飲用型蘋果風味發酵乳的研制

潘蕓蕓，楊寶雨，姜竹茂，閆澤文，王恒

1. 煙臺大學生命科學學院（煙臺 264005）；2. 東北農業大學食品學院（哈爾濱 150030）

蘋果（Malus pumila）屬薔薇科，其樹為落葉喬木，別名平安果、智慧果、超凡子等，中國是生產蘋果的大國，其種植已有2 000多年的歷史。渤海灣、西北黃土高原、西南冷涼高地、黃河故道和秦嶺北麓優先成為我國四大蘋果發展產區[1]。蘋果富含多種維生素、果膠及鉀、鋅等礦物質元素[2]，富含表兒茶素、原花青素等抗氧化成分[3-4]，能抑制自由基的生成，防止氧化反應的發生[5]。此外，蘋果中富含大量L-蘋果酸[6]，易被機體吸收利用。臨床上，L-蘋果酸已被作為心臟基礎液成分之一，能有效保護心肌能量代謝[7]。

酸奶擁有豐富的營養價值和良好的保健功能，長期食用能促進消化、保護肝臟、改善腸道環境[8-9]。酸奶中的乳酸既有助于人體對鈣鐵等營養元素的吸收，又能產生抗菌物質[10]，對腸道中腐敗菌的繁殖起到抑制作用，減少腸道內的有害物質，對人體起到保健作用[11]。飲用型酸奶是一種低黏度的可飲用酸奶，采用80%鮮牛乳為主要原料經發酵后，還需要破乳和均質處理，最終形成黏度低、流動性好、細膩爽滑的營養型飲料[12]。飲用型酸奶是近10年銷售最快的酸奶種類，其不含脂肪或脂肪含量較低，受到消費者的青睞[13]。研究以蘋果和鮮牛乳為原料，既具備酸甜適當的口感，還具備蘋果和酸奶的雙重保健功能，滿足了消費者不同的需求，給乳品企業提供創新的機會，也為蘋果的深加工指明了一條新方向，帶動乳品和蘋果種植業的發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

純牛奶，北京三元食品股份有限公司；百鉆優級白砂糖，安琪酵母有限公司；乳酸菌酸奶發酵粉，北京川秀科技有限公司；濃縮蘋果汁，煙臺北方安德利果汁股份有限公司；黃原膠、果膠、羧甲基纖維素鈉，丹尼斯克（中國）有限公司。

1.2 儀器與設備

WT型電子天平，杭州萬特衡器有限公司；DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱，揚州市培英實驗儀器有限公司；CRJ-0.03/60型均質機，廊坊市成瑞機械設備有限公司；ZBM1380HPA型冰箱，伊萊克斯（中國）電器有限公司；PHS-3E型酸度計，上海雷磁儀器廠；FA1004型電子天平，上海舜宇恒平科技儀器有限公司；DNP-9082型電熱恒溫培養箱，上海精宏實驗設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程及操作要點

4%濃縮蘋果汁+8.6 g蒸餾水（80 ℃）+9%白砂糖+0.1 g穩定劑→剪切（4 000 r/min，2 min）→冷卻后剪切液與80 g生牛乳混合→殺菌（90 ℃，15 min）→冷卻（至41～45 ℃）→接種（菌種添加量0.2%）→發酵（42 ℃，9 h）→均質→分裝→冷藏后發酵（4 ℃，12 h）

添加物的混合：將蘋果汁、9%白砂糖、8.6 g蒸餾水及穩定劑按一定的比例混合，混料溫度控制在60 ℃左右，連續攪拌10 min使其混合均勻。

剪切：按一定比例混合好的果汁在4 000 r/min剪切力作用下，剪切2 min。

殺菌、冷卻[14]：90 ℃水浴15 min，冷卻至41～45 ℃。

接種、發酵：在混合液中加入混合發酵劑，攪拌均勻后，放置在42 ℃恒溫培養箱發酵9 h。

均質：控制物料溫度65 ℃左右、均質壓力22 MPa。

冷藏后熟：發酵結束后將產品移入4 ℃冰箱中冷藏16～18 h。

1.3.2 單因素試驗

選取果汁添加量（1%，2%，3%，4%和5%）、菌種接種量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%）、發酵溫度（40，41，42，43和44 ℃）、發酵時間（6，7，8，9和10 h）4個因素的不同水平進行單因素試驗，以感官評價為指標考察各因素對發酵乳品質的影響。

1.3.3 正交試驗

在單因素的試驗結果的基礎下，以發酵溫度（A）、果汁添加量（B）、菌種接種量（C）、發酵時間（D）為影響因素，選取3個較優水平，以感官評價為指標進行L9(34)正交試驗，對發酵工藝進行優化。正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 飲用型蘋果風味發酵乳發酵條件優化正交試驗因素與水平

1.3.4 測定方法

將制得的飲用型蘋果風味發酵乳于4 ℃冰箱里后熟16 h后進行產品感官評價、理化指標及微生物指標的測定。

感官評定：采用加權評分法[15]，由10名（5男5女）有食品相關背景的人員對發酵乳的組織狀態、口感、風味、色澤4個方面進行評分，滿分100分，最終得分取其平均值。具體評分標準見表2。

表2 飲用型蘋果風味發酵乳的感官評分標準

酸度測定：按照GB 5009.239—2016《食品安全國家標準 食品中酸度的測定》中的酚酞指示劑法執行[16]；蛋白質含量：按照國標GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》中的凱氏定氮法方法進行測定[17]；脂肪含量：按照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》中的堿水解法進行測定[18]；微生物指標的測定：按照GB 4789.18—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 乳與乳制品檢驗》中的方法執行[19]。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 發酵溫度對蘋果風味發酵乳品質的影響

研究使用的發酵劑是嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的混合菌株，嗜熱鏈球菌最適生長溫度范圍為40～45 ℃，保加利亞乳桿菌最適生長溫度范圍為40～43℃[20]。由圖1可知，在兩者適宜的溫度范圍內，隨著溫度的升高，發酵乳的感官評分也逐漸升高。在40～42 ℃的范圍內，溫度變化對發酵乳感官評分的影響顯著。40 ℃的溫度下，由于發酵溫度相對較低，菌種的生長繁殖情況相對不活躍，同樣發酵7 h，發酵乳組織狀態較稀，且有少許乳清析出，感官評分較低。隨著溫度的升高，菌種生長繁殖活動逐漸旺盛，發酵乳組織狀態變濃厚，無乳清析出，感官評分升高。在42～44 ℃的范圍內，溫度變化對發酵乳感官評分影響幅度較小，菌種的生長繁殖情況逐漸向峰值趨近，組織狀態濃厚適中，質地均勻，風味口感也有小幅度提升。因此2種菌協同溫度選擇42，43和44 ℃，作為正交試驗中溫度的3個適宜水平。

圖1 發酵溫度對發酵乳感官的影響

2.1.2 果汁添加量對蘋果風味發酵乳品質的影響

由圖2可知，蘋果汁的添加量對發酵乳的感官影響較大，當果汁添加≤4%時，隨著果汁添加量的增加，感官評分逐漸增加。當果汁添加量為4%時，發酵乳感官評分達到最大值，發酵乳質地均勻，酸甜適中，口感爽滑細膩。但由于濃縮蘋果汁同樣具有使發酵乳口感醇厚爽滑的作用，當濃縮蘋果汁的添加量超過4%后，相同發酵條件下，發酵乳組織狀態過于濃厚，后熟階段還會出現分層聚沉現象，感官評分受到影響。綜合經濟效益與發酵乳的感官評分評定考慮，果汁添加量選擇2%，3%和4%作為正交試驗中果汁添加量的3個適宜水平。

圖2 果汁添加量對發酵乳感官的影響

2.1.3 菌種接種量對發酵乳品質的影響

由圖3可看出，菌種的接種量并不是越多越好。當菌種接種量小于0.4%時，在控制其他條件相同的情況下，隨著菌種的接種量增多，單位體積內發酵菌活菌數量就增多，產酸量也隨之增多，在此范圍內，發酵乳的凝乳狀態較佳。當菌種接種量為0.4%時，酸度和發酵乳組織狀態達到最佳。但當菌種接種量超過為0.4%時，活菌過多使乳酸增多，導致凝塊的收縮速度加快[21]，凝塊質感變粗糙，使得產品口味過酸并伴有渣感，感官評分下降，且經濟開銷增加。綜合考慮，正交試驗中菌種接種量選擇0.2%，0.3%和0.4%。

2.1.4 發酵時間對發酵乳品質的影響

由圖4分析可知，發酵乳的感官評分隨著發酵時間的增加先升高后降低，發酵時間在7～9 h感官評分良好，在9 h感官達到最佳水平。在其他條件相同的情況下，發酵時間小于7 h，因發酵不完全，產酸效率過低，凝乳效果差，有乳清析出，并且缺乏應有的酸奶風味。相反，當發酵時間大于9 h后，產生過量乳酸，發酵過度，發酵乳口感粗糙，組織不均甚至出現分層現象，嚴重影響發酵乳的品質。因此發酵時間也是酸奶制作的重要控制參數。故選擇發酵時間7，8和9 h作為正交試驗中發酵時間的3個水平。

圖3 菌種接種量對發酵乳感官的影響

圖4 發酵時長對發酵乳感官的影響

2.2 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以發酵溫度（A）、發酵時長（B）、菌種添加量（C）、蘋果汁添加量（D）為4個因素，結合單因素試驗中每個因素的3個較優水平，設計L9(34)正交試驗。根據發酵乳的組織狀態、口感、風味、色澤對感官指標進行綜合評分。飲用型蘋果風味發酵乳正交試驗結果見表3。

由表3極差分析可知，影響發酵乳綜合感官質量的關鍵因素主次為B（果汁添加量）＞D（發酵時間）＞C（菌株接種量）＞A（發酵溫度），即果汁的添加量對飲用型蘋果味發酵乳的影響最為顯著，其次是發酵時間，然后是菌種接種量和發酵溫度。根據表3均值可得出飲用型蘋果風味發酵乳的最優工藝組合為A1B3C1D3，即發酵溫度為42 ℃，果汁添加量為4%，菌種接種量為0.2%，發酵時長為9 h。

2.3 產品指標

2.3.1 感官評價

為驗證試驗結果的準確性，對最佳工藝組合A1B3C1D3進行3次重復試驗，最終得到感官評分為92.95分，制得的發酵乳凝乳質地均勻，黏稠度適當，無乳清析出，無氣泡和分層，口感純正，細膩爽滑，酸甜適中，帶有清淡果香，顏色呈柔和的米黃色，色澤均勻。

2.3.2 理化指標

對采用最佳工藝組合制得的發酵乳進行理化指標的測定，結果見表4。飲用型蘋果風味發酵乳的酸度為83.2 °T，脂肪含量為2.7%，蛋白質含量為2.4%，上述理化指標測定結果均符合GB 19302—2010中對風味發酵乳的相關規定，因此該產品為合格產品，最佳工藝參數有較高參考價值。

表3 正交試驗結果與分析

表4 飲用型蘋果風味發酵乳理化指標

2.3.3 微生物指標

在最優工藝組合制得的發酵乳乳酸菌數≥106個/mL；大腸菌群數＜5 MPN/100 mL；致病菌未檢出，符合國家相關標準。

3 結論

以感官評價為主要指標，通過單因素試驗和正交試驗，得到飲用型蘋果風味發酵乳的最優工藝組合：發酵溫度42 ℃，果汁添加量4%，菌種接種量0.2%，發酵時長9 h。在此工藝條件下制得的發酵乳具備濃縮蘋果汁特有的風味和保健功效。乳品組織細膩均勻，具有良好的流動性，且不乏風味發酵乳的醇厚感，無乳清析出和分層現象，口感爽滑無砂質感，色澤柔和誘人，果味沁人心脾，酸甜可口。飲用型蘋果風味發酵乳是集酸奶和濃縮蘋果汁雙重營養于一體的保健乳品，不僅滿足了消費者追求高品質生活的需求，同時還增加了發酵乳的種類，提高了乳品市場的競爭力，也會為乳品企業帶來可觀的收益。