不同溫度發(fā)酵無乳糖酸奶與普通酸奶差異性比較

賈凌云，胡志和，薛 璐，魯丁強(qiáng)，趙旭飛，程凱麗，楊向麗

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134）

乳營養(yǎng)豐富，富含人體生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)調(diào)查，我國有88.9%的成人缺乏乳糖酶，55.1%的成年人有乳糖不耐受癥狀，嚴(yán)重影響了國民對乳的消費(fèi)[1]。目前，國內(nèi)越來越多乳品企業(yè)開始研發(fā)和生產(chǎn)低乳糖或無乳糖的乳制品。在滿足乳糖不耐受消費(fèi)者需求的同時與普通乳制品具有較高的相似性是消費(fèi)者對于無乳糖乳制品的主要要求[1]。早在2010年Adhikari等[2]已經(jīng)開始研究商業(yè)無乳糖乳制品的感官特征，發(fā)現(xiàn)含有乳糖的牛奶具有較高強(qiáng)度的煮熟味及甜味。Milkovska-Stamenova等[3]對無乳糖乳制品與常規(guī)乳制品在貯藏、加工中蛋白質(zhì)糖化的研究表明，在無乳糖的超高溫滅菌奶中，保質(zhì)期內(nèi)貯存使糖基化增加了11 倍。此外，Ohlsson等[4]測定了乳和發(fā)酵乳制品中的乳糖、葡萄糖和半乳糖含量，結(jié)果表明無乳糖酸奶與普通酸奶中半乳糖含量相差不大。

電子鼻、電子舌及電子眼是現(xiàn)代感官評價技術(shù)，能夠?qū)悠返臍馕?、滋味和色澤進(jìn)行評定，與人的感官評價相比，能夠很好地避免由于主觀因素造成的評價差異，目前在食品的生產(chǎn)及品質(zhì)控制方面得到廣泛應(yīng)用。電子眼技術(shù)主要用于水果、蔬菜的品質(zhì)鑒別[5]和水產(chǎn)加工[6]等研究與應(yīng)用；電子舌技術(shù)較多用于橙汁[7]、綠茶[8]、蜂蜜[9]等產(chǎn)品的品質(zhì)控制與鑒別；電子鼻技術(shù)主要用于乳制品[10]、食用油[11]、中藥[12]等的開發(fā)研究與應(yīng)用。但是綜合利用電子鼻、電子眼、電子舌對酸奶感官品質(zhì)的全面研究不多。本研究采用37 ℃和42 ℃發(fā)酵制備普通酸奶和無乳糖酸奶，采用電子眼、電子舌、電子鼻技術(shù)，系統(tǒng)比較在不同的發(fā)酵溫度（37、42 ℃）下生產(chǎn)的普通酸奶及無乳糖酸奶在發(fā)酵和貯藏期間色澤、滋味、氣味成分的差異性，為無乳糖酸奶的生產(chǎn)及品質(zhì)評價提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料乳、乳糖酶（酶活力5 000 U/g） 天津海河乳業(yè)有限公司；白砂糖 廖平糖業(yè)有限責(zé)任公司；乳酸菌丹尼斯克（中國）有限公司；磷酸二氫鉀 西安化學(xué)試劑廠；三水合磷酸氫二鉀、七水合硫酸鎂、碳酸納、鄰硝基苯酚、鄰苯二甲酸氫鉀 天津市化學(xué)試劑供銷公司；乙二胺四乙酸二鈉 北京博奧拓達(dá)科技有限公司；鄰硝基苯-β-D-半乳吡喃糖苷（o-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside，ONPG） 天津昊斯生物技術(shù)有限公司；平板計數(shù)瓊脂 北京奧博星生物技術(shù)有限公司；MRS培養(yǎng)基 北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TU-1810紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；Bayer LactoMonitor乳糖檢測儀 美國拜安捷公司；IRH250F生化培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司；SW-GT-1F超凈工作臺 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；LS-50HJ立式壓力蒸汽滅菌鍋 江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限責(zé)任公司；Supcre G6R全自動菌落計數(shù)儀杭州迅數(shù)科技有限公司；NDJ-5S黏度計 上海方瑞儀器有限公司；IRIS VA400電子眼、HeraclesII電子鼻、Astree電子舌 法國Alpha M.O.S公司。

1.3 方法

1.3.1 乳糖酶活力的檢測

采用惠華英等[13]的ONPG法檢測乳糖酶活力。

1.3.2 無乳糖酸奶的工藝條件確定

工藝流程：原料乳→標(biāo)準(zhǔn)化→添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%白砂糖→均質(zhì)→巴氏殺菌→冷卻、接種發(fā)酵劑（直投式發(fā)酵劑）→發(fā)酵（37、42 ℃）→4 ℃低溫貯存

在普通酸奶生產(chǎn)工藝條件的基礎(chǔ)上，分別添加500、1 000、1 500、2 000、2 500 U/kg乳糖酶，充分?jǐn)嚢韬竺芊?，分別在37、42 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵。使用乳糖檢測儀檢測添加乳糖酶的酸奶中乳糖殘留情況，以乳糖殘留量小于0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）為標(biāo)準(zhǔn)[14]，確定乳糖酶添加量。

1.3.3 發(fā)酵酸奶理化指標(biāo)的測定

1.3.3.1 酸奶酸度的測定

分別選取發(fā)酵時間為1、2、3、4、5、6、7、8、9 h以及貯藏時間為1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21 d的普通酸奶及無乳糖酸奶，采用酚酞指示劑法[15]檢測酸度。

1.3.3.2 酸奶黏度的測定

選取發(fā)酵時間為1、2、3、4、5、6、7、8、9 h的普通酸奶及無乳糖酸奶，使用NDJ-5S黏度計測定酸奶的黏度。

1.3.3.3 乳糖殘留量測定

發(fā)酵1～3 h內(nèi)，每間隔1 h，用乳糖檢測儀檢測酸奶中乳糖殘留量。

1.3.3.4 發(fā)酵酸奶中乳酸菌數(shù)量測定

用MRS瓊脂培養(yǎng)基檢測發(fā)酵結(jié)束及貯藏期酸奶中乳酸菌活菌數(shù)。

1.3.3.5 酸奶的感官評價

發(fā)酵酸奶氣味成分的檢測：精確稱取7.0 g樣品于30 mL頂空瓶中，使用Heracles Ⅱ電子鼻進(jìn)行檢測。50 ℃下孵化20 min，振蕩速率為500 r/min。進(jìn)樣量5 000 μL，注射速率125 μL/s，進(jìn)樣口溫度為200 ℃，壓力10 kPa，流速30 mL/min，注射時間45 s。使用正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)液（C6～C16）進(jìn)行化合物標(biāo)定，通過Aro Chem Base數(shù)據(jù)庫對化合物進(jìn)行定性分析，用峰面積表示氣味成分的相對含量，用Alpha Soft V14.2軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

發(fā)酵酸奶滋味強(qiáng)度檢測：將酸奶樣品稀釋1 倍體積置于Astree電子舌專用測試杯中，采用PKS（通用型）、CPS（通用型）、AHS（酸）、CTS（咸）、NMS（鮮）、ANS（甜）、SCS（苦）7 根傳感器進(jìn)行滋味的檢測，使用Alpha Soft V14.2軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

發(fā)酵酸奶的色澤檢測：將樣品倒入透明培養(yǎng)皿中，使用黑色背景板在校準(zhǔn)過的IRIS VA400電子眼中拍照，使用Alpha Soft V14.2軟件進(jìn)行圖片處理及數(shù)據(jù)分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用Origin 8.0及Excel軟件進(jìn)行圖表數(shù)據(jù)處理分析，使用Alpha Soft V14.2軟件進(jìn)行主成分分析，使用SPSS16.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 無乳糖酸奶制備條件的確定

圖1 37 ℃發(fā)酵酸奶添加乳糖酶對乳糖水解效果的影響Fig. 1 Effect of lactase addition on lactose hydrolysis rate of yogurt fermented at 37 ℃

圖2 42 ℃發(fā)酵酸奶添加乳糖酶對乳糖水解效果的影響Fig. 2 Effect of lactase addition on lactose hydrolysis rate of yogurt fermented at 42 ℃

不同發(fā)酵溫度下添加乳糖酶水解乳糖，在37 ℃發(fā)酵發(fā)酵3 h后（圖1），乳糖酶添加量不小于1 500 U/kg時，發(fā)酵酸奶可達(dá)到無乳糖酸奶水平（乳糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜0.5%）[14]；42 ℃下發(fā)酵3 h后（圖2），乳糖酶添加量不小于1 000 U/kg時，發(fā)酵酸奶可達(dá)到無乳糖酸奶水平。對比圖1、2可以發(fā)現(xiàn)，乳糖酶添加量相同時，42 ℃發(fā)酵酸奶的乳糖殘留量小于37 ℃發(fā)酵酸奶，這與所用乳糖酶的最適溫度（40 ℃）有關(guān)。由于發(fā)酵3 h后，發(fā)酵乳逐漸開始凝固，導(dǎo)致乳糖水解效率降低，3 h時乳糖的水解程度較好。因此，37 ℃發(fā)酵生產(chǎn)無乳糖酸奶，乳糖酶的添加量應(yīng)不小于1 500 U/kg，42 ℃發(fā)酵生產(chǎn)無乳糖酸奶，乳糖酶的添加量應(yīng)不小于1 000 U/kg。

2.2 普通酸奶和無乳糖酸奶發(fā)酵過程及貯存過程中酸度變化

2.2.1 普通酸奶和無乳糖酸奶發(fā)酵過程中酸度變化

圖3 無乳糖酸奶與普通酸奶發(fā)酵期酸度的變化Fig. 3 Acidity change of lactose-free yogurt and plain yogurt during fermentation

采用直投式酸奶發(fā)酵劑，接種量為9 mg/kg，通過檢測發(fā)酵乳制品的酸度（酸度≥70 °T）以及凝固狀態(tài)來確定酸奶的發(fā)酵終點(diǎn)。由圖3可知，在37 ℃發(fā)酵溫度下，酸奶發(fā)酵9 h后酸度達(dá)到72 °T，符合GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》[16]中對發(fā)酵乳制品酸度的要求，且酸奶的凝固狀態(tài)較好，故認(rèn)定達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)；在42 ℃發(fā)酵溫度下，酸奶發(fā)酵8 h后酸度超過70 °T，且酸奶凝固狀態(tài)較好，認(rèn)定達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)。

對比相同發(fā)酵溫度下的無乳糖酸奶與普通酸奶，發(fā)酵結(jié)束后，添加乳糖酶的酸奶酸度與普通酸奶差異不大。在發(fā)酵過程中，相同發(fā)酵溫度的無乳糖酸奶酸度高于普通酸奶。這是由于在普通酸奶中，乳酸菌會利用通過自身分泌的乳糖酶所分解的葡萄糖及半乳糖兩種糖類進(jìn)行糖代謝。而在無乳糖酸奶中，添加的乳糖酶在發(fā)酵前3 h里將大部分乳糖分解成葡萄糖及半乳糖；乳酸菌會優(yōu)先利用葡萄糖進(jìn)行發(fā)酵，因此產(chǎn)酸速率加快。該結(jié)果與徐雅琴等[17]的研究結(jié)果一致。

2.2.2 普通酸奶和無乳糖酸奶在4 ℃貯藏時酸度的變化

圖4 無乳糖酸奶與普通酸奶4 ℃貯藏期酸度變化Fig. 4 Acidity change of lactose-free yogurt and plain yogurt during storage at 4 ℃

在4 ℃貯藏期間，隨著貯藏時間的延長，酸奶的酸度逐漸升高（圖4）。到貯藏21 d時，37 ℃發(fā)酵的普通酸奶酸度由72 °T升高至88 °T，無乳糖酸奶酸度由71 °T升高至83 °T；42 ℃發(fā)酵的普通酸奶酸度由73 °T升高至86 °T，無乳糖酸奶酸度由73 °T升高至82 °T。因此，在4 ℃貯存期間，無乳糖酸奶的酸度變化小于普通酸奶，該結(jié)果與李興等[18]的研究結(jié)果一致。在剛進(jìn)入貯藏期時，酸奶酸度的變化較大[19]，這與酸奶的后酸化[20]有關(guān)，后酸化的程度取決于D-乳酸的濃度[21]，而D-乳酸主要是由保加利亞乳桿菌產(chǎn)生的[22]。

2.3 普通酸奶和無乳糖酸奶發(fā)酵過程中黏度變化

如圖5所示，37 ℃發(fā)酵前5 h兩種酸奶黏度基本不變；5 h后，黏度曲線開始呈指數(shù)函數(shù)曲線形式上升；相同發(fā)酵時間下，無乳糖酸奶的黏度比普通酸奶的黏度高。發(fā)酵終點(diǎn)時，無乳糖酸奶的黏度為14 300 mPa·s，普通酸奶的黏度為9 300 mPa·s，二者相差5 000 mPa·s。42 ℃發(fā)酵時，黏度曲線在發(fā)酵3 h開始呈指數(shù)函數(shù)曲線形式上升；相同發(fā)酵時間下，無乳糖酸奶的黏度比普通酸奶高；發(fā)酵結(jié)束時，無乳糖酸奶的黏度比普通酸奶高5 000 mPa·s。

圖5 無乳糖酸奶與普通酸奶發(fā)酵過程中黏度變化Fig. 5 Viscosity change of lactose-free yogurt and plain yogurt during fermentation

42 ℃發(fā)酵酸奶的黏度上升趨勢與37 ℃發(fā)酵酸奶相同，產(chǎn)黏速率較37 ℃快。這是由于乳酸菌在發(fā)酵過程中，42 ℃發(fā)酵時產(chǎn)酸速率較37 ℃快（圖3），酸奶的酸度增加，使酸奶中鈣鹽的溶解度逐漸增加，導(dǎo)致酸奶中酪蛋白的穩(wěn)定性降低，蛋白質(zhì)分子形成亞膠體分子團(tuán)；亞膠體分子團(tuán)相互連接，形成膠體分子團(tuán)[23]，最終逐漸聚合形成蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)[24]。因此，發(fā)酵過程中，產(chǎn)酸越快其黏度升高速率越快。

鉀肥施用充足，不但能使作物產(chǎn)量增加，而且可以改善作物品質(zhì)。鉀對作物品質(zhì)影響主要體現(xiàn)在：油料作物的含油量增加；纖維作物的纖維長度和強(qiáng)度改善；淀粉作物的淀粉含量增加；糖料作物的含糖量增加；果品的含糖量、維C和糖酸比提高，果實(shí)風(fēng)味增加；橡膠單株干膠產(chǎn)量增加，乳膠早凝率降低。因此，鉀通常被稱為“品質(zhì)元素”。

2.4 普通酸奶和無乳糖酸奶在4 ℃貯存時乳酸菌數(shù)量變化

圖6 無乳糖酸奶與普通酸奶貯藏期乳酸菌數(shù)量變化Fig. 6 Change in quantity of lactic acid bacteria in lactose-free yogurt and plain yogurt during storage

如圖6所示，隨貯藏時間的延長，酸奶中乳酸菌數(shù)減少。37 ℃發(fā)酵的普通酸奶貯存1～21 d時，乳酸菌數(shù)從5.20×106CFU/mL降低至1.66×106CFU/mL；42 ℃發(fā)酵的普通酸奶整個貯藏期間乳酸菌數(shù)從2.31×108CFU/mL降低至8.10×107CFU/mL。這說明酸奶中乳酸菌的數(shù)量與發(fā)酵時的溫度有關(guān)。而兩者在貯藏期間乳酸菌數(shù)均有下降，這可能與貯藏溫度、酸度、營養(yǎng)物濃度等有關(guān)[25]。

無乳糖酸奶在貯藏過程中乳酸菌數(shù)量變化與普通酸奶相同。貯存1～21 d，37 ℃發(fā)酵的無乳糖酸奶乳酸菌數(shù)由1.84×107CFU/mL降至5.73×106CFU/mL；42 ℃發(fā)酵的無乳糖酸奶活菌數(shù)由5.45×108CFU/mL降至9.15×107CFU/mL。在貯藏期間，無乳糖酸奶中乳酸菌數(shù)下降相對較快；而普通酸奶的乳酸菌數(shù)下降相對緩慢。在37 ℃下發(fā)酵時，貯藏1 d的無乳糖酸奶中乳酸菌數(shù)比普通酸奶高3.50 倍，貯藏21 d的無乳糖酸奶中乳酸菌數(shù)比普通酸奶高3.40 倍；在42 ℃下發(fā)酵時，貯藏1 d的無乳糖酸奶中乳酸菌數(shù)是普通酸奶的2.30 倍，貯藏21 d的無乳糖酸奶中乳酸菌數(shù)為普通酸奶的1.10 倍。在整個貯藏過程中，無乳糖酸奶中的乳酸菌數(shù)量始終高于普通酸奶。無乳糖酸奶比普通酸奶中乳酸菌乳酸菌數(shù)量高的原因還需要進(jìn)一步探究。

2.5 無乳糖酸奶與普通酸奶發(fā)酵過程中顏色變化

圖7 37 ℃發(fā)酵酸奶顏色隨貯藏時間變化Fig. 7 Effect of storage time on the color of yogurt fermented at 37 ℃

發(fā)酵結(jié)束后，37 ℃發(fā)酵的酸奶在4 ℃下貯藏1 d，普通酸奶中色號4094比例為67.75%，色號4095比例為27.80%；在無乳糖酸奶中色號4094比例為92.47%，色號4095比例1.72%（圖7）。對4 ℃下貯藏1 d的37 ℃發(fā)酵普通酸奶及無乳糖酸奶的色澤對比發(fā)現(xiàn)兩者具有明顯差異。貯藏21 d時，普通酸奶的色號4094比例為49.99%，色號4095比例45.24%；無乳糖酸奶的色號4094比例為4.47%，色號4095比例為88.88%，主色號比例發(fā)生明顯變化，且兩者具有明顯差異。

圖8 42 ℃發(fā)酵酸奶顏色隨貯藏時間變化圖Fig. 8 Effect of storage time on the color of yogurt fermented at 42 ℃

42 ℃下發(fā)酵的酸奶在4 ℃下貯藏1 d，普通酸奶中色號4094比例為8.79%，色號4095比例為76.00%；無乳糖酸奶中色號4094比例為10.12%，色號4095比例為71.04%（圖8）。貯藏21 d時，普通酸奶中色號4094比例為39.60%，色號4095比例為9.81%；無乳糖酸奶色號4094比例為62.33%，色號4095比例為11.43%，主色號比例發(fā)生明顯變化。說明42 ℃下發(fā)酵的無乳糖酸奶及普通酸奶在4 ℃下貯藏1 d及21 d，兩者的色澤均有明顯差異。

圖9 酸奶在4 ℃貯藏1 d色澤主成分分析Fig. 9 Principal component analysis plot for the color of yogurt stored for 1 day at 4 ℃

對貯藏1 d的4 種酸奶進(jìn)行主成分分析（圖9），主成分1（99.604%）與主成分2（0.388%）之和大于80%，分析指數(shù)（99）大于80，4 種酸奶之間存在顯著性差異，且以主成分1區(qū)分為主。37 ℃發(fā)酵酸奶分布于第3、4象限，42 ℃發(fā)酵酸奶分布于第1、2象限。因此，不同溫度發(fā)酵酸奶之間的色澤區(qū)分度更大。這可能與美拉德反應(yīng)有關(guān)，37 ℃下發(fā)酵的酸奶中美拉德反應(yīng)產(chǎn)物較少，對酸奶色澤的影響不明顯[26]；而42 ℃更有利于酸奶的美拉德反應(yīng)。另外，無乳糖酸奶與普通酸奶中葡萄糖、半乳糖含量的差異性[27]，可能是無乳糖酸奶的色澤偏黃的原因，但具體原因還需進(jìn)一步探究。對貯藏21 d的4 種酸奶進(jìn)行主成分分析（圖10），主成分1（72.795%）與主成分2（26.976%）之和大于95%，識別指數(shù)（99）大于80，故4 種酸奶具有顯著性差異。

圖10 酸奶在4 ℃貯藏21 d色澤主成分分析Fig. 10 Principal component analysis plot for the color of yogurt stored for 21 days at 4 ℃

2.6 無乳糖酸奶及普通酸奶滋味變化

滋味是由酸、咸、鮮、甜、苦味組合而成，在酸奶中，人體能夠鑒別的味覺主要與酸奶中非揮發(fā)性物質(zhì)的組成及含量有關(guān)[28]。圖11為37 ℃發(fā)酵無乳糖酸奶與普通酸奶在4 ℃貯藏1 d時，采用Astree電子舌對酸奶滋味制作的量化圖。無乳糖酸奶的酸味（3.1）、咸味（7.1）強(qiáng)度與普通酸奶的酸味（2.8）、咸味（7.3）強(qiáng)度沒有顯著性差異（P＞0.05）；無乳糖酸奶的鮮味（7.7）、苦味（9.1）、甜味（4.0）與普通酸奶的鮮味（5.7）、苦味（6.7）、甜味（5.9）存在顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）。因此，37 ℃發(fā)酵的無乳糖酸奶及普通酸奶貯藏1 d后在滋味上存在明顯差異。貯藏21 d后，37 ℃下發(fā)酵的兩種酸奶在酸、咸、鮮、甜、苦味中均具有顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）（圖12）。

圖11 37 ℃發(fā)酵酸奶在4 ℃貯藏1 d滋味強(qiáng)度Fig. 11 Taste intensity of yogurt fermented at 37 ℃ and stored for 1 day at 4 ℃

圖12 37 ℃發(fā)酵酸奶4 ℃貯藏21 d滋味強(qiáng)度Fig. 12 Taste intensity of yogurt fermented at 37 ℃ and stored for 21 days at 4 ℃

圖13 42 ℃發(fā)酵酸奶在4 ℃貯藏1 d滋味強(qiáng)度Fig. 13 Taste intensity of yogurt fermented at 42 ℃ and stored for 1 day at 4 ℃

圖14 42 ℃發(fā)酵酸奶4 ℃貯藏21 d滋味強(qiáng)度Fig. 14 Taste intensity of yogurt fermented at 42 ℃ and stored for 21 days at 4 ℃

4 ℃下貯藏1 d，42 ℃下發(fā)酵的無乳糖酸奶的酸味（12.0）、咸味（3.5）、苦味（8.3）、甜味（4.5）強(qiáng)度與普通酸奶的酸味（9.5）、咸味（3.0）、苦味（6.4）、甜味（8.3）強(qiáng)度具有顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01），而兩種酸奶的鮮味強(qiáng)度沒有顯著性差異性（圖13）。對整體滋味進(jìn)行比較可知，42 ℃下發(fā)酵的無乳糖酸奶與普通酸奶的滋味具有明顯差異。貯藏21 d后（圖14），無乳糖酸奶中酸味、咸味、鮮味、甜味、苦味5 種滋味與普通酸奶均具有顯著性差異（P＜0.05，P＜0.01）。在貯藏過程中，不同發(fā)酵溫度下無乳糖酸奶的酸度均高于普通酸奶，甜度低于普通酸奶。這是由于酸奶的酸度主要由乳酸提供，而無乳糖酸奶中乳糖被快速降解成葡萄糖及半乳糖，乳酸菌優(yōu)先利用葡萄糖生長繁殖產(chǎn)生乳酸；而普通酸奶中乳糖不能被完全分解，乳酸菌在利用葡萄糖的同時也會利用半乳糖進(jìn)行生長繁殖，故產(chǎn)生的乳酸含量少于無乳糖酸奶。而乳糖的甜度要大于半乳糖，因此普通酸奶的甜度比無乳糖酸奶高。將貯藏21 d的42 ℃發(fā)酵無乳糖酸奶與普通酸奶進(jìn)行整體滋味差異性比較發(fā)現(xiàn)兩者具有明顯差異。

圖15 4 ℃貯藏1 d酸奶滋味主成分分析Fig. 15 Principal component analysis plots for the taste of yogurt stored for 1 day at 4 ℃

在貯藏期間，無乳糖酸奶與普通酸奶在綜合滋味上具有明顯差異。貯藏1 d時，不同溫度下發(fā)酵酸奶的差異主要來自主成分1（94.574%），相同發(fā)酵溫度的無乳糖酸奶與普通酸奶之間的差異主要來自主成分2（5.220%）（圖15）。在貯藏1 d時，不同溫度下發(fā)酵酸奶之間的差異大于相同溫度下發(fā)酵的無乳糖酸奶與普通酸奶之間的差異；到貯藏21 d時，相同溫度下發(fā)酵的無乳糖酸奶與普通酸奶之間的差異為主要差異（圖16）。

圖16 4 ℃貯藏21 d酸奶滋味主成分分析Fig. 16 Principal component analysis plots for the taste of yogurt stored for 21 days at 4 ℃

2.7 無乳糖酸奶及普通酸奶風(fēng)味變化

表1 37 ℃普通酸奶貯藏期間揮發(fā)性成分及相對含量的變化Table 1 Changes in volatile composition of plain yogurt fermented at 37 ℃ during storage

表2 37 ℃無乳糖酸奶貯藏期間揮發(fā)性成分及相對含量的變化Table 2 Changes in volatile composition of lactose-free yogurt fermented at 37 ℃ during storage

表3 42 ℃普通酸奶貯藏期間揮發(fā)性成分及相對含量的變化Table 3 Changes in volatile composition of plain yogurt at 42 ℃during storage

表4 42 ℃無乳糖酸奶貯藏期間揮發(fā)性成分及相對含量的變化Table 4 Changes in volatile composition of lactose-free yogurt fermented at 42 ℃ during storage

乙醛、2,3-丁二酮、3-羥基-2-丁酮、丙酮等為酸奶中的主要呈味物質(zhì)[29-30]。發(fā)酵結(jié)束后，在4 ℃貯藏期間，對表1～4進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，37 ℃發(fā)酵的無乳糖酸奶中2,3-丁二酮、3-羥基-2-丁酮的相對含量與普通酸奶存在明顯差異，而42 ℃發(fā)酵的兩種酸奶主要呈味物質(zhì)相對含量沒有顯著性差異（P＜0.05）。2,3-丁二酮具有奶香味，且風(fēng)味閾值較低，低濃度的2,3-丁二酮能夠賦予酸奶奶油的香味。丙酮酸在α-乙酰乳酸合成酶的作用下生成α-乙酰乳酸，在酸性條件下，α-乙酰乳酸化學(xué)氧化脫羧形成2,3-丁二酮，而2,3-丁二酮不穩(wěn)定，其在雙乙酰還原酶的作用下可以被還原成3-羥基-2-丁酮。故2,3-丁二酮與3-羥基-2-丁酮在酸奶中的含量具有相關(guān)性。乙醛在酸奶中的相對含量較高，但在37、42 ℃下發(fā)酵的無乳糖酸奶與普通酸奶中不存在顯著性差異（P＜0.05）。原料奶中乙醛的相對含量很低，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，乙醛相對含量迅速升高，這是由于酸奶中的丙酮酸在丙酮酸甲酸裂解酶的催化作用下可以生成乙酰輔酶A，即乙醛的前體物質(zhì)。若酸奶中乙醛的含量過高或增長過快時，有一部分乙醛會轉(zhuǎn)化為乙醇以減少酸奶中乙醛的含量，在37、42 ℃下發(fā)酵的無乳糖酸奶與普通酸奶中乙醇相對含量相比均存在顯著性差異（P＜0.05），無乳糖酸奶中乙醇的相對含量高于普通酸奶。2-丁酮在37、42 ℃發(fā)酵無乳糖酸奶中的相對含量與普通酸奶相比存在顯著性差異（P＜0.05），且其在貯藏期間酸奶中的相對含量不太穩(wěn)定，一方面可能是由于3-羥基-2-丁酮能夠代謝為2-丁酮[31]，此外也可能是由于2-丁酮具有羰基及與羰基相鄰接的活潑氫，光照下能生成乙酸。相對含量較多的丙酮在37、42 ℃下發(fā)酵的無乳糖酸奶與普通酸奶中沒有顯著性差異（P＜0.05）。隨貯藏時間的延長，丙酮相對含量開始逐漸升高，貯藏后期丙酮相對含量與前期相比有顯著性增加（P＞0.05）。除原料奶本身含有的丙酮外，在乳酸菌的作用下，葡萄糖分解成的丙酮酸也會生成丙酮[32]，增加酸奶中丙酮的相對含量。

圖17 酸奶4 ℃貯藏1 d風(fēng)味主成分分析Fig. 17 Principal component analysis plot for the odor of yogurt stored for 1 day at 4 ℃

對4 ℃貯藏1 d的37 ℃發(fā)酵無乳糖酸奶與普通酸奶進(jìn)行風(fēng)味比較，發(fā)現(xiàn)兩者具有明顯差異；到貯藏21 d時，兩者在風(fēng)味上的差異性依舊明顯。貯藏1、21 d的42 ℃發(fā)酵無乳糖酸奶與普通酸奶的風(fēng)味也具有明顯差異。對4 ℃貯藏1 d的4 種酸奶進(jìn)行風(fēng)味主成分分析（圖17），發(fā)現(xiàn)4 種酸奶具有明顯差異。不同發(fā)酵溫度制作的普通酸奶風(fēng)味十分相近，37 ℃發(fā)酵的無乳糖酸奶及普通酸奶之間的風(fēng)味差異較大，差異性主要來自主成分1（81.672%）；而42 ℃發(fā)酵的兩種酸奶之間的風(fēng)味差異較小，主要的差異來自主成分2（13.109%）。4 ℃貯藏21 d時（圖18），4 種酸奶之間依舊存在明顯差異，且4 種酸奶風(fēng)味的差異均較大，相同發(fā)酵溫度下的無乳糖酸奶與普通酸奶之間的風(fēng)味差異來自主成分1（66.283%），而不同發(fā)酵溫度下的無乳糖酸奶的風(fēng)味差異性則主要來自主成分2（22.490%）。

圖18 酸奶4 ℃貯藏21 d風(fēng)味主成分分析圖Fig. 18 Principal component analysis plot for the odor of yogurt stored for 21 days at 4 ℃

3 結(jié) 論

在發(fā)酵過程中，無乳糖酸奶與普通酸奶相比，酸度增加速率快，黏度增加幅度大，活菌數(shù)高；在貯藏過程中，無乳糖酸奶中活菌數(shù)的下降速率略快于普通酸奶。相同發(fā)酵溫度下生產(chǎn)的無乳糖酸奶和普通酸奶以及不同溫度發(fā)酵的酸奶在色澤、滋味、氣味方面均存在明顯差異。