榛仁乳的開菲爾粒發酵工藝

肖 智 王錫香 張秋菊

(通化師范學院，通化，134001) (通化師范學院分院) (通化師范學院)

榛子，為樺木科榛屬植物，果實為堅果，是一種集營養、保健和食療于一體的天然功能性食品。榛子味甘性平，具有補脾腎、養氣血、開胃等多種功能，對治療飲食不佳、機體消瘦、體倦無力等有重要的食療作用［1］。開菲爾粒內含有乳酸菌、酵母菌及醋酸菌等多種有益微生物，是外形不規則的顆粒，其主要成分是水、多糖、蛋白質、脂質等［2］。用開菲爾粒做發酵劑，制備的開菲爾奶除具有乳酸發酵外，還伴有少量酒精發酵，屬于一種酒精性發酵乳制品。它具有改善胃腸道菌群、抑制腫瘤生長、緩解壓力、抗疲勞、美容、提高免疫力等功能［3］。

目前，開菲爾粒發酵工藝主要用于核桃乳、蘋果汁、花生香蕉乳等發酵研究中［4-5］，開菲爾粒發酵榛仁乳未見報道。本研究以開菲爾粒為發酵劑發酵榛仁乳，通過正交試驗L9(34)，確定開菲爾榛仁乳發酵的最佳工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料

長白山野生平榛果采于吉林省通化市和集安市境內。開菲爾粒為試驗保存。鮮牛奶為市售。

主要藥品及試劑：乳糖(分析純)、葡萄糖(分析純)、蔗糖(食品級)、碳酸氫鈉(分析純)、氫氧化鈉(分析純)、標準磷酸鹽緩沖液(pH=4)。

SPX型智能生化培養箱、PC-3C精密酸度計、GYB60-60S型均質機、CP214型電子天平、YX-280B型手提式壓力蒸汽消毒器、BCD-196TXZ冰箱。

1.2 工藝流程

榛仁乳的開菲爾粒發酵工藝分為原料與處理、榛仁乳培養基的制備、開菲爾粒的活化、開菲爾粒的馴化、接種發酵等工序，工藝流程如圖1。

1.3 原料預處理

榛果去外殼后，挑選籽粒飽滿、無蟲蛀、無霉變、沒被氧化的榛仁，稱質量后用1%的氫氧化鈉溶液100℃下熱處理1～2 min，再用清水漂洗，除去內皮，洗凈浸泡備用。

1.4 榛仁乳培養基的制備

打漿：按所需的比例加入適量水，加熱到50℃用打漿機打漿2～3次，經膠體細磨后，再用180目尼龍網過濾去渣，所得漿液經離心除脂［6］，除脂后的漿液加入碳酸氫鈉調pH值，用 PC-3C精密酸度計測定，使pH=7.5～7.6。

調配、均質與殺菌：按試驗比例要求加入糖、穩定劑等進行調配，并在均質機中均質，均質溫度為60℃，均質壓力為25 MPa，均質次數為2次。105℃殺菌10 min，均質、殺菌后的培養基冷卻至常溫。

1.5 開菲爾粒的活化

將冷凍的開菲爾粒常溫下自然解凍后反復沖洗，洗凈瀝干水分按5%比例加入到20℃的滅菌鮮牛乳中，23℃恒溫培養，定期攪拌，當酸度達80～100°T時，移入冰箱4℃冷藏24 h，然后將開菲爾粒濾出，再按上述方法培養數代，待其活力穩定，23℃條件下24 h酸度可達到80～100°T，發酵時氣泡豐富、酸味柔和、酒香清淡，即可終止活化［7］。

1.6 開菲爾粒的馴化

將活化好的開菲爾粒按5%的接種量在含榛仁乳10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100% 牛乳培養基中反復繼代培養［8］。待其發酵穩定，酸度可達80～100°T，并產生豐富氣泡，散發柔和的酸味和清淡的酒香時即馴化完成。

1.7 接種發酵

將殺菌后的榛仁乳培養基冷卻至常溫，選取加糖量、接種量、發酵溫度、發酵時間4個因素設計單因素試驗，以感官評價和酸度為指標，確定開菲爾榛仁乳發酵的最佳工藝條件［3］。

1.8 指標測定

感官指標：根據色澤、口感、風味和組織狀態等進行綜合評分，其中組織狀態、色澤、氣體狀態占總分的10%，爽口性和發酵味占總分的20%，酸甜度占總分的30%，感官評分標準見表1。

圖1 榛仁乳的開菲爾粒發酵工藝流程

表1 發酵效果感官評分標準

理化指標：pH值和酸度、酒度。pH值采用Starter3C精密pH計測定;酸度采用NaOH滴定法測定，結果用吉爾涅爾度(°T)表示;酒度采用氧化還原滴定法測定。每個試驗測定3個樣本，求其平均數。

微生物指標：乳酸菌及酵母菌活計數均采取平板菌落計數法。

1.9 單因素試驗

加糖量單因素試驗：以乳糖、蔗糖、葡萄糖為試劑，單一或任二種糖混合加入到榛仁乳培養基中，但總加糖量為4%，按5%接種量接種開菲爾粒，23℃，恒溫培養12 h，觀察榛仁乳培養基凝集、產酸、產氣情況，測定其酸度，觀察其菌相，同時與不加糖的榛仁乳培養基作對照試驗。

接種量單因素試驗：含4%乳糖的榛仁乳標準培養基中，分別按 0.5%、2.5%、5%、10%、15%的接種量接種開菲爾粒，23℃下恒溫培養12 h，觀察榛仁乳培養基凝集情況和產氣情況，測定其酸度，觀察其菌相。

發酵時間單因素試驗：在含4%乳糖的榛仁乳培養基中，按5%接種量接種開菲爾粒，23℃恒溫分別培養3、6、9、12、15、18、21、24 h，觀察凝集、產氣情況，測定其酸度、酒度，觀察其菌相。

發酵溫度單因素試驗：在含4%乳糖的榛仁乳培養基中，按5%接種量接種開菲爾粒，于15、23、31℃恒溫分別培養12 h，觀察其凝集、產氣情況，測定其酸度、酒度，觀察其菌相。

1.10 發酵工藝正交試驗

根據單因素試驗結果設計4個因素、3個水平的正交試驗［9-10］，選用 L9(34)正交試驗設計表(表2)。

表2 正交試驗設計

2 結果與分析

2.1 加糖量對發酵的影響

從表3中可以看出，榛仁乳培養基中加混合糖比加單一糖發酵快，含蔗糖的榛仁乳培養基產氣更明顯，因蔗糖可促進酵母菌的生長。各混合糖發酵結果差異不顯著，從經濟和風味上綜合考慮，選擇榛仁乳培養基中加入2%乳糖和2%蔗糖調配，可作為開菲爾粒發酵的原料乳。

表3 不同加糖量對發酵的影響

2.2 接種量對發酵的影響

從表4中可以看出，開菲爾粒接種量對榛仁乳培養基發酵酸度影響很大，接種量越大，酸度上升越快，產生酸味刺激［11］。接種量越小，酸度上升越慢，產生酸味較柔和，開菲爾粒接種量對發酵產氣量影響不大。

表4 不同開菲爾粒接種量對發酵的影響

2.3 發酵時間對發酵的影響

從表5中可以看出，發酵的前段時間酸度上升很快，后段時間酸度上升緩慢，但酒度開始上升，氣體也開始產生。可見開菲爾粒發酵特點是前段時間以乳酸菌發酵為主，后段時間以酵母菌發酵為主，因開菲爾粒中乳酸菌數量多，繁育世代時間較酵母菌短，發酵初期活躍，能快速地提高制品的酸度，而酵母數量較少，繁育世代時間較乳酸菌長，不耐酸，易受制品中其他菌生產的丁二酮等抑制發酵所致［12-13］。

表5 不同發酵時間對發酵的影響

2.4 發酵溫度對發酵的影響

從表6中可以看出，在相同的接種量和發酵時間內，當發酵溫度在31℃時，發酵液酸味較強，產氣不明顯，發酵液中乳酸菌數量增多，酵母菌數量減少;當發酵溫度為15℃時，發酵緩慢，酸味柔和，酸度上升緩慢，產氣量與23℃時大致相當，發酵液中乳酸菌數量變化不明顯，酵母菌數量增多。

表6 不同發酵溫度對發酵的影響

2.5 發酵特性正交試驗結果分析

在單因素試驗基礎上，為考查各因素之間的交互作用，以加糖量、接種量、發酵溫度、發酵時間4個因素為影響因素，選用L9(34)正交表進行正交試驗［8］，結果見表7。

表7 正交試驗極差分析

參試的 9 組配比的酸度依次為 47.7、75.9、104.1、60.0、91.1、99.7、71.5、80.0、96.7°T;感官分值依次為 60、80、78、70、92、82、72、84、82 分。其中酸度上升最快的是 A3B2C3D2組，但該組感官評價得分不高;感官評價最好的是A2B2C2D2組。發酵酸度上升快并不意味著風味好，因為，開菲爾粒發酵是復和發酵［14］，開菲爾粒乳酸發酵過快，酸度上升過快，會使產品酸味增加，且酵母發酵受到抑制，CO2、酒精等風味物質的產生受到抑制，嚴重影響產品的口感風味。

2.6 開菲爾粒發酵條件的確定

影響開菲爾粒發酵的因素很多，糖用量、接種量、發酵溫度和發酵時間對開菲爾粒發酵榛仁乳均有不同程度的影響［15］，從感官評價角度出發，接種量和糖用量是影響開菲爾粒榛仁乳感官質量的顯著因子。各因素對開菲爾粒發酵榛仁乳感官質量的影響由大到小的順序為：B、C、A、D。從酸度角度出發，接種量和發酵溫度是影響開菲爾粒榛仁乳酸度的顯著因子。各因素對開菲爾粒發酵榛仁乳酸度影響由大到小的順序為：B、C、A、D。通過對比確定榛仁乳開菲爾粒發酵生產的最佳工藝參數為A2B2C2D2，即糖用量(2%乳糖+5%蔗糖)、接種量5%、發酵溫度23℃、發酵時間15 h。

3 結論

在榛仁乳培養基中加入2%的乳糖和5%的蔗糖及適量穩定劑，將馴化好的開菲爾粒按5%的接種量接種到上述最佳原料榛仁乳培養基中，23℃下恒溫發酵15 h，發酵榛仁乳，產品色澤均勻乳白，凝集均勻，含有豐富的CO2氣泡，口感純正，酸甜可口，既有碳酸飲料的爽口感，又具有清淡的醇香等發酵味。本研究首次報道了利用開菲爾粒制作開菲爾榛仁乳，并對開菲爾粒的發酵特性進行了系統研究，研究獲得的制品具有發酵乳的營養特點和傳統開菲爾風味，制作成本不高，便于工業化生產，具有廣闊的開發前景。

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