大豆植物基酸奶的研制

楊潔茹，陳順心，鄧毅浩，邢淑婕

信陽農(nóng)林學(xué)院 食品學(xué)院 (信陽 464000)

隨著乳制品消費(fèi)市場(chǎng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，兼具營養(yǎng)和健康的植物基酸奶應(yīng)運(yùn)而生。與以牛奶為基底的傳統(tǒng)動(dòng)物型酸奶相比，植物基酸奶來源安全，具有零膽固醇、零反式脂肪酸、零乳糖、不含或含少量過敏原且含有膳食纖維等優(yōu)點(diǎn)，有益于心腦血管健康、體重管理、應(yīng)對(duì)乳糖不耐、牛乳過敏等[1]。

我國大豆資源豐富，且大豆?fàn)I養(yǎng)價(jià)值較高，蛋白質(zhì)含量約為35%，還含有大豆異黃酮，卵磷脂、低聚糖等生物活性物質(zhì)[2]。相較于其他植物來源蛋白制品，國人對(duì)大豆的認(rèn)知和接受度較高，因此大豆基酸奶具有一定的市場(chǎng)前景。影響大豆酸奶感官品質(zhì)的重要因素之一就是豆腥味的產(chǎn)生[3]，常用的祛除豆腥味的方法有使用碳酸氫鈉溶液浸泡大豆以及采用混合菌種進(jìn)行發(fā)酵[4]。因此本研究使用碳酸氫鈉溶液浸泡的大豆制作豆乳，然后采用含有保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌的混合菌粉，以提高牛奶中豆?jié){比例的方法馴化菌種，使其逐步適應(yīng)豆?jié){中的發(fā)酵環(huán)境，以期制得一款無豆腥味，風(fēng)味良好，口感細(xì)膩、含多種益生菌的大豆植物基酸奶。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

東北非轉(zhuǎn)基因大豆，品種為巴彥大豆，產(chǎn)自黑龍江大興安嶺地區(qū)；發(fā)酵劑，佰生優(yōu)酸奶發(fā)酵粉，為保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌的混合菌粉；碳酸氫鈉、氫氧化鈉、酚酞，均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)藥劑有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

DHP-260型電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海梅香儀器有限公司；DK-S600型恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司；CP214型分析天平，奧豪斯儀器(上海)有限公司；TDL-40B型低速離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1大豆植物基酸奶的制備

大豆植物基酸奶的工藝流程見圖1，具體操作步驟在參考李大鵬[5]和徐粉林等[6]的方法并略作改動(dòng)。

圖1 大豆植物基酸奶的工藝流程

(1)菌種的活化與馴化：將發(fā)酵粉放入滅菌后牛奶進(jìn)行培養(yǎng)。采用李大鵬[5]的方法進(jìn)行菌種馴化，使菌種能在純豆?jié){中生長。

(2)原料預(yù)處理：選擇顆粒飽滿、色澤光亮無蟲眼的大豆，清洗干凈，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%～0.35%的碳酸氫鈉溶液，80 ℃下浸泡1～5 h，選出最佳的祛腥方法。將浸泡好的大豆進(jìn)行去皮、沖洗、熱燙處理5 min。

(3)磨漿：大豆放入熱水中進(jìn)行打漿(料液比為1∶6)。

(4)過濾、配料、殺菌、冷卻：用殺菌處理后將打磨好的豆?jié){進(jìn)行過濾，添加一定量的蔗糖，混合均勻。在90 ℃～95 ℃下殺菌處理，之后迅速冷卻。

(5)接種、罐裝：在無菌的條件下放入馴化后的菌種，混合均勻，并分裝于經(jīng)殺菌消毒后的容器中，無菌封口。

(6)發(fā)酵：封口后放入恒溫培養(yǎng)箱，調(diào)至41 ℃進(jìn)行發(fā)酵，持續(xù)6 h。

(7)后熟：將發(fā)酵凝固后的酸奶放入4 ℃的冰箱中進(jìn)行后熟12 h。

1.3.2單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

確定酸奶發(fā)酵溫度為41 ℃，發(fā)酵時(shí)間為6 h，分別探究浸泡大豆所用碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%)、大豆浸泡時(shí)間(1 h、2 h、3 h、4 h、5 h)、蔗糖添加量(6%、7%、8%、9%、10%)、發(fā)酵劑接種量(3%、4%、5%、6%、7%)四個(gè)因素對(duì)大豆植物基酸奶品質(zhì)的影響。

1.3.3正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

基于單因素試驗(yàn)的結(jié)果，進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，以確定最佳工藝參數(shù)。

1.3.4酸奶持水力的測(cè)定

參照楊晨芝等[7]的方法，用電子天平精密稱取洗凈干燥的50 mL空離心管，質(zhì)量記為M；將酸奶置于離心管中，并精確稱量其質(zhì)量記為M1；在3 000 r/min下離心10 min，再靜置10 min，使用移液槍吸取上清液，稱取質(zhì)量M2，試驗(yàn)取3次平行。

1.3.5綜合評(píng)價(jià)

隨機(jī)挑選10名食品專業(yè)人員針對(duì)大豆植物基酸奶的色澤、組織、風(fēng)味、氣味進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 大豆植物基酸奶綜合評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6理化檢測(cè)

按照GB/T 30885—2014《植物蛋白飲料 豆奶和豆奶飲料》中對(duì)發(fā)酵豆奶品種的理化要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1不同大豆浸泡時(shí)間對(duì)大豆植物基酸奶品質(zhì)的影響

持水力的高低可反映凝固型酸奶的穩(wěn)定性，持水力低，穩(wěn)定性則低，會(huì)導(dǎo)致凝乳效果差，乳清析出嚴(yán)重，降低凝固型酸奶的品質(zhì)[8]。因此以持水力作為評(píng)價(jià)酸奶品質(zhì)的指標(biāo)之一。在碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%，接種量為5%，蔗糖8%的條件下，對(duì)不同浸泡時(shí)間最終成品品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果如表2所示。

表2 不同浸泡時(shí)間酸奶品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

由表2可知，在浸泡時(shí)間為3 h時(shí)成品的綜合評(píng)分最高，為85.5分，此時(shí)持水力為70%?？傮w而言，浸泡時(shí)間對(duì)大豆酸奶成品的影響呈先升后降的趨勢(shì)。由此可知，浸泡時(shí)間主要影響大豆酸奶成品的風(fēng)味和氣味，浸泡時(shí)間短時(shí)，成品的豆腥味較大，影響成品的氣味和口感。而浸泡時(shí)間較長時(shí)，成品豆腥味雖然減小，但大豆的香氣也會(huì)隨之減少，故從口感方面考慮，浸泡時(shí)間并非越長越好。對(duì)于酸奶的持水力，浸泡時(shí)間對(duì)其無明顯影響，一直在69%～71%之間。根據(jù)綜合評(píng)分，品質(zhì)最好的大豆浸泡時(shí)間為2 h、3 h、4 h。

2.1.2不同碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)大豆植物基酸奶品質(zhì)的影響

豆腥味的產(chǎn)生是由于大豆中的脂肪氧化酶的作用，用碳酸氫鈉溶液浸泡可以使脂肪氧化酶失活，從而達(dá)到去腥的目的[9]。在發(fā)酵溫度為41 ℃，發(fā)酵時(shí)間6 h，大豆浸泡時(shí)間3 h，接種量為5%，蔗糖添加量為8%的條件下，評(píng)價(jià)不同碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)成品品質(zhì)的影響，結(jié)果如表3所示。

表3 不同碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)酸奶品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

由表3可知，當(dāng)碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%時(shí)，成品的綜合評(píng)分最高，為85.5，此時(shí)持水力為70%。總體而言，浸泡所用碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)大豆酸奶成品的影響呈先升后降的趨勢(shì)。碳酸氫鈉會(huì)影響大豆植物基酸奶成品的外觀、口感和氣味，碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小時(shí)，大豆酸奶成品會(huì)呈現(xiàn)較大的豆腥味，豆香較弱且色澤偏黃，無明顯的澀味。當(dāng)碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.25%時(shí)，豆腥味明顯減小，豆香濃郁無澀味，色澤均勻呈淡黃色。當(dāng)碳酸氫鈉溶液大于0.25%時(shí)，雖然豆腥味較小，但有明顯澀味，色澤偏黃。對(duì)于持水力，碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)其無明顯影響，在68%～70%之間。根據(jù)評(píng)分，大豆浸泡所用碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.20%、0.25%、0.30%。

2.1.3不同蔗糖添加量對(duì)大豆植物基酸奶品質(zhì)的影響

在大豆浸泡時(shí)間3 h，碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%，接種量為5%的條件下，對(duì)不同蔗糖添加量成品品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果如表4所示。

表4 不同蔗糖添加量酸奶品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

由表4可知，在蔗糖添加量為8%時(shí)，大豆酸奶成品的綜合評(píng)分最高，為85.9，此時(shí)持水力為73.3%?？傮w而言，蔗糖添加量對(duì)大豆植物基酸奶成品的影響呈先升后降的趨勢(shì)。蔗糖添加量主要影響大豆植物基酸奶成品的口感、氣味和持水力，適量的蔗糖添加有利于乳酸菌的發(fā)酵，使酸奶成品具有良好的口感風(fēng)味。蔗糖添加量較小時(shí)，大豆酸奶成品甜度不夠，產(chǎn)酸量低導(dǎo)致風(fēng)味淡，成品的持水力低，組織狀態(tài)不穩(wěn)定。蔗糖添加量為8%時(shí)，大豆酸奶的口感良好，酸甜適中，且持水力達(dá)到73%，組織狀態(tài)穩(wěn)定。蔗糖添加量較大時(shí)，可能會(huì)抑制發(fā)酵劑的生長產(chǎn)酸，導(dǎo)致大豆酸奶成品過甜，酸度不夠。對(duì)于持水力，隨著蔗糖的添加量增加，持水力呈先升后降的趨勢(shì)，在8%時(shí)表現(xiàn)最佳。根據(jù)綜合評(píng)分，最適蔗糖添加量為7%、8%、9%。

2.1.4不同接種量對(duì)大豆植物基酸奶品質(zhì)的影響

在大豆浸泡時(shí)間3 h，碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%，蔗糖8%的條件下，對(duì)不同接種量成品品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果如表5所示。

表5 不同接種量酸奶品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

由表5可知，接種量為5%時(shí)，大豆酸奶成品的綜合評(píng)分最高，為87.5，此時(shí)持水力為73%?？傮w來看，隨著接種量的增加，大豆植物基酸奶成品的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果呈先升后降的趨勢(shì)。接種量主要影響大豆酸奶的組織狀態(tài)以及口感風(fēng)味。對(duì)于持水力，接種量較低時(shí)，大豆酸奶發(fā)酵不充分，導(dǎo)致產(chǎn)酸不足，所以酸度較低，且因此蛋白質(zhì)凝聚不足，持水力過低，組織狀態(tài)不夠穩(wěn)定。而接種量過多時(shí)，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)酸過多的現(xiàn)象，導(dǎo)致菌種的生長代謝受到抑制[10]，也會(huì)導(dǎo)致酸奶產(chǎn)生穩(wěn)定性差等不良影響。結(jié)合成本和綜合評(píng)分，最適接種量為4%、5%、6%。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，進(jìn)行四因素三水平L9(34)正交試驗(yàn)(見表6)，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表6 正交因素水平表

表7 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果顯示，各因素對(duì)大豆酸奶品質(zhì)的影響程度大小為：接種量>蔗糖添加量>浸泡時(shí)間>浸泡所用碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)，制作大豆酸奶的最佳配方為D1C2A1B1。以D1C2A1B1進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，綜合評(píng)分為89.4(色澤13.9分、組織狀態(tài)23.3分，口感17.6分，氣味13.6分，持水力21分)，高于正交表中的最高得分，所以最佳配方為大豆浸泡時(shí)間2 h，浸泡所用碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.20%，蔗糖8%，接種量4%，此時(shí)酸奶成品呈均一的淡黃色，凝固狀態(tài)良好，無絮狀物出現(xiàn)，有豆香以及發(fā)酵風(fēng)味，未出現(xiàn)豆腥味，酸甜可口，口感細(xì)膩。

2.3 理化指標(biāo)分析結(jié)果

總固形物7.4 g/100 mL，蛋白質(zhì)含量2.3 g/100 g，脂肪含量2.1 g/100 g，乳酸菌活菌數(shù)3.2×108CFU/ mL，均符合國標(biāo)要求。

3 結(jié)論

本文通過對(duì)大豆浸泡時(shí)間、浸泡時(shí)碳酸氫鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、蔗糖添加量以及接種量4個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，利用綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大豆植物基酸奶進(jìn)行評(píng)定，得出最佳工藝參數(shù)為：大豆的浸泡時(shí)間為2 h，浸泡所用NaHCO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.20%，蔗糖8%，接種量7%，此時(shí)大豆酸奶于41 ℃發(fā)酵6 h后，4 ℃以下后熟12 h得出的成品評(píng)分最高。本研究為開發(fā)新的酸奶品種并進(jìn)一步拓寬植物原料在酸奶生產(chǎn)中的應(yīng)用提供技術(shù)支持。