鐵鹽強(qiáng)化羊奶酸奶發(fā)酵特性的研究*

吳月紅，張富新

(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安，710062)

鐵鹽強(qiáng)化羊奶酸奶發(fā)酵特性的研究*

吳月紅，張富新

(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安，710062)

研究了鐵鹽種類及強(qiáng)化劑量對(duì)羊奶酸奶發(fā)酵特性的影響。結(jié)果表明，強(qiáng)化鐵鹽可使羊奶酸奶的黏度和持水力明顯下降，凝乳時(shí)間縮短，其中NaFeEDTA對(duì)酸奶的發(fā)酵特性影響較大，而硫酸亞鐵和乳酸亞鐵在強(qiáng)化劑量為4mg/100mL時(shí)有利于提高酸奶的黏度和持水力，縮短酸奶凝乳時(shí)間，提高酸奶中乳酸菌的菌數(shù)。

羊奶酸奶，鐵鹽，酸度，黏度，持水力，乳酸菌

羊奶營(yíng)養(yǎng)豐富，容易被人體消化吸收，并富含多種礦物質(zhì)元素，是人們膳食中攝入鈣元素的主要來(lái)源之一，但羊奶中鐵含量缺乏［1－2］，僅為 0.5mg/kg［3］，約為牛奶中的15%［4］。在羊奶酸奶中強(qiáng)化鐵是預(yù)防缺鐵性貧血的一個(gè)有效途徑，因?yàn)樗崮讨械娜樗峋芎铣蒝C，促進(jìn)鐵在人體內(nèi)的吸收利用［5］。本研究利用目前食品工業(yè)中常用的NaFeEDTA、乳酸亞鐵和硫酸亞鐵作為強(qiáng)化劑制作羊奶酸奶，研究其對(duì)羊奶酸奶發(fā)酵特性的影響，為富鐵羊奶酸奶的生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

脫脂牛乳:英格蘭進(jìn)口;全脂羊奶粉:陜西富平紅星乳業(yè)有限公司生產(chǎn)的出口級(jí)無(wú)抗全脂羊奶粉;蔗糖:市售白砂糖;發(fā)酵劑:Danisco公司生產(chǎn)的 Yo-Mix499酸奶發(fā)酵劑，由 Lactobacillus bulgaricus和Streptococcus thermophilus組成;鐵鹽強(qiáng)化劑:NaFeEDTA和乳酸亞鐵均為食品級(jí)，由北京維他科技有限公司生產(chǎn);硫酸亞鐵，為分析純，由天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司生產(chǎn)。

1.2 主要儀器設(shè)備

旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)，同濟(jì)大學(xué)機(jī)電廠;冷凍高速離心機(jī)，Sigma公司;隔水式恒溫培養(yǎng)箱，上海福瑪試驗(yàn)設(shè)備有限公司;電熱恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司。

1.3 酸奶的制作

1.3.1 發(fā)酵劑的制備

將Yo-Mix499粉末發(fā)酵劑在無(wú)菌條件下接種到12%滅菌羊乳中，43℃培養(yǎng)至凝乳，然后按2%的接種量再接種到12%滅菌羊乳中，反復(fù)活化2～3次，在4℃下冷藏備用。

1.3.2 羊奶酸奶的制作

將全脂羊奶粉與水配制成12%的復(fù)原乳，在4℃下貯藏12 h，使乳蛋白充分水化后，預(yù)熱到50～60℃，添加7%的蔗糖后再添加鐵鹽，充分?jǐn)嚢琛?0℃下殺菌10 min，迅速冷卻到43～45℃。以2%的接種量接種酸奶發(fā)酵劑，43℃下發(fā)酵4～5 h，待酸奶凝固后在5℃下后發(fā)酵24h，即為成品。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 酸度的測(cè)定

采用GB5409方法［6］。用0.1mol/L的NaOH溶液滴定，酸度以0T表示。

1.4.2 黏度的測(cè)定

采用旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)［9］，根據(jù)黏度范圍，選用二單元1×10轉(zhuǎn)子，在25℃下測(cè)試。在第30s記錄數(shù)據(jù)，分別測(cè)量3組數(shù)據(jù)后取平均值。

1.4.3 持水力的測(cè)定

采用 Hassan的方法［10］。取 15～20 g樣品，在10℃下，13 500 g離心30 min，傾去上清物，使離心管保持倒置狀態(tài)10 min，稱量沉淀物質(zhì)量，計(jì)算酸奶的持水力。

1.4.4 乳酸菌的測(cè)定

1.4.4.1 培養(yǎng)基

M17 基礎(chǔ)培養(yǎng)基［9－10］: 胰蛋白胨 2.50 g，蛋白胨2.50 g，大豆蛋白胨5.0g，酵母浸膏2.50 g，肉浸膏 5.0 g，β-磷酸甘油10.0 g，MgSO4·7H2O 0.25 g，抗壞血酸0.50 g，瓊脂粉10 g，蒸餾水950mL，用1mol/L NaOH溶液調(diào)pH值至7.1。

酸化 MRS培養(yǎng)基［9－10］: 蛋白胨 10.0g，牛肉膏10.0 g，酵母膏5.0g，葡萄糖20.0 g，吐溫80 1mL，(NH4)2C6H5O72 g，K2HPO42 g，MgSO4·7H2O 0.2 g，MnSO4·4H2O 0.05 g，CH3COONa·3H2O 5 g，瓊脂粉10.0g，蒸餾水1 000mL，用冰醋酸溶液調(diào)pH至5.4。

1.4.4.2 計(jì)數(shù)培養(yǎng)方法［9］

無(wú)菌操作條件下，將融化的培養(yǎng)基倒入滅菌培養(yǎng)皿，冷卻后形成培養(yǎng)平板。酸奶樣品充分混勻，依次做10倍遞減稀釋至適當(dāng)稀釋度，吸取1mL在培養(yǎng)平板上涂布均勻。嗜熱鏈球菌菌株接入M17培養(yǎng)基平板，37℃恒溫培養(yǎng)48 h;保加利亞乳桿菌菌株接入酸化MRS培養(yǎng)基平板后，再倒入一層冷卻至50℃的酸化MRS培養(yǎng)基形成雙層平板，將培養(yǎng)皿放入燭缸，37℃恒溫培養(yǎng)72 h，然后記錄培養(yǎng)基平板中的菌落數(shù)。酸奶中乳酸菌總數(shù)為保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌之和。

1.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)我國(guó)衛(wèi)生部公布的《營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB14880－1994)［11］，本研究選用食品工業(yè)中常用的NaFeEDTA、乳酸亞鐵和硫酸亞鐵作為羊奶酸奶鐵鹽強(qiáng)化劑。根據(jù)中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的《中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量(DRIs)》規(guī)定，我國(guó)成年(18歲以上)男子每日鐵的適宜攝入量為15mg/d，成年女子為20mg/d［5］。考慮到膳食鐵的攝入，本研究設(shè)計(jì)每100mL酸奶中強(qiáng)化鐵分別為2，3，4 mg，即每天攝取250mL羊奶酸奶可滿足成年男子鐵推薦攝入量的 1/3，1/2，2/3。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)，并用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶酸度的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復(fù)原乳，用NaFeEDTA、乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復(fù)原乳中分別強(qiáng)化鐵0，2，3，4mg制作羊奶酸奶，分別測(cè)定酸奶凝乳時(shí)及后發(fā)酵24h時(shí)的酸度，結(jié)果見表1。

由表1可知，在羊奶中強(qiáng)化鐵鹽后，酸奶在凝乳時(shí)和后發(fā)酵24h時(shí)的酸度分別在77.9～81.8oT和91.6～96.0oT，與沒(méi)有強(qiáng)化的對(duì)照組無(wú)顯著差異(P＞0.05)。統(tǒng)計(jì)分析表明，鐵鹽種類及強(qiáng)化劑量對(duì)羊奶酸奶凝乳時(shí)和后發(fā)酵24h時(shí)的酸度也無(wú)顯著差異(P ＞0.05)。

表1 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶酸度的影響

2.2 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶黏度的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復(fù)原乳，用NaFeEDTA，乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復(fù)原乳中分別強(qiáng)化鐵0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分別測(cè)定酸奶凝乳時(shí)及后發(fā)酵24h時(shí)的黏度，結(jié)果見表2。

表2 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶黏度的影響

由表2可以看出，3種鐵鹽對(duì)羊奶酸奶的黏度有一定的影響，在羊奶中強(qiáng)化鐵鹽后，酸奶在凝乳時(shí)和后發(fā)酵24 h時(shí)的黏度均低于對(duì)照組(P＜0.05)，表明強(qiáng)化鐵鹽可使酸奶的黏度下降。同時(shí)，3種鐵鹽強(qiáng)化劑對(duì)酸奶黏度也有不同影響，其中NaFeEDTA強(qiáng)化的羊奶酸奶凝乳時(shí)和后發(fā)酵24h時(shí)的黏度明顯低于其他試驗(yàn)組(P＜0.05)。從3種鐵鹽強(qiáng)化劑量來(lái)看，隨著強(qiáng)化量的增大，酸奶黏度有下降的趨勢(shì)，其強(qiáng)化劑量為4 mg/100mL NaFeEDTA羊奶酸奶的黏度在凝乳時(shí)和后發(fā)酵24h時(shí)最低(P＜0.05)，而用硫酸亞鐵和乳酸亞鐵強(qiáng)化的劑量水平之間黏度變化不大(P＞0.05)。黏度是影響酸奶物理特性的重要指標(biāo)之一，在酸奶發(fā)酵過(guò)程中，乳酸菌產(chǎn)酸使乳中的酪蛋白在酸的作用下變性，由原來(lái)的球狀顆粒伸展成線性的酪蛋白分子，并凝固成網(wǎng)絡(luò)狀的凝膠狀態(tài)，導(dǎo)致酸奶黏度增大。然而在乳中強(qiáng)化鐵鹽后，鐵可連接在酪蛋白膠體上，導(dǎo)致乳中的酪蛋白水合作用變差［12－13］，酪蛋白聚凝形成的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)松散，在酸奶凝乳形成的過(guò)程中黏度下降，同時(shí)鐵鹽也會(huì)干擾乳中的鹽類平衡，從而影響酸奶的黏度［14］。

2.3 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶持水力的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復(fù)原乳，用NaFeEDTA，乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復(fù)原乳中分別強(qiáng)化鐵0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分別測(cè)定酸奶凝乳時(shí)及后發(fā)酵24 h時(shí)的持水力，結(jié)果見表3。

表3 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶持水力的影響

由表3知，鐵鹽種類對(duì)羊奶酸奶凝乳時(shí)持水力沒(méi)有顯著差別(P＞0.05)，但顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)。鐵鹽強(qiáng)化劑量也對(duì)羊奶酸奶凝乳時(shí)和后發(fā)酵24h時(shí)的持水力影響不大，但明顯低于對(duì)照組(P＜0.05)。在酸奶發(fā)酵期間，乳中的酪蛋白凝結(jié)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可封閉大量水分，同時(shí)，乳蛋白表面的活性部位可通過(guò)氫鍵結(jié)合大量的水分，當(dāng)在乳中強(qiáng)化鐵鹽后，鐵與酪蛋白結(jié)合，使其凝乳形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)松散，同時(shí)，乳蛋白表面的活性部位與水的結(jié)合能力降低［5，13］，引起酸奶的持水力變差。

2.4 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶凝乳時(shí)間的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復(fù)原乳，用NaFeEDTA，乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復(fù)原乳中分別強(qiáng)化鐵0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分別測(cè)定酸奶凝乳時(shí)間，結(jié)果見表4。

表4 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶凝乳時(shí)間的影響

由表4可以看出，當(dāng)羊奶酸奶中未強(qiáng)化鐵鹽時(shí)，酸奶的凝乳時(shí)間為4.5 h，而鐵鹽強(qiáng)化后凝乳時(shí)間均明顯縮短(P＜0.05)，其中強(qiáng)化硫酸亞鐵或NaFeEDTA的羊奶酸奶比強(qiáng)化乳酸亞鐵的凝乳時(shí)間縮短更為明顯(P＜0.05)，這表明在羊奶酸奶中強(qiáng)化鐵鹽可促進(jìn)酸奶的凝乳，有利于縮短生產(chǎn)周期。

2.5 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶中乳酸菌的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復(fù)原乳，用NaFeEDTA，乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復(fù)原乳中分別強(qiáng)化鐵0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分別測(cè)定酸奶凝乳時(shí)及后發(fā)酵24 h時(shí)的乳酸菌數(shù)，結(jié)果見表5。

表5 強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶乳酸菌數(shù)的影響

由表5可以看出，3種鐵鹽對(duì)羊奶酸奶中乳酸菌的影響各不相同。強(qiáng)化NaFeEDTA的羊奶酸奶在凝乳時(shí)和后發(fā)酵24h時(shí)的乳酸菌數(shù)最低，明顯低于其他強(qiáng)化組(P＜0.05);同時(shí)也低于對(duì)照組(P＜0.05)。從3種鐵鹽的強(qiáng)化劑量來(lái)看，隨著強(qiáng)化劑量的增大，酸奶在凝乳時(shí)和后發(fā)酵24h時(shí)的乳酸菌數(shù)也呈上升趨勢(shì)，較低的強(qiáng)化劑量(2 mg/100mL)可使酸奶中乳酸菌數(shù)降低，甚至低于對(duì)照組(P＜0.05)，這表明低濃度鐵可能對(duì)乳酸菌有抑制作用，而高濃度鐵可促進(jìn)乳酸菌繁殖。總體來(lái)看，強(qiáng)化鐵鹽后，無(wú)論是凝乳時(shí)還是后發(fā)酵24h時(shí)酸奶中的乳酸菌數(shù)均符合GB2746－1999［17］中不得低于1 ×106CFU/mL 的要求。

3 結(jié)論

在羊奶酸奶中強(qiáng)化鐵鹽對(duì)酸奶的發(fā)酵特性有一定的影響。強(qiáng)化鐵鹽對(duì)羊奶酸奶的酸度無(wú)明顯影響，但可使羊奶酸奶的黏度降低，持水力下降，而使酸奶凝乳時(shí)間縮短。3種鐵鹽強(qiáng)化劑中NaFeEDTA對(duì)羊奶酸奶的發(fā)酵特性影響較大，而乳酸亞鐵和硫酸亞鐵在較高劑量時(shí)，可使酸奶具有較高的黏度和持水力，特別是較高劑量可促進(jìn)酸奶中乳酸菌生長(zhǎng)繁殖。

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Study on the Fermentation Properties of Iron-Fortified Goat’s Yoghurt

Wu Yue-hong，Zhang Fu-xin
(College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China)

Fermentation properties of goat＇s yogurt were studied by supplementing different kinds and dosage of iron salts.The results showed significant decrease in viscosity，water holding capacity and clotting time as the consequence of iron fortification，and the fermentation properties of goat＇s yogurt were evidently affected more by NaFeEDTA fortification.However，fortified yogurt with ferrous lactate or ferrous sulfate at the level of 4mg Fe/100mL could obviously increase viscosity，water holding capacity and the numbers of lactic acid bacteria，and also reduce clotting time of yogurt.

goat’s yoghurt，iron salts，acidity，viscosity，water holding capacity，lactic acid bacteria

碩士研究生(張富新教授為通訊作者)。

*陜西省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目(2009K01－08);陜西省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目(2010NKC－10);國(guó)家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(3－45)

2010－07－28，改回日期:2010－10－15