黑木耳多糖凝固型酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化

薛依婷,白紅霞,李明杰,畢歆瑜,季萬(wàn)蘭,薛海波,陳義勇,*

(1.常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院,江蘇常熟 215500;2.江蘇梁豐食品集團(tuán)有限公司,江蘇張家港 215623)

酸奶是以牛奶為主要原料,采用嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌等益生微生物發(fā)酵而得到的發(fā)酵型乳制品,以其風(fēng)味獨(dú)特和保健特性深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。大量研究表明,將具有功能活性的天然提取物加入到酸奶中,在保留酸奶優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),還能夠改善特定人群的健康問(wèn)題,如抵抗病原微生物感染、調(diào)節(jié)腸道功能、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收、改善全身免疫水平、減少過(guò)敏癥狀和增強(qiáng)人體骨密度等[1-2],具有明顯的營(yíng)養(yǎng)學(xué)價(jià)值[3]。因此,功能性酸奶比傳統(tǒng)普通酸奶具有更高的科學(xué)研究?jī)r(jià)值和商業(yè)價(jià)值。

黑木耳又名云耳、木檽、光木耳、木蕊、木菌、樹(shù)雞,屬真菌界擔(dān)子菌門(mén)傘菌綱,木耳目木耳科木耳屬[4]。中醫(yī)認(rèn)為,黑木耳性平味甘,入胃、大腸經(jīng),具有養(yǎng)血益胃、潤(rùn)燥潤(rùn)肺、活血止血、潤(rùn)腸等作用,既可入藥又可食用[5]。黑木耳子實(shí)體質(zhì)地脆滑、營(yíng)養(yǎng)豐富,含有豐富的多糖。研究證明,黑木耳多糖(Auriculariaauricularpolysaccharide,AAP)在抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、抗氧化、止咳化痰、降血脂等方面作用顯著[6-7],且對(duì)機(jī)體的毒副作用小,已成為保健食品開(kāi)發(fā)的理想原料。

本文以純牛奶為主要原料,添加一定量的AAP,將乳酸菌混合菌種(由嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌和干酪乳桿菌組成)作為發(fā)酵劑接入其中進(jìn)行發(fā)酵,優(yōu)化既具有功能性又品質(zhì)優(yōu)良的新型AAP功能性凝固型酸奶的發(fā)酵工藝,為開(kāi)發(fā)新型功能性酸奶提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑木耳多糖(AAP) 純度為50%,陜西賽恩生物科技有限公司;純牛奶 伊利集團(tuán);白砂糖 食品級(jí),超市;保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、干酪乳桿菌菌粉 臺(tái)灣亞芯生物科技有限公司;食用明膠 河南博洋明膠有限公司;無(wú)水乙醇、酚酞、氫氧化鈉等 分析純,國(guó)藥集團(tuán)。

ME104E電子天平 上海梅特勒-托利多儀器有限公司;HHS21-4-S電熱恒溫水浴鍋 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;DZF-6020真空干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;GHP-9080隔水式恒溫培養(yǎng)箱 上海申賢恒溫設(shè)備廠;DH-16F臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 長(zhǎng)沙百諾克離心機(jī)儀器有限公司;JH-0804分光光度計(jì) 上海菁華科技儀器有限公司;TA-XT質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司;PHS-29A數(shù)顯酸度計(jì) 上海虹益儀器儀表有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 AAP凝固型酸奶制備流程 取50 mL純牛奶置于杯子中,添加0.1% AAP、6%蔗糖、0.2%明膠,95 ℃水浴加熱10 min,殺菌并使添加物充分溶解。然后,等待溫度降至45 ℃以下,加入4%的乳酸菌混合菌種(保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和干酪乳桿菌組成),攪拌5～10 min,放入41 ℃酸奶培養(yǎng)箱中發(fā)酵使其凝固,取出,冷卻至常溫,置于4 ℃冰箱保存12 h,備用。

1.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.2.1 蔗糖添加量對(duì)AAP凝固型酸奶風(fēng)味的影響 在發(fā)酵劑接種量為4%、AAP添加量為0.1%、明膠添加量為0.2%時(shí),分別添加4%、5%、6%、7%、8%濃度的蔗糖,在42 ℃條件下發(fā)酵培養(yǎng)4 h,考察蔗糖添加量對(duì)AAP凝固型酸奶感官評(píng)價(jià)及酸度的影響,確定最佳的蔗糖添加量。

1.2.2.2 AAP添加量對(duì)AAP凝固型酸奶風(fēng)味的影響 在發(fā)酵劑接種量為4%、蔗糖添加量為6%、明膠添加量為0.2%,分別添加0.05%、0.10%、0.15%、0.30%、0.50%、0.80%、1.00%、1.50%濃度的AAP,在42 ℃條件下發(fā)酵培養(yǎng)4 h,考察AAP添加量對(duì)AAP凝固型酸奶感官評(píng)價(jià)及酸度的影響,確定最佳的AAP添加量。

1.2.2.3 明膠添加量對(duì)AAP凝固型酸奶風(fēng)味的影響 在發(fā)酵劑接種量為4%、蔗糖添加量為6%、AAP添加量為0.1%,分別添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%濃度的明膠,在42 ℃條件下發(fā)酵培養(yǎng)4 h,考察明膠添加量對(duì)AAP凝固型酸奶感官評(píng)價(jià)及酸度的影響,確定最佳的明膠添加量。

1.2.2.4 發(fā)酵溫度對(duì)AAP凝固型酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵劑接種量為4%、蔗糖添加量為6%、AAP添加量為0.1%、明膠添加量0.2%,分別在39、40、41、42、43 ℃條件下發(fā)酵培養(yǎng)4 h,考察發(fā)酵溫度對(duì)AAP凝固型酸奶感官評(píng)價(jià)及酸度的影響,確定最佳的發(fā)酵溫度。

1.2.2.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)AAP凝固型酸奶品質(zhì)的影響 在蔗糖添加量為6%、AAP添加量為0.1%、明膠添加量0.2%,在42 ℃條件下分別發(fā)酵培養(yǎng)3、4、5、6、7 h,考察發(fā)酵時(shí)間對(duì)AAP凝固型酸奶感官評(píng)價(jià)及酸度的影響,確定最佳的發(fā)酵時(shí)間。

1.2.2.6 發(fā)酵劑接種量對(duì)AAP凝固型酸奶品質(zhì)的影響 在蔗糖添加量為6%、AAP添加量為0.1%、明膠添加量0.2%,分別接種1%、3%、5%、7%、10%的發(fā)酵劑,在42 ℃條件下分別發(fā)酵培養(yǎng)4 h,考察發(fā)酵劑接種量對(duì)AAP凝固型酸奶感官評(píng)價(jià)及酸度的影響,確定最佳的發(fā)酵劑接種量。

1.2.3 響應(yīng)面試驗(yàn) 基于單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,采用Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì),以感官評(píng)價(jià)為響應(yīng)值,設(shè)計(jì)蔗糖添加量、明膠添加量、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)(見(jiàn)表1),擬合4個(gè)因素與感官評(píng)價(jià)的關(guān)系,通過(guò)Design-Expert軟件分析,確定AAP凝固型酸奶的最佳發(fā)酵工藝條件。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素及水平Table 1 Factors and levels designed by response surface analysis

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards

1.2.4 酸奶品質(zhì)分析 基于上述的最佳發(fā)酵工藝條件制備AAP酸奶,以不加AAP為空白對(duì)照,對(duì)AAP酸奶和普通酸奶的酸奶品質(zhì)進(jìn)行比較分析。

1.2.4.1 感官評(píng)定 依照GB 19302-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[8],邀請(qǐng)20位食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生與教師(男女各半),從色澤、組織形態(tài)、口感和風(fēng)味4個(gè)方面對(duì)AAP凝固型酸奶進(jìn)行感官評(píng)定,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.2.4.2 酸度測(cè)定 參照GB 5009.239-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定[9]。

1.2.4.3 持水力測(cè)定 取大約20 g的酸奶置于50 mL離心管中,精確稱(chēng)量并記錄質(zhì)量W1,3500 r/min離心(4 ℃)30 min,棄去上清液,精確稱(chēng)量并記錄質(zhì)量W2,平行測(cè)定三次。

樣品的持水力(%)=(W1-W2)/W1×100

1.2.4.4 蛋白質(zhì)含量測(cè)定 按照 GB5009.5-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》進(jìn)行檢測(cè)[10]。

1.2.4.5 胞外粗多糖含量的測(cè)定 精確稱(chēng)量25 g酸奶于離心管中,加入25 mL蒸餾水稀釋,再加入5 mL 20%的三氯乙酸,抽濾,于濾液中加入Sevage溶液(氯仿∶正丁醇=1∶5,V/V)1/3體積,置于搖床上200 r/min搖30 min,分液漏斗靜置分層。取上層加入3～5倍體積乙醇醇沉,10000 r/min離心(4 ℃)15 min,取其沉淀用蒸餾水復(fù)溶,定容到100 mL容量瓶中,采用硫酸苯酚法[11]處理,于490 nm測(cè)定其吸光度,并代入葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(y=0.0069x+0.0013,R2=0.9971),計(jì)算胞外多糖含量。

1.2.4.6 游離氨基酸含量 測(cè)定取25 g酸奶樣品,置于錐形瓶中,加入5 mL 20%的三氯乙酸,混勻后抽濾。取濾液1 mL,加入3 mL蒸餾水,采用茚三酮比色法[12],于570 nm處測(cè)定吸光值,代入賴(lài)氨酸標(biāo)準(zhǔn)曲線(y=0.0358x+0.004,R2=0.9975),計(jì)算游離氨基酸含量。

1.2.4.7 脂肪含量測(cè)定 量取10 g酸奶(m)置于100 mL分液漏斗中,分別加入2.5 mL氨水、10 mL 95%乙醇混勻,再加入15 mL乙醚振搖1 min、15 mL石油醚振搖1 min,靜置分層。下層的殘液棄去,上層的醚液通過(guò)無(wú)水硫酸鈉過(guò)濾入已稱(chēng)好重量(m1)的燒杯中,用少量無(wú)水乙醚淋洗無(wú)水硫酸鈉,將燒杯置放入40～80 ℃水浴中蒸除醚液,于100 ℃干燥30 min,冷卻后稱(chēng)重m2[12]。

酸奶的脂肪含量(mg/100 g)=100×(m2-m1)/m

1.2.4.8 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)試 采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)的測(cè)試。測(cè)定參數(shù)條件:采用柱形探頭,平端直徑10 mm,測(cè)試前探頭下降速度2 mm/s,測(cè)試中速度1 mm/s,測(cè)試后回程速度2 mm/s,測(cè)試距離15 mm,測(cè)定前用1 kg砝碼進(jìn)行質(zhì)構(gòu)儀校準(zhǔn),測(cè)試硬度、粘度、彈性等指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

響應(yīng)面設(shè)計(jì)采用Design-Expert軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel軟件以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(SD))的形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理。組間差異采用t檢驗(yàn),P<0.05為顯著性差異,P<0.01為極顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 AAP酸奶發(fā)酵工藝條件優(yōu)化

2.1.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1.1 蔗糖添加量對(duì)AAP凝固型酸奶風(fēng)味的影響 GB 19302-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》的規(guī)定,發(fā)酵乳的酸度值≥70 °T[8]。由圖1可以看出,蔗糖作為一種碳源,當(dāng)添加量為4%～6%時(shí),由于蔗糖濃度太低,限制乳酸菌發(fā)酵,導(dǎo)致酸奶酸度低于70 °T;隨蔗糖添加量的增加,酸奶的酸度逐漸升高,在達(dá)到7%以上時(shí),酸奶酸度均高于70 °T。當(dāng)添加量為8%時(shí),蔗糖濃度高雖然有利于乳酸菌產(chǎn)酸,但由于本身帶有甜味,導(dǎo)致酸奶過(guò)于甜膩,口感不佳。當(dāng)蔗糖添加量為7%時(shí),酸奶酸甜適中,口感最佳,感官評(píng)分最高。

圖1 蔗糖添加量對(duì)AAP酸奶品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of sucrose content on the quality of AAP yogurt

2.1.1.2 AAP添加量對(duì)AAP凝固型酸奶風(fēng)味的影響 研究表明,向酸奶中添加適量的多糖有利于乳酸菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用,促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng),提高酸奶感官品質(zhì),而添加過(guò)量會(huì)在一定程度上阻礙乳酸菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用,抑制乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖[11]。此外,多糖在一定程度上能夠抑制乳酸菌的發(fā)酵作用,但產(chǎn)酸能力與乳酸菌數(shù)量不呈正比關(guān)系[13]。從圖2可以看出,酸奶的口感隨著AAP濃度的增加先增大后減少,酸度隨著AAP添加量的增加先減少后增大。當(dāng)AAP添加量為0.1%時(shí)口感最佳,酸度最低,而隨著AAP含量的增加,酸奶的色澤逐漸加深,酸度、黏稠性提高,影響口感。與靈芝多糖的人體推薦攝入量為1.7 mg/kg·bw/d[14],按照每人(50 kg)每天食用100 mL酸奶折算,酸奶中純多糖的推薦添加量為0.084%,粗多糖(70%純度)的推薦添加量接近0.12%。

圖2 AAP添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of AAP contents on the quality of yogurt

2.1.1.3 明膠添加量對(duì)AAP凝固型酸奶風(fēng)味的影響 酸奶中添加明膠,可以防止乳清分離,增加粘稠度,提高酸奶成品的組織狀態(tài)及穩(wěn)定性,也可以使其達(dá)到良好的外觀、口感及質(zhì)構(gòu)[15]。從圖3可以看出,酸奶的酸度隨著明膠添加量的增加而不斷升高,感官評(píng)分則隨著明膠添加量的增加而出現(xiàn)先升高后降低的現(xiàn)象,表明明膠添加過(guò)量導(dǎo)致酸奶過(guò)于黏稠,使得酸奶的口感降低。而當(dāng)食用明膠添加量為0.3%時(shí),酸奶品質(zhì)最佳。

圖3 明膠添加量對(duì)AAP酸奶品質(zhì)的影響Fig.3 Effects of gelatin content on the quality of AAP yogurt

2.1.1.4 發(fā)酵溫度對(duì)AAP凝固型酸奶品質(zhì)的影響 由圖4可以看出,隨著發(fā)酵溫度的提高,酸奶的酸度逐漸上升,表明溫度能夠影響乳酸菌的生長(zhǎng)代謝。當(dāng)溫度處于39、40 ℃時(shí),溫度偏低,達(dá)不到乳酸菌生長(zhǎng)的最適溫度,影響乳酸菌的生長(zhǎng)及產(chǎn)酸,酸度低于70 °T,導(dǎo)致AAP酸奶口感寡淡,感官評(píng)分較低;當(dāng)溫度處于41～43 ℃范圍內(nèi),隨著溫度升高,乳酸菌的產(chǎn)酸能力逐漸提高,酸度增加,酸奶黏稠性提高,感官評(píng)分呈上升趨勢(shì);當(dāng)發(fā)酵溫度達(dá)到43 ℃時(shí),因酸度、黏稠性太高,感官評(píng)分有所下降。因此,選擇42 ℃作為最適發(fā)酵溫度,此時(shí)酸奶的口感細(xì)膩潤(rùn)滑、酸甜適宜,感官評(píng)分最高。

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)AAP酸奶品質(zhì)的影響Fig.4 Effects of temperature on the quality of AAP yogurt

2.1.1.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)AAP凝固型酸奶品質(zhì)的影響 由圖5可以看出,隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),酸奶的酸度呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為3 h時(shí),發(fā)酵時(shí)間過(guò)短,酸奶凝固性較差,酸味偏淡,口感不好;當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為7 h時(shí),發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng),乳酸菌產(chǎn)酸過(guò)量,酸奶口味偏酸,凝固性太強(qiáng),口感也較差;而當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為6 h時(shí),酸奶凝固性較好,無(wú)乳清析出,口感細(xì)膩,酸甜適宜,具有乳酸菌發(fā)酵而成的清香及黑木耳風(fēng)味。

圖5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)AAP酸奶品質(zhì)的影響Fig.5 Effects of fermentation time on the quality of AAP yogurt

2.1.1.6 發(fā)酵劑接種量對(duì)AAP凝固型酸奶品質(zhì)的影響 由圖6可以看出,酸奶的酸度隨著發(fā)酵劑接種量的增加而不斷上升。當(dāng)發(fā)酵劑接種量低于5%時(shí),菌種濃度太低,乳酸菌發(fā)酵能力不足,酸奶凝固性差,產(chǎn)酸少,導(dǎo)致酸奶口味不佳;當(dāng)接種量超過(guò)5%時(shí),乳酸菌濃度太高,產(chǎn)酸過(guò)量,導(dǎo)致酸奶偏酸,口感不佳;當(dāng)接種量為5%時(shí),發(fā)酵得到的AAP酸奶凝固性較好,硬度適中,酸甜適宜,口感最好。

圖6 發(fā)酵劑接種量對(duì)AAP酸奶品質(zhì)的影響Fig.6 Effects of fermentation agent content on the quality of AAP yogurt

2.1.2 響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化 AAP凝固型酸奶發(fā)酵工藝條件基于上述單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,酸度與感官評(píng)分并不一直呈正相關(guān)關(guān)系,因此酸度不可以作為響應(yīng)面的因變量進(jìn)行響應(yīng)面分析。此外,單因素實(shí)驗(yàn)確定的最佳AAP添加量為0.1%,接近于推薦限量0.12%,故不將其做為自變量進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。因此,本試驗(yàn)在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選擇明膠添加量(A)、蔗糖添加量(B)、發(fā)酵時(shí)間(C)、發(fā)酵劑接種量(D)4個(gè)因素作為自變量,感官評(píng)分(Y)作為因變量,采用Box-Behnken設(shè)計(jì)原理對(duì)AAP凝固型酸奶發(fā)酵工藝條件進(jìn)行優(yōu)化,Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及響應(yīng)值感官評(píng)分的實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值見(jiàn)表3。

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及感官評(píng)價(jià)響應(yīng)值Table 3 Test design of Box-Behnken and response values of sensory evaluation

2.1.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕?采用Design-Expert軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析,構(gòu)建回歸模型,回歸方程為:

Y=9.24-0.05A+0.42B+0.12C-0.11D-0.05AB-0.12AC-0.12AD-0.025BC-0.25CD-0.33A2-0.07B2-0.23C2-0.17D2

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of the fitted quadratic polynomial model for response surface analysis

2.1.2.2 響應(yīng)面圖分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析明膠添加量、蔗糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵劑接種量中任意兩個(gè)變量為零時(shí),另外兩個(gè)變量對(duì)AAP凝固型酸奶感官評(píng)價(jià)的影響。由圖7可知,當(dāng)兩個(gè)因素為零時(shí),另外兩個(gè)因素同時(shí)發(fā)生變化,隨著兩因素變量的升高,感官評(píng)價(jià)呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢(shì)。其中,明膠添加量與發(fā)酵時(shí)間、明膠添加量與發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵劑接種量之間的交互作用最為顯著。

圖7 明膠添加量和蔗糖添加量、明膠添加量和發(fā)酵時(shí)間、明膠添加量和發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵劑接種量對(duì)AAP酸奶感官評(píng)價(jià)的影響Fig.7 Effect of gelatin contents and sucrose contents,gelatin contents and fermentation time,gelatin content and fermentation agent contents,fermentation time and fermentation agent contents on sensory evaluation of AAP yogurt

2.1.2.3 最佳工藝條件確定及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 根據(jù)Design-Expert軟件對(duì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,得到AAP凝固型酸奶的最佳發(fā)酵工藝條件:明膠添加量為0.33%、蔗糖添加量為7.05%、發(fā)酵時(shí)間為6.86 h、發(fā)酵劑接種量為3.00%,在該條件下,感官評(píng)分的預(yù)測(cè)值為9.35分。

為確保實(shí)驗(yàn)的可行性,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)采取的工藝條件適當(dāng)調(diào)整為:明膠添加量0.33%、蔗糖添加量7.0%、發(fā)酵時(shí)間6.9 h、發(fā)酵劑接種量為3.00%,按照該工藝平行操作三次,制備得到的AAP凝固型酸奶的感官評(píng)分平均值為(9.30±0.08)分,與預(yù)測(cè)值吻合,表明該發(fā)酵工藝可行。

2.2 AAP凝固型酸奶與普通酸奶的品質(zhì)比較

根據(jù)2.1.2.3確定的最佳發(fā)酵工藝參數(shù),制備AAP凝固型酸奶和普通酸奶,后熟后通過(guò)測(cè)定酸奶感官品質(zhì)(感官評(píng)分、酸度、持水力、蛋白質(zhì)含量)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值(脂肪含量、氨基酸含量、胞外多糖含量)及質(zhì)構(gòu)特性(硬度、粘性、持壓后力量、彈性比),比較AAP凝固型酸奶與普通酸奶的品質(zhì)差異,結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 AAP酸奶與普通酸奶的品質(zhì)分析Table 5 Quality analysis of AAP yogurt and common yogurt

2.2.1 感官品質(zhì) GB 19302-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》的規(guī)定,發(fā)酵乳的酸度值≥70 °T[8]。從表5可知,AAP凝固型酸奶的酸度明顯低于普通酸奶,表明普通酸奶和AAP凝固型酸奶的酸度均達(dá)到國(guó)標(biāo)要求,但AAP在一定程度上能夠抑制乳酸菌產(chǎn)酸,使得酸奶酸度適中,口感更佳。

2.2.2 理化特性 持水力是影響酸奶口感和組織狀態(tài)的重要指標(biāo)之一,與酸奶中總固形物和總蛋白含量呈正比[17-18]。由表5可知,AAP凝固型酸奶的持水力含量均高于普通酸奶,可能是由于AAP分子量大,結(jié)構(gòu)中具有大量的羥基,能以化學(xué)鍵的形式與蛋白質(zhì)分子相互作用,增強(qiáng)凝膠結(jié)構(gòu),有效截留水分,防止乳清析出,從而提高酸奶的持水力[19]。此外多糖能夠包合小分子風(fēng)味物質(zhì),使風(fēng)味物質(zhì)釋放更加柔和,使得AAP凝固型酸奶的口感更優(yōu)[20]。

在發(fā)酵過(guò)程中,酸奶中的蛋白質(zhì)在蛋白酶和肽酶的作用下,會(huì)降解為小分子肽和氨基酸,提高對(duì)蛋白質(zhì)的利用率[21]。從表5可知,AAP凝固型酸奶的脂肪含量低于普通酸奶,游離氨基酸含量明顯高于普通酸奶,表明AAP有利于提高蛋白酶和肽酶的活性,促進(jìn)乳蛋白質(zhì)的分解成小分子氨基酸,有利于人體的消化吸收;此外,AAP還可以一定程度上促進(jìn)脂肪的分解。

多糖不僅具有生物活性,還能賦予酸奶特殊的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味,如提高酸奶乳香味、增加酸奶的黏度、穩(wěn)定酸奶的組織狀態(tài)等。由表5可知,AAP凝固型酸奶的胞外粗多糖含量明顯高于普通酸奶,表明AAP凝固型酸奶比普通酸奶具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功效。

2.2.3 質(zhì)構(gòu)特性 質(zhì)構(gòu)特性是酸奶感官評(píng)價(jià)部分指標(biāo)的數(shù)據(jù)體現(xiàn),是對(duì)酸奶品質(zhì)的客觀評(píng)價(jià),其不僅表現(xiàn)在口感方面,還與產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性密切相關(guān)[22]。AAP分子量大,主鏈長(zhǎng),支鏈多,絡(luò)合能力強(qiáng),加入到酸奶中進(jìn)行發(fā)酵,能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)交聯(lián),增強(qiáng)酸奶凝固形成的蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),提高乳蛋白的聚集程度以及持水力和致密度[6,19],所以AAP凝固型酸奶在質(zhì)構(gòu)特性上主要體現(xiàn)為硬度、彈性、粘性均顯著(P<0.05)高于普通酸奶(見(jiàn)表5)。一定的硬度和彈性能夠保證酸奶在挖取時(shí)斷面細(xì)膩有光澤,使酸奶的口感更加細(xì)膩爽滑;一定的粘度與酸奶的稠厚感和穩(wěn)定性有關(guān),會(huì)使酸奶的口感更加細(xì)膩豐厚,而且穩(wěn)定性會(huì)更好。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)單因素和響應(yīng)面優(yōu)化確定了AAP凝固型酸奶的最佳發(fā)酵工藝為:明膠添加量0.33%、蔗糖添加量7.0%、發(fā)酵時(shí)間6.9 h、發(fā)酵劑接種量3.00%、發(fā)酵溫度42 ℃、AAP添加量0.1%。按照此工藝參數(shù)發(fā)酵的AAP凝固型酸奶與普通酸奶比較,其感官評(píng)分、持水力、游離氨基酸含量、胞外多糖含量提高,脂肪含量、酸度降低,質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定,口感細(xì)膩,氣味柔和,黏稠性好,具有木耳和酸奶的雙重風(fēng)味。本研究為開(kāi)發(fā)一種新型功能性酸奶提供了一定的理論依據(jù)。