黃精多糖酸奶的研制及其品質(zhì)分析

王 杰，江潤生，王秋艷，劉 輝，劉恩岐，巫永華

（徐州工程學院江蘇省食品資源開發(fā)與質(zhì)量安全重點建設實驗室，江蘇徐州 221111）

酸奶由于其良好的風味、極高的營養(yǎng)價值和具有一定的調(diào)理腸道微生物、促進消化等生理功能被廣大消費者所喜愛，是一種包括乳糖不耐癥人群都可以食用的老少皆宜的乳制品。近年來，為了增加酸奶的品種和提升其功能性質(zhì)，許多研究者將一些果蔬、功能性肽類、低聚糖和多糖等加入到酸奶中，研究其對酸奶發(fā)酵特性的影響，并研制出了南瓜酸奶、山藥酸奶、紫薯酸奶、多肽酸奶、低聚糖酸奶和多糖酸奶[1-6]等產(chǎn)品。這些物質(zhì)的添加，不僅增加了酸奶的花色、品種，也在一定程度上提升了酸奶的品質(zhì)和功能性質(zhì)。有報道認為，酸奶中添加多糖會與益生菌協(xié)同起到抗氧化和抗衰老的作用[7]，而紫薯酸奶表現(xiàn)出一定的輔助降血壓效果[8]。所以，添加功能成分的功能型酸奶的研發(fā)具有十分廣闊的市場前景。

黃精多糖是黃精中重要的天然化學物質(zhì)，研究表明其具有良好的抗氧化、抑菌、降血脂、抗腫瘤等生理功能，具有較好的開發(fā)應用前景。課題組前期研究了黃精多糖對乳酸菌發(fā)酵特性的影響，表明黃精多糖具有促進乳酸菌生長增殖的作用[9]。試驗對黃精多糖凝固型酸奶的配方進行了研究，為黃精多糖的產(chǎn)業(yè)化應用和豐富酸奶品質(zhì)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

黃精，亳州千草藥業(yè)有限公司提供；鮮牛乳，徐州私營牛奶廠提供；發(fā)酵粉，北京川秀有限公司提供；果膠，鄭州仁康食品化工有限公司提供；改性木薯淀粉，中泰淀粉有限公司提供；乳清蛋白粉，河南萬邦實業(yè)有限公司提供。

1.2 主要儀器設備

閃式提取儀，河南智晶生物科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品；R206 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海申生科技有限公司產(chǎn)品；TU-1810 型紫外分光光度計，北京普析通用有限公司產(chǎn)品；實驗室pH 計，梅特勒-托利多國際股份有限公司產(chǎn)品；L550 型低速離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司產(chǎn)品；Alphal-2LDPLUS 型真空冷凍干燥機，德國Christ 公司產(chǎn)品；電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海躍進醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 黃精多糖的制備

參照課題組研究的閃式提取法制備黃精多糖[9]。取適量黃精粉末于提取容器中，按料液比1∶18（g∶mL） 加入純水，充分混勻，用閃式提取器在50 V下提取40 s，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min 離心10 min，取上清液，再將濾渣在料液比1∶10（g∶mL），50 V 下閃式提取40 s，離心取上清液，合并所得上清液，減壓濃縮至一定體積。用Sevage 法除蛋白3 次，加無水乙醇至終體積分數(shù)為80%，于4 ℃放置24 h后，離心取沉淀。用乙醚和丙酮分別清洗多糖3 次后，置于-80 ℃下過夜，冷凍干燥后置于自封袋中，于-20 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 黃精多糖酸奶的研究

（1） 鮮牛乳的預處理。在購買的新鮮牛奶中加入2%乳清蛋白粉，充分攪拌均勻后，置于4 ℃冰箱中備用。

（2） 白砂糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶5 份，分別加入1%，3%，5%，7%，9%的白砂糖，分別進行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L 的劑量投入乳酸菌，充分混勻后于42 ℃培養(yǎng)箱中發(fā)酵6 h 后置于4 ℃冰箱中后熟，發(fā)酵期間每隔1 h 測1 次pH 值和滴定酸度，并測定產(chǎn)品的持水力，確定白砂糖的最佳添加量。

（3） 果膠添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶5 份，按上述結果添加白砂糖，分別加入0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的果膠，分別進行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L 的劑量投入乳酸菌，按1.3.2（2） 操作，確定果膠的最佳添加量。

（4） 改性木薯淀粉（MCS） 添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶5 份，按上述結果添加白砂糖和果膠，分別加入0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的改性木薯淀粉，進行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L 的劑量投入乳酸菌，按1.3.2（2） 操作，確定改性木薯淀粉的最佳添加量。

（5） 黃精多糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶6 等份，按上述結果添加白砂糖、果膠和改性木薯淀粉，分別加入0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的黃精多糖，進行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L的劑量投入乳酸菌，按1.3.2（2） 操作，確定黃精多糖的最佳添加量。

1.3.3 酸度測定

（1） pH 值測定。每隔1 h 從各樣品中取20 mL發(fā)酵酸奶于25 mL 燒杯中，用pH 計測定其pH 值。

（2） 滴定酸度的測定。每隔1 h 從各樣品中取5 mL 發(fā)酵酸奶至錐形瓶中，加入10 mL 煮沸冷卻后的去離子，加2 滴0.5%酚酞乙醇溶液，搖勻。用0.1 mol/L NaOH 標準液進行滴定。滴定酸度用吉爾涅爾度表示。每組樣品做3 次，取平均值。

1.3.4 持水性的測定

取洗凈、干燥的50 mL 離心管，分別編號并稱量，記為m0，在各離心管中按上述條件制備酸奶30 mL 左右，稱量，記為m1。于室溫下，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心10 min，棄去上清液，并將離心管倒置在實驗臺上10 min 瀝干水分，稱量記為m2，重復試驗3 次，取平均值。樣品的持水性按公式（1） 計算。

1.3.5 感官評定

由實驗室10 名食品質(zhì)量與安全的大四學生（6 名女生和4 名男生） 組成評定小組，進行感官評定，該小組成員均系統(tǒng)地學習過食品感官鑒評的理論和實踐課程，先期針對產(chǎn)品的評分標準進行培訓后進行評定，收集成員的評定結果，并去除最高和最低分后取平均值。

感官評分標準見表1。

表1 感官評分標準

1.3.6 成品酸奶成分測定

（1） 蛋白質(zhì)含量。參照GB 5009.5—2016[10]中凱氏定氮法測定黃精多糖酸奶中的蛋白質(zhì)含量，重復試驗3 次，取平均值。

（2） 脂肪含量。參照GB 5009.6—2016[11]，以索氏提取法測定黃精多糖酸奶中的脂肪含量，重復試驗3 次，取平均值。

（3） 固形物含量。取干凈、烘干至恒質(zhì)量的培養(yǎng)皿，稱量，記為m0，取酸奶樣品置于培養(yǎng)皿內(nèi)，稱量，記為m1，將樣品烘干至恒質(zhì)量，記為m3。同一樣品進行3 次測定，取平均值，固形物含量按公式（2） 計算。

（4） 灰分測定。參照GB 5009.4—2016[12]，將樣品用乙酸鎂試劑混合后靜置10 min，水浴蒸干后先于小電爐上炭化，然后置于馬弗爐灼燒至恒質(zhì)量，參照用乙酸鎂作為空白，做3 組取平均值。

1.3.7 乳酸菌菌落總數(shù)測定

參照GB 4789.35—2016[13]，將后熟24 h 的酸奶樣品稀釋至1×10-4，1×10-5，1×10-6，1×10-7，1×10-8，1×10-9這6 個稀釋度，每個稀釋度吸取0.1 mL樣液均勻涂布在MRS 培養(yǎng)基上。培養(yǎng)后計數(shù)。

1.3.8 黃精多糖酸奶保藏期試驗

按照試驗獲得的最佳配方制備黃精多糖酸奶，作為試驗組，同時以不加黃精多糖的酸奶為對照組，發(fā)酵完成后置于4 ℃下保藏，每隔1 d 進行1 次滴定酸度與pH 值測定。

2 結果與分析

2.1 黃精多糖酸奶的研制

2.1.1 白砂糖添加量的確定

白砂糖添加量對酸奶pH 值的影響見圖1，白砂糖添加量對酸奶滴定酸度的影響見圖2，白砂糖添加量對酸奶持水力的影響見圖3。

圖1 白砂糖添加量對酸奶pH 值的影響

由圖1 ～圖3 可知，在白砂糖添加量為7%時，樣品酸奶的發(fā)酵狀況最好，pH 值與滴定酸度最先達到酸奶發(fā)酵所要求的指標。同時，白砂糖添加量小于5%時，酸奶甜味不足，組織狀態(tài)不穩(wěn)定，持水能力較差；白砂糖添加量過多，可能影響乳酸菌的發(fā)酵效果導致酸奶凝乳不好，后熟后乳清析出較多，持水性差，味道甜膩。故試驗選擇7%的白砂糖添加量。

2.1.2 果膠添加量的確定

圖2 白砂糖添加量對酸奶滴定酸度的影響

圖3 白砂糖添加量對酸奶持水性的影響

果膠在酸奶產(chǎn)品起穩(wěn)定作用是由于果膠能與酸奶中蛋白質(zhì)形成親水性復合物，從而避免蛋白聚合。

果膠添加量對酸奶pH 值的影響見圖4，果膠添加量對酸奶滴定酸度的影響見圖5，果膠添加量對酸奶持水力的影響見圖6。

圖4 果膠添加量對酸奶pH 值的影響

圖5 果膠添加量對酸奶滴定酸度的影響

圖6 果膠添加量對酸奶持水力的影響

由圖4 ～圖6 可知，果膠添加量對樣品酸奶的發(fā)酵效果影響不大，但對酸奶的持水力影響較大，總體上，隨著果膠添加量的增加，酸奶持水性增加。但是，當果膠添加量達到0.7%時，酸奶會有明顯的澀味。廖芬等人[14]研究不同穩(wěn)定劑對香蕉凝固型酸奶品質(zhì)的影響試驗表明，添加0.5%的果膠能達到較好的效果。所以試驗確定果膠添加量為0.5%。

2.1.3 改性木薯淀粉添加量的確定

有報道認為變性淀粉的加入能夠改善酸奶的穩(wěn)定性和品質(zhì)。

改性木薯淀粉對酸奶pH 值的影響見圖7，改性木薯淀粉對酸奶滴定酸度的影響見圖8，改性木薯淀粉對酸奶持水力的影響見圖9。

圖7 改性木薯淀粉對酸奶pH 值的影響

圖8 改性木薯淀粉對酸奶滴定酸度的影響

圖9 改性木薯淀粉對酸奶持水力的影響

由圖7 ～圖9 可知，改性木薯淀粉的添加對樣品酸奶發(fā)酵過程中段影響較大，可明顯提高乳酸菌的產(chǎn)酸能力，使得酸奶滴定酸度能較快地達到酸奶國標的酸度要求（≥70 °T）。改性木薯淀粉添加量越高，發(fā)酵速度越快，在添加0.5%時，酸奶已經(jīng)表現(xiàn)出良好的持水性。秦海麗[15]探討了交聯(lián)酯化木薯淀粉在凝固型酸奶中的應用，得出其適宜添加量為0.5%～1.0%。孫慢慢[16]認為變性淀粉會在滅菌時吸水膨脹，增加蛋白凝膠粒子的密度，使酸奶的黏度和持水力增加，穩(wěn)定性增強，從而改善酸奶的品質(zhì)。王冠群[17]認為在酸奶中加入乙酰化交聯(lián)淀粉，可以增強蛋白質(zhì)網(wǎng)絡結構，防止酪蛋白的絮凝，并且有可能在膠束表面形成厚的水化吸附層，從而增強酸奶的穩(wěn)定性和持水能力。綜上所述，試驗選擇改性木薯淀粉添加量為0.5%。

2.1.4 黃精多糖添加量的確定

黃精多糖添加量對酸奶pH 值的影響見圖10，黃精多糖添加量對酸奶滴定酸度的影響見圖11，黃精多糖添加量對酸奶持水力的影響見圖12。

圖10 黃精多糖添加量對酸奶pH 值的影響

圖11 黃精多糖添加量對酸奶滴定酸度的影響

圖12 黃精多糖添加量對酸奶持水力的影響

由圖10 ～圖12 可知，添加黃精多糖的試驗組的滴定酸度的增加速度要小于對照組，說明黃精多糖的添加會抑制乳酸菌在發(fā)酵過程中的產(chǎn)酸能力，同時，發(fā)酵結束后，添加黃精多糖的酸奶酸度低于對照組。多糖的添加對酸奶持水力的影響較小，當黃精多糖添加量為0.2%時，持水力最好。崔國庭等人[18]研究表明，添加1.0%的紅棗多糖能夠提高酸奶的持水力。梁海艷等人[19]研究表明，人參多糖的添加對酸奶的持水性沒有明顯影響。張巖等人[20]報道認為，添加0.04%的松茸多糖能提高酸奶的持水力并改善酸奶組織性狀。由于該試驗添加的多糖是粗多糖，有一定的黃精藥材味道，當黃精添加量高于0.5%時，會使產(chǎn)品藥材風味過重，影響產(chǎn)品品質(zhì)。故試驗選擇黃精多糖添加量為0.4%。

綜合以上試驗，最終確定黃精多糖酸奶的配方在鮮牛奶中加入乳清蛋白粉2%，白砂糖7%，果膠0.5%，改性木薯淀粉0.5%和黃精多糖0.4%。在此參數(shù)下制備獲得的黃精多糖酸奶品質(zhì)良好，有略微的黃精風味，酸甜適中，口感細膩，色澤均一，質(zhì)構緊密，形態(tài)穩(wěn)定，無分層現(xiàn)象。

2.2 酸奶滴定酸度、持水力、感官評分和營養(yǎng)成分分析結果

以試驗所得的最優(yōu)配方制備的酸奶為試驗組，并以不加黃精多糖的酸奶為對照組，試驗組和對照組的酸奶發(fā)酵完成并于4 ℃下保藏24 h 后，對其滴定酸度、持水力和主要成分進行測定。

酸奶滴定酸度、持水力、感官得分和營養(yǎng)成分試驗結果見表2。

表2 酸奶滴定酸度、持水力、感官得分和營養(yǎng)成分試驗結果

由表2 可知，試驗組和對照組的滴定酸度、持水力、蛋白質(zhì)、脂肪和灰分含量基本一致，試驗組的固形物含量要高于對照組，但無顯著性差異，可能是由于加入黃精多糖所導致。試驗組的感官評分略高于對照組；黃精多糖酸奶中的乳酸菌菌落數(shù)顯著高于對照組（p＜0.05），這可能是由于黃精多糖對乳酸菌具有一定的增殖作用，說明黃精多糖酸奶不僅品質(zhì)明顯優(yōu)于普通酸奶，在調(diào)節(jié)胃腸道功能、促進消化等方面也有較大的優(yōu)勢。

2.3 黃精多糖酸奶的保藏期試驗結果

酸奶保藏期滴定酸度的變化見圖13，酸奶保藏期pH 值變化見圖14。

圖13 酸奶保藏期滴定酸度的變化

圖14 酸奶保藏期pH 值變化

酸奶在保藏過程中，雖然溫度較低，但乳酸菌依然在緩慢發(fā)酵，產(chǎn)品會產(chǎn)生后酸化，而后酸化會對酸奶的風味產(chǎn)生不良影響，酸奶后酸化的程度越大這種不良影響也越大，pH 值與滴定酸度的變化能在一定程度上體現(xiàn)樣品的后酸化程度。由圖13 和14可知，黃精多糖酸奶與對照組酸奶隨著保藏時間的延長滴定酸度都在緩慢上升，但黃精多糖酸奶的滴定酸度一直低于對照組，而其pH 值高于對照組，說明黃精多糖酸奶在保藏期的后酸化程度明顯低于對照組，因此黃精多糖的添加會抑制保藏期乳酸菌的產(chǎn)酸。同時，酸奶的乳清析出量也較對照組少，可能是由于黃精多糖以化學鍵的形式與酸奶中的蛋白質(zhì)分子相互作用，增強了凝膠結構，使其持水能力更強，防止了乳清的析出[18]。

3 結論

試驗考查了白砂糖、果膠、改性木薯淀粉和黃精多糖添加量對酸奶發(fā)酵特性的影響，確定黃精酸奶的最優(yōu)配方，并對成品的品質(zhì)進行分析。試驗確定了黃精多糖酸奶的最佳配方，即在鮮牛奶中加入乳清蛋白粉2%，白砂糖7%，果膠0.5%，改性木薯淀粉0.5%和黃精多糖0.4%，經(jīng)均質(zhì)、滅菌后于42 ℃下發(fā)酵6 h，于4 ℃后熟24 h 后制得的黃精多糖酸奶制品品質(zhì)良好，有略微的黃精風味，酸甜適中，口感細膩，色澤均一，質(zhì)構緊密，形態(tài)穩(wěn)定，無分層現(xiàn)象。可滴定酸為101.02 °T，持水力為90.72 g/g。產(chǎn)品含蛋白質(zhì)6.46%，脂肪10.9%，固形物含量21.1%，灰分7.25%，乳酸菌菌落總數(shù)為9.3×108CFU/mL，其中乳酸菌菌落總數(shù)顯著高于對照組，這說明黃精多糖對乳酸菌具有一定的益生元效果。保藏期試驗表明，相較于對照組而言，黃精多糖酸奶在保藏期的后酸化較為緩慢，說明黃精多糖在保藏期能抑制乳酸菌的產(chǎn)酸能力，從而在一定程度上延長了酸奶的保藏期。