木糖醇雪梨果粒酸奶的研制

李俊芳康靈芝 － －

（1.內蒙古科技大學數理與生物工程學院，內蒙古 包頭 014010；2.內蒙古科技大學生物工程與技術研究所，內蒙古 包頭 014010）

酸奶是一種經乳酸菌發酵制成的乳制品，具有豐富的營養，能緩解乳糖不耐癥，降低膽固醇，同時還有整腸、抑菌、改善便秘和美容固齒作用［1］。酸奶中一般均添加了4%～9%的蔗糖作為甜味劑來改善口味；因此糖尿病人不宜長期食用這種酸奶［2］。本研究以木糖醇替代蔗糖，有效地解決了這個問題。木糖醇有防齲齒、減肥、調節胃腸免疫和促進有益菌增殖，調節血糖等功效［3］，是最適合于糖尿病人食用的有營養性的蔗糖替代品［4］；而雪梨可以促進胃液分泌，幫助消化，促進食欲；有清熱瀉火、生津止渴、養陰潤肺、化痰止咳的功效［5］。

本研究擬以雪梨、木糖醇和牛奶為主要原料，利用乳酸菌發酵得到一種營養平衡型酸奶。木糖醇的使用對改善酸奶的營養和保健功能有著重要意義，同時雪梨的添加又可以形成一種新口味的產品，豐富酸奶的種類，最終生產出具有獨特風味、營養保健的新產品。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

牛乳：包頭奶牛飼養基地；

木糖醇：山東蜜福堂有限公司；

雪梨：市售的蒼溪雪梨；

發酵用菌種：保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌，中國科學院微生物研究所。

1.1.2 主要儀器設備

立式壓力蒸汽滅菌鍋：LS－30型，上海博訊實業有限公司醫療設廠；

雙人單面垂直潔凈工作臺：SW－CF－2FD型，上海博訊實業有限公司醫療設廠；

均質機：JJ03／25型，廊坊市盛通機械有限公司；

智能恒溫恒濕培養箱：PSX－250SC型，寧波萊福科技有限公司；

電子分析天平：JA5003型，上海超平科技儀器有限公司；

離心機：TD4Z型，江蘇省金檀市榮華儀器制造有限公司；

旋轉黏度計：NDJ－1型，上海森地科學儀器設備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 木糖醇雪梨果粒酸奶的制作流程

1.2.2 菌種的活化及發酵劑的制備 將冷凍干燥保藏的菌種接種到已滅菌的脫脂乳培養基中，在恒溫培養箱中37℃下培養24h。再按2%～3%的接種量分別取凝固培養物于已滅菌的脫脂乳試管中，依次反復活化3次得到活化菌種。按2%～3%接種量取充分活化的菌種［6］，接種于裝有滅菌脫脂乳的三角瓶中，充分混勻后，置于恒溫培養箱中培養24h，即得到發酵劑。

1.2.3 雪梨的預處理工藝 雪梨去皮，去核之后，將其切成大小為7～8mm的正方形果丁，用2%氯化鈉浸泡護色、稱量、分裝。然后在100℃的條件下，殺菌15min。

1.2.4 木糖醇雪梨果粒酸奶的制備 鮮牛乳經過預處理加入木糖醇9g／100mL混合，均質，殺菌，然后將其冷卻至45℃時，將1∶1嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌發酵劑按3%接種量接種，在42℃條件下發酵，發酵終止，在無菌狀態下添加殺菌后的雪梨果丁20g／100mL，并進行攪拌，使果粒與酸奶混合均勻。包裝后在4℃條件下冷卻并冷藏24h即得到成品。

1.2.5 單因素試驗 用1.2.3工藝對雪梨進行預處理，然后在100℃的條件下，分別殺菌0，5，10，15，20min。然后按1.2.4的方法制作果粒酸奶，以感官品質評分作為響應值，確定果粒殺菌時間的最佳水平。

在1.2.4工藝條件下，對木糖醇、雪梨果粒添加量及發酵劑接種量、發酵時間進行單因素試驗，研究各因素對果粒酸奶品質的影響。木糖醇添加量選取7，8，9，10，11g／100mL；雪梨果粒添加量選取10，15，20，25，30g／100mL；發酵劑接種量選擇3%，4%，5%，6%，7%；發酵時間選取5，6，7，8，9h。以酸度、黏度、持水性和感官品質評定為響應值，確定各因素的最佳水平。

1.2.6 感官檢測 感官品質評分標準見表1。

表1 感官品質評分標準Table1 Sensory evaluation standard

1.2.7 理化指標的測定

（1）持水力測定：參考 Riener等的方法［7］，取5mL 4℃的樣品放入離心管中稱量，以3 000r／min離心30min，除去上清液，稱量沉淀物的重量，按式（1）計算持水力。

（2）黏度測定：在室溫下用NDJ－1旋轉黏度計測定，根據被測液黏度的大小，選取3號轉子和6r／min的轉速，計時30s后讀取數據。

（3）酸度、脂肪含量、非脂乳固體的測定分別按照GB 5413.34－2010﹑GB 5413.3－2010﹑GB 5413.39－2010。1.2.8 微生物的測定 乳酸菌總數、大腸菌群測定分別按照GB 4789.35－2010﹑GB 4789.3－2010進行。

2 結果與分析

2.1 果粒殺菌時間對酸奶感官品質的影響

由表2可知：隨著果粒殺菌時間的增加，果粒酸奶的感官評分先增大后減小，殺菌時間短果粒堅硬、質脆，口感較差；殺菌時間長果粒出現軟爛，完整度差、咀嚼性差影響口感，15min時感官得分最高品質最佳，故其為最佳殺菌時間。

表2 殺菌時間對果粒酸奶感官品質的影響Table2 Effect of sterilizing time on the sensory quality of fruit yogurt

2.2 影響酸奶品質的單因素試驗結果

2.2.1 木糖醇添加量的影響 由表3可知，隨著木糖醇添加量的增加，持水力、黏度及感官評分均呈現先增加后減小的趨勢；在添加量為9g／100mL時酸度、黏度最大，酸奶感官品質最好。這可能是由于木糖醇添加量增大抑制了鏈球菌的生長和酸的產生［8］。酸度又導致酸奶的凝固性發生變化，組織狀態隨之改變，所以黏度、持水性出現先增加后減小的現象。綜合考慮確定木糖醇的最佳添加量為9g／100mL。

表3 木糖醇添加量對果粒酸奶品質的影響Table3 Effect of xylitol content on the quality of fruit yoghurt

2.2.2 果粒添加量的影響 由表4可知，隨著果粒添加量的增加持水力無明顯變化，且對酸度的影響不大；黏度隨著果粒添加量的增加而增大，感官得分先增加后降低，當雪梨果粒添加量為20g／100mL時品質最佳。果粒添加量小于20g／100mL時，梨味以及果粒的質感都不明顯；添加量大于20g／100mL時，果粒太多，口感粘稠粗糙。確定雪梨果粒的最佳添加量為20g／100mL。

表4 果粒添加量對果粒酸奶品質的影響Table4 Effect of amount of fruit grain on the quality of fruit yoghurt

2.2.3 發酵劑接種量的影響 由表5可知，隨著接種量的增加，持水力、黏度、感官評分均呈先增加后減小趨勢，酸度隨接種量的增加而增大；當接種量為5%感官得分最高；乳酸菌接種量的大小直接關系到菌種在牛乳中的生長和繁殖情況，對產酸速度有較大的影響。發酵劑接種量過少時，發酵速度慢，一定的發酵時間內產酸量低，蛋白質的酸凝固不足，酸奶的組織狀態松散，黏度低，酸奶的滋味較差；相反，當接種量過大時，初期發酵猛烈，酸生成過快，pH降低，酸奶中微小蛋白質亞膠體分子團改變，使得它們之間的親合連接作用減弱，膠體分子團聚集成的蛋白質網絡松散，持水力會降低，乳清析出，黏度變差，組織狀態上出現缺陷［9，10］。而且發酵快導致風味物質積累不足，酸奶的風味差。綜合考慮確定發酵劑的最佳接種量為5%。

表5 發酵劑接種量對果粒酸奶品質的影響Table5 Effect of lactic acid bacteria amount on quality of fruit yogurt

2.2.4 發酵時間的影響 由表6可知，酸度隨發酵時間的延長而增大，持水力和黏度均呈現先增加后減小趨勢。發酵時間長短直接影響酸奶的組織狀態，發酵過程中乳酸菌在最適宜的溫度下生長、繁殖、產酸，隨著時間的延長，產生酸的量也會越來越多。發酵時間太短，從感官上看會使得發酵不充分，組織狀態松軟，風味不足；從理化指標上看：酸度不達標，持水力較小。發酵時間過長，從感官上看：凝乳質地較硬，產酸量過多，風味不佳；由于發酵時間過長，酸奶的酸度增加，pH降低，微生物分泌的蛋白水解酶對酪蛋白的作用增強，在結構上引起酸奶中微小蛋白質亞膠體分子團改變，使得它們之間的親合連接作用減弱，進而膠體分子團聚集成的蛋白質網絡松散，結果是酸奶的持水力會降低，穩定性會下降［9，10］。發酵8h時感官得分最高果粒酸奶品質最好。

表6 發酵時間對果粒酸奶品質的影響Table6 Effects of fermentation time on quality of fruit yogurt

2.3 正交試驗結果與分析

正交試驗的因素及水平取值見表7。

由表8可知，A2B2C1D2為最佳組合，即發酵時間為8h，接種量為5%，木糖醇添加量為9g／100mL，果粒添加量15g／100mL。各因素對產品的影響次序依次為A＞B＞D＞C，即接種量＞木糖醇添加量＞發酵時間＞果粒添加量。

2.4 驗證實驗

按照正交試驗的最佳工藝A2B2C1D2制作的酸奶體系均一、顏色呈乳白色、有光澤、果粒呈雪梨本色、口感飽滿、柔和潤滑、具有酸奶兼雪梨的清香風味、酸甜適口、組織細膩均勻、黏度適中、無分層和乳清析出現象。產品的最終感官評分為88.9分。

表7 正交試驗因素水平設計Table7 Factors and levels of orthogonal experiment

表8 木糖醇雪梨果粒酸奶主要影響因素綜合研究結果Table8 The results of comprehensive study on main factors on xylitol and pear fruit yogurt

2.5 貯藏性試驗

將成品置于4℃條件下貯藏21d，每隔7d測定其各項指標的變化。由表9可知，酸度隨著貯藏時間的延長而上升；持水力呈現減少趨勢；黏度隨著貯藏時間延長而增加；乳酸菌活菌數隨著貯藏期的延長而下降；大腸菌群數在貯藏期內均小于30CFU／100mL。

表9 貯藏期各項指標的變化Table9 The index changes during storage

在貯藏期內，制品顏色呈現乳白色、有光澤、果粒呈雪梨本色、口感飽滿、柔和潤滑、具有酸奶風味和明顯的雪梨清香味、酸甜適口、組織細膩均勻、黏度適中、無分層和乳清析出。同時測得脂肪量為2.59%，非脂乳固體為7.58%，符合GB 19302－2010要求。

3 結論

木糖醇雪梨果粒酸奶的最佳制作工藝為鮮牛乳經過預處理，添加木糖醇9g／100mL，接種5%1∶1混合的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發酵；發酵溫度42℃，時間8h，發酵終止，在無菌狀態下添加15g／100mL的雪梨果粒混合均勻。制得的酸奶為乳白色、有光澤、果粒呈雪梨本色、口感飽滿、柔和潤滑、具有酸奶風味和明顯的雪梨清香味、酸甜適口、組織細膩均勻、黏度適中、無分層和乳清析出。酸度為78～90°T，含脂肪2.59%，非脂乳固體的測定值為7.58%。在4℃條件下貯藏21d，大腸菌群小于30CFU／100mL，活菌數大于109CFU／mL。

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