一種高活性益生菌飲用型酸奶的工藝優(yōu)化

曾麗萍，李啟明，朱雅麗，王平

（新希望乳業(yè)有限公司，成都610063）

0 引 言

傳統(tǒng)的酸奶大多為凝固型酸奶，狀態(tài)較稠厚，不便于飲用，易造成浪費。飲用型酸奶是在酸奶發(fā)酵結束后通過較高的攪拌速度來打碎凝乳或使冷卻酸乳通過一臺均質(zhì)機進行均質(zhì)來獲得一種低黏度的清涼飲品[1]。但是，由于飲用型酸奶在發(fā)酵結束后還要經(jīng)過一次均質(zhì)以達到質(zhì)地稀薄導致產(chǎn)品澀口感強、貨架期內(nèi)品質(zhì)不穩(wěn)定。目前，市售的飲用型酸奶大多添加了果膠、明膠等穩(wěn)定劑來提高產(chǎn)品的順滑度和減輕澀口感[2]。但是添加了穩(wěn)定劑的飲用型酸奶大多比較糊口、不夠清爽。而且隨著消費者健康意識的提高，消費者更加渴求不添加任何食品添加劑、健康又美味的產(chǎn)品。

腸道微生物和人體健康戚戚相關，益生菌及其代謝產(chǎn)物通過調(diào)節(jié)腸道微生物平衡來調(diào)節(jié)人體健康[3]。但是，大多數(shù)益生菌不能參與發(fā)酵、無法在乳制品發(fā)酵中增殖和產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，鼠李糖乳桿菌和雙歧桿菌是一種能在乳制品中增殖并且能賦于酸奶特殊發(fā)酵風味的益生菌，并且已有許多文獻報道了鼠李糖乳桿菌和雙歧桿菌調(diào)節(jié)人體健康的功效[4-5]。

本研究通篩選益生菌接種比例，優(yōu)化生產(chǎn)工藝得到一種零添加具有特殊風味的高活性益生菌飲用型酸奶，從而滿足消費者對健康、美味產(chǎn)品的追求。

1 實 驗

1.1 材料

保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus，Lb.），嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophiles，St.），雙歧桿菌A，雙歧桿菌B，鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus Rhamnus），分離自酸駱駝奶中。鮮牛奶，蔗糖，乳清蛋白粉。

1.2 儀器設備

電子分析天平，電熱鼓風干燥箱，智能恒溫恒濕培養(yǎng)箱，超凈工作臺（SW-CJ-2FD），立式壓力蒸汽滅菌鍋，高壓均質(zhì)機（GEA）。

1.3 方法

1.3.1 接種菌液的制備與活化

將鼠李糖乳桿菌（grx10）、雙歧桿菌A、雙歧桿菌B、嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌凍干菌粉以體積分數(shù)為3%的接種量加入50 mL經(jīng)高壓滅菌過的無菌水中，搖勻并孵育10 min制成接種菌液。

1.3.2 益生菌發(fā)酵乳制備工藝流程

配料（原料乳預熱至55℃加入質(zhì)量分數(shù)為7%白砂糖和1%乳清蛋白粉充分溶解）→均質(zhì)（20～25 MPa）→殺菌（90℃，10～15 min）→冷卻至32℃→接種→發(fā)酵至凝乳（發(fā)酵溫度為32℃，發(fā)酵終點酸度為80°T左右）→破乳后均質(zhì)后熟（4℃，12 h）。

1.3.3 益生菌的篩選及添加比例優(yōu)化

將1.3.1制備的接種液按表1分別接入已滅菌的酸奶發(fā)酵基料中，混勻后在32℃下靜置發(fā)酵，至發(fā)酵終點酸度為80°T左右終止發(fā)酵并記錄凝乳時間，破乳冷卻后均質(zhì)后置于4℃下后熟12 h，進行p H值和滴定酸度測定、黏度測定、感官評定。

表1 益生菌菌種篩選及添加比例

1.3.4 最適發(fā)酵溫度的優(yōu)化

按1.3.3篩選的最佳方案取接種液接種于已滅菌的酸奶發(fā)酵基料中，混勻后分別在28℃、32℃、37℃下靜置發(fā)酵，至終點酸度為80°T左右終止發(fā)酵，破乳冷卻后均質(zhì)后置于4℃下后熟12 h，進行p H值和滴定酸度測定、黏度測定、感官評定根據(jù)結果確定最適發(fā)酵溫度。

1.3.5 破乳后均質(zhì)工藝優(yōu)化

按上述優(yōu)化的最佳方案發(fā)酵酸奶至終點酸度為80°T左右終止發(fā)酵，酸奶均質(zhì)工藝優(yōu)化如表2所示。

表2 均質(zhì)工藝優(yōu)化方案

1.3.6 貯藏期穩(wěn)定性觀察

按以上優(yōu)化的最佳方案制備酸奶樣品，放置在4℃冰箱每天監(jiān)測樣品酸度、黏度變化，每隔2天監(jiān)測樣品乳酸菌活菌總數(shù)、雙歧桿菌活菌總數(shù)變化。

1.3.7 感官評定

感官評定小組由10名具有乳制品感官評定知識背景的人組成，以表觀特性、氣味、質(zhì)地、風味、酸甜比作為主要評價指標。組織、狀態(tài)測定：取適量樣品置于潔凈的平板中，在自然光下觀察色澤、組織狀態(tài)及切面；風味、口感測定：先聞氣味，溫開水漱口后品嘗樣品[6]。品評評分表如表3所示。

表3 原味飲用型酸奶感官品評定

1.3.8 酸奶理化指標測定

采用酸度測定儀測定酸度，用pH計測定pH值。采用黏度計測定產(chǎn)品黏度。

1.3.9 活菌檢測

按照國標GB4789.35-2016的方法檢測酸奶中乳酸菌活菌總數(shù)、雙歧桿菌活菌總數(shù)。

2 結果與討論

2.1 益生菌與普通發(fā)酵劑配比對酸奶發(fā)酵性能的影響

將普通發(fā)酵劑與益生菌發(fā)酵劑按3∶20比例混合，按表1的方案的接入已殺菌的酸奶基料中，在32℃下發(fā)酵至終點測定發(fā)酵乳的酸度、黏度、凝乳時間、感官口評，活菌總數(shù)結果如表4所示。

表4 發(fā)酵劑配比對益生菌酸奶發(fā)酵特性的影響

由表4可以看出，不同益生菌的配比對酸奶樣品的黏度無明顯影響（P＞0.05），乳酸菌活菌總數(shù)4＞2＞3＞1，雙歧桿菌活菌總數(shù)4＞2＞1＞3，發(fā)酵時間依次是3＞1＞2＞4，當三種益生菌一起配合使用時的發(fā)酵時間最短，乳酸菌活菌總數(shù)最多，2組比4組慢半個小時，而且2組乳酸菌活菌總數(shù)和雙歧桿菌活菌總數(shù)與4組均處于相同級數(shù)。結果表明，在酸奶發(fā)酵過程中，這三株益生菌可能均參與發(fā)酵，但是不同益生菌發(fā)酵性能不同，不同菌種配比產(chǎn)生的協(xié)同生長作用也不同，所以導致發(fā)酵時間不同，不同組的活菌總數(shù)也不同；而且益生菌可能不產(chǎn)生胞外多糖，所以對酸奶黏度也無明顯影響[7]。感官品評結果4組的益生菌發(fā)酵，風味太濃，品嘗后讓人不愉悅，1和3組的益生菌發(fā)酵風味較淡，品嘗起來與普通酸奶風味相差不大無特殊風味。因此，本研究選擇采用2組的益生菌配比方案。

2.2 發(fā)酵溫度對益生菌酸奶發(fā)酵性能的影響

將普通發(fā)酵劑與益生菌發(fā)酵劑（A：GRX 10）采用第2組方案按3%的接種量接入酸奶基料在28，32，37℃下發(fā)酵，不同溫度下發(fā)酵的酸度、黏度、凝乳時間、感官口評，活菌總數(shù)如表5所示。

由表5可以看出，隨著發(fā)酵溫度的升高，發(fā)酵時間顯著縮短（P＜0.01），酸奶黏度顯著提高（P＜0.05），乳酸菌活菌總數(shù)和雙歧桿菌活菌總數(shù)均顯著降低（P＜0.05）。據(jù)研究表明酸奶中益生菌很少能參與發(fā)酵，益生菌單獨發(fā)酵通常發(fā)酵時間較長，極易污染雜菌影響發(fā)酵。將普通酸奶發(fā)酵菌種與益生菌配合使用會迅速產(chǎn)酸降低產(chǎn)品的p H值抑制雜菌生長而且大大縮短發(fā)酵時間[8]。但是發(fā)酵時間太短導致益生菌的活菌數(shù)量達不到要求，益生菌發(fā)酵風味也比較淡。根據(jù)表5的研究結果表明可以看出，當發(fā)酵溫度為32℃時，雙歧桿菌可以增殖一個級數(shù)（雙歧桿菌接種量為1×107g-1），益生菌發(fā)酵風味濃郁，賦予酸奶特殊風味。發(fā)酵溫度過低導致發(fā)酵時間太長，益生菌發(fā)酵風味太濃，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品整體風味；發(fā)酵溫度過高導致發(fā)酵時間過短，益生菌活菌總數(shù)達不到要求，產(chǎn)品也無益生菌特殊發(fā)酵風味。因此，32℃是最適發(fā)酵溫度。

2.3 破乳后均質(zhì)工藝優(yōu)化結果

飲用型酸奶屬于一種低黏度的攪拌型酸奶，在酸奶發(fā)酵結束后通過較高的攪拌速度來打碎凝乳或使冷卻酸乳通過一臺均質(zhì)機進行均質(zhì)來獲得低黏度的飲用型酸奶。本研究分別試驗了不同冷卻放置時間、不同均質(zhì)壓力和不同均質(zhì)溫度對產(chǎn)品口感和風味的影響，結果如表6所示。

由表6可以看出，均質(zhì)溫度對產(chǎn)品的口感和風味無明顯影響，但是均質(zhì)壓力和冷卻放置時間對產(chǎn)品的口感和風味有明顯的影響。a組酸奶冷卻到15℃就直接均質(zhì)，均質(zhì)壓力為3 M Pa時酸奶口感偏稠，達不到飲用型酸奶暢飲的標準；b和c組酸奶冷卻到15℃和10℃，均質(zhì)壓力為3 M Pa時酸奶口感稀薄，澀口感和粉感明顯；d組酸奶發(fā)酵到終點冷卻到10℃后冷藏12 h后再3M Pa壓力下均質(zhì)，酸奶稀稠適中，順滑度也有顯著提高，益生菌發(fā)酵風味比較濃郁。不夠順滑當均質(zhì)前隨著冷藏時間延長酸奶黏度提高，發(fā)酵風味也更加濃郁。這可能是由于酸奶發(fā)酵到終點進行破乳，蛋白質(zhì)空間結構被破碎成小的凝聚物，a，b，c三組樣品在蛋白質(zhì)結構破碎后立刻均質(zhì)進一步對蛋白質(zhì)空間結構進行破碎，使得這三組樣品的蛋白質(zhì)空間結構很難再恢復造成所得樣品口感偏稀、澀口[9-10]；d組樣品在破乳后在10℃下蛋白質(zhì)結構在冷藏12 h期間慢慢恢復，稠度提高，減少了樣品中蛋白質(zhì)沉淀，減少樣品脫水收縮程度，同時酸奶樣品進行后發(fā)酵，產(chǎn)生濃郁的發(fā)酵香味，使得最終產(chǎn)品稀稠適中、口感順滑無澀口感，風味獨特，而且產(chǎn)品在貨架期內(nèi)狀態(tài)較穩(wěn)定，在不添加穩(wěn)定劑的狀態(tài)下無乳清析出。

2.4 零添加樣品與添加果膠樣品口味測試對比結果

采用1.3.5中c工藝，在零添加配方的基礎上添加果膠制得樣品、購買市場某品牌相同品類零添加競品與1.3.5中d工藝制得的零添加樣品進行口味測試，測試人群是20～50歲經(jīng)常飲用酸奶的白領80名，其中有效結果是48份。測試方法：測試前將三組樣品隨機編號，分發(fā)給測試者，要求測試者品嘗酸奶后（要求品嘗完一個樣品進行漱口），對三組樣品的喜好度進行排

表5 發(fā)酵溫度對益生菌酸奶發(fā)酵特性的影響

表6 不同均質(zhì)條件對產(chǎn)品特性的影響

序，并說明原因結果如圖1所示。

圖1 普通消費者口味測試結果

由圖1可以看出，48個測試者當中有20個人選擇添加果膠樣品，19個人選擇零添加樣品，9個人選擇零添加競品，選擇零添加樣品的人數(shù)接近添加果膠樣品的人數(shù)，遠高于零添加競品。總結消費者測試反饋結果，添加果膠樣品雖順滑度好，但是比較粘口不夠清爽，風味釋放不自然；零添加競品發(fā)酵味太重，澀口感明顯；零添加樣品口感較順滑，無澀口感而且口感清爽，風味獨特而且柔和。

組織專業(yè)感官品評團隊10人，按照表3的評分標準對上述三組樣品進行專業(yè)感官品評，感官品評結果如圖2所示。

圖2 專業(yè)感官品評結果

由圖2可以看出，綜合各維度本研究優(yōu)化得到的零添加樣品均優(yōu)于市場購買的零添加競品，在整體評價上零添加樣品＞添加果膠樣品＞零添加競品；而在產(chǎn)品的細膩度、順滑度、發(fā)酵奶香、酸甜度這四個維度上，零添加樣品與添加果膠樣品的評分相差不大，但是添加果膠樣品偏稠，有點黏口，不夠清爽。

因此，本研究得到的零添加樣品獲得了大部分測試者的認可，遠遠優(yōu)于市場購買的同類競品，而且與添加了果膠的樣品相差不大，甚至在口感、風味方面優(yōu)于添加了果膠的樣品。

2.5 貯藏期產(chǎn)品穩(wěn)定性觀察

2.5.1 酸奶在貯藏期間酸度和黏度的變化

黏度和酸度是評價酸奶口感的重要指標，黏度在冷藏過程中的變化也是評價酸奶品質(zhì)穩(wěn)定性的重要指標。攪拌和均質(zhì)酸奶凝膠結構造成破壞，這可能導致產(chǎn)品在冷藏期間黏度不穩(wěn)定、乳清淅出。從圖3可以看出，本研究優(yōu)化得到的飲用型酸奶在15 d的冷藏過程中，黏度從第1天到第3天增加了400 m Pa·s左右。但是，黏度從第3天到第15天無顯著變化，基本趨于穩(wěn)定。從圖4可以看出，在整個15 d的冷藏過程中產(chǎn)品的酸度增長了2°T左右。因此，本研究優(yōu)化所得的飲用型酸奶在貨架期內(nèi)口感和風味比較穩(wěn)定，滿足市場銷售需要。

圖3 冷藏過程中黏度的變化

圖4 冷藏過程中酸度的變化

乳酸菌活菌總數(shù)和雙歧桿菌活菌總數(shù)是酸奶調(diào)節(jié)腸道健康的重要影響因素，本優(yōu)化工藝所得酸奶的活菌總數(shù)在整個冷藏過程中比較穩(wěn)定，活菌總數(shù)均達到1.0×108cfu/g以上。因此，每天只需喝100 g酸奶就可達到調(diào)節(jié)腸道健康的功效[11-12]。

圖5 冷藏過程中活菌總數(shù)變化

3 結 論

無添加益生菌飲用型酸奶的生產(chǎn)過程中，菌種添加比例、發(fā)酵溫度對產(chǎn)品活菌數(shù)和風味有明顯的影響，以及第二次均質(zhì)工藝對產(chǎn)品的口感、風味也具有顯著的影響。本研究結果表明，當益生菌GRX 10∶A為1∶8，發(fā)酵溫度為32℃時產(chǎn)品中的活菌總數(shù)最高，風味最好。而且，酸奶發(fā)酵到終點后冷卻12 h再3 M Pa條件下均質(zhì)能提高產(chǎn)品的順滑度，提升產(chǎn)品的風味。因此，本研究通過優(yōu)化工藝在不添加任何食品添加劑的情況下制備得到了一款口感順滑、風味獨特、高益生菌活菌數(shù)、品質(zhì)穩(wěn)定的飲用型酸奶，滿足了消費者對健康美味產(chǎn)品的需求。