“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳加工工藝優(yōu)化及貨架期預(yù)測(cè)的研究

何宗民 夏兵兵 柯妍 蒙六妹 張惠娟

酵乳是一種以乳及乳制品為原料，通過(guò)活性乳酸菌發(fā)酵制成的一種乳制品。因其具有獨(dú)特的風(fēng)味、細(xì)膩的質(zhì)構(gòu)和較高的營(yíng)養(yǎng)保健作用，深受人們喜歡。本文利用直投式凍干菌種進(jìn)行發(fā)酵，并添加草莓醬椰果粒，制成了“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳，實(shí)現(xiàn)了增加發(fā)酵乳花色品種的目的。

另外，由于發(fā)酵乳隨著保藏期的延長(zhǎng)，后發(fā)酵造成的酸度過(guò)度不易被人們所接受，因此本研究通過(guò)展示酸度、pH和感官指標(biāo)在保藏期內(nèi)的變化規(guī)律，預(yù)測(cè)了“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳的貨架期，為今后指導(dǎo)發(fā)酵乳生產(chǎn)提供參考。

材料與方法

材料。 生牛乳（無(wú)抗奶），白砂糖，直投凍干式菌株：由嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌組成；草莓醬椰果粒；甜煉奶。

儀器。BS-224S電子天平；SW-CJ-IF型無(wú)菌超凈工作臺(tái)；LRH-250A 型恒溫培養(yǎng)箱；PHS-25型酸度計(jì)；BCD-133EZL冰箱JHG-Q-P高壓均質(zhì)機(jī)；YX280A手提式不銹鋼蒸汽消毒器，MJ-176NR型多功能攪拌機(jī)；XJB-4230型組合稱量自動(dòng)包裝機(jī)

試驗(yàn)方法。工藝流程 生牛乳檢驗(yàn)→調(diào)配→預(yù)熱→均質(zhì)（壓力200bar，溫度75℃）→消毒（95℃，300s）→降溫→接種→發(fā)酵（42℃，5～6h）→多次檢驗(yàn)→終止發(fā)酵→冷卻（18℃）→添加果粒→罐裝

操作要點(diǎn) 。生牛乳的選擇 選擇的生牛乳其色澤潔白或白中微黃，不得呈深黃或其他顏色，奶液均勻，不應(yīng)在瓶底出現(xiàn)豆腐腦狀沉淀物質(zhì)，無(wú)抗生素添加，不得檢出防腐劑、過(guò)氧化氫、硝酸銀、有害金屬及摻雜物質(zhì)。具有天然的乳香味而不應(yīng)有異常氣味。調(diào)配 按照配方要求，75℃溶解甜煉奶、白砂糖。均質(zhì)、殺菌 均質(zhì)溫度70℃，壓力200bar。95℃保溫300s殺菌。發(fā)酵 發(fā)酵溫度42℃，隔一段時(shí)間測(cè)一次酸度和pH，當(dāng)酸度達(dá)到75～80℃，終止發(fā)酵，過(guò)冷，過(guò)冷溫度18℃。添加果粒、罐裝 添加一定量的草莓醬椰果粒，攪拌均勻后，罐裝。

感官評(píng)價(jià)

根據(jù)產(chǎn)品的口感、色澤和滋味、組織狀態(tài)等指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，參與評(píng)定的專業(yè)人員為10人，取平均值。

發(fā)酵乳在貯存過(guò)程中理化性質(zhì)及感官指標(biāo)變化

將按照最佳工藝生產(chǎn)出來(lái)的發(fā)酵乳，貯存在冰箱中（溫度4℃）。每天取3杯樣品測(cè)定酸度、pH，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。試驗(yàn)時(shí)間24天。

結(jié)果與分析

單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可知，當(dāng)甜煉奶添加量≤4%時(shí)，隨著甜煉奶的增加，發(fā)酵乳感官評(píng)分呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。但當(dāng)甜煉奶添加量>4%，發(fā)酵乳感官狀態(tài)逐漸變差。發(fā)酵乳質(zhì)量最好的是添加4%的甜煉奶。

白砂糖添加量影響到發(fā)酵乳的口感，加糖量太低，就會(huì)造成過(guò)酸的口感，加糖量過(guò)高，則口感又過(guò)甜。由圖2可知，隨著白砂糖添加量的增加，感官評(píng)分呈現(xiàn)的是先上升后下降趨勢(shì)。最后得出白砂糖添加量為8%滿意度最好。

發(fā)酵時(shí)間不同，對(duì)發(fā)酵乳風(fēng)味影響很大。由圖3可知，當(dāng)發(fā)酵乳發(fā)酵時(shí)間為5h時(shí)，產(chǎn)品感官評(píng)分最高。

草莓醬椰果果粒添加量太少，食用起來(lái)沒(méi)有太大感覺(jué)，但添加量過(guò)大，果粒對(duì)發(fā)酵乳組織狀態(tài)和凝乳狀態(tài)產(chǎn)生較大的不良影響。由圖4可知，最合適的果粒添加量為7%～9%。

響應(yīng)面試驗(yàn)

依據(jù)設(shè)定的試驗(yàn)因素和水平，Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

運(yùn)用Design-Expert7軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得感官評(píng)分值（Y）的回歸關(guān)系式：

Y=90.20+2.00*A+0.33*B+1.42*C-0.75*D+5.00*A*B-6.25*A*C+3.25*A*D+2.75*B*C-3.25*B*D+2.75*C*D-6.72*A2-3.47*B2-0.60*C2-4.35*D2。

由回歸模型方差分析的結(jié)果表明，建立的數(shù)學(xué)模型是顯著的，失逆項(xiàng)不顯著，表明該數(shù)學(xué)模型可以很好的擬合試驗(yàn)的真實(shí)情況，可以用其預(yù)測(cè)不同發(fā)酵條件下的發(fā)酵乳的感官評(píng)分。回歸模型決定系數(shù)R2=0.9940，校正決定系數(shù)R2Adj=0.9881。由此可見(jiàn)，回歸方程可以比較準(zhǔn)確地描述各因素與響應(yīng)值之間的真實(shí)關(guān)系，可以利用該回歸方程確定最佳配方組成（表3）。

由表2和表3可知，甜煉奶添加量、白砂糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、草莓醬椰果粒添加量對(duì)發(fā)酵乳的感官品質(zhì)的影響均達(dá)到了顯著水平。經(jīng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ头治觯珹、B、C、D最適值分別為：3.8%、8.55%、6h、8.05%，感官評(píng)分值為91.9197。但考慮到實(shí)際情況，將最佳原料配方修正為：甜煉奶添加量為4%，白砂糖添加量8%，發(fā)酵時(shí)間6h，椰果粒添加量8%。作進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，在最佳發(fā)酵狀態(tài)下，感官評(píng)分值為91（與預(yù)測(cè)值相差不大）。

響應(yīng)面圖形的等高線表明（圖4、圖5），四個(gè)因素兩兩之間有較明顯的交互作用。

產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

感官檢測(cè)結(jié)果 產(chǎn)品色澤均勻一致，呈乳白色，椰果呈白色；具有椰果草莓發(fā)酵乳特有的滋味、氣味；組織狀態(tài)細(xì)膩、均勻，無(wú)乳清析出；添加的果粒具有其特有的組織狀態(tài)。

理化檢測(cè)結(jié)果

由表5產(chǎn)品理化結(jié)果，表明產(chǎn)品的理化指標(biāo)完全符合GB19302-2010所規(guī)定的要求。

微生物檢測(cè)結(jié)果

由表6產(chǎn)品微生物檢測(cè)結(jié)果，表明產(chǎn)品的細(xì)菌衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)符合GB19302-2010所規(guī)定的要求。“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳中的乳酸菌數(shù)顯著高于普通發(fā)酵乳的乳酸菌數(shù)。

從圖6中可以看出，發(fā)酵乳在第2d發(fā)生后酸化，且隨著天數(shù)的增加，后酸化越來(lái)越嚴(yán)重，發(fā)酵乳的后酸化主要是由于發(fā)酵劑菌體繼續(xù)生長(zhǎng)繁殖造成的，乳酸菌消耗剩余的乳糖生產(chǎn)乳酸，從而導(dǎo)致了酸度的升高。GB19302-2010中對(duì)成品發(fā)酵乳酸度規(guī)定：要求酸度不小于70T，根據(jù)一般人的消費(fèi)習(xí)慣發(fā)酵乳酸度一般控制在70～110T之間。當(dāng)產(chǎn)品貯存到20d后，酸度超過(guò)110T。因此，確定20天內(nèi)產(chǎn)品較佳。

由圖 7可知：pH總的變化呈下降趨勢(shì)，前9天變化最大，此后略有回升，后又急劇下降。發(fā)酵乳在剛發(fā)酵結(jié)束后，其pH值為4.10左右，在貯存第二十天后變?yōu)?.70。通常發(fā)酵乳最佳pH是3.7～4.2，為了保險(xiǎn)期間，我們確定產(chǎn)品貨架期為18天。

貯存中感官品質(zhì)的變化

圖8可以看出，在前6天的貯存期內(nèi)，感官評(píng)分呈現(xiàn)的是上升趨勢(shì)，第5天，口感達(dá)到最適狀態(tài)。第7天后，產(chǎn)品后味偏酸，但其它正常。18天過(guò)后，發(fā)酵乳感官評(píng)分值達(dá)80分，20天過(guò)后，發(fā)酵乳感官評(píng)分值低于70分，25天時(shí)，產(chǎn)品出現(xiàn)析水現(xiàn)象。在結(jié)合酸度和pH，確定18天為產(chǎn)品貨架期。

結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化得到“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳的最佳發(fā)酵工藝條件為：甜煉乳添加量4%，白砂糖添加量8%，發(fā)酵時(shí)間6h，椰果粒添加量8%。獲得的發(fā)酵乳色澤均勻一致，呈乳白色，椰果呈白色；具有草莓椰果發(fā)酵乳特有的滋味、氣味；組織狀態(tài)細(xì)膩、均勻，無(wú)乳清析出。感官評(píng)價(jià)、理化指標(biāo)、微生物檢測(cè)等均符合發(fā)酵乳國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB19302-2010）。通過(guò)產(chǎn)品在4℃保藏期內(nèi)酸度、pH和感官評(píng)分的變化趨勢(shì)，確定了該產(chǎn)品的貨架期為18天。“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳是一種新型的發(fā)酵乳，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，能滿足更多消費(fèi)者的口味需求。

（作者單位：深圳市晨光乳業(yè)有限公司）