市售酸奶在貯存期間品質變化分析*

孟令帥，徐鑫，劉倩穎，宋雪飛，鄒婷婷，烏日娜

(沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽，110866)

酸奶的后酸化是指酸奶在正常發酵結束后，在貯存、產品運輸、銷售、食用前這一過程中，乳酸菌仍在生長繁殖，并在β-半乳糖苷酶的催化下，繼續分解殘存的糖產生乳酸，使酸奶的酸度進一步升高，以至于出現了消費者不可接受的過酸味及感官質量下降的現象［1-2］。

酸奶制品的后酸化問題嚴重影響了消費者對酸奶制品的接受性，嚴重影響了酸奶制品的普及和發展，為此，國內外學者展開了積極研究。

國內對延長酸奶保質期的研究集中在添加穩定劑、控制發酵菌種以及殺菌技術等方法上［3-4］。李海燕等人將乳酸鏈球菌素添加到酸奶中，可以有效抑制酸奶的后酸化問題，延長酸奶的保質期［5］。

國外學者對酸奶的后酸化問題是從乳酸菌細胞、基因的水平上進行研究的，并已獲得后酸化弱的乳酸菌菌株。目前，對乳酸菌的乳糖代謝機理，細胞對H+調控，酶的基因調控進行了研究，已取得了某些共識。對保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌此二菌株研究表明［6］，此二菌株對乳酸的代謝方式為同型乳酸發酵，乳糖經透膜酶被轉運到細胞內，經半乳糖苷酶催化，產生葡萄糖和半乳糖，葡萄糖經糖酵解途徑生成乳酸和能量;而半乳糖不被利用，被排除細胞外［7］。另外，現有研究己證實，乳酸菌在正常生長條件下，菌體細胞內pH值與周圍環境的pH值不同，菌體細胞有保持其細胞質pH值在中性條件下的能力，以利于菌體在各種環境條件下維持正常的新陳代謝和各種酶反應。本試驗旨在通過對保質期間的酸奶pH、酸度、酸乳的游離氨基氮質量濃度和乳酸菌活菌數的測定，來分析酸奶在貨架期間各項指標的變化。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 樣品的準備

購買市售5 個品牌的酸奶，以1、2、3、4、5 進行編號。各樣品的信息如表1所示。

表1 購買的酸奶樣品Table 1 Yogurt samples purchased from supermarket

1.1.2 實驗儀器設備

手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌鍋(SYQ-DSX-280A上海申安醫療器械廠)，電子天平(ALC-210北京賽多利斯儀器系統有限公司)，pH計(PHS-25上海日島科學儀器有限公司)，數顯恒溫水浴鍋(HH-6常州國華電器有限公司)，電熱干燥培養箱(HG-303南京實驗儀器廠)，超凈工作臺(蘇凈集團安泰公司)，低溫生化培養箱(SHP-1500型上海精宏實驗設備有限公司)。

1.1.3 實驗試劑

(1)化學試劑:NaOH、甲醛、緩沖溶液、鄰苯二甲酸，均購自于國藥集團化學試劑有限公司，均為分析純。

(2)培養基:MRS基礎培養基。

1.2 實驗方法

1.2.1 酸奶樣品的儲藏

取相同生產日期的產品各8杯，于4℃進行儲藏，分別在第7、14、21、26天取樣進行各指標的測定。

1.2.2 pH值的測定

1.2.2.1 酸度計的校正

首先，開啟酸度計電源，預熱30 min。然后，分別用pH 6.86和pH 4.00的緩沖溶液進行校準［8］。

1.2.2.2 樣液pH值的測定

采用精密pH計(pHS-25，上海日島科學儀器有限公司)，對在冷藏環境中放置的第7天、第14天、第21天和第26天的5種酸奶的pH值進行測定，重復3次，取平均值。

1.2.3 滴定酸度的測定

1.2.3.1 標定

精密稱取0.6 g(準確至0.000 1 g)，在105～110℃干燥至恒重的基準鄰苯二甲酸氫鉀，加50mL新煮沸過的冷蒸餾水，振搖使其溶解，加二滴酚酞指示劑，用配制的NaOH標準溶液滴定至溶液呈微粉紅色30 s不退色。同時做空白試驗。

1.2.3.2 樣品滴定酸度的測定

(1)原理:以pH計指示pH 8.2為滴定終點，中和酸奶所消耗濃度為0.1 mol/L的NaOH溶液的體積數(以mL計)，來表示酸奶的滴定酸度值。

(2)方法:pH計每次使用前、后，用緩沖標準溶液校準。取樣液40 g，置于燒杯中用已標定濃度為0.1 mol/L的NaOH溶液滴定。用pH計指示滴定終點，終點pH值為8.2，讀取消耗的NaOH溶液的毫升數。同時做空白試驗。

(3)計算公式

式中:V1為滴定消耗的堿液體積;V0為空白滴定消耗的堿液體積;c為堿液濃度(mol/L);m為樣品取用量。

1.2.4 乳酸菌活菌數的測定

采用平板計數法，對在冷藏環境中放置的第7天、第14天、第21天和第26天的5種酸奶的乳酸菌活菌數進行測定［9］，具體步驟如下:

(1)將MRS培養基121℃滅菌15 min后，放入恒溫50℃的水浴鍋中保溫。

(2)將滅菌后的無菌水、移液管、試管等全部放入超凈工作臺，打開超凈工作臺的通風系統及紫外燈，殺菌20 min。

(3)用1mL的移液管取待測的酸奶樣品0.5 mL，放入含有4.5 mL無菌水試管中，混合均勻，即把樣品稀釋了10倍，依此方法作梯度稀釋直至10-7。

(4)分別取 10-5、10-6、10-7三個稀釋度的樣品各0.5 mL于滅過菌的培養皿中，倒入MRS培養基，輕輕搖勻，靜置凝固，每個稀釋度作3個平行樣。

(5)將凝固后的培養基倒置放入恒溫培養箱中，37℃培養72 h后取出培養皿，進行菌落計數，計算后即得乳酸菌數。

1.2.5 游離氨基氮的測定

采用甲醛電位滴定法，對在冷藏環境中放置的第7天、第14天、第21天和第26天的5種酸奶的游離氨基氮進行測定［10］。

1.2.5.1 甲醛電位滴定法的原理

加入甲醛溶液以固定氨基酸中—NH2的堿性，使—COOH的酸性顯示出來，將pH計的玻璃電極和甘汞電極插入被測液中構成電池，用NaOH標準液滴定，依據指示的pH值判斷和控制滴定終點［11］。

1.2.5.2 具體步驟

取樣液40.0 g置于燒杯中，用濃度為0.05 mol/L的NaOH標準液滴定至pH值為8.2，加10 mL中性甲醛溶液并混勻，繼續使用濃度為0.05 mol/L的NaOH的標準液滴定至pH值為9.2。記錄消耗的堿液的體積V1;取40.0 g蒸餾水，做空白試驗，消耗的堿液的體積V2。

1.2.5.3 計算公式

式中:X為樣液中氨基酸態氮的質量濃度以N計g/100 mL;m為取用的樣液的質量;V1為加人甲醛后滴定至終點(pH 9.2)所消耗的NaOH溶液體積;V2為空白實驗加人甲醛后滴定至終點(pH 9.2)所消耗的NaOH溶液的體積。

1.2.6 感官評價

對在冷藏環境中放置的第7天、第14天、第21天和第26天的5種酸奶分別進行感官評價［12］。采用百分制評分方法，評分標準如表2所示。

表2 評分標準Table 2 The senses score standard

2 結果與分析

2.1 酸奶貯存過程中pH值的變化及分析

試驗對于5種酸奶在儲藏期間的pH值進行了測定，如圖1所示。

圖1 5種酸奶樣品在儲藏期間pH值變化Fig.1 pH changes of five kinds of yogurt samples during storage

由圖1可知，5種酸奶的pH值均隨著儲存時間的延長而降低。樣品2與樣品5 pH下降幅度最大，樣品3下降幅度最小，在第7天時，5種樣品的pH值在4.07～4.32之間。經過1周的儲存，樣品2和樣品3的pH值降低到低于4.0，分別為3.89，3.98。其他樣品都保持在4.0左右。在保質期第21天時，只有樣品4和樣品5的pH保持在4.0左右，分別為4.0和3.99。超過保質期第26天時，只有樣品4的pH值是3.99，接近4.0。pH值在儲藏期間不斷降低是乳酸菌繼續發酵產酸的結果，其中第21天和第26天差異比較小，可能是由于乳酸菌活菌數減少，活力降低［13-14］。

2.2 酸奶貯存過程中酸度的變化及分析

表3為5種酸奶在儲藏期間滴定酸度的變化。

表3 冷藏下酸奶貯存過程中酸度測定結果Table 3 The measurement results of yogurt during storage in the refrigerator

由表3可知，5種酸奶的酸度值(°T)隨著貯存天數的增加而不斷升高，而且，酸度值基本與其pH值相對應，pH值越高的其酸度值越低，而pH值越低的其酸度值越高［15］。樣品2、樣品5在儲藏期間酸度變化最大，這種現象就是工業上常見的酸奶后酸化現象。在貯存過程中，乳酸菌繼續生長繁殖，菌體的生長消耗掉殘存的糖產生乳酸，導致酸度進一步升高，這也是酸奶pH值不斷下降的原因［16］。GB19302-2010中規定酸奶制品的°T≥70，5種樣品在保質期內，酸度均符合國家標準。

2.3 酸奶貯存期間乳酸菌活菌數的變化及分析

酸奶在4℃貯藏過程中乳酸菌活菌數如表4所示。

表4 冷藏下酸奶貯存過程中乳酸菌活菌數的測定(log CFU/g)Table 4 Determination of the number of yogurt viable cells during storage in the refrigerator(log CFU/g)

由表4可知，酸乳在整個貨架期間，隨冷藏時間的延長，乳酸菌活菌數呈下降趨勢［17-19］，在7～21 d內，乳酸菌活菌數下降速度較快。但都符合GB19302-2010中1×106CFU/mL的要求。在第7天時，5種樣品的乳酸菌的活菌數在(3.3×107～7.7×107)CFU/mL。經過1周的儲存，樣品1和樣品5乳酸菌活菌數較多，分別為2.15×107和1.075×107CFU/mL。在保質期內，雖然所有樣品的乳酸菌活菌數都符合標準，但是在過保質期后第26天，樣品2還能保持較多活菌，與其它樣品不同，嗜酸乳桿菌是其發酵菌種，可能是因為在pH值較低的情況下，乳酸菌的耐酸性比較強，從而導致過保質期存活的活菌數較多。

2.4 游離氨基氮質量濃度變化規律

試驗檢測了酸奶在4℃貯藏過程中游離氨基氮質量濃度的變化，如圖2所示。

圖2 冷藏下酸奶貯存過程中游離氨基氮的變化Fig.2 Changes of free amino nitrogen from yogurt during storage in the refrigerator

由圖2可知，第7天到第14天，酸奶的游離氨基氮質量濃度在冷藏初期均有較小幅度的上升，之后隨冷藏時間延長而緩慢降低。游離氨基氮的質量濃度在冷藏初期的上升可以說明乳酸菌的代謝活動仍然在進行，但是增加的幅度很小，說明冷藏條件下抑制了乳酸菌的代謝活性。在貨架期的后期游離氨基氮的質量濃度下降，這可能是由乳酸菌受溫度的影響，蛋白代謝活性受到了很大抑制，氨基酸的生成減緩。另一方面，乳酸菌的代謝活動仍在進行，對氨基酸有一定消耗。當氨基酸的生成速度低于消耗速度時導致游離氨基氮質量濃度下降［20-21］。

在冷藏期間內，樣品1的游離氨基氮質量濃度變化不是很明顯，其余3種攪拌型酸乳的游離氨基氮質量濃度在冷藏初期7～14 d都有較小幅度的上升，從保質期的第14天開始，隨冷藏時間延長而緩慢降低。而凝固型樣品3與其他攪拌型樣品不同，在保質期內其質量濃度一直增加，在過保質期后才下降。可能因為在冷藏條件下乳酸菌的代謝活動仍然在進行，乳酸菌的代謝活性受到抑制，但凝固型的乳酸菌的代謝活性受到抑制較小。后期氨基酸的生成速度低于消耗速度導致游離氨基氮質量濃度下降。

2.5 感官評價

采用加權評分法對5種樣品酸奶在儲藏期間的感官質量進行綜合評定，檢驗人數為10人，檢驗結果取平均值，樣品3感官評分一直保持90分，只有在過保質期才有所下降，是5種樣品中品質最好的。

表5 采用百分制評價結果Table 5 The result by using percentile evaluation results

由表5可知，通過感官評定可以進一步證實，酸奶制品在貯存過程中整體質量下降，樣品1、4和5最為明顯。酸度的下降可以帶來乳清析出、活菌數減少等一系列變化。另一方面，樣品發酵所用的菌種不同，也可能是導致口感不同的主要原因之一。

3 結論

通過對5種市售酸奶在冷藏條件下貯存的研究顯示，5種酸奶在保質期內，pH值、酸度、乳酸菌活菌數等質量指標均符合國家標準GB19302-2010的要求。過保質期后，酸奶的pH值繼續降低，酸度升高，乳酸菌活菌數繼續減少，酸奶的整體質量，包括酸奶的口感和風味都有很大程度的降低。

［1］ 郭清泉.酸奶制品在儲存過程發生后酸化的機理及控制措施的研究［D］.哈爾濱:東北農業大學碩士學位論文，2001.

［2］ 烏蘭，陳霞，楊梅等.影響酸乳后酸化作用的相關因素及其作用機理研究進展［J］.食品科學，2011，32(1):240-245.

［3］ 李瑩，劍忠，黃開紅等.弱后酸化酸奶發酵劑及高品質酸奶研究［J］.江蘇農業科學，2009(4):294-295.

［4］ 王淑麗.延長酸奶貨架期及后酸化的控制措施［J］.吉林農業大學，2005(10):38.

［5］ 李海燕，喬成亞，龔廣予等.乳酸鏈球菌素對酸奶品質影響的研究［J］.食品工業科技，2012(4):146-148.

［6］ 孫懿琳.弱后酸化保加利亞乳桿菌菌株的篩選及其后酸化機理［D］.哈爾濱:東北農業大學，2013:2-8.

［7］ WANG Xin-hui，REN Hong-yang，LIU Da-yu，et al.H(+)-ATPase-defective variants of lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus contribute to inhibition of postacidification of Yogurt during chilled storage［J］.Journal of Food Science，2013，78(2):297-302.

［8］ Federman Neto A，Borges A D L，Lavrador M A S.A sim-ple protocol for the routine calibration of pH meters［J］.Revista deCiênciasFarmacêuticasBásicae Aplicada，2009，27(1):63.

［9］ 范瑞，鄧毛程，林偉鋒.酸乳貨架期內乳酸菌活菌數的研究［J］.中國釀造，2008(16):50-53.

［10］ 范宇，陳歷，趙常新.酸乳低溫儲存期間乳蛋白和游離氨基酸變化及質構關系［J］.中國乳品工業，2009，39(10);15-19.

［11］ WANG Chen-yi，HAN Zhi-ping，WANG Ping，et al.Potentiometric titration curves of aluminium salt solutions and its species conversion in the hydrolysis-polymerization course［J］.Bulletin of the Chemical Society of Ethiopia，2008，22(2):155.

［12］ Iria Acevedo Pons，Oscar García，Jorge Contreras，Ingrid Acevedo.Development and sensory evaluation of the characteristics of a goats milk yogurt with pineapple jelly semifluid［J］.Revista Científica.UDO Agrícola，2009，9(2):442.

［13］ 李宏軍，劉德宗，史權.酸奶在貯藏過程中酸度和pH值變化的研究［J］.中國乳品工業，2000，28(6):9-10.

［14］ 葉向庫，劉漢勛，賀紅軍.常溫下市售酸奶乳酸菌數和pH值的變化研究［J］.食品科學，2005(11);52-54.

［15］ 王奡羽，王巖.影響酸奶質量的因素及控制試驗［J］.黑河科技，2003(2):49-50.

［16］ Kneifel W，Jaros D，Erhard F.Microflora and acidification properties of yogurt and yogurt-related products fermented with commercially available starter cultures［J］.International Journal of Food Microbiology，1993，18(3):263.

［17］ 范瑞，林偉鋒，顧宗珠等.乳酸菌活菌數對酸乳理化特性的影響［J］.中國乳品工業，2008，36(1):16-18.

［18］ Adhikari K，Mustapha A，Grün I U，et l.Viability of Microencapsulated Bifidobacteria in Set Yogurt During Refrigerated Storage ［J］.Journal of Dairy Science，2000，83(9):1 946-1 951.

［19］ 范江平，毛華旺.原料乳質量中微生物指標檢驗的研究［J］.中國奶牛，2003，6(6):52-54.

［20］ 郭奇慧，白雪，胡新宇，等.應用游離氨基氮預測UHT乳貨架期的研究［J］.中國乳品工業，2009，37(5):50-51.

［21］ Flavia Pop，Anca Marinescu.the Study of Changes in Organoleptic and Physicochemical Parammeters of Sinbiotic Yogurt during Storage［J］.Carpathian Journal of Food Science and Technology，2009，1(1):49.