功能性柚子酸奶的發(fā)酵工藝

俞耀茹，麥凱柔，黃曉清，劉垚*

(1.吉林大學珠海學院 藥學與食品科學學院，廣東 珠海 519041； 2.珠海市卓益食品科技有限公司，廣東 珠海 519041)

各年齡群體的消費者都喜歡美味爽口的酸奶。酸奶除了幫助消化、調(diào)節(jié)腸胃功能之外，還有很多意想不到的保健功能[1]。柚子皮富含膳食纖維、蛋白質(zhì)和果膠，同時還含有豐富的香精油、柚苷、檸檬苦素、維生素C、維生素B族、礦物質(zhì)等生理活性成分[2-3]。現(xiàn)有研究表明，柚皮味苦辛性溫，具有祛痰、止咳、抗癌、抗氧化、健胃、消食等功能[4]，但因柚子皮本身具有苦味且不易去除，所以工業(yè)上對柚子皮的加工少之又少。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，90%的柚子皮會被作為生活垃圾丟棄[5]。對柚子皮的綜合利用不但可以減少環(huán)境污染、增加柚產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益，而且其深加工產(chǎn)品對人體有一定的保健功能，具有較高的研究價值。本研究通過單因素實驗和正交實驗，對柚子酸奶的發(fā)酵工藝和配方進行研究。現(xiàn)總結(jié)報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

生鮮牛乳(純度95%)，符合GB/T 6914—1986要求，購于珠海市龍業(yè)乳品有限公司牧場；蔗糖，符合GB 317—2018要求。菌種包含嗜熱鏈球菌、雙歧桿菌、保加利亞乳桿菌、嬰兒雙歧桿菌、乳雙歧桿菌、長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、兩歧雙歧桿菌，均購于青島凱麥森食品科技有限公司；β-環(huán)狀糊精(食品級)，購于河南百益化工產(chǎn)品有限公司；客家蜜柚，市售。

MS-TS分析天平(METTLER TOLEDO)，pH7310 pH計(德國WTW)，GDYN-200S牛奶蛋白儀(賽德儀器)，BB15恒溫保溫箱(德國HERAEUS)，SW-CJ-2D超凈工作臺(蘇州蘇凈)，LS-75HD立式高壓蒸汽滅菌鍋(濱江醫(yī)療化驗室)，XSP-C204d顯微鏡(重慶光學儀器廠)，美的C21-WK2102電磁爐，HN5-150C超聲波提取器(上海軒諾儀器)，XHRE-501旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(廣州予華儀器)。

1.2 工藝流程

1.2.1 柚子皮脫苦及提取

新鮮柚皮→清洗→切塊→沸水浸燙→瀝干→β-環(huán)狀糊精浸泡脫苦→清水沖洗→滲糖→漂燙→提取[6]。

1.2.2 柚子酸奶制作

均質(zhì)→滅菌及冷卻→接種→加柚子皮提取物→發(fā)酵→攪拌→后熟。

1.3 操作要點

1.3.1 柚子皮切塊

選取新鮮、色澤光亮、表面光滑，且盡量成熟的柚子，將其用清水洗凈，去除柚子皮表面的灰塵和雜物。把柚子切開，留取柚子皮。然后將柚子皮洗凈，切成約1 cm2大小的方塊，去除白瓤部分。

1.3.2 沸水浸燙

取一定量的水于電磁爐中燒開，然后把柚子皮放置在爐中約5 min，煮至柚子皮變透亮、變軟時撈出瀝干。

1.3.3β-環(huán)狀糊精脫苦

柚子皮塊經(jīng)過沸水浸燙后，置于6 g·L-1的β-環(huán)狀糊精溶液中，水浴溫度45 ℃，水浴時間60 min。

1.3.4 滲糖

將水浴完的柚子皮放于電磁爐中，把配置好的糖水溶液(糖、水質(zhì)量比1∶10)加入爐中。先把電磁爐功率調(diào)成1 000 W煮5 min，再把功率調(diào)成100 W煮10～15 min，使柚子皮充分吸收白砂糖。煮完后，將撈出的柚子皮自然冷卻至室溫，再次放入到糖水溶液中浸泡5 min，使柚子皮能最大限度地吸收糖料。

1.3.5 漂燙

將柚皮塊從糖液撈出，此時柚皮塊已完全浸糖，但是柚子皮表面還有很多余下的糖液，用沸水快速清洗一下，達到均勻去除柚皮塊表面多余糖液的目的。

1.3.6 超聲波提取

用體積分數(shù)95%的食用乙醇，在超聲溫度45 ℃、超聲波功率80 W左右、液料比大于39.29的條件下提取2.5 h，之后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀提純。

1.3.7 鮮奶制作

從奶場收回的新鮮牛乳要盡快加工。將剛擠下來的生鮮乳用紗布過濾好，在溫度為55 ℃、壓力為20 MPa的條件下均質(zhì)，以有效阻止奶油上浮，使乳脂肪分布均勻。然后，在巴氏滅菌機中采用傳統(tǒng)的巴氏滅菌法殺菌。

1.3.8 發(fā)酵

滅菌后的生牛乳經(jīng)冷水浴冷卻，按照實驗配方添加蔗糖和柚子皮提取物，接種菌劑后，放入恒溫培養(yǎng)箱中，在42 ℃發(fā)酵5 h以上。當酸奶的pH值達到4.3～5.0時，發(fā)酵完成。

1.4 數(shù)據(jù)分析

在DPS V6.0.5上進行4因素3水平的正交實驗設計和數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 柚子皮提取物含量對酸奶風味的影響

柚子皮提取物中含有柚皮苷，具有良好的保健功能。更為特別的是，柚子中含有天然的果膠，特別有利于凝固型酸奶的形成。同時，柚子表面還含有很豐富的油腺(一種可以攜帶天然香味的組織)。然而，在柚子果皮和牛奶的發(fā)酵過程中，如果柚子皮提取物的量過大，會使酸奶帶有苦澀味；但如果添加量較少，則會降低柚子酸奶的風味評價和保健性能。

基于酸奶的風味、乳液結(jié)實程度、成品酸奶的光潔程度、酸奶的酸度，以及口感是否清爽來設計預實驗。預實驗中柚子皮提取物的添加量分別為3%、5%、7%、9%。結(jié)果顯示，成品酸奶中，5%和7%兩個組別的酸奶柚子風味明顯，而3%組別的成品酸奶柚子果香味不足，9%組別的成品酸奶果香味濃，但略顯苦澀。進一步選定5%、6%、7%的柚子皮提取物添加比例進行實驗，對酸奶的風味和質(zhì)感進行測定(表1)，并通過保質(zhì)期觀察，最后確定適宜的添加量為6%。

表1 柚子皮提取物添加量對酸奶風味的影響

2.2 發(fā)酵溫度對柚子酸奶品質(zhì)的影響

菌種活性和奶制品的品質(zhì)受溫度影響很大。嗜熱鏈球菌的最適生存環(huán)境溫度為45 ℃，保加利亞乳桿菌的最適生存環(huán)境溫度為37～42 ℃[7-8]。根據(jù)發(fā)酵原理，溫度上升，發(fā)酵時間縮短，這在商業(yè)運用中極具價值。因此，發(fā)酵的溫度應該穩(wěn)定在 40～45 ℃。

向巴氏滅菌后的鮮奶中添加6%的柚子皮提取物、1%的發(fā)酵菌量、8%的糖量，分別置于40、42、44 ℃的恒溫箱中發(fā)酵至終點，結(jié)果如表2所示。在42 ℃的發(fā)酵溫度下，凝乳較結(jié)實，質(zhì)地順滑，風味合適，且凝乳時間明顯短于40 ℃處理。把發(fā)酵溫度提高至44 ℃后，雖然進一步縮短了凝乳時間，但凝乳的質(zhì)地和風味均變差。綜合來看，以42 ℃的發(fā)酵溫度較為適宜。

表2 發(fā)酵溫度對酸奶品質(zhì)的影響

2.3 蔗糖用量對酸奶風味的影響

純的無糖酸奶雖然熱量低，但是酸奶過酸，口感清寡，難以引起消費者的食用欲望。白砂糖的添加可以改善酸奶的口感，使酸奶的風味變得豐滿。如表3所示，當蔗糖添加量為8%時，酸奶口感最佳；當蔗糖添加量低于8%時，甜度與酸度不能很好地融合，還會帶上柚子的苦澀味；當甜度增加時，澀味會下降，但是當蔗糖添加量大于8%時，酸奶的熱量增加，不符合現(xiàn)代低熱量飲食的潮流，同時還會抑制乳酸菌的正常發(fā)酵，材料成本也會增加。

表3 蔗糖添加量對酸奶風味的影響

2.4 正交實驗

由單因素實驗結(jié)果可知，柚子皮提取物添加量(A)、發(fā)酵溫度(B)、發(fā)酵時間(C)、蔗糖添加量(D)等因素對柚子酸奶成品品質(zhì)均有很大的影響。為了優(yōu)化柚子酸奶的發(fā)酵工藝，特開展4因素3水平的正交實驗，1～3水平，A分別為5%、6%、7%，B分別為40、42、44 ℃，C分別為6、7、8 h，D分別為6%、7%、8%。

結(jié)合30名評價員對各實驗組的口感評價(表4)，選出最優(yōu)配方和生產(chǎn)工藝：柚子皮提取物的添加量為5%，蔗糖添加量為8%，發(fā)酵溫度42 ℃，發(fā)酵時間為7 h。根據(jù)奶制品的特性冷藏5 h以上，得到的柚子酸奶口感順爽，無干澀、苦味，質(zhì)感均勻一致，柚香清新。

表4 各組合的口感評價結(jié)果

注：酸度單位°T是指滴定100 mL酸奶樣品所消耗的0.1 mol·L-1NaOH的量(mL)。

3 小結(jié)

原料選擇。為了讓產(chǎn)品的口感更純香，營養(yǎng)保留齊全，在牛奶的選擇上，巴氏滅菌的新鮮牛奶要優(yōu)于純牛奶和奶粉，不得使用含有抗生素的鮮奶。在柚子的選擇上，蜜柚要比沙田柚好。雖然同樣是柚皮，但沙田柚的苦澀味會更加明顯，而且喝完容易口干。蔗糖的添加量以8%為宜，均質(zhì)操作10～15 min。鮮奶巴氏滅菌的溫度應在63～68 ℃，且需在40 min內(nèi)保持溫度恒定。

在發(fā)酵工藝上，菌種添加量應以1%為宜，發(fā)酵時間宜控制在7 h，發(fā)酵溫度以42 ℃較為適宜。

在本實驗條件下，柚子皮提取物的添加量以5%為宜。但在實際生產(chǎn)過程中，建議根據(jù)季節(jié)的變換，適當增減柚皮提取物的含量，控制在5%～7%。