Maillard風(fēng)味酸奶開發(fā)

范晨，姜淑娟，徐慶慶，錢方，妥彥峰，牟光慶

（大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧大連116034）

Maillard反應(yīng)是羰基化合物（尤其是還原糖）與氨基化合物（氨基酸、肽類、蛋白質(zhì)等）發(fā)生的一系列復(fù)雜的非酶促褐變反應(yīng)，也被稱為羰氨反應(yīng)。它是導(dǎo)致食品非酶褐變的主要因素，也是食品風(fēng)味產(chǎn)生的重要來源之一。Maillard反應(yīng)廣泛存在于食品的加工和儲(chǔ)藏過程中，對(duì)食品感官品質(zhì)具有較大影響[1]。Maillard反應(yīng)是一個(gè)較為復(fù)雜的反應(yīng)，產(chǎn)生眾多的中間產(chǎn)物并且產(chǎn)生的終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)復(fù)雜。但因Maillard反應(yīng)能產(chǎn)生令人愉悅的焦糖面包香氣，并能夠賦予食品獨(dú)特的色澤，因此成為近年食品加工中研究的熱點(diǎn)[2]。

酸奶自古至今擁有悠久的歷史，可為人體提供豐富的蛋白質(zhì)、鈣、維生素等物質(zhì)[3-5]。目前市場上新推出的炭燒酸奶是通過在配料中添加還原糖，經(jīng)過長時(shí)間的滅菌并進(jìn)行Maillard焦糖化反應(yīng)使其產(chǎn)生褐變從而形成的一種具有特殊風(fēng)味的酸奶[6]。憑借其獨(dú)特的口味和與色澤而深受消費(fèi)者的歡迎，在年輕人群中更是備受青睞。

與傳統(tǒng)依靠添加劑生產(chǎn)風(fēng)味酸奶方式不同，利用酸奶加工中營養(yǎng)成分自然發(fā)生Maillard反應(yīng)開發(fā)風(fēng)味酸奶更受推崇?，F(xiàn)在市面上Maillard風(fēng)味酸奶工藝條件與效果不一，本文將研究不同工藝條件對(duì)Maillard風(fēng)味酸奶的感官質(zhì)量和口味的影響，并進(jìn)行優(yōu)選研究，開發(fā)具有良好口味和品質(zhì)的Maillard風(fēng)味酸奶，進(jìn)行探討風(fēng)味酸奶開發(fā)的可行新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮牛乳：大連三寰乳業(yè)有限公司；無水葡萄糖：河南省山家人耕道貿(mào)易有限公司；直投式發(fā)酵劑（保加利亞桿菌與嗜熱鏈球菌1∶1）：北京川秀科技有限公司；果膠：浙江省多味化工食品有限公司；瓊脂：河南省山家人耕道貿(mào)易有限公司；蘋果果醬：天津口維可國際貿(mào)易有限公司；菠蘿果醬：廣州味可美食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LRH-150F生化培養(yǎng)箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；SC-80C全自動(dòng)色差計(jì)：北京康光有限公司；R/S Rheometer流變儀：美國Brookfield有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 酸奶制作

自制酸奶工藝流程參考劉洪等方法，略有修改[7]：將鮮牛奶與葡萄糖混合后，對(duì)牛奶進(jìn)行加熱殺菌處理，使其發(fā)生Maillard反應(yīng)產(chǎn)生褐變。冷卻至25℃，進(jìn)行接種發(fā)酵，發(fā)酵條件為37℃培養(yǎng)8 h。加入穩(wěn)定劑和風(fēng)味物質(zhì)，于4℃冷藏12 h后熟，制得Maillard風(fēng)味酸奶。

1.3.2 Maillard酸奶工藝條件研究

分別從影響Maillard反應(yīng)的4個(gè)主要條件[8-10]：加熱溫度、加熱時(shí)間、葡萄糖添加量和高溫處理時(shí)間，進(jìn)行單因素試驗(yàn)研究Maillard反應(yīng)條件對(duì)酸奶的感官質(zhì)量影響，以確立適宜的Maillard反應(yīng)條件。

1）加熱溫度

鮮牛乳150 mL，葡萄糖添加量固定為8%，加熱時(shí)間固定為 120 min，加熱溫度分別為 90、93、95、98℃，進(jìn)行Maillard反應(yīng)后制作酸奶，進(jìn)行酸奶色澤、滴定酸度測定和酸奶品嘗評(píng)價(jià)，確定適宜Maillard反應(yīng)的加熱溫度。

2）加熱時(shí)間

鮮牛乳150 mL，葡萄糖添加量固定為8%，水浴加熱溫度固定為95℃。加熱時(shí)間分別為105、110、115、120 min進(jìn)行Maillard反應(yīng)后制作酸奶，進(jìn)行酸奶色澤、滴定酸度測定和酸奶品嘗評(píng)價(jià)，確定適宜Maillard反應(yīng)的加熱時(shí)間。

3）葡萄糖添加量

鮮牛乳150 mL，加熱溫度固定為95℃，加熱時(shí)間120 min。葡萄糖添加量分別為2%、4%、6%、8%進(jìn)行Maillard反應(yīng)后制作酸奶，進(jìn)行酸奶色澤、滴定酸度測定和酸奶品嘗評(píng)價(jià)，確定適宜Maillard反應(yīng)的葡萄糖添加量。

4）高溫高壓處理時(shí)間

鮮牛乳150 mL，葡萄糖添加量固定為8%，使用自動(dòng)高壓滅菌器在加壓條件下，加熱溫度為121℃，分別加熱 5、10、15、20 min，進(jìn)行 Maillard 反應(yīng)后制作酸奶，進(jìn)行酸奶色澤、滴定酸度測定和酸奶品嘗評(píng)價(jià)，確定在高溫高壓條件下適宜Maillard反應(yīng)的處理時(shí)間。

1.3.3 Maillard酸奶口味研究

選取食用級(jí)果膠和瓊脂進(jìn)行穩(wěn)定劑種類選擇。鮮牛乳150 mL，葡萄糖固定添加量為8%，于確定的適宜Maillard反應(yīng)條件進(jìn)行Maillard反應(yīng)。酸奶發(fā)酵完成后，分別加入0.1%瓊脂或0.1%果膠，攪拌均勻，于4℃冷藏12 h后熟，通過酸奶品嘗評(píng)價(jià)，確定適宜的穩(wěn)定劑種類。

酸奶制作完成后，加入適宜的穩(wěn)定劑，分別研究添加蘋果果醬或菠蘿果醬（10%、15%），攪拌均勻，于4℃冷藏12 h后熟，通過酸奶品嘗評(píng)價(jià)，確定適宜的風(fēng)味物質(zhì)調(diào)配。

1.4 測定方法

1.4.1 酸奶滴定酸度測定

按照GB 5009.239-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測定》中的酚酞指示劑法執(zhí)行[11]。滴定單位以°T表示，即每100 mL樣品消耗0.1 mol/L NaOH溶液毫升數(shù)。

1.4.2 色差測定

選用康光SC-80C色差計(jì)測定。以50 mL普通酸奶色澤作為參比標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行測定Maillard反應(yīng)酸奶色澤，與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，測定△E值，重復(fù)3次，記錄數(shù)據(jù)?！鱁值表示待測樣品與對(duì)照樣品之間的色差值，△E越大，表示顏色變化越大。

1.4.3 統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)均進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和單因素方差分析（ANOVE，LSD）。所有數(shù)據(jù)均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，p＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 Maillard酸奶工藝條件確定

2.1.1 加熱溫度影響

不同溫度加熱處理后酸奶照片見圖1。加熱溫度對(duì)酸奶色差和滴定酸度影響見圖2。

根據(jù)圖1觀察，在添加8%葡萄糖，加熱時(shí)間120 min條件下，隨著加熱處理溫度提高，制得的酸奶顏色逐漸加深，加熱溫度對(duì)于牛奶Maillard反應(yīng)程度有一定促進(jìn)作用。圖2色差定量結(jié)果表明，加熱溫度變化對(duì)酸奶色澤具有顯著性影響，當(dāng)加熱溫度提升到95℃時(shí)，顏色加深，△E值明顯提高；當(dāng)98℃時(shí)△E達(dá)到最大值23.8，這與圖1中觀察到的色差結(jié)果一致。Maillard風(fēng)味酸奶的色澤隨溫度的升高而增加，說明加熱溫度越高，Maillrad反應(yīng)越劇烈，因此牛奶褐變顏色越深。但在不同溫度的條件下，其褐變程度存在很大的差別，溫度越高，褐變?cè)絿?yán)重，且褐變速率越快[12]。這一結(jié)果與龔巧玲等對(duì)影響食品中Maillrad反應(yīng)溫度、時(shí)間以及水分活度等因素研究相符，Maillrad反應(yīng)受溫度的影響較大，溫度提高10℃左右時(shí)，褐變速度會(huì)提高3倍～5倍[13]。

圖2 加熱溫度對(duì)酸奶色差和滴定酸度影響Fig.2 Effect of heating temperature on yoghurt color and titration acidity

由圖2滴定酸度測定結(jié)果可知，加熱溫度變化對(duì)褐變酸奶滴定酸度沒有顯著性影響。但加熱溫度變化對(duì)Maillard風(fēng)味酸奶口感有著一定影響，有研究表明，在酸奶發(fā)生Maillard反應(yīng)的過程中，會(huì)產(chǎn)生多種復(fù)雜的風(fēng)味物質(zhì)[14]。酸奶經(jīng)品嘗評(píng)價(jià)，隨著加熱溫度的提高，口感較黏稠，并且口味變甜。綜上所述，在添加8%葡萄糖，加熱120 min的條件下，加熱溫度98℃是Maillard酸奶的酸度、色澤以及口味形成的較為適宜條件。

2.1.2 加熱時(shí)間影響

不同加熱時(shí)間處理后酸奶照片見圖3。加熱時(shí)間對(duì)酸奶色差和滴定酸度影響見圖4。

圖3 不同加熱時(shí)間處理后酸奶照片F(xiàn)ig.3 Photo of yoghurt after different heating time treatment

圖4 加熱時(shí)間對(duì)酸奶色差和滴定酸度影響Fig.4 Effect of heating time on yoghurt color and titration acidity

由圖3觀察分析，在添加8%葡萄糖，98℃加熱的條件下，隨著加熱時(shí)間的增加，酸奶顏色變化不明顯。根據(jù)圖4色差定量結(jié)果分析，加熱時(shí)間由105 min增加到110 min時(shí)，酸奶顏色明顯加深；而當(dāng)加熱時(shí)間超過110 min后，顏色沒有顯著變化。根據(jù)趙晶等對(duì)滅菌型乳酸菌飲料Maillard工藝反應(yīng)時(shí)間研究影響報(bào)道，Maillard反應(yīng)時(shí)間延長，產(chǎn)品透光度變化降低，穩(wěn)定性變好[15]。

根據(jù)圖4滴定酸度結(jié)果顯示，加熱時(shí)間增加到115 min時(shí)，酸奶的滴定酸度并沒有明顯變化，進(jìn)一步增加到120 min時(shí)，滴定酸度明顯下降。根據(jù)肖英在2014年對(duì)酸奶制品酸度研究結(jié)果指出，酸奶最適滴定酸度為 60°T～80°T，酸度過高的產(chǎn)品，口感往往不佳[16]。這與酸奶品嘗評(píng)價(jià)結(jié)果相符，酸奶品嘗評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)Maillard風(fēng)味酸奶隨著加熱時(shí)間增加，口味逐漸變甜，加熱120 min后制得的酸奶口味最甜。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，加熱105 min制得的Maillard風(fēng)味酸奶的口感與其他加熱時(shí)間組相比口感較稀，加熱110 min以上制得的Maillard風(fēng)味酸奶口感更為黏稠。綜上所述，在添加8%葡萄糖，加熱溫度98℃條件下，加熱時(shí)間為120 min時(shí)，酸奶酸度合適，色澤適宜，口感較好，因此加熱時(shí)間120 min是Maillard酸奶的酸度、色澤以及口味形成的較為適宜條件。

2.1.3 葡萄糖添加量影響

添加不同量葡萄糖后酸奶的照片見圖5。葡萄糖添加量對(duì)酸奶色差和滴定酸度影響見圖6。

圖5 添加不同量葡萄糖后酸奶的照片F(xiàn)ig.5 Photo of yoghurt after different contents of glucose

圖6 葡萄糖添加量對(duì)酸奶色差和滴定酸度影響Fig.6 Effect of glucose addition on yoghurt color and titration acidity

根據(jù)圖5觀察，在98℃，120 min加熱的條件下，隨著葡萄糖添加量的增加，所制得Maillard酸奶顏色逐漸加深。并由圖6色差定量結(jié)果分析，葡萄糖添加量對(duì)酸奶色澤具有顯著性影響。當(dāng)葡萄糖添加量從2%增加到8%時(shí)，酸奶褐變顏色顯著性增加。在葡萄糖添加量為8%時(shí)，顏色最深，色差達(dá)到最大值22.56。吳惠玲等對(duì)葡萄糖與Maillard反應(yīng)關(guān)系研究指出葡萄糖屬于醛糖，其末端基團(tuán)位阻效應(yīng)更小，易與氨基酸發(fā)生反應(yīng)[17]。當(dāng)葡萄糖添加量增加，與更多氨基酸進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生Maillard反應(yīng)越劇烈。同時(shí)韓梅等研究褐色乳酸菌飲料中Maillard反應(yīng)條件影響因素所得結(jié)果表明，Maillard反應(yīng)的強(qiáng)度隨著葡萄糖添加量的增加而增大，但當(dāng)葡萄糖添加量大于10%時(shí)，Maillard反應(yīng)程度變化不顯著[18]。

通過圖6滴定酸度結(jié)果定量顯示，葡萄糖添加量對(duì)酸奶滴定酸度具有顯著性影響，隨著葡萄糖增加，酸奶的滴定酸度逐漸減小，葡萄糖添加量為2%時(shí)酸度值最大，為84°T；葡萄糖添加量為8%時(shí)酸度值最小，為60°T。酸奶品嘗評(píng)價(jià)可知，隨著葡萄糖添加量增加，酸奶口味明顯逐漸變甜。當(dāng)葡萄糖添加量增加到6%以上時(shí)酸奶口感較為濃稠。結(jié)合分析圖6滴定酸度結(jié)果，隨著葡萄糖添加量增加，酸奶酸甜比口味產(chǎn)生變化。在加熱溫度98℃，加熱時(shí)間120 min的條件下，葡萄糖添加量8%是酸奶的酸度、色澤以及口味形成的較為適宜條件。

2.1.4 高溫高壓加熱時(shí)間影響

高溫高壓加熱不同時(shí)間后酸奶照片見圖7。高溫處理時(shí)間變化對(duì)對(duì)酸奶色差和滴定酸度影響見圖8。

圖7 高溫加熱不同時(shí)間后酸奶照片F(xiàn)ig.7 Photo of yoghurt after high-temperature heat treatment for different time

通過對(duì)圖7觀察，在高溫高壓121℃條件下，隨著高溫高壓處理時(shí)間增加，酸奶顏色逐漸加深。由圖8色差結(jié)果定量顯示，高溫高壓處理時(shí)間變化對(duì)色差的影響顯著，隨著時(shí)間增加，酸奶褐變顏色逐漸加深。在高溫高壓121℃條件下，加熱時(shí)間從5 min增加到最高值30.3。加熱時(shí)間繼續(xù)增加，酸奶色差不再增大。高溫高壓處理時(shí)間變化對(duì)滴定酸度的影響顯著。制作酸奶過程中發(fā)現(xiàn)，與水浴加熱相比，高溫高壓處理后牛奶的凝乳時(shí)間顯著延長，需8 h～10 h才能凝乳。

圖8 高溫處理時(shí)間變化對(duì)對(duì)酸奶色差和滴定酸度影響Fig.8 Effect of high-temperature treatment time on the color and titration acidity of yoghurt

酸奶經(jīng)過品嘗評(píng)價(jià)后，在高溫高壓121℃條件下，處理5 min及10 min后，所得Maillard酸奶口感較為細(xì)膩，但與水浴加熱處理制得的酸奶相比奶香味較淡，酸味較為明顯。高溫高壓處理15 min及20 min后，所得Maillard酸奶乳清析出、脂肪上浮現(xiàn)象較為嚴(yán)重，并且組織狀態(tài)較散，酸奶口感不佳，有顆粒感。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于在熱處理?xiàng)l件下乳蛋白之間產(chǎn)生的相互作用，降低了乳品的穩(wěn)定性。其中酪蛋白具有較高的熱穩(wěn)定性，變性溫度為100℃，在低于100℃條件下熱處理不會(huì)影響酪蛋白的化學(xué)性質(zhì)[19]。高溫處理使得隨著Maillard反應(yīng)加劇，產(chǎn)生更多Maillard風(fēng)味物質(zhì)，因此酸奶顏色加深，褐變程度增大，同時(shí)高溫處理也影響了酸奶口感。因此在添加8%葡萄糖，高溫121℃條件下，加熱10 min也是較適宜的Maillard反應(yīng)時(shí)間。

2.2 Maillard酸奶口味研究

添加穩(wěn)定劑后酸奶照片見圖9。

圖9 添加穩(wěn)定劑后酸奶照片F(xiàn)ig.9 Photo of yoghurt after stabilizer addition

固定葡萄糖添加量為8%，分別于已確定出的兩種較適宜Maillard反應(yīng)條件（98℃、120 min和高溫121℃、10 min）進(jìn)行Maillard反應(yīng)，發(fā)酵制作酸奶。分別加入0.1%瓊脂或0.1%果膠，攪拌均勻，于4℃冷藏12 h后熟。王曉妍等對(duì)褐色乳酸菌飲料研究結(jié)果分析，酸奶是一個(gè)膠體體系，易出現(xiàn)分層、絮凝等現(xiàn)象，加入適當(dāng)穩(wěn)定劑是避免該現(xiàn)象發(fā)生的有效方法之一[20]。由圖9中可以看出穩(wěn)定劑添加后褐變酸奶顏色無差別，但酸奶凝乳現(xiàn)象較好，乳清析出現(xiàn)象減少。通過酸奶品嘗評(píng)價(jià)，添加穩(wěn)定劑后，酸奶口感較為細(xì)膩。尤其加入果膠后的酸奶口感更黏稠，更容易被人接受，因此選取0.1%含量的果膠為適宜穩(wěn)定劑。

選定穩(wěn)定劑后，添加不同風(fēng)味物質(zhì)。添加風(fēng)味物質(zhì)酸奶照片見圖10。

圖10 添加風(fēng)味物質(zhì)酸奶照片F(xiàn)ig.10 Photo of yoghurt after flavor substance addition

根據(jù)圖10結(jié)果，添加風(fēng)味物質(zhì)后，酸奶色澤上并無明顯差別，然后進(jìn)行品嘗試驗(yàn)。結(jié)果顯示由于蘋果果醬有酸澀的味道，添加蘋果果醬的酸奶口感偏酸，有蘋果香氣，添加菠蘿果醬的酸奶口感略甜，水果味濃郁，并有菠蘿香氣，口感較稠。菠蘿果醬添加量10%時(shí)，果醬味道不明顯，口感較稀薄。添加量15%時(shí)，口感適中，酸甜爽口。水浴加熱處理后制得的酸奶比高溫處理后制得的酸奶口感更佳。綜上所述，選用果膠作為穩(wěn)定劑，添加量為0.1%，選用菠蘿果醬作為風(fēng)味物質(zhì)，添加量為15%。

經(jīng)過品嘗評(píng)價(jià)，與常壓熱處理后的Maillard酸奶相比，經(jīng)高溫高壓處理的Maillard酸奶酸味較重、甜味較淡，并有顆粒感，口感不如常壓熱處理后的Maillrad酸奶。因此選擇常壓熱處理作為Maillard反應(yīng)條件較為適宜。

3 結(jié)論

確立Maillard風(fēng)味酸奶開發(fā)工藝方案，在葡萄糖添加量8%，98℃加熱120 min Maillard反應(yīng)條件處理所得酸奶感官質(zhì)量相對(duì)較好，制得的酸奶加入添加0.1%的果膠和15%的菠蘿果醬后，所酸奶色澤適宜、質(zhì)地均勻，口感細(xì)膩、酸甜適口，焦糖香味濃郁。