益生菌火龍果酸奶的研發

孫雪姣，王一然，丁瑞雪，明立艷，岳喜慶，武俊瑞，*

（1．沈陽農業大學食品學院，遼寧沈陽110161；2.沈陽食品檢驗技術研究所，遼寧沈陽110136）

益生菌是指適量服用后，有利于其宿主健康的活的微生物。隨著科學技術的不斷發展，大量研究表明，益生菌不僅具有改善食品風味，延長食品保質期，提高食品營養價值的功能，而且其還具有調節胃腸道菌群正常和維持人體腸道衛生平衡的功能[1-5]。酸奶生產中常用的乳酸菌發酵劑中主要包括嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌。近年來，隨著人們生活水平的不斷提高和健康消費觀念的不斷加強，人們對酸奶的要求也越來越高。為提升酸奶的保健功效和品質，研究人員開始在酸奶中添加一些附屬益生菌，如植物乳桿菌、雙歧桿菌等。本試驗采用的植物乳桿菌是乳酸菌的一種，多數是從植物中分離得到的。植物乳桿菌與人類的生活密切相關，無論是在食品發酵，還是工業乳酸發酵以及醫療保健領域中均有著廣泛的應用[6]。

火龍果口感舒適，并且其氨基酸種類齊全，基本符合理想蛋白質的要求。除了含有常見的營養物質外，它還含有一般植物少有的植物性蛋白和花青素、豐富的維生素和水溶性膳食纖維。故本試驗以植物乳桿菌單獨發酵牛乳，并添加適量火龍果汁，制成火龍果酸奶。可以將兩種優質元素結合，制作獨特的益生菌火龍果酸奶。通過單因素試驗和正交試驗設計，利用感官評定及質構儀、粘度計等儀器進行質量評定，確定最優配方。最后進行蛋白質、脂肪、酸度等理化指標及微生物指標的測定口味。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮牛乳、火龍果、白砂糖：市售食品級；植物乳桿菌菌液：沈陽農業大學食品學院實驗室。

1.2 儀器與設備

恒溫培養箱：上海精宏實驗儀器設備有限公司；UV-2700型紫外-可見分光光度計：日本SHIMEADZU公司；SNB-2數字粘度計：上海天美天平儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 益生菌酸奶的工藝流程

1.3.2 益生菌火龍果酸奶的最佳配方的確定

最佳配方采用單因素試驗與正交試驗的方法，通過感官評價來確定。

1.3.2.1 單因素試驗確定各原料最佳用量范圍

根據大量查閱文獻[7-12]，擬定了益生菌火龍果酸奶配方單因素發酵時間、白砂糖添加量、植物乳桿菌菌液接種量、火龍果果汁添加量，以制成發酵乳的感官評價為評價標準，確定單因素的最佳配方的各因子的用量范圍，為正交試驗設計提供理論依據。

1）最佳發酵時間的確定

在火龍果汁添加量為10%，白砂糖添加量為9%，植物乳桿菌菌液的接種量為2%的情況下，發酵時間分別為 17、18、19、20、21 h，分別制成發酵乳，以感官評價為考察指標，確定最佳發酵時間。

2）白砂糖最佳添加量的確定

在火龍果汁添加量為10%，植物乳桿菌菌液接種量為2%，發酵時間為19 h的情況下，白砂糖的添加量分別為5%、7%、9%、11%、13%，分別制成發酵乳，以感官評價為考察指標，確定白砂糖的最佳添加量。

3）植物乳桿菌菌液最佳接種量的確定

在火龍果汁添加量為10%，白砂糖添加量為9%，發酵時間為19 h的情況下，植物乳桿菌菌液的接種量分別為1%、1.5%、2%、2.5%、3%，分別制成發酵乳，以感官評價為考察指標，確定植物乳桿菌菌液的最佳接種量。

4）火龍果汁最佳添加量的確定

在植物乳桿菌菌液接種量為2%，白砂糖添加量為9%，發酵時間為19 h的情況下，火龍果汁的添加量分別為6%、8%、10%、12%、14%，分別制成發酵乳，以感官評價為考察指標，確定火龍果汁的最佳添加量。

1.3.2.2 益生菌火龍果酸奶正交試驗確定最佳配方

采用正交試驗設計原理，結合單因素試驗結果，設計最佳配方因素水平表見表1。試驗重復驗證3次。

表1 益生菌火龍果酸奶最佳配方L9（34）因素水平表Table 1 Probiotics dragon fruit yogurt optimal formula L9（34）factor level table

1.3.3 益生菌火龍果酸奶的感官評定

選擇20名品評員對火龍果酸奶樣品進行感官評分（100分），主要從組織狀態是否穩定且均勻細膩、有或無乳清析出、是否有火龍果特有的果香味及口感是否細膩這4方面評判打分。

1.3.4 益生菌火龍果酸奶脂肪含量的測定

采用國標GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》中羅茲-哥特里法測定益生菌火龍果酸奶中的脂肪含量。

1.3.5 益生菌火龍果酸奶蛋白質含量的測定

采用國標GB 5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》中分光光度法測定益生菌火龍果酸奶中的蛋白質含量。

1.3.6 益生菌火龍果酸奶酸度的測定

采用國標GB 5009.239-2016《食品安全國家標準食品酸度的測定》中的酸堿滴定法測定益生菌火龍果酸奶的酸度，以酚酞為指示劑，用0.100 0 mol/L的NaOH標準溶液滴定100 g試樣至終點，記錄所消耗的NaOH溶液的體積。

樣品酸度=NaOH的摩爾濃度×消耗NaOH標準溶液的體積×100/試樣質量×0.1

1.3.7 益生菌火龍果酸奶粘度的測定

取一杯樣品，放到SNB-2數字粘度計的平臺上，選擇合適量程的轉子，測定其粘度。

1.3.8 益生菌火龍果微生物指標的測定

1.3.8.1 乳酸菌測定

采用國標GB 4789.35-2016《食品安全國家標食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》中乳酸細菌培養基（MRS）培養基的方法對益生菌火龍果的乳酸菌數量進行檢測，將樣品涂布接種到MRS培養基中，37℃下培養48 h后，計數。

1.3.8.2 大腸桿菌測定

采用國標GB 4789.3-2016《食品安全國家標食品微生物學檢驗大腸菌群計數》中平板計數的方法對益生菌火龍果的大腸桿菌數量進行檢測，將樣品傾注接種到結晶紫中性紅膽鹽瓊脂（VRBA）培養基中，37℃下培養24 h后，做驗證試驗，計數。

2 結果與分析

2.1 益生菌火龍果酸奶單因素試驗結果

2.1.1 發酵時間單因素試驗結果

發酵時間對酸奶感官評分的影響見圖1。

圖1 發酵時間對酸奶感官評分的影響Fig.1 Effect of fermentation time on sensory score of yogurt

由圖1可得出，在其他因素相同時，發酵時間分別為 17、18、19、20、21 h，分別制成發酵乳。發酵完成后產品的感官評分平均值分別為 90、92、93、88、83 分。

由發酵后產品的評分可以看出，當發酵時間為19h時，發酵所得產品的感官評分最高。分析其原因可能當發酵時間較短時，難以形成良好的凝乳狀。當發酵時間過長時，會使酸度增大，甚至乳清析出，影響產品的感官評分。因此，該試驗選用的最佳發酵時間為19 h。

2.1.2 白砂糖添加量單因素試驗結果

白砂糖添加量對酸奶感官評分的影響見圖2。

圖2 白砂糖添加量對酸奶感官評分的影響Fig.2 Effect of the amount of white sugar added on the sensory score of yogurt

由圖2可得出，在其他因素相同時，白砂糖的添加量分別為5%、7%、9%、11%、13%，分別制成發酵乳。發酵完成后產品的感官評分平均值分別為86、89、93、90、88 分。

由發酵后產品的評分可以看出，當白砂糖的添加量為9%時，產品的感官評分最高。分析其原因可能為當白砂糖的添加量較少時，其甜味不足，發酵產生的酸味較大，影響了其感官評分。當白砂糖的添加量過多時，又會對酸奶本身以及火龍果汁的香味進行遮蓋，影響了其感官評分。因此，該試驗選用的最佳白砂糖添加量為9%。

2.1.3 植物乳桿菌菌液接種量單因素試驗結果

植物乳桿菌菌液接種量對酸奶感官評分的影響見圖3。

圖3 植物乳桿菌菌液接種量對酸奶感官評分的影響Fig.3 Effect of inoculating amount of Lactobacillus plantarum on sensory score of yogurt

由圖3可得出，在其他因素相同時，植物乳桿菌菌液的接種量分別為1%、1.5%、2%、2.5%、3%，分別制成發酵乳。發酵完成后產品的感官評分的平均值分別為 87、88、92、83、81 分。

由發酵后產品的評分可以看出，當植物乳桿菌菌液的接種量為2%時，產品的感官評分最高。分析其原因可能為當植物乳桿菌菌液的接種量較少時，造成發酵后產品的硬度不夠，較難成為良好的凝乳狀。當植物乳桿菌菌液的接種量較大時，制得酸奶硬度較大，甚至會乳清析出，發酵過度，影響了產品的感官評分。因此，該試驗選用的最佳植物乳桿菌菌液的接種量為2%。

2.1.4 火龍果汁添加量單因素試驗結果

火龍果汁添加量對酸奶感官評分的影響見圖4。

圖4 火龍果汁添加量對酸奶感官評分的影響Fig.4 Effect of the addition of dragon fruit juice on the sensory score of yogurt

由圖4的結果可得出，在其他因素相同時，火龍果汁的添加量分別為6%、8%、10%、12%、14%，分別制成發酵乳。發酵完成后產品的感官評分平均值分別為 84、86、90、87、83 分。

由發酵后產品的評分可以看出，當火龍果汁添加量為10%時，產品的感官評分最高。分析其原因可能為當火龍果汁添加量較少時，基本上只有酸奶的香味，其果汁的香味較少，無法產生混合后應具有的水果奶香味。當火龍果汁添加量較大時，發酵后產品的水果香味又太濃，會遮住應有的奶香味，而使其奶香味不足。因此，該試驗選用的最佳火龍果汁添加量為10%。

2.2 益生菌火龍果酸奶正交試驗確定最佳配方結果分析

將益生菌火龍果酸奶中主要的影響因子進行綜合研究，結果見表2。

表2 益生菌火龍果酸奶配方正交試驗結果表Table 2 Probiotics dragon fruit yogurt formula determination orthogonal test results table

續表2 益生菌火龍果酸奶配方正交試驗結果表Continue table 2 Probiotics dragon fruit yogurt formula determination orthogonal test results table

從試驗結果可以看出，在制作益生菌火龍果酸奶過程中，白砂糖添加量對產品影響最大，其次是發酵時間，接著是火龍果汁添加量，影響最小的是植物乳桿菌菌液的接種量。由表2還可以看出，A2B3C2D3和A2B3C3D3均為最佳組合。經驗證A2B3C2D3的評分最高，為最佳組合。

綜合以上結論，可以得出最佳益生菌火龍果酸奶的工藝配方為：

火龍果汁12%、白砂糖11%、植物乳桿菌菌液接種量2%，發酵時間為19 h。

2.3 益生菌火龍果酸奶常規理化指標測定結果

對益生菌火龍果酸奶理化成分測定結果如表3所示。

表3 益生菌火龍果酸奶理化成分表Table 3 Probiotics dragon fruit yogurt physical and chemical composition table

酸度：75°T（國家標準≥70°T）

對益生菌火龍果酸奶礦物質含量測定結果如表4所示。

表4 益生菌火龍果酸奶礦物質含量表Table 4 Probiotics dragon fruit yogurt mineral content table

由表3、表4可以看出，益生菌火龍果酸奶的各項理化指標均符合GB 19302-2010《食品安全國家標準發酵乳》的要求，且蛋白質、脂肪含量、酸度均高于國家標準，益生菌火龍果酸奶營養價值更高。

2.4 益生菌火龍果酸奶流變特性結果

益生菌火龍果酸奶的黏度為（0.0072±0.0002）Pa·s。

2.5 益生菌火龍果酸奶微生物指標的測定

2.5.1 乳酸菌總數計數

益生菌火龍果酸奶中乳酸菌總數為1.54×109CFU/mL，國家標準要求≥1.0×106CFU/mL。符合GB 19302-2010《食品安全國家標發酵乳》的要求。

2.5.2 大腸桿菌計數

益生菌火龍果酸奶中未檢出大腸桿菌，符合GB 19302-2010《食品安全國家標發酵乳》的要求。

3 結論

益生菌酸奶的研究與開發，是現代社會對食品營養與健康結合的大勢所趨。通過單因素、正交試驗設計，根據感官評分、理化指標、微生物指標分析，流變特性、質構分析等試驗，得到如下結論：益生菌火龍果酸奶的最優配方為：火龍果汁12%、白砂糖11%、植物乳桿菌菌液接種量2%，發酵時間為37℃下培養19 h。研制開發出的益生菌火龍果酸奶各項指標均符合國家標準，營養豐富、口味獨特，具有一定市場價值。