凝固型李子酸奶發酵條件優化

賀小賢，姚嬌嬌，周 欣，劉 歡

（陜西科技大學 食品與生物工程學院，陜西 西安 710021）

李子（Prunus salicinaLindl.）是薔薇科（Rosaceae）李屬（Prunus）植物，別名嘉慶子、布霖、玉皇李、山李子，是中國栽培最早的水果之一。其果實味酸且富含多種氨基酸、維生素及礦物質，能促進胃酸和胃消化酶的分泌，具有治療消化系統疾病、心血管疾病、增強免疫[1]、美容等多種生理活性。除此之外，李子還含有大量酚類化合物及其衍生物，具有很強的抗氧化活性，堪稱是抗衰老、防疾病的“超級水果”[2]。

酸奶除了保留鮮牛奶的全部營養成分外，還富含大量有益于人體健康的益生菌，長期食用能夠促進消化、保護肝臟、腎臟、改善腸道環境、增強機體的免疫力[3-4]；酸奶中的乳酸不僅能使腸道里的弱堿性物質轉變成弱酸性物質，而且還能產生抗菌物質，抑制腸道中腐敗菌的繁殖和活動，從而減少腸道內的有害物質，對人體具有保健作用[5]。隨著生活水平的提高，同時高效率的工作和不規律的生活，使人們的免疫功能下降，人們對酸奶種類、口味和功能的要求也越來越高[6]。此時，復合酸奶由于其較高的營養價值、獨特的風味和保健功能，在一眾酸奶中脫穎而出，深受廣大消費者的歡迎[7]。目前，國內外對李子酸奶的研究較少，因此，其具有較為廣闊的研究前景。

凝固型李子酸奶除了酸甜適口的風味外，還兼具傳統酸奶和李子的雙重保健功能，保證了人們對新口味和營養價值的追求，是一種可以滿足現代消費者需求的新型酸奶。因此，本研究以鮮牛乳和李子鮮果為主要原料，保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）1028和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）6032作為混合發酵劑，發酵制備凝固型李子酸奶。以酸度和感官評價為指標，在單因素試驗的基礎上，通過正交試驗確定凝固型李子酸奶的最佳發酵條件。為酸奶新品種的開發提供思路，同時對提高農民收入有著重要的現實意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 菌種

保加利亞乳桿菌1028、嗜熱鏈球菌6032：陜西科技大學食品與生物工程學院本研究室保藏菌種。

1.1.2 試劑

新鮮無霉變的李子、鮮牛乳（均為食品級）：本地農貿超市；脫脂乳粉（食品級）：伊利集團；蔗糖、黃原膠、羧甲基纖維素鈉、維生素C（均為食品級）：市售。

1.1.3 培養基

MRS培養基[8]：蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母提取物5 g，檸檬酸二銨2 g，乙酸鈉5 g，葡萄糖20 g，吐溫80 1.0 mL，MgSO4·7H2O 0.58 g，MnSO4·4H2O 0.25 g，蒸餾水1 000 mL，pH值6.2～6.4。固體培養基添加1.5%的瓊脂，121 ℃高壓滅菌15 min。

1.2 儀器與設備

CUBE302S-C多功能原汁機：寧波麥格威特電器有限公司；LDZH-150L滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；DK-320恒溫水浴鍋：上海精宏儀器設備有限公司；F2004B電子天平：上海天科天美科學儀器有限公司；303-00A恒溫培養箱：上海坤天實驗室儀器有限公司；SP-756P紫外分光光度計：上海光譜儀器有限公司；SW-CJ-1F超凈工作臺：西安德派生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 凝固型李子酸奶工藝流程及操作要點

操作要點：

李子漿制備：選擇新鮮、成熟且無霉變的李子，經清洗、去核后切成2～3 cm的小塊，置于沸水中燙漂5 min，將熱燙好的李子塊冷卻至40 ℃左右，以料液比1∶1（g∶mL）加入蒸餾水打漿，同時加入0.5%的維生素C護色，制得李子漿。

調配：將李子漿、鮮牛乳、蔗糖和羧甲基纖維素鈉按一定的比例混合。

殺菌、冷卻：85 ℃水浴30 min后，冷卻至室溫[9-10]。

混合發酵劑的制備：配制14%的脫脂乳，115 ℃滅菌15 min，冷卻后，分別接入5%的保加利亞乳桿菌1028和嗜熱鏈球菌6032，42 ℃培養至凝固后取出。將活化好的兩種菌按體積比1∶1混合，按4%接入已滅菌的脫脂乳中，42 ℃培養8 h，于4 ℃條件下保存備用。

接種、發酵：于調配液中加入混合發酵劑，并攪拌均勻，裝入已滅菌的酸奶瓶中，密封后置于一定溫度條件下發酵培養至凝乳。

后熟、成品：將凝固好的酸奶轉移至4 ℃冰箱中冷藏后熟24 h后，即得成品。

1.3.2 凝固型李子酸奶發酵條件的優化

（1）單因素試驗

選取李子漿添加量（20%、30%、40%、50%）、蔗糖添加量（6%、8%、10%、12%）、發酵劑接種量（2%、3%、4%、5%）、發酵溫度（38 ℃、40 ℃、42 ℃、44 ℃）和發酵時間（4 h、5 h、6 h、7 h）5個因素進行單因素試驗，考察各因素對凝固型李子酸奶品質的影響[11]。初始發酵條件為蔗糖添加量10%，發酵劑接種量3%，發酵溫度42 ℃，發酵時間6 h。

（2）正交試驗

基于單因素試驗結果，選擇4個主要影響因素：李子漿添加量（A）、蔗糖添加量（B）、發酵劑接種量（C）和發酵溫度（D）[12]。以感官評價作為考察指標，采用L9（34）設計進行4因素3水平正交試驗，確定最優組合[13-14]。正交試驗因素與水平見表1。

表1 凝固型李子酸奶發酵條件優化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of set-style plum yogurt

1.3.3 理化指標的檢測

感官評分[15-18]：根據國標GB 19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》，隨機抽取10人，從凝固型李子酸奶的口感、顏色、風味和組織狀態4個方面進行評分，滿分100分，結果取平均值。具體評分標準見表2。

表2 凝固型李子酸奶的感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of set-style plum yogurt

蛋白質含量[19]：按照國標GB 5009.5—2010《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》中的方法進行測定。

酸度[20]：酸度是發酵乳的一個重要指標，與產品的口味、質地和風味有著密切的聯系[21]。采用國標GB 5009.239—2016《食品安全國家標準食品酸度的測定》中的酸堿滴定法進行測定。

1.3.4 微生物指標的檢測

大腸桿菌（Bacillus coli）[22]：按照國標GB 4789.18—2010《食品微生物學檢驗乳與乳制品檢驗》中的平板計數法進行測定。

乳酸菌[23]：按照國標GB 4789.35—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》中的稀釋平板法進行測定。

2 結果與分析

2.1 凝固型李子酸奶發酵條件優化單因素試驗

2.1.1 李子漿添加量對凝固型李子酸奶品質的影響

李子漿的添加量對凝固型李子酸奶的風味及乳酸菌的增殖有重要的影響，因此，考察李子漿添加量對凝固型李子酸奶品質的影響，結果見圖1。

圖1 李子漿添加量對凝固型李子酸奶品質的影響Fig.1 Effect of plum pulp addition on set-style plum yoghurt quality

由圖1可知，凝固型李子酸奶的酸度隨著李子漿添加量的增加而升高，說明李子漿本身的酸度促進了產品的酸度的升高；而感官評分在李子漿添加量＞40%以后出現下降趨勢，且當李子漿添加量為40%時，酸度為89°T，感官評分最高，為92分。綜合考慮，確定最優李子漿添加量為40%。

2.1.2 蔗糖添加量對凝固型李子酸奶品質的影響

蔗糖的添加有助于改善酸奶的口感，緩解酸度，因此，考察蔗糖添加量對凝固型李子酸奶品質的影響，結果見圖2。

由圖2可知，隨著蔗糖添加量的增加，凝固型李子酸奶的酸度快速降低，感官評分呈先升高后下降的趨勢。分析原因可能是當蔗糖添加量＜10%之前，由于蔗糖添加量較低，導致酸奶甜度不夠，酸度較高，感官評分較低；當蔗糖添加量＞10%之后，蔗糖濃度過高，酸度偏低，感官評分降低；當蔗糖添加量為10%時，酸度為84°T，感官評分最高，為90分。因此，確定最優蔗糖添加量為10%[24]。

圖2 蔗糖添加量對凝固型李子酸奶品質的影響Fig.2 Effect of sucrose addition on set-style plum yoghurt quality

2.1.3 發酵劑接種量對凝固型李子酸奶品質的影響

發酵劑接種量是影響酸奶最終品質的主要因素之一[25]。考察不同發酵劑接種量對凝固型李子酸奶品質的影響，結果見圖3。

圖3 發酵劑接種量對凝固型李子酸奶品質的影響Fig.3 Effect of starter cultures inoculum on set-style plum yoghurt quality

由圖3可知，隨著發酵劑接種量的增加，凝固型李子酸奶的酸度逐漸升高，感官評分呈先上升后下降的趨勢。分析原因可能是當發酵劑接種量＜3%之前，發酵劑接種量較少，乳酸菌產酸量較低，感官評分較低；當發酵劑接種量＞3%之后，發酵劑接種量過多，酸度過大，造成酸奶口感較差，感官評分較低；當發酵劑接種量為3%時，酸度適宜，為85°T，感官評分最高，為89分，因此，確定最優發酵劑接種量為3%。

2.1.4 發酵溫度對凝固型李子酸奶品質的影響

選擇適宜的發酵溫度對于乳酸菌的生長繁殖尤為重要，考察不同發酵溫度對凝固型李子酸奶品質的影響，結果見圖4。

由圖4可知，發酵溫度過高或過低都會影響乳酸菌的增殖，進而影響到產品的酸度。隨著發酵溫度的升高，凝固型李子酸奶的酸度逐漸升高，感官評分呈先上升后下降的趨勢。分析原因可能是當發酵溫度低于42 ℃之前，乳酸菌繁殖不夠多，此時產酸較低；當發酵溫度超過42 ℃以后，產酸過高，感官評分下降；當發酵溫度為42 ℃時，酸度為87°T，感官評分最高，為94分。因此，確定最優發酵溫度為42 ℃。

圖4 發酵溫度對凝固型李子酸奶品質的影響Fig.4 Effect of fermentation temperature on set-style plum yoghurt quality

2.1.5 發酵時間對凝固型李子酸奶品質的影響

一般情況下，酸奶發酵至完全凝乳需要5～6 h，考察不同發酵時間對凝固型李子酸奶品質的影響，結果見圖5。

圖5 發酵時間對凝固型李子酸奶品質的影響Fig.5 Effect of fermentation time on set-style plum yoghurt quality

由圖5可知，隨著發酵時間在4～7 h范圍的延長，凝固型李子酸奶的酸度逐漸升高，感官評分呈先上升后下降的趨勢。分析原因可能是當發酵時間＜6 h之前，乳酸菌數量較少，酸度不夠；當發酵時間＞6 h以后，由于乳酸菌產酸過量，酸度太高，導致酸奶口感欠佳；當發酵時間為6 h時，酸度適宜，為90°T，感官評分最高，為90分，因此，確定最優發酵時間為6 h。

2.2 凝固型李子酸奶發酵條件優化正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以感官評分為評價指標，選擇李子漿添加量（A）、蔗糖添加量（B）和發酵劑接種量（C）和發酵溫度（D）4個因素進行L9（34）正交試驗。正交試驗結果與分析見表3。

由表3中極差分析可知，各試驗因素對凝固型李子酸奶感官評分的影響主次順序為A＞C＞B＞D，即李子漿添加量＞發酵劑接種量＞蔗糖添加量＞發酵溫度。凝固型李子酸奶的最佳發酵條件為A2B2C3D2，即李子漿添加量40%、蔗糖添加量10%、發酵劑接種量4%、發酵溫度42 ℃。該組合沒有在試驗組中出現，因此，對其進行驗證試驗。經驗證，得到的凝固型李子酸奶為淺黃色、色澤均勻、質地細膩且酸甜適中，具有李子特有的風味，感官評分為94分。

表3 凝固型李子酸奶發酵條件優化正交試驗結果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of set-style plum yogurt

2.3 凝固型李子酸奶理化指標檢測結果

凝固型李子酸奶理化指標檢測結果見表4。

表4 凝固型李子酸奶理化指標檢測結果Table 4 Determination results of physical and chemical indexes of set-style plum yoghurt

由表4可知，在最優發酵條件下制備的凝固型李子酸奶的酸度、脂肪和蛋白質含量分別為85.4°T、2.7 g/100 g、3.1 g/100 g，均符合國標GB 19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》的要求[26]。

2.4 凝固型李子酸奶微生物指標檢測結果

在最優發酵條件下制備的凝固型李子酸奶的乳酸菌數≥106個/mL；大腸桿菌數＜1 CFU/mL；致病菌未檢出，均符合國標GB 19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》的要求。

3 結論

將李子與鮮牛奶混合制備的李子酸奶，可賦予傳統酸奶更獨特的風味和更高的營養價值。本試驗采用單因素及正交試驗確定凝固型李子酸奶的最優發酵條件為李子漿添加量40%、蔗糖添加量10%、發酵劑接種量4%、發酵溫度42 ℃、發酵時間6 h。在此最優發酵條件下得到的凝固型李子酸奶酸度為85.4°T，感官評分為94分，質地細膩，營養豐富，酸甜爽口，理化指標及微生物指標均符合國家相關標準要求。此產品不但豐富了市場，滿足人們對于口感的要求，又為水果的深加工提供了依據。