純大豆植物酸奶的研制

趙泰霞，徐新麗，范 俐

（武夷學院 茶與食品學院，福建 武夷山 354300）

大豆種植廣泛、成本低廉、產品種類多樣，是深受人們喜愛的傳統(tǒng)農作物[1-4]。大豆營養(yǎng)豐富，其蛋白質含量高達40%，含有人體所必需的全部氨基酸，是植物中唯一類似于動物蛋白的完全蛋白質。大豆中富含多不飽和脂肪酸、異黃酮、皂苷、卵磷脂、水溶性膳食纖維等功能活性成分且不含膽固醇，具有抗癌、提高人體免疫力、降血糖、降血脂、防止血管硬化、延緩更年期、通便等功效[5-9]。

傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品是以牛、羊、馬乳為原料，經乳酸菌、雙歧桿菌和酵母菌等發(fā)酵制成的，其代表性產品有酸奶、干酪等。發(fā)酵使乳中的乳糖、蛋白質等被分解成為半乳糖、乳酸、小的肽鏈和氨基酸等小分子物質，使各營養(yǎng)物質更易消化和吸收，利用率也得以提高[10-13]。

純大豆酸奶通常是以豆奶為主要原料，采用乳酸菌發(fā)酵加工而成，其中部分蛋白質在發(fā)酵過程中被分解為小分子肽和氨基酸等物質，豆乳的營養(yǎng)成分在發(fā)酵過程中發(fā)生變化，從而人體更易于吸收這些成分。發(fā)展純植物基酸奶是充分利用我國大豆資源、解決牛奶資源匱乏的不二選擇[14]。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

供試材料：大豆，市售；脫脂奶粉，完達山提供；葡萄糖（食品級）；氯化鈉（AR），國藥提供；MRS培養(yǎng)基、M17培養(yǎng)基、10%氯化鈉胰酪胨大豆肉湯、7.5%氯化鈉肉湯、血平板、Baird-Parker瓊脂，青島海博提供；保加利亞桿菌、嗜熱鏈球菌，實驗室菌種庫自備。

儀器設備：BT-PS型高壓滅菌鍋，上海機械設備有限公司產品；GYB型均質機，上海東華高壓均質機廠產品；DHP-9082型恒溫培養(yǎng)箱，江蘇恩泉機械制造機械廠產品；WYT-80型手持糖量計，海達精銳精密儀器有限公司產品；BT-PS-5型榨汁機，溫州寶田輕工機械廠產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 乳酸菌的活化及馴化

（1）分別將嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌接種到滅菌降溫后的M17培養(yǎng)基和MRS培養(yǎng)基上，于37±1℃下培養(yǎng)48 h。選擇生長良好的菌落接種到新的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，重復2～3次。

（2）馴化。①將活化的菌種以2%的接種量加入到牛奶與豆?jié){比例為7∶3的脫脂牛奶培養(yǎng)基試管中，放到恒溫培養(yǎng)箱中以37℃培養(yǎng)，待發(fā)酵劑凝固后取出，放冰箱備用。②制備的發(fā)酵劑以2%體積分數(shù)接入牛奶與豆?jié){比例為5∶5的滅菌的培養(yǎng)基試管中。于37℃條件下培養(yǎng)，待發(fā)酵劑凝固后取出，放冰箱備用。③根據上述方法依次類推，直到將發(fā)酵劑培養(yǎng)到牛奶與豆?jié){比例為0∶10的混合培養(yǎng)基凝固，即菌種馴化結束。

（3）馴化好的菌種存于冰箱中備用。

1.2.3 操作要點

（1）原料挑選與準備。選取顆粒完整，無蟲害、無霉變及無機械損傷的大豆，洗凈，冷水浸泡，去皮。

（2）磨漿、過濾。按一定比例的料液比磨漿，用3層紗布過濾，使豆?jié){與豆渣充分分離。過濾完全的豆?jié){備用。

（3）加配料、均質。將白砂糖和葡萄糖按配比加入豆?jié){中。為了提高酸奶的穩(wěn)定性，將調配好的豆?jié){于均質器中20 MPa下均質2 min。

（4）滅菌。于95℃下加熱殺菌15 min。

（5）接種、發(fā)酵。按2%的接種量（嗜熱鏈球菌∶保加利亞乳桿菌=1∶1）將2種乳酸菌接種到滅好菌的豆?jié){中。置于恒溫培養(yǎng)箱中37℃下培養(yǎng)4 h。凝乳良好后于4～5℃的冰箱中后熟3 h，即得成品。

1.2.4 單因素試驗設計

對工藝中的料液比、磨漿溫度、白砂糖添加量、葡萄糖添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間6個因素進行單因素分析。由品評小組根據感官評分表進行感官評分并記錄結果，以此確定影響因素的最佳工藝參數(shù)。

1.2.5 正交試驗設計

根據單因素的結果分析，選取對純大豆酸奶感官評分影響較大的因素及適宜水平進行四因素三水平正交試驗。根據以上6個單因素結果分析，選取對純大豆酸奶感官評分影響較大的4個因素及合適的水平四因素三水平L9（34）進行正交試驗分析。

正交試驗設計見表1。

表1 正交試驗設計

1.2.6 純大豆酸奶感官指標評定標準

感官評價從外形、色澤、香氣、質地、口感進行評價，共計100分，邀請10名具有食品專業(yè)知識的學生對純大豆酸奶成品進行感官評鑒，感官評分結果取平均值。

純大豆植物酸奶感官評分標準見表2。

表2 純大豆植物酸奶感官評分標準

1.3 純大豆酸奶成品檢驗

1.3.1 理化檢測指標

（1）總糖的測定。手持糖量計的工作原理：利用光線從一種介質進入到另一種介質時會產生折射現(xiàn)象。根據入射角正弦之比恒為定值的原理，先用蒸餾水校準，將待測液放入手持糖度計中即可讀數(shù)，故能測得試驗所需數(shù)值。

（2）酸度的測定。GB 5009.239—2016《食品安全國家標準食品酸度的測定》中第一法酚酞指示劑法。

（3）脂肪的測定。GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》中第一法索氏抽提法。

（4）蛋白質的測定。GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》中第一法凱氏定氮法。

1.3.2 微生物檢驗指標

（1）乳酸菌總數(shù)的測定。GB 4789.35—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》。

（2）大腸桿菌的測定。GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數(shù)》中第二法平板計數(shù)法。

（3）金黃色葡萄球菌的測定。GB 4789.10—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗金黃色葡萄球菌檢驗》中第一法定性檢驗。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果分析

2.1.1 料液比的確定

大豆5 g，磨漿溫度90℃，白砂糖添加量3%，葡萄糖添加量6%，發(fā)酵劑接種量2%（保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1），培養(yǎng)溫度37℃，培養(yǎng)時間5 h，后熟時間5 h，按料液比為1∶8，1∶10，1∶12，1∶14，1∶16磨漿，發(fā)酵后熟，重復3次，進行感官評價并記錄結果，確定出最佳料液比。

料液比結果分析見圖1。

圖1 料液比結果分析

大豆和水的研磨比例在一定程度上會影響純大豆酸奶成品的質地和口感。當加水較少時，蛋白質含量較高，酸奶質地偏硬，口感稍膩；當加水過多時，蛋白質含量較低，容易導致凝結不完全或者成品質地松散，一搖即散。從圖1中可以初步確定出最佳料液比為1∶12。

2.1.2 磨漿溫度的確定

在料液比確定的條件下，大豆5 g，白砂糖添加量3%，葡萄糖添加量6%，接種量2%（保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1），培養(yǎng)溫度37℃，培養(yǎng)時間5 h，后熟時間5 h，分別用60，70，80，90，100℃的開水進行磨漿，發(fā)酵后熟，重復3次。進行感官評價并記錄結果，確定出最佳磨漿溫度。

磨漿溫度結果分析見圖2。

圖2 磨漿溫度結果分析

磨漿溫度在一定程度上影響酸奶的氣味，使其帶有豆腥味。脂肪氧化酶的耐熱性較低。當溫度過低時，大豆中的脂肪氧化鎂不能被破壞，使酸奶帶有豆腥味，影響酸奶的感官評分。從圖2中可以初步確定最佳磨漿溫度為90℃。

2.1.3 白砂糖添加量的確定

在料液比和磨漿溫度確定的條件下，大豆5 g，葡萄糖添加量6%，接種量2%（保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1），培養(yǎng)溫度37℃，培養(yǎng)時間5 h，后熟時間5 h，白砂糖添加量分別為2.0%，2.5%，3.0%，3.5%，4.0%，發(fā)酵后熟，重復3次。進行感官評價并記錄結果，確定出白砂糖最佳添加量。

白砂糖添加量結果分析見圖3。

圖3 白砂糖添加量結果分析

白砂糖添加量在一定程度上影響酸奶的酸甜度。白砂糖具有調節(jié)甜度和為乳酸菌提供生長能量的作用。當白砂糖添加量過低時，酸奶的甜度不夠，且影響乳酸菌生長；當白砂糖添加過量時，酸奶過于甜膩也可能導致產酸過多。從圖3中可以初步確定出白砂糖的最佳添加量為3%。

2.1.4 葡萄糖添加量的確定

在料液比、磨漿溫度和白砂糖確定的條件下，大豆5 g，接種量2%（保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1），培養(yǎng)溫度37℃，培養(yǎng)時間5 h，后熟時間5 h，葡萄糖添加量分別為7.0%，7.5%，8.0%，8.5%，9.0%進行發(fā)酵后熟，重復3次。進行感官評價并記錄結果，確定出葡萄糖最佳添加量。

葡萄糖結果分析見圖4。

圖4 葡萄糖結果分析

葡萄糖添加量對酸奶的酸度有比較明顯的影響。在發(fā)酵過程中，大部分葡萄糖被轉化成乳酸。當葡萄糖添加量過低時，產酸不夠，影響酸奶的酸度；當葡萄糖過量時，乳酸菌過度發(fā)酵產酸過量，且與糖產生協(xié)同效應，使效果更明顯，口感過膩。從圖4中可以初步確定出葡萄糖適宜添加量為8%。

2.1.5 發(fā)酵溫度的確定

在料液比、磨漿溫度、白砂糖和葡萄糖添加量確定的條件下，大豆5 g，接種量2%（保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1），培養(yǎng)時間5 h，后熟時間5 h，將接好菌的豆?jié){分別放在31，34，37，40，43℃的恒溫箱中發(fā)酵，然后放在冰箱后熟，重復3次。進行感官評價并記錄結果，確定出最佳發(fā)酵溫度。

發(fā)酵溫度結果分析見圖5。

圖5 發(fā)酵溫度結果分析

發(fā)酵溫度在一定程度上影響酸奶的凝固狀態(tài)。溫度過低時，乳酸菌的生長發(fā)酵受抑制，產酸慢且延長凝固時間；溫度過高時不利于菌種的生長。從圖5中可以初步確定出最佳發(fā)酵溫度為37℃。

2.1.6 發(fā)酵時間的確定

在其他因素確定的條件下，大豆5 g，接種量2%（保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶1），后熟時間5 h，將接好菌的豆?jié){放在恒溫箱中分別發(fā)酵2，3，4，5，6 h，發(fā)酵后熟，重復3次。進行感官評價并記錄結果，確定出最佳發(fā)酵時間。

發(fā)酵時間結果分析見圖6。

圖6 發(fā)酵時間結果分析

發(fā)酵時間在一定程度上影響酸奶的凝固狀態(tài)。發(fā)酵時間不充分會導致發(fā)酵產物達不到最高值，而且口感不夠細膩，分層顯現(xiàn)明顯；發(fā)酵時間過長發(fā)酵產物量影響口感，且發(fā)酵過程容易染菌。從圖6中可以初步確定出最佳發(fā)酵時間為4 h。

2.2 正交試驗結果分析

正交結果分析見表3。

極差R的大小反映了各因素水平的影響程度，由表3可知，對純大豆酸奶成品影響的主次順序為發(fā)酵溫度＞葡萄糖添加量＞白砂糖添加量＞發(fā)酵時間。

表3 正交結果分析

K值反映了該因素水平對指標的影響，從正交試驗結果顯示，通過K值可得最佳配方為A3B3C2D1，即白砂糖添加量3.5%，葡萄糖添加量8.5%，發(fā)酵溫度37℃，發(fā)酵時間4 h。該工藝條件下所得酸奶酸甜適口，穩(wěn)定性最好。

2.3 驗證試驗結果

根據正交表試驗結果中的最佳工藝配方進行驗證試驗。由表3可知，純大豆酸奶的最佳配方為A3B3C2D1，以感官試驗為指標，再做一次以A3B3C2D1為配方試驗，并做3組平行試驗。最終的感官評分平均值分別為90分，最佳配方組合感官評分高于正交試驗所得出的，所以確定工藝條件A3B3C2D1為最佳配方組合。

2.4 理化檢測結果

將最佳工藝配方條件下加工制得的純大豆酸奶進行理化分析。

純大豆酸奶理化檢測結果分析見表4。

表4 純大豆酸奶理化檢測結果分析

結果表明，純大豆酸奶理化指標均符合GB 19302—2010《食品安全國家標準發(fā)酵乳》中風味發(fā)酵乳的要求。由表4可知，純大豆酸奶的酸甜比適宜，蛋白質、脂肪含量豐富。

2.5 理化微生物檢測結果

將最佳工藝配方條件下加工制得的純大豆酸奶進行微生物分析。

純大豆酸奶微生物檢測結果分析見表5。

表5 純大豆酸奶微生物檢測結果分析/CFU·mL-1

結果表明，純大豆酸奶的乳酸菌指標符合GB 19302—2010酸奶的乳酸菌含量的標準即大于1×106。大腸桿菌和金黃色葡萄球菌符合GB 19302—2010的微生物要求。從表5可以得出，純大豆酸奶的乳酸菌含量豐富，且不含大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等致病菌，安全健康。

3 結論

以大豆為原料，乳酸菌、白砂糖和葡萄糖等輔料來制作純大豆蛋白酸奶。以感官評分為評價指標通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化發(fā)酵參數(shù)，其中單因素試驗分別選取了料液比、磨漿溫度、白砂糖添加量、葡萄糖添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間為試驗中的控制條件，通過單因素結果選擇適宜的中心點，并選取對試驗中影響較大的4個因素進行L9（34）工藝配方的正交試驗。通過驗證試驗后，結果表明最佳的工藝配方為料液比1∶12，磨漿溫度90℃，白砂添加量3.5%，葡萄糖添加量8.5%，發(fā)酵溫度37℃，發(fā)酵時間4 h。在此工藝下得到的純大豆酸奶色澤乳白，凝乳均勻，感官品質達到最佳。通過理化分析及微生物檢驗結果顯示，酸奶產品營養(yǎng)豐富，健康安全。