木糖醇金針菇酸奶發(fā)酵工藝研究

熊榮園 王黎明 羅通彪 尚 英 葉明芬 康林芝

（1南充職業(yè)技術(shù)學院，四川南充637000；2四川省華鎣市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川廣安638600；3韶關(guān)學院，廣東韶關(guān)512000）

金針菇質(zhì)地柔軟，營養(yǎng)豐富，含有八種人體必需氨基酸，以及多種生物活性成分如金針菇多糖、多聚糖蛋白等[1-2]。因此，金針菇被稱為抗癌食品。金針菇也被稱為益智菇，主要是金針菇中鋅含量較高，對于兒童的大腦發(fā)育、提升智力具有積極的作用[3]。在人體代謝中，木糖醇不會受到胰島素的調(diào)節(jié)作用，也不會被口腔中的細菌發(fā)酵造成齲齒，能減少牙斑的形成，但同樣具備蔗糖的甜味，可以用來代替蔗糖作為甜味劑應(yīng)用于酸奶發(fā)酵，更加適于糖尿病患者以及口腔易齲齒的兒童食用[4-6]。

研究旨在乳酸菌發(fā)酵酸奶的過程中，添加殘次金針菇的汁液，以木糖醇代替蔗糖作為甜味劑，以常規(guī)發(fā)酵時間為基礎(chǔ)，探究金針菇汁液、木糖醇、乳酸菌發(fā)酵劑的添加量，制定最佳的發(fā)酵工藝。發(fā)酵選擇的甜味劑為木糖醇，乳酸菌酸奶可以適于更多的人群特別是兒童、糖尿病人食用。原料金針菇是殘次的金針菇，可增加殘次金針菇的食用附加值，同時也為金針菇的深加工提供思路，對促進食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有推動作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金針菇：市購，采用外形殘次、質(zhì)地新鮮的金針菇；乳酸菌：丹尼斯克菌種，嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種，購于山東悠樂滋生物科技有限公司；木糖醇：食品級，購于山東龍力生物科技股份有限公司；穩(wěn)定劑：黃原膠，食品級，河南萬邦實業(yè)有限公司。

1.2 試驗設(shè)備

電子天平、恒溫發(fā)酵箱、組織搗碎機、均質(zhì)機、冰箱、酸度計等。

1.3 工藝流程

金針菇浸提液制備→發(fā)酵劑的制備→原料混合→裝瓶→殺菌（90℃、5min）→冷卻（42℃）→接種→發(fā)酵→冷卻后熟→成品→評定

1.4 工藝要點

1.4.1 金針菇浸提液制備

選取新鮮、無污染、無腐爛的外形殘次金針菇，清洗干凈，切掉菌根，在熱水中熱燙1min，提高金針菇的出汁率。切碎，放入組織搗碎機中，加水打碎勻漿（料水比=1∶1（g∶mL），再用4層紗布過濾，收集濾液，冷藏備用。

1.4.2 發(fā)酵劑的制備

將低溫下保存的50DCU的嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種凍干粉以0.1%的比例添加至滅菌純牛乳中于42℃進行擴大培養(yǎng)，作為發(fā)酵劑備用。

1.4.3 原料混合

按設(shè)計的濃度梯度添加純牛乳、木糖醇、金針菇浸提汁液及0.3%的穩(wěn)定劑，裝瓶并攪拌。

1.4.4 均質(zhì)

將原料預熱并控制原料溫度低于70℃進行均質(zhì)勻漿，并裝瓶。

1.4.5 殺菌冷卻

將瓶裝原料放入高壓滅菌鍋在90℃滅菌5min，快速冷卻至42℃。

1.4.6 接種

將冷卻至42℃的發(fā)酵瓶取出，按設(shè)計的濃度梯度加入乳酸菌發(fā)酵劑，混勻，再用保鮮膜密封并加蓋。

1.4.7 發(fā)酵

將接種后的發(fā)酵瓶放入培養(yǎng)箱中42℃恒溫培養(yǎng)8h。

1.4.8 冷卻后熟

將發(fā)酵后的發(fā)酵瓶置于4℃的冰箱中冷卻后熟12h。

1.5 發(fā)酵條件的單因素試驗

1.5.1 金針菇汁液添加量對酸奶品質(zhì)的影響

以純牛乳為基質(zhì)，添加6%的木糖醇、0.3%的穩(wěn)定劑，金針菇汁液濃度梯度為4%、6%、8%、10%，混合均勻后進行均質(zhì)，殺菌冷卻，添加2%的發(fā)酵劑，在42℃下恒溫發(fā)酵8h，取出冷卻后熟12h，并且進行感官評定。

1.5.2 木糖醇添加量對酸奶品質(zhì)的影響

以純牛乳為基質(zhì)，添加6%的金針菇汁液、0.3%的穩(wěn)定劑，木糖醇濃度梯度為4%、6%、8%、10%，混合均勻后進行均質(zhì)，殺菌冷卻，添加2%的發(fā)酵劑，在42℃下恒溫發(fā)酵8h，取出冷卻后熟12h，并且進行感官評定。

1.5.3 發(fā)酵劑添加量對酸奶品質(zhì)的影響

以純牛乳為基質(zhì)，添加6%的金針菇汁液、6%的木糖醇，0.3%的穩(wěn)定劑，混合均勻后進行均質(zhì)，殺菌冷卻，添加濃度梯度為1%、2%、4%、6%的發(fā)酵劑，在42℃下恒溫發(fā)酵8h，取出冷卻后熟12h，并且進行感官評定。

1.5.4 發(fā)酵條件的正交試驗

選取金針菇汁液、木糖醇、發(fā)酵劑3個因素，每個因素3個水平，對發(fā)酵條件進行L9（33）正交試驗，并進行感官評定。

表1 正交試驗的因素水平

1.6 檢測方法

1.6.1 感官檢驗的方法

采用模糊數(shù)學法進行感官評定[7]。隨機選出10人組成評價小組，采用目測、鼻嗅、口嘗等方式依次進行感官評定，填寫感官評定表，收集感官評定表進行統(tǒng)計分析。以乳清析出、香味、滋味、組織狀態(tài)為因素集，用U表示，以優(yōu)良中差為評語集，用V表示，本研究中V=｛25，20，15，10｝，其中25，20，15，10分別代表25分（優(yōu)）、20分（良）、15分（中）、10分（差）。根據(jù)U×V的模糊關(guān)系建立N個模糊矩陣R，確定權(quán)重集X，建立模糊關(guān)系的綜合評價集Y=X×R，并且將評價集進行歸一化便于評價。為了將最終評判結(jié)果轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)值，規(guī)定一個分值區(qū)域H=（90，80，70，60）與評價集對應(yīng)，將所得的模糊評定結(jié)果量化為具體分值[8-11]。

1.6.2 感官檢驗的標準

以乳清析出、香味、滋味、組織狀態(tài)為基本評價指標，具體評定標準見表2。

表2 感官檢驗評定標準

1.7 統(tǒng)計分析

采用MicrosoftExcle2016進行結(jié)果處理及統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 金針菇汁液添加量對酸奶品質(zhì)的影響

不同的金針菇汁液添加量對酸奶品質(zhì)的影響見圖1。

由圖1可知，通過模糊數(shù)學法的感官評分可以看出，不同金針菇汁液添加量對酸奶的品質(zhì)具有一定程度的影響。添加6%的金針菇汁液來發(fā)酵酸奶，模糊感官評分為84.35，品質(zhì)較好。隨著金針菇汁液添加量的增加，酸奶的品質(zhì)在下降。添加10%的金針菇汁液，酸奶的綜合品質(zhì)偏低，模糊感官評分為79.65，說明金針菇汁液添加太多，乳酸菌發(fā)酵凝乳效果略差，口感細膩度不夠，整體協(xié)調(diào)性較差[12-13]。

圖1 金針菇汁液添加量對酸奶品質(zhì)的影響

2.2 木糖醇添加量對酸奶品質(zhì)的影響

不同木糖醇添加量對酸奶品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 木糖醇添加量對酸奶品質(zhì)的影響

由圖2可知，通過模糊數(shù)學法的感官評分可以看出，不同木糖醇添加量對酸奶的品質(zhì)具有一定程度的影響，添加6%的木糖醇來發(fā)酵酸奶，模糊感官評分為84.85，品質(zhì)較好。隨著木糖醇添加量的增加，酸奶的品質(zhì)在下降，添加10%的木糖醇，酸奶的綜合品質(zhì)偏低，酸奶的模糊感官評分為79.20分。用木糖醇代替蔗糖可以讓高血糖人群以及糖尿病患者血糖升高，但是木糖醇在低溫下其甜度比蔗糖高，添加量多對酸奶的酸甜風味具有影響，進而影響酸奶的整體協(xié)調(diào)性[14-15]。

2.3 發(fā)酵劑添加量對酸奶品質(zhì)的影響

不同發(fā)酵劑添加量對酸奶品質(zhì)的影響見圖3。

由圖3可知，通過模糊數(shù)學法的感官評分可以看出，不同乳酸菌發(fā)酵劑添加量對酸奶品質(zhì)的影響比較明顯。隨著增加發(fā)酵劑添加量，酸奶的模糊感官評分先升高后降低。添加2%的發(fā)酵劑來發(fā)酵酸奶，模糊感官評分為85.80，品質(zhì)最好。隨著發(fā)酵劑添加量的增加，酸奶的品質(zhì)在逐漸下降。添加6%的乳酸菌，酸奶的綜合品質(zhì)最低，模糊感官評分為75.40。在一定的條件下，乳酸菌添加越多，發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸含量越多，酸奶的甜酸比偏低，滋味不醇厚，與金針菇的風味協(xié)調(diào)性較差，整體品質(zhì)偏低。

圖3 發(fā)酵劑添加量對酸奶品質(zhì)的影響

2.4 發(fā)酵條件的正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)1.6.1的方法，選取金針菇汁液、木糖醇、發(fā)酵劑3因素進行正交試驗，優(yōu)化發(fā)酵工藝條件。根據(jù)評價小組對9個處理的感官評分值所分別建立9個模糊矩陣，再根據(jù)模糊矩陣所對應(yīng)的模糊關(guān)系建立9個綜合評價集，歸一化后，規(guī)定一個分值區(qū)域H=（90，80，70，60）與相應(yīng)的評價集對應(yīng)，就將所得的模糊評判結(jié)果量化為具體的分值，結(jié)果如下表3所示。

由表3可知，以模糊數(shù)學法進行感官評定的分值得出最佳的發(fā)酵條件組合為A2B1C2，模糊感官評分為85.00分，即發(fā)酵條件組合為金針菇汁液添加量為6%，木糖醇的添加量為4%，乳酸菌發(fā)酵劑的添加量為2%。通過極差分析可以看出，三種因素對酸奶感官品質(zhì)影響大小的排序分別是金針菇汁液添加量＞木糖醇添加量＞發(fā)酵劑添加量。在酸奶發(fā)酵過程中，金針菇汁液添加量對酸奶的品質(zhì)影響最顯著，主要源于金針菇汁液中營養(yǎng)豐富，多糖、氨基酸等成分對乳酸菌發(fā)酵有促進作用。但是添加汁液太多時，金針菇的味道將酸奶本身的風味掩蓋，同時也使得酸奶的細膩度降低，進而影響其感官品質(zhì)[12]。添加不同量的木糖醇對酸奶的感官品質(zhì)影響也較明顯，主要因為木糖醇的甜度和蔗糖相近。但在低溫下木糖醇甜度更高，添加過多木糖醇將影響酸奶的酸甜風味。不同添加量乳酸菌在42℃恒溫條件下發(fā)酵8h后，其代謝產(chǎn)生的乳酸含量具有一定的差別，但是在同時添加有木糖醇的作用下，其糖酸比差別降低，因而對酸奶的感官品質(zhì)影響最小。

表3 正交設(shè)計及結(jié)果

3 小結(jié)

綜上所述，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取金針菇汁液、木糖醇、乳酸菌發(fā)酵劑添加量3個因素進行正交優(yōu)化試驗，通過模糊數(shù)學法進行感官評定得出木糖醇金針菇酸奶的最佳發(fā)酵工藝條件為：以純牛乳為原料，加入0.3%的穩(wěn)定劑，添加6%的金針菇汁液、4%的木糖醇、2%的乳酸菌發(fā)酵劑，溫度為42℃發(fā)酵8h。本研究采用外形殘次、質(zhì)地新鮮的金針菇作為原料，殘次金針菇經(jīng)過修整，保留具有食用價值和營養(yǎng)價值的金針菇菇體，相比于鮮售，二次加工可以減少損失，提高了經(jīng)濟價值，推動食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。金針菇的氣味淡香，與酸奶能夠較好地融合，提升酸奶的香氣。金針菇中的游離氨基酸種類多，含量高，以金針菇的汁液來作為發(fā)酵的基質(zhì)，可以大大地提升發(fā)酵酸奶游離氨基酸的含量，同時金針菇中含有生物活性物質(zhì)，也大大地提升了發(fā)酵酸奶的營養(yǎng)價值。木糖醇代替蔗糖作為甜味劑，不易被人體吸收，對于糖尿病人以及易齲齒的兒童而言，具有積極的作用。