一種發(fā)酵乳調(diào)味醬的研制

孫愛娣，袁艷，王雪峰,2*，董文明，普岳紅,2，范江平,2，黃艾祥

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，昆明 650201；2.云南省畜產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心，昆明 650201)

發(fā)酵乳是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的理想飲品，具有調(diào)節(jié)人體腸道功能、抗衰老、增強(qiáng)免疫力等功效[1-2]，目前我國(guó)亞健康狀態(tài)人口呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì),越來越多的消費(fèi)者開始關(guān)注營(yíng)養(yǎng)、健康、環(huán)保、天然有機(jī)的產(chǎn)品[3-4]。國(guó)內(nèi)外許多地方都在利用不同的原料進(jìn)行發(fā)酵，從而生產(chǎn)出不同的發(fā)酵產(chǎn)品[5]，如酸奶、泡菜、腐乳等。這些發(fā)酵食品利用自然或人為添加的有益微生物，將原料中含有的蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉分解轉(zhuǎn)化生成相應(yīng)的小分子代謝產(chǎn)物，便于人體消化吸收[6]，同時(shí)形成了一種芳香濃郁的特殊風(fēng)味[7]。醬類調(diào)味品是調(diào)味品中較為重要的一種，目前已有文獻(xiàn)報(bào)道以豆制品、果蔬制品、水產(chǎn)品、肉制品等為原料經(jīng)發(fā)酵開發(fā)的調(diào)味醬制品[8-9]，但關(guān)于使用發(fā)酵乳制品開發(fā)調(diào)味醬的相關(guān)研究報(bào)道較少，鑒于此，本實(shí)驗(yàn)嘗試以發(fā)酵乳為基料，結(jié)合適量比例的香辛料，從而開發(fā)出價(jià)格適中、鮮美可口且蛋白含量較高的發(fā)酵乳調(diào)味醬。

目前，發(fā)酵型調(diào)味醬的生產(chǎn)模式越來越趨向?qū)I(yè)化、功能化，市面上調(diào)味醬品種日益豐富，本實(shí)驗(yàn)以牛乳為原料配以香辛料，利用響應(yīng)面法進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)一款具有調(diào)味功能的發(fā)酵乳制品，既具有酸乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，又滿足人們?nèi)粘Ｕ{(diào)味需求。本實(shí)驗(yàn)開發(fā)的發(fā)酵乳調(diào)味醬豐富了市場(chǎng)調(diào)味品的產(chǎn)品類型，為后續(xù)開發(fā)發(fā)酵乳類調(diào)味醬產(chǎn)品提供了技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

制備發(fā)酵乳調(diào)味醬所需相關(guān)材料與試劑見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑Table 1 The experimental materials and reagents

1.2 儀器與設(shè)備

制備發(fā)酵乳調(diào)味醬所需主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備Table 2 The experimental instruments

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

參考蘇蔚瑩等[10]對(duì)酸奶加工工藝的研究，制定工藝流程：牛乳→過濾→預(yù)熱(加入白砂糖、淡奶油、穩(wěn)定劑)→均質(zhì)→滅菌→冷卻→接種→發(fā)酵→排乳清→預(yù)熱(加入海鹽、香辛料)→二次滅菌→冷卻→灌裝→成品。

1.3.2 工藝操作要點(diǎn)

本實(shí)驗(yàn)采用潔凈生鮮牛乳為原料制備發(fā)酵乳調(diào)味醬，操作過程遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)范，嚴(yán)格控制衛(wèi)生條件，防止污染。

1.3.2.1 配料均質(zhì)

向80～85 ℃的牛奶中加入白砂糖、淡奶油、穩(wěn)定劑(CMC∶WPC80∶PEG為2∶3∶2)混合均勻后，利用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)，一般采用的壓力為170 kg/cm3(140～210 kg/cm3)。

1.3.2.2 滅菌

溫度85～90 ℃，加熱15 min。

1.3.2.3 接種

將滅菌的牛乳冷卻至40 ℃以下，添加0.2%科·漢森酸奶發(fā)酵劑。

1.3.2.4 發(fā)酵

本實(shí)驗(yàn)初步采用低溫慢煮發(fā)酵法，在發(fā)酵溫度37 ℃條件下發(fā)酵12 h。

1.3.2.5 排乳清

將發(fā)酵好的酸乳用4層紗布過濾，靜置至乳清析出量達(dá)10%，以增加固形物含量、提高黏稠度。

1.3.2.6 二次滅菌

將海鹽、香辛料(黑胡椒∶花椒∶孜然為8∶4∶1)加入到預(yù)熱的濃縮酸乳中，在溫度85 ℃下滅菌15 min。

1.3.3 感官評(píng)定

以組織狀態(tài)、滋味、風(fēng)味、色澤和涂抹性作為評(píng)價(jià)發(fā)酵乳調(diào)味醬感官品質(zhì)的重要指標(biāo)，參考GB 19302-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》[11]，制定感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，見表3。選取10名同學(xué)為感官評(píng)定成員，根據(jù)要求打分評(píng)判，取平均值作為發(fā)酵乳調(diào)味醬感官評(píng)定最終得分。

表3 發(fā)酵乳調(diào)味醬感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standards of fermented milk seasoning sauce

續(xù) 表

1.3.4 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在發(fā)酵劑添加量0.2%、發(fā)酵溫度38 ℃、白砂糖添加量8.0%、乳清排出量20%的條件下探討不同穩(wěn)定劑添加量(0.2%、0.8%、1.5%、2.3%、3.0%)、香辛料添加量(0.5%、2.5%、5.0%、7.5%、10.0%)、海鹽添加量(1%、2%、3%、4%、5%)、淡奶油添加量(5.0%、7.5%、10.0%、12.5%、15.0%)、發(fā)酵時(shí)間(8，10，12，14，16 h)5個(gè)因素對(duì)發(fā)酵乳調(diào)味醬加工工藝的影響，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)確定最佳加工工藝條件。

1.3.5 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過單因素實(shí)驗(yàn)確定最佳加工工藝條件，并優(yōu)選出香辛料、穩(wěn)定劑、海鹽及淡奶油添加量4個(gè)主要因素為自變量，根據(jù)Box-Behnken設(shè)計(jì)原理，選擇各因素的最佳水平為0水平，以感官評(píng)分為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，利用軟件Design Expert 8.0.6分析從而確定發(fā)酵乳調(diào)味醬的最佳工藝。具體響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素及水平見表4。

表4 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素及水平Table 4 Factors and levels of response surface experiment

1.3.6 理化指標(biāo)測(cè)定

表5 理化指標(biāo)測(cè)定方法Table 5 Determination methods of physical and chemical indexes

續(xù) 表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 穩(wěn)定劑添加量的影響

表6 穩(wěn)定劑添加量對(duì)感官品質(zhì)的影響Table 6 Effect of stabilizer addition amount on sensory quality

圖1 穩(wěn)定劑添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of stabilizer addition amount on sensory score

由表6和圖1可知，當(dāng)穩(wěn)定劑添加量低于0.8%時(shí)，成品硬度較低，乳清易析出，隨著穩(wěn)定劑添加量的增加，發(fā)酵乳調(diào)味醬的涂抹性和組織狀態(tài)都有所提高，因?yàn)榉€(wěn)定劑可以增加產(chǎn)品的黏度，防止在儲(chǔ)存過程中乳清的分離[16]，在穩(wěn)定劑添加量為1.5%時(shí)感官評(píng)分最高，當(dāng)穩(wěn)定劑添加量達(dá)到3%時(shí)產(chǎn)品變得越來越黏稠,沒有良好的組織狀態(tài)和口感[17]。綜合考慮，選擇1.5%的穩(wěn)定劑添加量為最佳水平。

2.1.2 香辛料添加量的影響

表7 香辛料添加量對(duì)感官品質(zhì)的影響Table 7 Effect of spice addition amount on sensory quality

圖2 香辛料添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of spice addition amount on sensory score

香辛料添加量對(duì)發(fā)酵乳調(diào)味醬的口感、色澤及組織狀態(tài)有較大影響，由表7和圖2可知，當(dāng)香辛料添加量低于0.5%時(shí)，產(chǎn)品幾乎不具有香辛料的特殊風(fēng)味，在香辛料添加量為2.5%時(shí)調(diào)味醬組織結(jié)構(gòu)均勻，無結(jié)塊分層，風(fēng)味良好，口感綿密，有黑胡椒的特殊風(fēng)味及香辛料香氣，整體顏色呈淺棕色，感官評(píng)分最高。香辛料添加量高于5%時(shí)，感官評(píng)分較低，可能是香辛料偏多影響產(chǎn)品本身的香氣[18]。

2.1.3 海鹽添加量的影響

表8 海鹽添加量對(duì)感官品質(zhì)的影響Table 8 Effect of sea salt addition amount on sensory quality

圖3 海鹽添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of sea salt addition amount on sensory score

海鹽添加量直接影響產(chǎn)品的整體感官評(píng)價(jià)，使產(chǎn)品的酸、甜、咸達(dá)到最適感覺[19]。由表8和圖3可知，隨著海鹽添加量的增加，發(fā)酵乳調(diào)味醬的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)其添加量為2.0%時(shí)感官評(píng)分最高，此時(shí)發(fā)酵乳調(diào)味醬香辛風(fēng)味與咸鮮味較為突出，甜酸味適中，整體顏色呈淺棕色。分析其原因可能是海鹽的增加可促進(jìn)人的味覺感知，使得人對(duì)并不明顯的香辛風(fēng)味感知增強(qiáng)。但隨著海鹽添加量繼續(xù)增加，成品乳清析出嚴(yán)重，并且整體黏稠度降低，口味過咸。

2.1.4 淡奶油添加量的影響

表9 淡奶油添加量對(duì)感官品質(zhì)的影響Table 9 Effect of light cream addition amount on sensory quality

圖4 淡奶油添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of light cream addition amount on sensory score

由表9可知，隨著淡奶油添加量的增加，奶香風(fēng)味更加濃郁，成品的組織狀態(tài)更加爽滑，口感更加綿密[20]。由圖4可知，當(dāng)?shù)逃吞砑恿繛?.5%時(shí)感官評(píng)分最高，此時(shí)發(fā)酵乳調(diào)味醬奶香味濃郁，具有一定的黃油香氣，涂抹性較好，當(dāng)添加量達(dá)到12.5%時(shí)，成品出現(xiàn)脂肪上浮的情況，且凝乳較差。

2.1.5 發(fā)酵時(shí)間的影響

表10 發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官品質(zhì)的影響Table 10 Effect of fermentation time on sensory quality

圖5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of fermentation time on sensory score

由表10可知，發(fā)酵時(shí)間的增加對(duì)發(fā)酵乳調(diào)味醬香氣和口感的評(píng)分有較大影響[21]。由圖5可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，感官評(píng)分先升后降，時(shí)間為8 h時(shí)，酸味不足以調(diào)和甜味與香辛風(fēng)味，其感官評(píng)分較低，時(shí)間為16 h時(shí)，調(diào)味醬酸澀味過重，乳清析出量較多。綜合考慮感官評(píng)價(jià)結(jié)果，選擇最佳發(fā)酵時(shí)間為14 h。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由單因素實(shí)驗(yàn)可知各因素最優(yōu)加工工藝條件，根據(jù)表4響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表，利用軟件Design Expert 8.0.6分析確定發(fā)酵乳調(diào)味醬的最佳工藝。以感官評(píng)分結(jié)果為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)四因素三水平29個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表11。

表11 響應(yīng)面分析結(jié)果Table 11 Response surface analysis results

利用 Design Expert 8.0.6 軟件對(duì)表11即響應(yīng)面分析結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合，得到發(fā)酵乳調(diào)味醬感官評(píng)分與香辛料添加量(A)、穩(wěn)定劑添加量(B)、淡奶油添加量(C)、海鹽添加量(D)的二次方程模型:Y=91.43+0.475 5A+0.546 7B+0.143 3C-0.395 8D+0.43AB-0.442 5AC+0.07AD-0.602 5BC-0.102 5BD-0.035CD-1.29A2-1.05B2-0.949 3C2-1.42D2；回歸模型及方差分析結(jié)果見表12。

表12 回歸模型及方差分析結(jié)果Table 12 Regression model and results of variance analysis

由表12可知，發(fā)酵乳調(diào)味醬感官評(píng)分模型顯著性檢驗(yàn)(P<0.000 1)極顯著，說明本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀幸饬x，失擬項(xiàng)的P=0.193 6>0.05不顯著，說明模型的擬合度良好，決定系數(shù)R2=0.949 3，表明本實(shí)驗(yàn)誤差較小，可信度較高，可以解釋94.93%的響應(yīng)值變化，具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義[22]。由F值可知各因素對(duì)發(fā)酵乳調(diào)味醬感官品質(zhì)的影響：穩(wěn)定劑添加量(B)>香辛料添加量(A)>海鹽添加量(D)>淡奶油添加量(C)。

2.3 各因素交互作用分析及最優(yōu)工藝的確定

應(yīng)用Design Expert 8.0.6對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，繪制響應(yīng)面及等高線圖，結(jié)果見圖6～圖8。響應(yīng)面的變化情況和等高線的稀疏程度都可以直觀地反映各因素對(duì)發(fā)酵乳調(diào)味醬感官評(píng)分的影響[23]。

圖6 香辛料添加量和穩(wěn)定劑添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.6 Effect of spice addition amount and stabilizer addition amount on the sensory score

圖7 香辛料添加量和淡奶油添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.7 Effect of spice addition amount and light cream addition amount on the sensory score

圖8 穩(wěn)定劑添加量和淡奶油添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.8 Effect of stabilizer addition amount and light cream addition amount on the sensory score

由圖6～圖8可知，穩(wěn)定劑添加量和香辛料添加量的交互作用等高線接近圓形，響應(yīng)面圖比較平緩，說明影響不顯著。淡奶油添加量和香辛料添加量、淡奶油添加量和穩(wěn)定劑添加量交互作用的等高線為橢圓形，響應(yīng)面不平緩，說明香辛料添加量、穩(wěn)定劑添加量對(duì)感官評(píng)分的影響顯著[24]，與方差分析結(jié)果一致。

由響應(yīng)面優(yōu)化得到最佳加工工藝條件為香辛料添加量2.6%、穩(wěn)定劑添加量1.7%、海鹽添加量1.9%、淡奶油添加量7.4%，此條件下發(fā)酵乳調(diào)味醬的感官評(píng)分為91.6分。以最佳條件進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，最終得到發(fā)酵乳調(diào)味醬感官評(píng)分均值為(92.8±1.4)分，與預(yù)測(cè)值相差不大，表明該二次回歸模型擬合度較好[25]，也說明通過響應(yīng)面法可以優(yōu)化發(fā)酵乳調(diào)味醬的配方，其回歸方程也能夠有效地對(duì)發(fā)酵乳調(diào)味醬的配方進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)。

2.4 發(fā)酵乳調(diào)味醬質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.4.1 發(fā)酵乳調(diào)味醬感官指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

發(fā)酵乳調(diào)味醬感官指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見表13。

表13 發(fā)酵乳調(diào)味醬感官指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table 13 Determination results of sensory indexes of fermented milk seasoning sauce

2.4.2 發(fā)酵乳調(diào)味醬理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

發(fā)酵乳調(diào)味醬理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表14。

表14 發(fā)酵乳調(diào)味醬理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 14 Determination results of physical and chemical indexes of fermented milk seasoning sauce

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗(yàn)及響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，確定發(fā)酵乳調(diào)味醬的最佳加工工藝條件為香辛料添加量2.6%、穩(wěn)定劑添加量1.7%、海鹽添加量1.9%、淡奶油添加量7.4%，綜合感官評(píng)分為(92.8±1.4)分，與模型預(yù)測(cè)值91.6分接近。在最佳工藝條件下，最終制備的發(fā)酵乳調(diào)味醬組織結(jié)構(gòu)均勻，無結(jié)塊分層，風(fēng)味良好，口感綿密，有黑胡椒的特殊風(fēng)味及香辛料香氣，產(chǎn)品的理化指標(biāo)為pH 6.0、酸度61.4 °T、蛋白質(zhì)含量8.4 g/100 g、脂肪含量6.5 g/100 g、黏度4 411.7 mPa·s、持水力54.6%，說明以牛乳為原料發(fā)酵制成調(diào)味醬的方法可行，該調(diào)味醬不僅具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、口感好的優(yōu)點(diǎn)，還能增加市場(chǎng)上調(diào)味醬的品種，此加工工藝可為發(fā)酵乳調(diào)味制品的開發(fā)提供參考。