改性甜玉米發酵乳的研制

李春梅，遲玉杰，王丹，孫麗穎，柳丹

（1.國家乳業工程技術研究中心，哈爾濱 150086；2.東北農業大學 食品學院，哈爾濱 150030；3.黑龍江省民族職業干部學院，哈爾濱 150086）

改性甜玉米發酵乳的研制

李春梅1，遲玉杰2，王丹1，孫麗穎3，柳丹3

（1.國家乳業工程技術研究中心，哈爾濱 150086；2.東北農業大學 食品學院，哈爾濱 150030；3.黑龍江省民族職業干部學院，哈爾濱 150086）

通過單因素和正交實驗確定了改性甜玉米發酵乳的發酵工藝條件。結果表明，改性玉米漿與鮮乳以1∶1.5的質量比混合，加入質量分數為3%蔗糖+3%乳糖，穩定劑的添加量為0.2%果膠+0.1%單甘酯，選用保加利亞乳桿菌和乳酸鏈球菌1∶1的比例按4%的接種量接種，在43℃條件下發酵7 h，可得到質地均勻、口感細膩、具有甜玉米清香的發酵乳。

改性；甜玉米；發酵乳

0 引 言

甜玉米營養豐富，其主要成分糖、蛋白質、脂肪、維生素含量均高于普通玉米[1-4]。玉米中含有大量的膳食纖維，可預防便秘。黃體素、玉米黃質有利于延緩眼睛老化。天然維生素E則有促進細胞分裂，延緩衰老，降低血清膽固醇，還能減輕動脈硬化和腦功能衰退[5-7]。

改性甜玉米酸奶是以純甜玉米漿為原料經水解、發酵而制成的，它具有獨特的風味和良好的營養保健作用。甜玉米經酶作用后，蛋白質水解成肽及氨基酸，淀粉水解成多糖及單糖，不僅有利于人體的消化吸收，同時降低甜玉米漿黏度，有利于形成甜玉米酸奶的良好口感[8，9]。改性甜玉米酸奶的研究極大的填補了國內該領域的空白，拓展了甜玉米的應用范圍。

1 實 驗

1.1 材料

玉米粒（市售、無霉變、無蟲蛀、顆粒飽滿），鮮乳，乳糖、白砂糖（優質級），菌種（保加利亞乳桿菌和乳酸鏈球菌），果膠，單甘酯，海藻酸鈉，黃原膠，淀粉酶，木瓜蛋白酶。

1.2 儀器設備

打漿機，膠體磨，均質機，高壓滅菌鍋，電子分析天平，電熱恒溫培養箱，電冰箱。

1.3 工藝流程

改性甜玉米漿+牛乳→配料→均質→殺菌→接種→發酵→灌裝→冷藏→入庫。

1.4 操作要點

（1）改性甜玉米漿的制備。甜玉米粒除雜后與水按1︰2的比例混合用膠體磨粗磨，用40目篩過濾除去粗渣，然后細磨均質，均值壓力20 MPa，在65℃條件下，加入0.1%的木瓜蛋白酶，水解10 min，加熱到90℃，加入質量分數為0.01%的α-淀粉酶，水解30 min，煮沸30 min。

（2）配料。白砂糖和穩定劑按比例混合加入到玉米牛奶漿中。

（3）均質。加熱到65℃左右均質，均質壓力20～30 MPa。

（4）殺菌。殺菌溫度為95℃，時間15 min。

（5）菌種的馴化。設定改性玉米漿：牛奶（體積比）1∶3，1∶2，1∶1，2∶1連續對菌種進行馴化， 通過降低乳酸菌生長環境中牛乳質量分數對菌種進行馴化培養：將活化好的菌種按2.5%的接種量接到牛奶和改性甜玉米培養液中，在43℃條件下培養7 h，再同一梯傳代2次，使菌種適應玉米漿的營養環境，以達到馴化的目的。

（6）接種與發酵。殺菌的玉米乳冷卻到43℃左右，向混合乳中加入一定量的發酵菌種,充分攪拌后，放入已滅菌的容器中，在恒溫培養箱中發酵，置于2～4℃條件下冷藏保存。

1.5 檢驗方法

（1）酸度的測定[10]參照GB5413.14-2010中方法。（2）穩定性的測定[11]2000 r/min的條件下離心20 min，測定沉淀率。

（3）蛋白質的測定[12]參照GB5009.5-2010中方法。（4）脂肪的測定[13]參照GB5413.3-2010中方法。（5）乳酸菌數的測定[14]參照GB4789.35-2010中方法。

（6）大腸菌群的測定[15]參照GB4789.3-2010中方法。

（7）霉菌和酵母菌的測定[16]參照GB4789.15-2010中方法。

（8）感官評價[17]。對甜玉米酸乳的感官分析采用評分辦法。分析評價的指標有：組織狀態、乳清析出狀況、口感、風味。各指標的評分標準見表。感官得分為4個指標總和。整個感官評價由10位有經驗的食品工作者進行評價，去掉一個最高分和最低分后取平均值。

表1 改性甜玉米發酵乳評分標準

2 結果與討論

2.1 馴化對菌種產酸的影響

乳酸菌在牛奶中生長產酸，但是乳酸菌在玉米漿中不宜發酵，因為甜玉米漿中不含有乳酸菌發酵所需的乳糖源，且所需養分太少，致使菌種不能馬上適應甜玉米的營養環境生長，從而導致菌種活力退化。從牛奶中分離的乳酸菌發酵酸度均明顯低于發酵牛乳的酸度，凝固不好，易分層。因此，對菌種進行馴化，以適應玉米的營養環境。乳酸菌在2∶1的改性甜玉米乳中的發酵產酸情況如圖1所示。由圖1可以看出，馴化后的菌種產酸能力明顯增加。

2.2 添加量對穩定性的影響

將不同比例的鮮牛奶與改性甜玉米漿混合發酵，測定發酵結束后，發酵乳的沉降率，結果如圖2所示。

因為甜玉米中不含有酪蛋白，不能被乳酸發酵而凝固，造成乳清析出、分層、組織狀態不穩定等，較普通酸奶穩定性差。當牛乳發酵過程中pH值降到4.6左右時，酪蛋白所帶的凈電荷為零，產生最大聚集[18]。由圖1可以看出，隨著牛奶添加比例的升高，沉降率降低，說明體系越穩定，但是超過60%時，牛奶的增加對沉降率影響不明顯。所以選擇添加比例在40%到60%之間。

2.3 菌種添加量對發酵酸度的影響

在一定范圍內，適當增加發酵劑添加量，可以縮短發酵時間，加快產酸的速度。正常鮮牛奶發酵菌種的添加量為2.5%，目的是讓保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌以1∶1比例生長，產酸產黏情況均較好，酸乳發酵的感官狀態最好，而本研究中以改性甜玉米為主要原料，有利于乳酸菌生長的營養物質少，接種量過低，產酸較少且不穩定，易形成對菌種不良的生長環境，乳酸菌得不到足夠的生長;接種量太大，產酸過快，酸度過高，凝乳過快，會給甜玉米酸乳的風味和組織狀態帶來缺陷。本研究設計了4%，5%，6%，7%共4個常用的菌種添加量，對甜玉米乳進行發酵，甜玉米漿與牛奶按1︰1比例混合，發酵溫度為43℃，發酵時間為12 h，測定酸度隨時間變化的情況，如圖3所示。

由圖3可以看出，在上述實驗條件下，接種量分別為4%，5%，6%，7%時，產酸速度依次加快。接種量為5%和6%的甜玉米乳經10 h發酵后，酸度都達到50°T，其后酸度增加緩慢，在發酵14 h時酸度分別為58°T和59°T,體系較穩定。

2.4 穩定劑的選擇對發酵酸奶穩定性的影響

發酵酸乳生產過程中，由于其穩定性受其物化、膠化特性的影響，易出現分層現象，甚至產生沉淀。通過添加適當的穩定劑和乳化劑能夠穩定酸乳的膠體體系，提高酸乳的黏稠度，有助蛋白質凝聚反應緩慢有序地進行，以致形成細膩稠密的蛋白質網狀結構。在使用穩定劑時，一般來講復合穩定劑要比單一穩定劑效果好，使用量少。甜玉米漿與牛奶按1︰1比例混合，添加不同種類的穩定劑，在43℃下接種5%乳酸菌進行發酵，發酵8 h，發酵結束將發酵乳置于2～5℃冰箱中冷藏，比較發酵乳的口感，并觀察冷藏期間的穩定性。

表2 穩定劑添加量對穩定性及口感的影響

由表2可以看出，添加穩定劑之后酸乳的體系較穩定。復合穩定劑較單一穩定劑的穩定性好。綜合考慮甜玉米發酵乳的口感和穩定性，本研究選用0.20%果膠+0.10%單甘酯的復合穩定劑。

2.5 不同種類糖的添加對發酵產酸的影響

乳酸菌能夠利用不同的糖源產酸，但是產酸能力不同。改性甜玉米漿中糖分含量較高，但是不含乳糖，乳酸菌利用這些糖分產酸的能力明顯不同[19，20]。在改性甜玉米漿中分別加入質量分數為5%乳糖、2.5%乳糖+2.5%蔗糖、5%蔗糖發酵產酸進行了對比，發酵溫度為43℃，接種量為4%，發酵時間為8 h，測定其酸度隨時間的變化情況，如圖4所示。

由圖4可以看出，乳酸菌對乳糖發酵的速度明顯高于蔗糖，但是蔗糖的甜度要明顯高于乳糖，考慮到乳糖價格較高且甜度低等因素，因此選2.5%蔗糖+2.5%乳糖（質量分數）。

2.6 正交實驗

在分別對不同種類的糖、菌種添加量、牛奶添加比例與酸度及口感的關系進行單因素實驗的基礎上，為進一步確定各因素共同作用下改性甜玉米乳風味最好時的發酵條件，本研究設計了不同的糖的添加量、接種量、牛奶添加量的3因素3水平正交實驗。以找出甜玉米乳感官評分最高時，各因素的條件。

表3 正交設計

表4 正交實驗結果

表5 感官方差分析

由表5可以看出，各因素對改性甜玉米發酵乳感官影響順序是A＞B＞D＞C，牛奶添加量是影響發酵的最主要因素，加糖量次之，接種量相對影響最小。感官方差分析表可知，牛奶添加量顯著水平為0.0009，小于0.01，其差異對改性甜玉米發酵乳的感官影響極顯著；加糖量的差異對感官的影響不顯著；接種量的差異對感官的影響最小。綜合考慮各種因素，選定結果是A3B3C1D2，即牛奶添加比例為60%，糖添加量為3%蔗糖+3%乳糖，接種4%的乳酸菌，發酵7 h，對產品的感官影響最佳。

2.7 質量標準

2.7.1 感官指標

產品色澤：色澤均勻一致，黃色。

組織形態：凝塊均勻、細膩、無氣泡、無分層、允許有少量乳清出現。

氣味和味道：具有純乳酸發酵制成的酸奶特有的氣味和味道、有甜玉米清香味、無異味。

2.7.2 理化指標

脂肪≥1.5%；蛋白質≥2.0%；酸度50～80°T。

2.7.3 衛生指標

大腸菌群≤1 mL-1；酵母菌≤100 mL-1；霉菌≤30 mL-1；致病菌未檢出。

3 結論

以鮮乳和改性甜玉米漿為原料，生產改性甜玉米酸奶的最佳配方：改性玉米漿與鮮乳以1︰1.5的質量比混合，加入質量分數為2%蔗糖+2%乳糖、0.2%果膠+0.1%單甘酯，選用保加利亞乳桿菌和乳酸鏈球菌1∶1的比例按4%的接種量接種，在43℃條件下發酵，可得到質地均勻、口感細膩、具有甜玉米清香的發酵乳。

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Study of modified sweet corn fermented milk

LI Chun-mei1，CHI Yu-jie2，WANG Dan1，SUN Li-ying3,LIU Dan3
（1.National Dairy Engineering Research Center,Haerbin 150086，China;2.Food College,Northeast Agricultural University,Haerbin 150030，China;3.National Vocational Institute of Heilongjiang Province，Harbin 150086，China）

In this study,the fermentation conditions is determined according to a single factor and orthogonal experiments.The optimum condition of modified sweet corn fermented milk is that modified sweet corn syrup and milk is mixed by ratio of 1∶1.5,adding 6%sugar（su crose：lactose=1∶1），adding 0.2%pectin+0.1%monoglycerides,Lactobacillus bulgaricus and Nisin is 1∶1 ratio and the baeteria inoculum 4%at 43℃for 7 hours.The texture is uniform,the taste is exquisite and the fermented milk with sweet corn flavor and fragrance.

modify;sweet corn;yoghurt

TS252.54

A

1001-2230（2009）09-0057-04

2011-06-21

李春梅（1977-），女，碩士，從事農產品加工方面的研究。

遲玉杰