮度L*（暗→亮：0→100），紅綠值a*（綠－→紅+），黃藍(lán)值b*（藍(lán)－→黃+）表示。按照以下公式對色差進(jìn)行計算

1.4 酸奶滋味指標(biāo)的測定

取50 g酸奶樣品加入100 mL去離子水稀釋混勻，常溫下3 000 rpm離心10 min，取上清液用快速濾紙過濾，濾液備用。參照王玉榮的方法，使用SA 402B電子舌對酸奶樣品的酸、苦、澀、咸、鮮味及后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）和豐度（鮮的回味）等8個指標(biāo)的相對強(qiáng)度進(jìn)行測定[11]。

1.5 酸奶中有機(jī)酸的測定

取酸奶2 g，加入200μL磷酸使用流動相定容至10 mL，經(jīng)0.22μm水相濾膜過濾后，置于2 mL進(jìn)樣瓶中按照下述參數(shù)進(jìn)行樣品測定：色譜柱為Inertsil C18液相色譜柱（4.6 mm×250 mm，5μm），柱溫為30℃，檢測器為紫外吸收檢測器，檢測波長為215 nm，流速為1.0 mL/min，流動相為0.01 mol/L p H值2.30磷酸二氫鉀溶液。

1.6 酸奶質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的測定

1.6.1 質(zhì)構(gòu)測定

將裝有酸奶的燒杯置于25℃水浴鍋30 min后按照下述參數(shù)進(jìn)行樣品測定：A/BE探頭（直徑35 mm）；探頭測試前下降速度為1.5 mm/s，探頭測試中下降速度為2 mm/s，探頭測試后回升速度為2 mm/s；探頭進(jìn)入樣品距離為30 mm；觸發(fā)類型為自動，觸發(fā)力為5 g。

1.6.2 脫水收縮敏感性測定

15 g酸奶倒入帶有濾紙（雙圈牌中速定性濾紙）的漏斗中，21℃處理90 min，收集濾液并稱重。脫水收縮性（%）=（濾液質(zhì)量/15）×100%。

1.6.3 黏度測定

將裝有酸奶的燒杯置于25℃水浴鍋中30 min后，進(jìn)行黏度測定：選用4#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速為100 r/min，測試時間為20 s。

1.7 統(tǒng)計分析

使用配對t檢驗對酸奶各滋味、質(zhì)構(gòu)和有機(jī)酸指標(biāo)進(jìn)行分析；使用主成分分析法（principal component analysis，PCA）、多元方差分析法（multivariate analysis of variance，MANOVA）和非加權(quán)組平均法（unweighted pairgroup method with arithmetic means，UPGMA）對褐色酸奶和普通酸奶整體品質(zhì)的差異性進(jìn)行分析。使用Matlab 2010b軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使用Origin 8.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 褐色酸奶和普通酸奶各色度指標(biāo)的比較分析

褐色酸奶和普通酸奶各色度指標(biāo)的比較分析如表1所示。

表1 褐色酸奶和普通酸奶各色度指標(biāo)的比較分析（n=20）

由表1可知，通過配對t檢驗發(fā)現(xiàn)，較之普通酸奶，褐色酸奶顏色顯著偏紅和偏黃（P＜0.05），且亮度顯著偏暗（P＜0.05）。通過對色差△E*的計算發(fā)現(xiàn)兩組酸奶平均色差為14.65，即兩者明顯的顏色區(qū)別可被肉眼觀察到。

2.2 褐色酸奶和普通酸奶各滋味指標(biāo)的比較分析

褐色酸奶和普通酸奶各滋味指標(biāo)的比較分析如表2所示。

表2 褐色酸奶和普通酸奶各滋味指標(biāo)的比較分析（n=20）

由表2可知，褐色酸奶的酸味和咸味要顯著低于普通酸奶（P＜0.05），而鮮味高于普通酸奶（P＜0.05）。Kobayashi Y等指出，使用電子舌對食品滋味品質(zhì)進(jìn)行評價時，若兩類樣品在同一指標(biāo)上相對強(qiáng)度極差值小于1，則消費(fèi)者通過感官鑒評的方法無法對其差異性進(jìn)行分辨[12]。由表2亦可知，褐色酸奶和普通酸奶在苦味、澀味、后味A、后味B和豐度等5個滋味指標(biāo)上差異不顯著（P＞0.05）。由此可見，相對于普通酸奶，褐色酸奶除酸味較弱外，其他滋味品質(zhì)無明顯差異。本研究進(jìn)一步對酸奶中的有機(jī)酸含量進(jìn)行了測定，其結(jié)果如表3所示。

由表3可知，酸奶中主要有機(jī)酸為乳酸和乙酸。通過配對t檢驗發(fā)現(xiàn)，較之普通酸奶，褐色酸奶乳酸含量顯著偏低（P＜0.05），但檸檬酸和琥珀酸含量顯著偏高（P＜0.05）。值得一提的是，褐色酸奶中草酸、酒石酸、蘋果酸和乙酸含量與普通酸奶差異不顯著（P＞0.05）。

表3 褐色酸奶和普通酸奶機(jī)酸含量的比較分析（n=20）

2.3 褐色酸奶和普通酸奶各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的比較分析

褐色酸奶和普通酸奶各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的比較分析如表4所示。

表4 褐色酸奶和普通酸奶各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的比較分析（n=20）

由表4可知，褐色酸奶的硬度、稠度、凝聚性、表觀黏度和黏度均顯著小于普通酸奶（P＜0.05），而脫水收縮敏感性呈現(xiàn)出相反的趨勢（P＜0.05）。究其原因可能在于在高溫褐變的過程中，復(fù)原乳中酪蛋白和乳清蛋白發(fā)生了變性，因而在后續(xù)酸奶發(fā)酵過程中不能形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)凝膠結(jié)構(gòu)。

2.4 褐色酸奶和普通酸奶整體產(chǎn)品品質(zhì)的評價

在采用配對t檢驗對酸奶各色度、滋味和質(zhì)構(gòu)指標(biāo)進(jìn)行顯著性分析的基礎(chǔ)上，本研究進(jìn)一步采用PCA、MANOVA和UPGMA等多元統(tǒng)計學(xué)方法對褐色酸奶和普通酸奶的整體產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行了評價，因兩類酸奶色度差異較大，肉眼即可以直接分辨出，所以本研究未將色度指標(biāo)進(jìn)一步納入多元統(tǒng)計學(xué)分析。經(jīng)主成分分析發(fā)現(xiàn)，褐色酸奶和普通酸奶產(chǎn)品品質(zhì)信息可由前4個主成分代表，其累計方差貢獻(xiàn)率為88.03%。其中第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率分別為48.44%和21.26%，褐色酸奶和普通酸奶整體產(chǎn)品品質(zhì)PCA的因子載荷圖如圖1所示。

圖1 褐色酸奶和普通酸奶整體產(chǎn)品品質(zhì)PCA的因子載荷圖

由圖1可知，第一主成分主要由稠度、酸味、黏度、鮮味和表觀黏度5個指標(biāo)組成，第二主成分主要由澀味、苦味、后味A和豐度4個指標(biāo)組成。

由圖2可知，當(dāng)以酸奶類型為分組依據(jù)時，20個樣品可以分為2組，褐色酸奶和普通酸奶在空間排布上分別呈現(xiàn)出明顯的聚類趨勢，因此我們可以定性的認(rèn)為兩類酸奶產(chǎn)品品質(zhì)存在較大差異。本研究進(jìn)一步使用MANOVA對不同類型酸奶品質(zhì)的差異性進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其差異極其顯著（P＜0.001）。結(jié)合圖1可知，褐色酸奶較之普通酸奶在因子得分圖上的分布整體偏左，因此褐色酸奶的稠度、黏度、表觀黏度和酸奶明顯低于普通酸奶，而鮮味呈現(xiàn)出相反的趨勢，這與配對t檢驗結(jié)果一致。

圖2 褐色酸奶和普通酸奶品質(zhì)PCA的因子得分圖

由圖2亦可知，當(dāng)以發(fā)酵劑作為分組依據(jù)時，20個樣品可以分為10組，同一發(fā)酵劑制備的褐色酸奶和普通酸奶沒有呈現(xiàn)出明顯的聚類趨勢，使用MANOVA對不同發(fā)酵劑制備的酸奶品質(zhì)差異性進(jìn)行分析時，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其差異不顯著（P＞0.05）。由此可見，褐色酸奶和普通酸奶產(chǎn)品品質(zhì)存在顯著差異，且加熱使復(fù)原乳褐變這種加工方式對酸奶品質(zhì)的影響要遠(yuǎn)大于發(fā)酵劑菌株的影響。為了進(jìn)一步驗證上述分析結(jié)果，本研究進(jìn)一步采用基于UPGMA的聚類分析對兩類酸奶的品質(zhì)進(jìn)行了評價，如圖3所示。

圖3 基于UPGMA褐色酸奶和普通酸奶品質(zhì)的聚類分析

由圖3可知，當(dāng)平均距離取500時，20個酸奶樣品可以分為4個聚類，其中聚類I包含4個樣品，聚類II、聚類III各包含3個樣品，以上3個聚類均由普通酸奶樣品組成；聚類IV包含10個樣品，均由褐色酸奶樣品組成。由此可見，UPGMA結(jié)果與PCA結(jié)果一致，即褐色酸奶和普通酸奶產(chǎn)品品質(zhì)存在顯著差異，且加熱使復(fù)原乳褐變這種加工方式對酸奶品質(zhì)的影響要遠(yuǎn)大于發(fā)酵劑菌株的影響。

3 結(jié) 論

研究表明，褐色酸奶和普通酸奶產(chǎn)品品質(zhì)存在顯著差異。相對于普通酸奶，褐色酸奶的酸味、硬度、稠度、凝聚性、表觀粘度和粘度均顯著偏小，而脫水收縮敏感性偏大。本研究亦發(fā)現(xiàn)乳酸和乙酸為酸奶中的主要有機(jī)酸，且褐色酸奶乳酸含量顯著低于普通酸奶。