黃精多糖酸奶的研制及其品質(zhì)分析

王 杰，江潤生，王秋艷，劉 輝，劉恩岐，巫永華

（徐州工程學(xué)院江蘇省食品資源開發(fā)與質(zhì)量安全重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，江蘇徐州 221111）

酸奶由于其良好的風(fēng)味、極高的營養(yǎng)價(jià)值和具有一定的調(diào)理腸道微生物、促進(jìn)消化等生理功能被廣大消費(fèi)者所喜愛，是一種包括乳糖不耐癥人群都可以食用的老少皆宜的乳制品。近年來，為了增加酸奶的品種和提升其功能性質(zhì)，許多研究者將一些果蔬、功能性肽類、低聚糖和多糖等加入到酸奶中，研究其對酸奶發(fā)酵特性的影響，并研制出了南瓜酸奶、山藥酸奶、紫薯酸奶、多肽酸奶、低聚糖酸奶和多糖酸奶[1-6]等產(chǎn)品。這些物質(zhì)的添加，不僅增加了酸奶的花色、品種，也在一定程度上提升了酸奶的品質(zhì)和功能性質(zhì)。有報(bào)道認(rèn)為，酸奶中添加多糖會(huì)與益生菌協(xié)同起到抗氧化和抗衰老的作用[7]，而紫薯酸奶表現(xiàn)出一定的輔助降血壓效果[8]。所以，添加功能成分的功能型酸奶的研發(fā)具有十分廣闊的市場前景。

黃精多糖是黃精中重要的天然化學(xué)物質(zhì)，研究表明其具有良好的抗氧化、抑菌、降血脂、抗腫瘤等生理功能，具有較好的開發(fā)應(yīng)用前景。課題組前期研究了黃精多糖對乳酸菌發(fā)酵特性的影響，表明黃精多糖具有促進(jìn)乳酸菌生長增殖的作用[9]。試驗(yàn)對黃精多糖凝固型酸奶的配方進(jìn)行了研究，為黃精多糖的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和豐富酸奶品質(zhì)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

黃精，亳州千草藥業(yè)有限公司提供；鮮牛乳，徐州私營牛奶廠提供；發(fā)酵粉，北京川秀有限公司提供；果膠，鄭州仁康食品化工有限公司提供；改性木薯淀粉，中泰淀粉有限公司提供；乳清蛋白粉，河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司提供。

1.2 主要儀器設(shè)備

閃式提取儀，河南智晶生物科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品；R206 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海申生科技有限公司產(chǎn)品；TU-1810 型紫外分光光度計(jì)，北京普析通用有限公司產(chǎn)品；實(shí)驗(yàn)室pH 計(jì)，梅特勒-托利多國際股份有限公司產(chǎn)品；L550 型低速離心機(jī)，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司產(chǎn)品；Alphal-2LDPLUS 型真空冷凍干燥機(jī)，德國Christ 公司產(chǎn)品；電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 黃精多糖的制備

參照課題組研究的閃式提取法制備黃精多糖[9]。取適量黃精粉末于提取容器中，按料液比1∶18（g∶mL） 加入純水，充分混勻，用閃式提取器在50 V下提取40 s，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min 離心10 min，取上清液，再將濾渣在料液比1∶10（g∶mL），50 V 下閃式提取40 s，離心取上清液，合并所得上清液，減壓濃縮至一定體積。用Sevage 法除蛋白3 次，加無水乙醇至終體積分?jǐn)?shù)為80%，于4 ℃放置24 h后，離心取沉淀。用乙醚和丙酮分別清洗多糖3 次后，置于-80 ℃下過夜，冷凍干燥后置于自封袋中，于-20 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 黃精多糖酸奶的研究

（1） 鮮牛乳的預(yù)處理。在購買的新鮮牛奶中加入2%乳清蛋白粉，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅糜? ℃冰箱中備用。

（2） 白砂糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶5 份，分別加入1%，3%，5%，7%，9%的白砂糖，分別進(jìn)行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L 的劑量投入乳酸菌，充分混勻后于42 ℃培養(yǎng)箱中發(fā)酵6 h 后置于4 ℃冰箱中后熟，發(fā)酵期間每隔1 h 測1 次pH 值和滴定酸度，并測定產(chǎn)品的持水力，確定白砂糖的最佳添加量。

（3） 果膠添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶5 份，按上述結(jié)果添加白砂糖，分別加入0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的果膠，分別進(jìn)行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L 的劑量投入乳酸菌，按1.3.2（2） 操作，確定果膠的最佳添加量。

（4） 改性木薯淀粉（MCS） 添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶5 份，按上述結(jié)果添加白砂糖和果膠，分別加入0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的改性木薯淀粉，進(jìn)行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L 的劑量投入乳酸菌，按1.3.2（2） 操作，確定改性木薯淀粉的最佳添加量。

（5） 黃精多糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶6 等份，按上述結(jié)果添加白砂糖、果膠和改性木薯淀粉，分別加入0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的黃精多糖，進(jìn)行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L的劑量投入乳酸菌，按1.3.2（2） 操作，確定黃精多糖的最佳添加量。

1.3.3 酸度測定

（1） pH 值測定。每隔1 h 從各樣品中取20 mL發(fā)酵酸奶于25 mL 燒杯中，用pH 計(jì)測定其pH 值。

（2） 滴定酸度的測定。每隔1 h 從各樣品中取5 mL 發(fā)酵酸奶至錐形瓶中，加入10 mL 煮沸冷卻后的去離子，加2 滴0.5%酚酞乙醇溶液，搖勻。用0.1 mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定。滴定酸度用吉爾涅爾度表示。每組樣品做3 次，取平均值。

1.3.4 持水性的測定

取洗凈、干燥的50 mL 離心管，分別編號并稱量，記為m0，在各離心管中按上述條件制備酸奶30 mL 左右，稱量，記為m1。于室溫下，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心10 min，棄去上清液，并將離心管倒置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上10 min 瀝干水分，稱量記為m2，重復(fù)試驗(yàn)3 次，取平均值。樣品的持水性按公式（1） 計(jì)算。

1.3.5 感官評定

由實(shí)驗(yàn)室10 名食品質(zhì)量與安全的大四學(xué)生（6 名女生和4 名男生） 組成評定小組，進(jìn)行感官評定，該小組成員均系統(tǒng)地學(xué)習(xí)過食品感官鑒評的理論和實(shí)踐課程，先期針對產(chǎn)品的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行培訓(xùn)后進(jìn)行評定，收集成員的評定結(jié)果，并去除最高和最低分后取平均值。

感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6 成品酸奶成分測定

（1） 蛋白質(zhì)含量。參照GB 5009.5—2016[10]中凱氏定氮法測定黃精多糖酸奶中的蛋白質(zhì)含量，重復(fù)試驗(yàn)3 次，取平均值。

（2） 脂肪含量。參照GB 5009.6—2016[11]，以索氏提取法測定黃精多糖酸奶中的脂肪含量，重復(fù)試驗(yàn)3 次，取平均值。

（3） 固形物含量。取干凈、烘干至恒質(zhì)量的培養(yǎng)皿，稱量，記為m0，取酸奶樣品置于培養(yǎng)皿內(nèi)，稱量，記為m1，將樣品烘干至恒質(zhì)量，記為m3。同一樣品進(jìn)行3 次測定，取平均值，固形物含量按公式（2） 計(jì)算。

（4） 灰分測定。參照GB 5009.4—2016[12]，將樣品用乙酸鎂試劑混合后靜置10 min，水浴蒸干后先于小電爐上炭化，然后置于馬弗爐灼燒至恒質(zhì)量，參照用乙酸鎂作為空白，做3 組取平均值。

1.3.7 乳酸菌菌落總數(shù)測定

參照GB 4789.35—2016[13]，將后熟24 h 的酸奶樣品稀釋至1×10-4，1×10-5，1×10-6，1×10-7，1×10-8，1×10-9這6 個(gè)稀釋度，每個(gè)稀釋度吸取0.1 mL樣液均勻涂布在MRS 培養(yǎng)基上。培養(yǎng)后計(jì)數(shù)。

1.3.8 黃精多糖酸奶保藏期試驗(yàn)

按照試驗(yàn)獲得的最佳配方制備黃精多糖酸奶，作為試驗(yàn)組，同時(shí)以不加黃精多糖的酸奶為對照組，發(fā)酵完成后置于4 ℃下保藏，每隔1 d 進(jìn)行1 次滴定酸度與pH 值測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃精多糖酸奶的研制

2.1.1 白砂糖添加量的確定

白砂糖添加量對酸奶pH 值的影響見圖1，白砂糖添加量對酸奶滴定酸度的影響見圖2，白砂糖添加量對酸奶持水力的影響見圖3。

圖1 白砂糖添加量對酸奶pH 值的影響

由圖1 ～圖3 可知，在白砂糖添加量為7%時(shí)，樣品酸奶的發(fā)酵狀況最好，pH 值與滴定酸度最先達(dá)到酸奶發(fā)酵所要求的指標(biāo)。同時(shí)，白砂糖添加量小于5%時(shí)，酸奶甜味不足，組織狀態(tài)不穩(wěn)定，持水能力較差；白砂糖添加量過多，可能影響乳酸菌的發(fā)酵效果導(dǎo)致酸奶凝乳不好，后熟后乳清析出較多，持水性差，味道甜膩。故試驗(yàn)選擇7%的白砂糖添加量。

2.1.2 果膠添加量的確定

圖2 白砂糖添加量對酸奶滴定酸度的影響

圖3 白砂糖添加量對酸奶持水性的影響

果膠在酸奶產(chǎn)品起穩(wěn)定作用是由于果膠能與酸奶中蛋白質(zhì)形成親水性復(fù)合物，從而避免蛋白聚合。

果膠添加量對酸奶pH 值的影響見圖4，果膠添加量對酸奶滴定酸度的影響見圖5，果膠添加量對酸奶持水力的影響見圖6。

圖4 果膠添加量對酸奶pH 值的影響

圖5 果膠添加量對酸奶滴定酸度的影響

圖6 果膠添加量對酸奶持水力的影響

由圖4 ～圖6 可知，果膠添加量對樣品酸奶的發(fā)酵效果影響不大，但對酸奶的持水力影響較大，總體上，隨著果膠添加量的增加，酸奶持水性增加。但是，當(dāng)果膠添加量達(dá)到0.7%時(shí)，酸奶會(huì)有明顯的澀味。廖芬等人[14]研究不同穩(wěn)定劑對香蕉凝固型酸奶品質(zhì)的影響試驗(yàn)表明，添加0.5%的果膠能達(dá)到較好的效果。所以試驗(yàn)確定果膠添加量為0.5%。

2.1.3 改性木薯淀粉添加量的確定

有報(bào)道認(rèn)為變性淀粉的加入能夠改善酸奶的穩(wěn)定性和品質(zhì)。

改性木薯淀粉對酸奶pH 值的影響見圖7，改性木薯淀粉對酸奶滴定酸度的影響見圖8，改性木薯淀粉對酸奶持水力的影響見圖9。

圖7 改性木薯淀粉對酸奶pH 值的影響

圖8 改性木薯淀粉對酸奶滴定酸度的影響

圖9 改性木薯淀粉對酸奶持水力的影響

由圖7 ～圖9 可知，改性木薯淀粉的添加對樣品酸奶發(fā)酵過程中段影響較大，可明顯提高乳酸菌的產(chǎn)酸能力，使得酸奶滴定酸度能較快地達(dá)到酸奶國標(biāo)的酸度要求（≥70 °T）。改性木薯淀粉添加量越高，發(fā)酵速度越快，在添加0.5%時(shí)，酸奶已經(jīng)表現(xiàn)出良好的持水性。秦海麗[15]探討了交聯(lián)酯化木薯淀粉在凝固型酸奶中的應(yīng)用，得出其適宜添加量為0.5%～1.0%。孫慢慢[16]認(rèn)為變性淀粉會(huì)在滅菌時(shí)吸水膨脹，增加蛋白凝膠粒子的密度，使酸奶的黏度和持水力增加，穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而改善酸奶的品質(zhì)。王冠群[17]認(rèn)為在酸奶中加入乙?；宦?lián)淀粉，可以增強(qiáng)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，防止酪蛋白的絮凝，并且有可能在膠束表面形成厚的水化吸附層，從而增強(qiáng)酸奶的穩(wěn)定性和持水能力。綜上所述，試驗(yàn)選擇改性木薯淀粉添加量為0.5%。

2.1.4 黃精多糖添加量的確定

黃精多糖添加量對酸奶pH 值的影響見圖10，黃精多糖添加量對酸奶滴定酸度的影響見圖11，黃精多糖添加量對酸奶持水力的影響見圖12。

圖10 黃精多糖添加量對酸奶pH 值的影響

圖11 黃精多糖添加量對酸奶滴定酸度的影響

圖12 黃精多糖添加量對酸奶持水力的影響

由圖10 ～圖12 可知，添加黃精多糖的試驗(yàn)組的滴定酸度的增加速度要小于對照組，說明黃精多糖的添加會(huì)抑制乳酸菌在發(fā)酵過程中的產(chǎn)酸能力，同時(shí)，發(fā)酵結(jié)束后，添加黃精多糖的酸奶酸度低于對照組。多糖的添加對酸奶持水力的影響較小，當(dāng)黃精多糖添加量為0.2%時(shí)，持水力最好。崔國庭等人[18]研究表明，添加1.0%的紅棗多糖能夠提高酸奶的持水力。梁海艷等人[19]研究表明，人參多糖的添加對酸奶的持水性沒有明顯影響。張巖等人[20]報(bào)道認(rèn)為，添加0.04%的松茸多糖能提高酸奶的持水力并改善酸奶組織性狀。由于該試驗(yàn)添加的多糖是粗多糖，有一定的黃精藥材味道，當(dāng)黃精添加量高于0.5%時(shí)，會(huì)使產(chǎn)品藥材風(fēng)味過重，影響產(chǎn)品品質(zhì)。故試驗(yàn)選擇黃精多糖添加量為0.4%。

綜合以上試驗(yàn)，最終確定黃精多糖酸奶的配方在鮮牛奶中加入乳清蛋白粉2%，白砂糖7%，果膠0.5%，改性木薯淀粉0.5%和黃精多糖0.4%。在此參數(shù)下制備獲得的黃精多糖酸奶品質(zhì)良好，有略微的黃精風(fēng)味，酸甜適中，口感細(xì)膩，色澤均一，質(zhì)構(gòu)緊密，形態(tài)穩(wěn)定，無分層現(xiàn)象。

2.2 酸奶滴定酸度、持水力、感官評分和營養(yǎng)成分分析結(jié)果

以試驗(yàn)所得的最優(yōu)配方制備的酸奶為試驗(yàn)組，并以不加黃精多糖的酸奶為對照組，試驗(yàn)組和對照組的酸奶發(fā)酵完成并于4 ℃下保藏24 h 后，對其滴定酸度、持水力和主要成分進(jìn)行測定。

酸奶滴定酸度、持水力、感官得分和營養(yǎng)成分試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 酸奶滴定酸度、持水力、感官得分和營養(yǎng)成分試驗(yàn)結(jié)果

由表2 可知，試驗(yàn)組和對照組的滴定酸度、持水力、蛋白質(zhì)、脂肪和灰分含量基本一致，試驗(yàn)組的固形物含量要高于對照組，但無顯著性差異，可能是由于加入黃精多糖所導(dǎo)致。試驗(yàn)組的感官評分略高于對照組；黃精多糖酸奶中的乳酸菌菌落數(shù)顯著高于對照組（p＜0.05），這可能是由于黃精多糖對乳酸菌具有一定的增殖作用，說明黃精多糖酸奶不僅品質(zhì)明顯優(yōu)于普通酸奶，在調(diào)節(jié)胃腸道功能、促進(jìn)消化等方面也有較大的優(yōu)勢。

2.3 黃精多糖酸奶的保藏期試驗(yàn)結(jié)果

酸奶保藏期滴定酸度的變化見圖13，酸奶保藏期pH 值變化見圖14。

圖13 酸奶保藏期滴定酸度的變化

圖14 酸奶保藏期pH 值變化

酸奶在保藏過程中，雖然溫度較低，但乳酸菌依然在緩慢發(fā)酵，產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生后酸化，而后酸化會(huì)對酸奶的風(fēng)味產(chǎn)生不良影響，酸奶后酸化的程度越大這種不良影響也越大，pH 值與滴定酸度的變化能在一定程度上體現(xiàn)樣品的后酸化程度。由圖13 和14可知，黃精多糖酸奶與對照組酸奶隨著保藏時(shí)間的延長滴定酸度都在緩慢上升，但黃精多糖酸奶的滴定酸度一直低于對照組，而其pH 值高于對照組，說明黃精多糖酸奶在保藏期的后酸化程度明顯低于對照組，因此黃精多糖的添加會(huì)抑制保藏期乳酸菌的產(chǎn)酸。同時(shí)，酸奶的乳清析出量也較對照組少，可能是由于黃精多糖以化學(xué)鍵的形式與酸奶中的蛋白質(zhì)分子相互作用，增強(qiáng)了凝膠結(jié)構(gòu)，使其持水能力更強(qiáng)，防止了乳清的析出[18]。

3 結(jié)論

試驗(yàn)考查了白砂糖、果膠、改性木薯淀粉和黃精多糖添加量對酸奶發(fā)酵特性的影響，確定黃精酸奶的最優(yōu)配方，并對成品的品質(zhì)進(jìn)行分析。試驗(yàn)確定了黃精多糖酸奶的最佳配方，即在鮮牛奶中加入乳清蛋白粉2%，白砂糖7%，果膠0.5%，改性木薯淀粉0.5%和黃精多糖0.4%，經(jīng)均質(zhì)、滅菌后于42 ℃下發(fā)酵6 h，于4 ℃后熟24 h 后制得的黃精多糖酸奶制品品質(zhì)良好，有略微的黃精風(fēng)味，酸甜適中，口感細(xì)膩，色澤均一，質(zhì)構(gòu)緊密，形態(tài)穩(wěn)定，無分層現(xiàn)象?？傻味ㄋ釣?01.02 °T，持水力為90.72 g/g。產(chǎn)品含蛋白質(zhì)6.46%，脂肪10.9%，固形物含量21.1%，灰分7.25%，乳酸菌菌落總數(shù)為9.3×108CFU/mL，其中乳酸菌菌落總數(shù)顯著高于對照組，這說明黃精多糖對乳酸菌具有一定的益生元效果。保藏期試驗(yàn)表明，相較于對照組而言，黃精多糖酸奶在保藏期的后酸化較為緩慢，說明黃精多糖在保藏期能抑制乳酸菌的產(chǎn)酸能力，從而在一定程度上延長了酸奶的保藏期。