商品發(fā)酵劑對凝固型核桃酸奶品質的影響研究

林浩鵬，劉亞瓊，梁夢帆，肖云，楊科科，彭春曉

（河北農業(yè)大學，食品科技學院，河北保定071001）

0 引言

核桃是世界著名的“四大干果”之一，據(jù)統(tǒng)計，全世界核桃產量從2004年的155萬t增長到2015年的356萬t[1]，2017年我國核桃產量約為384.55萬t（干果），居世界首位。核桃粕是核桃仁提取油脂后的加工副產物，含有約50% 的蛋白質[2]，核桃蛋白體外消化率達87% 左右，屬于優(yōu)質蛋白質。此外，它還含有豐富的γ-生育酚、酚類、黃酮類等植物化學成分[3]，具有抗氧化、抑菌等作用[4-5]。但目前核桃粕主要用于飼料，開發(fā)利用程度和經濟效益較低，造成資源的極大浪費。近年來，核桃粕被用于提取蛋白質、多肽等[6]有益成分，單獨或作為食品配料用于核桃粉、植物蛋白飲料、醬油等的開發(fā)利用。

酸奶因其獨特風味和健康益處深受廣大消費者的喜愛。經研究發(fā)現(xiàn)不僅發(fā)酵劑對酸奶的感官、質地、風味、貨架期等存在較大影響[7]，原料成分也對發(fā)酵劑菌種的生長繁殖產生影響[8]，因此，選擇適宜的發(fā)酵劑對于酸奶品質的保持和改善具有重要意義。

以鮮牛乳和核桃粕為主要原料，研究核桃粕添加量對凝固型酸奶感官品質的影響，并比較9種市售商品發(fā)酵劑對凝固型酸奶品質的影響，為核桃粕在酸奶加工中的應用提供理論依據(jù)和借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮牛乳，購于河北農業(yè)大學教學實驗農場一分廠；食品級核桃粕，西安市博大維爾生化有限公司；白砂糖，北京廚大媽食品集團有限公司；酚酞、無水乙醇、氫氧化鈉，均為分析純，購于國藥集團化學試劑有限公司。酸奶發(fā)酵劑：9種商品酸奶發(fā)酵劑名稱及組成見表1。

1.2 儀器與設備

NDJ-8S數(shù)字式粘度計：上海精天電子儀器有限公司，Neofuge 15R高速冷凍離心機：上海力申科學儀器有限公司，GYB60-6S高壓均質機：上海東華高壓均質機廠，CR-400色彩色差計：柯尼卡美能達公司，STARTER 3100實驗室pH計：奧豪斯 (上海) 有限公司，TMS-PRO食品物性分析儀 (質構儀) ：美國Food Technology Corporation公司，XHF-DY高速分散器：寧波新芝生物科技有限公司，DHP-9052電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海一恒科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 凝固型酸奶的制備

凝固型酸奶參照Miocinovice的方法制備[9]。將核桃粕粉碎、漂洗，加入10倍質量的純凈水，高速分散器20 000 rpm處理5 min，料液用紗布過濾，再過100目濾布得到核桃漿備用。取適量核桃漿與牛乳（90℃水浴保溫5 min）混合，加入白砂糖充分攪拌；20 MPa均質2遍。均質后物料95°C殺菌5 min，冷卻至42℃左右接種發(fā)酵劑，于42±1°C發(fā)酵至滴定酸度為60～70°T，將酸奶置于4°C冰箱后熟12 h，待測。

1.3.2 核桃漿添加量對凝固型核桃酸奶感官品質的影響

核桃漿與鮮牛乳的添加比例分別為1:6、1:5、1:4、1:3、1:2，白砂糖添加量6% ，添加7號發(fā)酵劑，42±1°C發(fā)酵至滴定酸度為60～70°T，于4°C冷藏后熟12 h后對酸奶進行感官評價。

1.3.3 市售商品發(fā)酵劑對凝固型核桃酸奶品質的影響

核桃漿添加量與鮮牛乳的比例為1:5，分別接入9種市售發(fā)酵劑進行酸奶制備，其余條件同1.3.2，比較酸奶的感官、理化和質構品質。

1.4 理化指標測定

1.4.1 p H與酸度

pH：用pH計測定。

酸度：參照GB5413.34-2010《食品安全國家標準乳和乳制品酸度的測定》。

1.4.2 酸乳持水力（WHC）

參照Javier S.Córdova-Ramos方法進行測定[10]，取酸乳樣品10 g裝入離心管，在4°C下，轉速4 000 r/min離心15 min。傾去上清液，離心管倒置于濾紙上10 min后立即稱重。

WHC=（離心沉淀物重量/樣品重量）×100%

1.4.3 黏度

取適量酸奶于燒杯中，使用NDJ-8S數(shù)字式粘度計，選擇L3轉子在12 r/min條件下測定其黏度。

1.4.4 質構

采用直徑為35 mm的圓柱型擠壓檢測探頭，食品物性分析儀測試條件：測試前速度60 mm/min，測試速度60 mm/min，測試距離30 mm，回程速度60 mm/min。選用25 N力量感應元，觸發(fā)類型自動，觸發(fā)力為0.05 N。

1.4.5 色差

使用CR-400型彩色色差計對酸奶的色澤進行測定，將不同商品發(fā)酵劑發(fā)酵的核桃酸奶與市售凝固型酸奶 (君樂寶老酸奶) 的色差 (對照) 進行比較，結果選用L*，a*，b*，ΔE*4個指標對酸奶色澤進行評價。

1.5 感官評價

感官評價小組由20名（10男10女，年齡20歲～25歲）經測試和培訓的專業(yè)感官評價員組成。參照RHB 103-2004《酸牛乳感官質量評鑒細則》以及趙娟娟[11]和榮瑞芬[12]核桃酸奶的研究并結合本實驗凝固型核桃酸奶的特點制定感官評價表（見表2）。

不同商品發(fā)酵劑對核桃酸奶的感官評價：根據(jù)喜好程度九分制評分檢驗法，從色澤、風味、滋味、組織狀態(tài)、余味及總體評價六方面對發(fā)酵酸奶進行評價，取感官評分的算術平均值制作雷達圖。

表1 9種商品酸奶發(fā)酵劑名稱及組成

表2 核桃酸奶感官評分表

1.6 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0軟件進行統(tǒng)計學分析，差異顯著水平為P＜0.05，使用Origin 2017作圖。

2 結果與分析

2.1 核桃漿添加量對凝固型核桃酸奶感官品質的影響

核桃漿添加量對凝固型核桃酸奶感官評分的影響如圖1所示，由圖可知，隨著核桃漿添加量的增加，感官評分呈先增加后降低的趨勢，當核桃漿與牛乳配比為1:5時感官評分最高。核桃漿添加量較低時無法體現(xiàn)核桃的清香，添加量過高則直接影響發(fā)酵乳的凝乳狀態(tài)，組織狀態(tài)不均勻，顏色發(fā)暗，澀味明顯。因此，確定核桃漿與鮮牛乳適宜比例為1:5。此結果與楊國浩[13]所得的適宜核桃漿添加量接近。

圖1 核桃漿添加量對核桃酸奶感官評分的影響

2.2 商品發(fā)酵劑對凝固型核桃酸奶品質的影響

2.2.1 不同發(fā)酵劑對酸奶色差的影響

酸奶的色澤是酸奶品質的重要指標之一，但核桃漿添加對酸奶色澤的影響未見報道，核桃酸奶與對照酸奶的色差比較結果如圖2、圖3所示，其中L*值表示色澤的明亮度，1號樣品L*值最大，其次是4號和2號樣品，對照樣品的L*值明顯高于其余9個樣品，說明加入核桃漿降低了酸奶的亮度，經方差分析，對照樣品與其他樣品間均差異顯著（P＜0.05）。a*值表示色澤的紅綠度，9號樣品a*值最大，對照樣品的a*值最小，經方差分析，對照樣品與其他樣品間均差異顯著（P＜0.05），表明核桃漿的添加增加了酸奶的紅度。b*值代表色澤的黃藍度，其中，6號樣品b*值最大，核桃酸奶的黃度顯著大于對照樣品（P＜0.05），說明核桃漿的添加使酸奶色澤趨向黃色。ΔE*值表示總色差，在10個酸奶樣品中，9號樣品ΔE*值最大，對照樣品的ΔE*值顯著低于其他酸奶樣品（P＜0.05），說明核桃漿添加會使酸奶的色澤產生明顯的差異。

圖2 不同商品發(fā)酵劑對酸奶L*值、a*值和b*值的影響

圖3 不同商品發(fā)酵劑對酸奶ΔE*值的影響

2.2.2 不同發(fā)酵劑對酸奶持水力的影響

持水力表示酸奶經離心后所能保留的水分，它決定了酸奶的組織狀態(tài)以及酸奶品質，由于凝膠收縮導致了乳清的分離[14]。不同商品發(fā)酵劑對酸奶的持水力影響如圖4所示，1、6、7、8號樣品的持水力較高，乳清析出量較少，組織狀態(tài)均勻細膩，制成的發(fā)酵乳體系比較穩(wěn)定。其他處理乳清析出較多，組織較粗糙，體系相對不穩(wěn)定。

2.2.3 不同發(fā)酵劑對酸奶質構及黏度的影響

酸奶的質構與感官品質密切相關，是評價酸奶品質的重要指標。不同發(fā)酵劑對酸奶質構及黏度的影響如表3所示。由表可知，1號和3號樣品的硬度較大，凝乳狀態(tài)均勻；4號和7號樣品的硬度最小，其凝乳狀態(tài)粗糙，組織砂狀感。經方差分析可知，1號、2號、3號、8號和9號樣品間差異不顯著，與其他樣品間差異顯著（P＜0.05）。擠壓做功表示樣品的內部鍵力，即正向總面積；3號和2號樣品的擠壓做功最大，凝乳濃稠，3號與2號樣品間差異不顯著，與其他樣品間差異顯著（P＜0.05）。1號和2號樣品的粘附力較好，組織狀態(tài)黏稠，且與其他樣品間差異顯著（P<0.05）。

圖4 不同商品發(fā)酵劑對酸奶持水力的影響

適宜的黏度能防止酸奶出現(xiàn)析水分層現(xiàn)象，使產品具有良好的組織狀態(tài),發(fā)酵過程中，嗜熱鏈球菌等乳酸菌會產生胞外多糖，使酸奶產生拉絲性或較黏稠的質地[15]，蛋白質相互作用形成膠束，加大了酸乳的阻力，從而使體系的黏度較大,由表3可知,8號樣品的黏度最大，其次為1號和3號。8號發(fā)酵劑主要由保加利亞乳桿菌PZLB5、嗜熱鏈球菌PZST4、乳雙歧桿菌V9組成，與黃潤等[16]研究發(fā)現(xiàn)PZST4-PZLB5用于發(fā)酵酸奶產黏高的結果相一致。

表3 不同發(fā)酵劑對酸奶質構及黏度的影響

2.2.4 不同發(fā)酵劑對pH值、滴定酸度的影響

9種核桃酸奶的pH與滴定酸度如表4所示。由表可見，產酸最多的是1號、3號和6號樣品，三個樣品間p H和滴定酸度均差異不顯著，滴定酸度與其余樣品間差異顯著（P＜0.05），酸奶的p H和滴定酸度主要與發(fā)酵劑種類、接種量、菌種比例等因素有關[17-19]，多種因素共同作用改善酸奶的滋味，使風味濃郁而醇和，口感更加柔和。經感官評價，酸奶在pH 4.5左右、滴定酸度70°T左右酸甜適中，口感狀態(tài)適宜，接受度較好，因此，1號、3號、6號口感狀態(tài)最佳。

2.2.5 感官評價

不同商品發(fā)酵劑對核桃酸奶感官評價雷達圖由圖5所示，可以看出，2號和1號色澤較好，呈均勻米黃色，視覺效果好；1號、2號和6號風味最好，具有典型濃郁而醇和的核桃乳香氣；7號的滋味最好，1號次之；1號的組織狀態(tài)最好，均勻細膩，乳清析出少；1號和6號余味分值最高，吞咽后口中仍殘留較濃核桃味及酸乳味；總體評價1號得分最高，表明1號發(fā)酵劑更適宜作為核桃酸奶的生產使用。

圖5 不同商品發(fā)酵劑對核桃酸奶感官評價雷達圖

3 討論

目前，關于復合型核桃酸奶的研究較少，菌種一般采用傳統(tǒng)發(fā)酵乳的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，缺乏用于發(fā)酵核桃酸奶的適宜發(fā)酵劑的研究。已有研究主要針對純核桃乳發(fā)酵劑的篩選和核桃酸奶適宜配方，如趙娟娟等從面包、泡菜等食品中分離出14株乳桿菌，與嗜熱鏈球菌SA進行核桃乳發(fā)酵實驗，篩選得到副干酪乳桿菌L7更適合發(fā)酵型核桃乳的生產[11]。夏軍霞等[20]以感官評分和酸度為指標研究優(yōu)化了復合益生菌發(fā)酵純核桃乳的工藝參數(shù)，并發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后核桃乳的總氨基酸和必需氨基酸均有不同程度的提高，張加敏等[21]比較了13種益生乳桿菌在純核桃乳中的發(fā)酵特性，發(fā)現(xiàn)干酪乳桿菌05-20和植物乳桿菌07-191表現(xiàn)優(yōu)異，且這2株菌的蛋白酶活力也較高，促進了核桃蛋白的分解。本研究將市售商品酸奶發(fā)酵劑應用于核桃酸奶的制作，有助于核桃酸奶專用菌種的篩選和相關產品的開發(fā)，提高核桃粕在食品領域的應用。

表4 不同發(fā)酵劑對酸奶pH和滴定酸度的影響

4 結論

本文以鮮牛乳和核桃粕為原料，研究比較了核桃漿添加量及不同商品發(fā)酵劑對凝固型核桃酸奶品質的影響，得到如下結論：核桃漿與鮮牛乳的適宜比例為1:5，1號商品發(fā)酵劑發(fā)酵酸奶在酸度、黏度、持水力、質構和感官品質方面均占有優(yōu)勢，與市售酸奶的品質最為接近。