凝固型酸牛奶發酵劑的篩選及應用

梅 芳，喬成亞，李海燕，孫 卓

（乳業生物技術國家重點實驗室，光明乳業有限公司，上海 200436）

隨著近幾年人們生活水平的提高和對身體健康的關注，對乳制品的需要日趨強烈?，F在市場上最多的是攪拌型酸奶，通過這種工藝制得的酸奶更容易工業化。凝固型酸奶以其獨特的品質一直深受消費者的歡迎，但是因常出現黏稠度低、組織狀態粗糙、乳清析出等不良現象，影響了消費者的購買意愿[1]。同時在實際生產中，灌裝后的產品不可能同時出入熱庫，也會導致同批產品的品質不均勻。為了解決這些問題，很多方案是著重在增稠劑上，在提倡天然無添加的當前市場，挑選風味突出、弱后酸的菌種，確定恰當的發酵溫度能很好的解決這些問題。以生牛乳為主要原料，通過單因素和正交試驗確定菌種和制備工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生牛乳：光明乳業股份有限公司；直投菌種SVV-A、SVV-B和09C-D：荷蘭DSM公司；菌種組成均為保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（St.thermophilus）；白砂糖（食品級）：北京糖業煙酒集團有限公司。

1.2 儀器與設備

LXJ-64-01 型離心機：北京醫療儀器修理廠；CP124S 型電子天平：德國賽多利斯公司；DY20K 型電子秤、PHB-4型精密pH計：上海精密科學儀器有限公司；APV1000 型高壓均質機：APV（中國）有限公司；SA-300VF 型壓力蒸汽滅菌器：新駿實業股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 酸奶制作工藝流程

操作要點

生牛乳：各項指標檢測符合GB 19301—2010《食品安全國家標準生乳》。

標準化：脂肪≥3.1%；蛋白質≥2.9%；非脂乳固體≥8.1%。

配料：加入白砂糖?；炝蠝囟瓤刂圃?5～60℃，混料后應保持攪拌狀態20～30min。

均質：配料完成后，充分讓其混合，然后預熱至65℃，均質壓力控制在16～18MPa進行均質。

殺菌：混合料加熱至95～100℃，保溫5～10min。

冷卻接菌種：冷卻至適宜溫度后加入菌種。

灌裝及熱庫發酵：注入容器后，送入熱庫進行發酵。

后熟：送入4～6℃的冷庫進行24h后熟。

1.3.2 總酸度的測定

參照文獻[2]，采用吉爾涅爾度（°T）法測定。

1.3.3 pH值的測定

采用pHB-4型精密pH計測定。

1.3.4 凝乳時間的測定

間隔30min觀察一次酸奶的狀態，待出現凝乳現象時記錄凝乳時間。

1.3.5 后發酵酸度的測定

在發酵溫度下發酵12h后，測定酸奶的酸度。

1.3.6 持水力（water-holding capacity，WHC）測定

以離心管取待測樣品30mL，并測定樣品的質量W0后，放入離心機，3 000r/min離心20min后，取出離心管，靜置10min后，除去上清液，測殘余物的質量W。酸奶的持水力按下式計算：

1.3.7 乳酸菌活菌數的測定

將酸奶用滅菌生理鹽水梯度稀釋至一定數量級的濃度后，采用MRS瓊脂培養基傾注平板培養，于42℃厭氧培養，48h后計菌落總數，測定乳酸菌活菌數[3]。

1.3.8 顛簸實驗

每組隨機抽取兩個樣品，平整并正面向上裝在一個周轉箱內，冷鏈運輸到達目的地后，觀察酸奶凝乳狀態是否破碎、是否有明顯乳清析出等不良現象。本實驗選擇300km的運輸半徑檢驗凝固型酸奶的抗顛簸能力和穩定性[4]。

1.3.9 產品的感官評價

邀請10位有乳品品鑒經驗的專家組成評鑒小組，采用百分制評分法，對產品的外觀組織形態、風味、口感、內部組織狀態等進行評價計分。感官評分標準（滿分100分）見表1。

表1 凝固型酸牛奶感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of set yogurt

1.3.10 單因素試驗

通過選擇發酵劑、發酵溫度和蔗糖添加量來確定其對凝固型酸奶的產酸能力、持水性和感官品質的影響。

1.3.11 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，將影響凝固型酸奶發酵工藝的主要影響因子進行綜合分析，以發酵劑、發酵溫度和蔗糖添加量3個因素進行正交試驗L9（33），以確定凝固型酸奶的最佳發酵工藝參數。

2 結果與分析

2.1 發酵劑的確定

不同的發酵劑在凝固型酸奶中產酸及后酸差別較大，在相同的工藝條件下，改變發酵劑的種類，比較其凝乳時間、弱后酸能力、持水能力，同時結合感官評分來選擇合適的發酵劑，發酵劑對凝固型酸奶的影響，結果見表2。

表2 發酵劑對凝固型酸奶感官評分的影響Table 2 Effect of starter on sensory score of set yogurt

由表2可以看出，09C-D發酵劑的凝乳時間比SVV-A和SVV-B短，SVV-B的弱后酸最強，在12h的發酵過程中，酸度為91°T，比SVV-A低14°T，比09C-D低25°T，同時持水力最強，感官評分得分最高，說明發酵劑SVV-B在較長時間的凝乳后，后期酸度不再增長迅速，提高了凝固型酸奶的品質。所以確定發酵劑為SVV-B。

2.2 發酵溫度的確定

表3分別列出了5種不同的發酵溫度條件下發酵的凝固型酸奶。比較其的凝乳時間、弱后酸能力、持水力，同時結合感官評分來選擇合適的發酵溫度。

表3 發酵溫度對凝固型酸奶感官評分的影響Table 3 Effect of fermentation temperature on sensory score of set yogurt

不同的發酵劑的最適發酵溫度不同，對于大多數發酵劑來說，發酵溫度在低限時接近乳酸菌的最適生長溫度，有利于乳酸菌的生長繁殖。發酵溫度在高限時可使酸奶在短時間內凝乳，從而縮短發酵時間。從表3可以看出，發酵溫度對凝乳時間、弱后酸和持水力的影響比較大。所以確定發酵溫度37～42℃。

2.3 蔗糖添加量的確定

表4分別列出了5種不同的蔗糖添加量下發酵的凝固型酸奶。比較其的凝乳時間、弱后酸能力、持水力，同時結合感官評分來選擇合適的蔗糖添加量。

表4 蔗糖添加量對凝固型酸奶感官評分的影響Table 4 Effect of sucrose addition on sensory score of set yogurt

由表4可知，不同的蔗糖添加量對凝固型酸奶的持水力和感官評分影響比較大。增加蔗糖的添加量相當于增加酸奶的總固型物，能讓持水力得到有效的提高。蔗糖的添加量過少，不能滿足乳酸菌對碳源的需要，甜度不夠，添加過多，能抑制乳酸菌的生長，而且會導致甜度過膩。所以確定蔗糖添加量6%～8%。

2.4 發酵工藝優化正交試驗

在單因素試驗的基礎上，確定了發酵劑種類、蔗糖添加量和發酵溫度這3個因素的3個水平進行正交試驗，采取L9（33）正交試驗設計，因素與水平見表5，正交試驗結果及極差分析見表6，確定試驗結果的準確度，對配方進行了方差分析，結果見表7。

表5 凝固型酸奶工藝優化正交試驗因素和水平Table 5 Factors and levels of orthogonal test for set yogurt fermentation technology optimization

由表6可以看出，影響凝固型酸奶品質的因素主次順序是發酵劑種類（A）＞蔗糖添加量（B）＞發酵溫度（C），優化組合為A2B3C1，即發酵劑種類為SVV-B，蔗糖添加量為8%，發酵溫度為37℃。

由表7可以看出，發酵劑種類對凝固型酸奶品質的影響達到極顯著水平（P＜0.05），蔗糖添加量對凝固型酸奶品質的影響達到顯著水平（0.05＜P＜0.1），發酵溫度對凝固型酸奶品質的影響不顯著（P＞0.1）。

通過A2B3C1驗證試驗得到凝固型酸奶，其酸度93°T，活菌數為5.8×107CFU/mL，且品質最好，口感清爽，酸甜適口，質地均勻。

表6 凝固型酸奶工藝優化正交試驗結果與分析Table 6 Result and analysis of orthogonal test for set yogurt fermentation technology optimization

表7 正交試驗結果方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal test results

2.5 顛簸試驗分析

按3因素3水平設計了9組凝固型酸奶樣品，交由工廠冷鏈物流車，發往河北和天津兩地，組織狀態呈現出不同狀態，結果見表8。

表8 顛簸試驗結果Table 8 Results of bumping test result

由表8可以看出，樣品1、2、7經過長途運輸后組織狀態出現破損，有少量乳清析出，樣品4、8組織狀態完好，只是有少量乳清析出，樣品3、5、6、9組織狀態完好，無乳清析出。

3 結論

通過單因素和正交試驗，確定了凝固型酸奶的工藝為：發酵劑種類為SVV-B，蔗糖添加量為8%，發酵溫度為37℃。在此最佳條件下，凝固型酸牛乳的酸度為93°T活菌數為5.8×107CFU/mL。凝固型酸奶能夠經受長途運輸的顛簸性破壞，保證最終產品到達消費者手中的品質。

[1]王 薇，趙新淮.幾種增稠劑對凝固型酸乳質地及微觀結構的影響[J].食品工業科技，2007，28（8）：201-202.

[2]駱承庠.乳與乳制品工藝學[M].北京：中國農業出版社，1999.

[3]BEZKOROVAINY A.Probiotics:determinants of survival and growth in the gut[J].Am J Clin Nutr,2001,73(2 Suppl):399S-405S.

[4]李麗華，王紅葉，賈軍燕，等.凝固型酸奶的制備和質量評價[J].中國乳品工業，2010（12）：49-51.

[5]郭本恒.酸奶[M].北京：化學工業出版社，2003.

[6]李亞蕾，李文霞，王 萍.枸杞桂圓酸奶生產工藝研究[J].中國釀造，2010，29（10）：195-198

[7]李湘利，劉 靜.凝固型香椿酸奶生產工藝的研究[J].中國釀造，2010，29（9）：175-178

[8]高曉平，黃現青，孫靈霞，等.凝固型酸奶在不同貯藏條件下的品質變化研究[J].現代食品科技，2011，27（5）：517-519

[10]王欽德，楊 堅.食品試驗設計與統計分析[M].北京：中國農業大學出版社，2003.

[11]王 微，趙新淮.發酵溫度及超聲波處理對凝固型酸奶質地等的影響[J].中國乳品工業，2008，36（12）：21-25.

[12]尚玉琳，孟祥晨.不同酸奶發酵劑的發酵性能比較[J].食品科技，2011，36（10）：41-45.

[13]黃 強，俞 琳，趙廣生，等.發酵條件對凝固型酸奶質地影響的研究[J].浙江科技學院學報，2013，25（6）：441-446.

[14]伍子玉，王 芳，劉俊紅，等.凝固型酸奶生產工藝的分析[J].中國乳業，2007，12（10）：44-45.

[15]郭清泉，張蘭威.酸奶發酵機理及后發酵控制措施[J].中國乳業工業，2001，29（2）：17-19.