草莓汁對低脂酸奶品質的影響

李博 ，孫玥，梅俊,

1. 上海城建職業學院食品質量與安全系（上海 201415）；2. 上海城建職業學院城市食品安全研究所（上海 201415）；3. 上海交通大學食品科學與工程系（上海 200240）；4. 上海海洋大學食品科學與工程系（上海 201306）

酸奶具有改善腸道菌群、降低血清膽固醇、抗癌等功效[1-3]。近些年來，隨著人們健康意識的提高，日常飲食中更注重對脂肪攝入量的控制，因此消費者對低脂酸奶的需求越來越多。但原料乳經過部分脫脂后，在發酵過程中由脂肪作為風味化合物的前體產生的風味物質減少，同時，原料乳中脂肪的減少會影響發酵乳質構，具體表現為發酵乳的順滑感較差[4-5]，嚴重影響低脂發酵乳的推廣。提高低脂發酵乳的方式主要依靠改善制作工藝、使用附屬發酵劑和尋找脂肪替代物3種方式[6-8]。在現有技術條件下，提高低脂發酵乳品質的方式主要是尋找乳脂肪替代物。草莓營養高、香味濃、口感好而深受消費者喜愛，草莓中的芳香物質種類多，主要為酯類、醇類、醛類、酮類及含硫化合物等[9-10]。

試驗將不同比例草莓汁添加到部分脫脂原料乳中，制作草莓汁凝固型低脂發酵酸奶，評價草莓汁作為脂肪替代物在低脂酸奶中應用的可行性，主要評價內容包括凝乳特性、質構特性、黏度、感官評價等內容。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酸奶發酵劑、原料乳（脂肪含量3.4%）（光明乳業股份有限公司）；新鮮草莓。

Whatman No.1濾紙（英國Whatman公司）；0.1 mol/L氫氧化鈉標準溶液（上海恪敏生物科技有限公司）。

1.2 儀器與設備

榨汁機（JYZ-V 911，九陽股份有限公司）；均質機（AH-BASIC，加拿大ATS公司）；旋轉流變儀（R/S plus，美國Brookfield公司）；恒溫培養箱（LRH-150 F，上海一恒科學儀器有限公司）；pH計（FE 20，梅特勒托利多公司）；多功能乳制品分析儀（Milko Scan FT 2，FOSS儀器公司）；物性測試儀（TA-XT 2i型，Stable Micro Systems儀器公司）；離心機（H 2050 R 1，湘儀離心機有限公司）。

1.3 草莓汁低脂酸奶的制作

新鮮草莓洗干凈去葉去蒂后榨成草莓果汁，3層紗布過濾得到澄清的草莓果汁，冷藏備用。原料乳在使用前要進行低脂處理，使得脂肪含量1.5 g/100 g原料乳，冷藏備用。草莓汁添加量分別為10%，20%和30%，不添加草莓汁的全脂牛奶和低脂牛奶為對照組。原料乳和草莓汁混合均勻后利用均質機在20 MPa下進行均質，采用巴氏殺菌（63±1 ℃，30 min）處理后冷卻至32 ℃。采用直投式加入1%發酵劑攪拌后在42 ℃下發酵6 h，發酵完成后在室溫下保持30 min，轉移入4 ℃冰箱中后熟24 h，此時記為0 d。繼續在4 ℃冰箱中保藏，在0，6，12和18 d時取樣檢測。WMY（Whole milk yogurt）表示全脂奶發酵，LFY（Low fat yogurt）表示低脂酸奶，SLFY-10%（Strawberry low-fat yogurt）表示草莓汁添加量10%，SLFY-20%表示草莓汁添加量20%，SLFY-30%表示草莓汁添加量30%。具體工藝流程為：

1.4 pH測定

取50 mL樣品經過高速均質（5 000 r/min）1 min，混勻后用pH計進行測量，重復3次。

1.5 滴定酸度的測定

根據GB 5009.239—2016《食品安全國家標準 食品酸度的測定》方法進行測定。

1.6 硬度的測定

按照Mousavi等[11]描述的方法進行測定。采用TATX2型質構儀對草莓低脂酸奶進行測定，采用柱形探頭，其平端直徑25 mm；測試前探頭下降速度10.0 mm/s；測試速度1.0 mm/s；測試后探頭回程速度5.0 mm/s；測試距離10.0 mm；觸發力5 g。由質構特性曲線圖得出以穿透過程中的最大壓縮力所表示的硬度（N）。

1.7 黏度的測定

按照Fu等[12]描述的方法進行測定。采用R/S plus旋轉流變儀，選用CC25的轉子，圓筒長度為50.00 mm，轉子半徑12.50 mm，轉子和圓筒空隙2.00 mm。在8±1℃下，以5 min內剪切速率（γ）從0變化到300 s-1獲取流變曲線，取轉速100 s-1時的黏度。

1.8 持水力的測定[13]

將25 g樣品放入離心管中在4 ℃下以3 000 r/min進行離心，10 min后取出倒掉上清液，測量殘余物。持水率以草莓低脂酸奶排出的乳清量百分數進行表示。

1.9 脫水收縮率的測定[14]

將30 g未經攪拌的低脂開菲爾放置于Whatman No.1濾紙中，在4 ℃下進行過濾2 h，用燒杯收集濾出的乳清。脫水收縮率以乳清析出量的百分數表示。

1.10 感官評價

由感官評定小組對冷藏保存14 d的草莓低脂酸奶進行感官評定，小組成員15人，其中男性8名，女性7名。試驗感官評定采用百分制的評分法，通過看、聞、嘗等方式對樣品進行描述性評價并根據評分表打分。品評時將樣品隨機放置。感官品評為問答卷的形式。參照李俊芳等[15]的標準制定比較完整的評價指標及標準。評定指標及標準見表1。

表1 草莓低脂酸奶的感官評價指標和標準

1.11 統計分析

試驗結果以平均值±標準差來表示，用SPSS 19.0軟件對所獲得的結果進行統計分析，顯著性檢驗采用ANOVA程序中的Duncan法，p＜0.05即差異顯著。

2 結果與分析

2.1 pH與滴定酸度

如圖1可知，添加草莓汁會導致草莓低脂酸奶的pH低于全脂酸奶和低脂酸奶草莓汁添加量越大，pH下降幅度越大。在冷藏期間各個樣品pH呈下降趨勢，全脂酸奶和低脂酸奶冷藏時pH變化無顯著性差異（p＞0.05），0 d時約pH 4.7，18 d時下降到pH 4.5左右。0 d時，添加10%，20%和30%草莓汁低脂酸奶分別為pH 4.43，4.32和4.25，18 d時，下降到pH 4.28，4.20和4.12。

如圖2可知，滴定酸度變化與pH變化相對應，添加草莓汁使得草莓低脂酸奶滴定酸度增加，隨著冷藏時間增加，滴定酸度增加。全脂酸奶和低脂酸奶在儲藏期間吉爾涅爾度77～87 °T，添加10%草莓汁的低脂酸奶83～90 °T，添加20%草莓汁的低脂酸奶86～97°T，添加30%草莓汁的低脂酸奶90～98 °T。

低脂酸奶中草莓汁的添加會導致pH降低，滴定酸度升高，這可能和草莓汁中的有機酸有關，如檸檬酸、乳酸等[16]。草莓汁含有大量小分子糖類，為酸奶發酵劑中的乳酸菌提供碳源，促進乳酸產生[17]。因此，低脂酸奶中添加草莓汁可改善低脂酸奶pH偏高、滴定酸度偏低的問題[18]。

圖1 草莓低脂酸奶儲藏期間pH的變化

圖2 草莓低脂酸奶儲藏期間滴定酸度的變化

2.2 草莓低脂酸奶硬度

如圖3所示，0 d時全脂酸奶的硬度（1.11 N）要比低脂酸奶（1.25 N）低，這是因為在低脂酸奶中，由于乳脂肪缺失，使得酪蛋白之間形成凝膠骨架結構致密，導致低脂酸奶硬度比全脂酸奶硬度大[19-20]。添加草莓汁后，低脂酸奶硬度上升（0 d時，添加10%和20%草莓汁的低脂酸奶硬度約1.25 N，添加30%草莓汁的低脂酸奶硬度為1.35 N）。添加草莓汁會改變低脂酸奶的酪蛋白凝膠結構，顯著增加低脂酸奶硬度。草莓汁和水分連接，形成對酪蛋白凝膠結構重排。添加草莓汁的低脂酸奶由于pH要比對照組低，可能會導致凝膠結構收縮，形成高強度的凝膠。

圖3 草莓低脂酸奶儲藏期間硬度的變化

2.3 草莓低脂酸奶黏度

消費者在食用酸奶之前一般會進行攪拌，為了模擬典型的消費者行為，樣品在測定前需要進行攪拌，并不會引起結構損失[21]。由圖4可知，添加草莓汁使得低脂酸奶黏度上升0.01～0.02 Pa·s，這也和具有較低的pH有關，較低的pH使形成的蛋白質凝膠三維網狀結構更緊密，使得黏度上升[22]。同時冷藏時間越長，其黏度也減小。

圖4 草莓低脂酸奶儲藏期間硬度的變化

2.4 草莓低脂酸奶持水率

低脂酸奶持水率與凝膠酪蛋白的持水能力有關，一般來講，持水率越高，凝乳的穩定性就越高。如圖5所示，與低脂酸奶相比，添加草莓汁可以導致持水率上升，外觀表現為乳清析出量越少。添加的草莓汁量越多，持水率越大。低脂酸奶持水率最低，約63%。全脂酸奶持水率約69%。添加10%草莓汁的低脂酸奶持水率約67%，比低脂酸奶高。添加20%草莓汁的低脂酸奶持水率69%～70%，達全脂酸奶水平。添加30%草莓汁的低脂酸奶持水率繼續增加。持水率的產生是由于酪蛋白凝膠網絡結構的弱化導致酪蛋白持水能力下降，使得與酪蛋白結合的水分析出。發酵劑中的乳酸菌可改變pH，使酪蛋白膠束通過等電沉淀聚合，低脂酸奶冷藏過程中，酪蛋白膠束可以被打斷，聚合度下降[23]。草莓汁中的分子通過氫鍵方式與水分子結合，阻止水分子自由移動，同時，草莓汁也可以和酪蛋白結合，使得酪蛋白凝膠束縛水分子能力增加。

圖5 草莓低脂酸奶儲藏期間持水率的變化

2.5 草莓低脂酸奶脫水收縮率

脫水收縮率是對低脂酸奶品質評價的重要指標之一，牛奶中的蛋白質形成凝膠時的收縮導致乳清分離，對低脂酸奶品質不利[24]。如圖6可知，0 d時，低脂酸奶的脫水收縮率（15.1%）高于全脂酸奶（14.3%），添加10%或20%草莓汁可降低乳清分離率，與全脂酸奶脫水收縮率類似。添加30%草莓汁在0 d時脫水收縮率約12.9%，但隨著儲藏時間延長其脫水收縮率增加。

圖6 草莓低脂酸奶儲藏期間脫水收縮性的變化

2.6 草莓低脂酸奶感官評價

表2列出12 d時草莓低脂酸奶的感官評價結果。低脂酸奶的感官評價得分（74.6分）明顯低于全脂酸奶（82.6分），尤其是氣味和口感方面。由于脂肪的存在，對照組全脂酸奶有著更為順滑的口感。草莓汁可使低脂酸奶具有更好的持水性，因此具有比全脂酸奶還要好的口感，草莓汁添加量30%時，草莓低脂酸奶的結構比較松散，有明顯乳清析出。在風味方面，草莓汁添加量越多，滋氣味越好，說明草莓汁中的風味化合物可以彌補低脂酸奶風味不足的問題。在色澤方面，添加草莓汁的顏色偏粉紅色，而脫脂酸奶和全脂酸奶呈現微奶黃色，沒有可比性。添加草莓汁后，明顯改善低脂酸奶的氣味不足、口感較差的缺點，添加10%草莓汁的低脂酸奶總分83.3分，其中氣味17.6分、口感24.5分；添加20%草莓汁的低脂酸奶總分84.7分，其中氣味17.8分、口感25.0分；添加30%草莓汁的低脂酸奶總分82.5分，其中氣味18.2分、口感24.7分。

表2 草莓低脂酸奶的感官評價結果 分

3 結論

以10%，20%和30%草莓汁作為脂肪替代物改善低脂酸奶品質，草莓汁可使低脂酸奶的酸度升高，從而提高低脂酸奶的硬度、黏度和持水率，降低脫水收縮率。同時，草莓汁可改善低脂酸奶的口感和彌補低脂酸奶的風味不足。草莓汁添加量30%時，草莓低脂酸奶的結構比較松散，有明顯的乳清析出。因此，推薦添加10%～20%的新鮮草莓汁作為脂肪替代物提高低脂酸奶品質。