柚子汁豆奶粉發酵型植物酸奶的研制

劉淑秋，張 楠，朱文秀，侯聚敏*

（1.長春大學食品科學與工程學院，吉林長春 130022；2.浙江李子園食品股份有限公司，浙江金華 321031）

大豆一直是我國生產植物性飲品的首選原料，豆漿、豆奶更是中國老百姓餐桌上不可或缺的重要飲品，這是由于植物基蛋白能顯著降低血脂和低密度脂蛋白水平，并且大豆蛋白水解物可與鈣形成穩定復合物，具有促進鈣吸收和加速動物生長發育的功能[1]。此外，大豆伴球蛋白水解物生成的糖肽對腸炎具有抑制作用[2]；且大豆異黃酮具有降血糖和保護心血管的作用。因此，大豆是一種營養豐富且具有代表性的植物性食品，常常應用于發酵型植物基乳飲料的加工生產。

植物酸奶作為植物基飲品的一種，以植物為原料，通過發酵制成，可充分利用植物原料的多樣性，選取不同植物作為基底原料，獲得口味獨特和營養豐富的產品。目前市面上，植物酸奶的研究甚少，大多都是以牛奶為原料的酸奶。如鄒秀容等[3]以大米為主要原料，輔以奶粉、蔗糖、果蔬汁等，接種乳酸菌進行發酵制成營養豐富、風味獨特的益生菌飲品；劉麗娜等[4]將牛奶和紅樹莓結合起來，制成酸甜適口、食用方便的紅樹莓發酵乳飲料；孫波等[5]將南瓜、大豆制備成復合固體飲料，為后續南瓜大豆復合固體飲料的工業化生產提供理論依據。陳楠等[6]以核桃和玫瑰花為原料，研制出了一種既具有保健功能，又具有核桃和玫瑰獨特風味的復合乳飲料；李帥等[7]利用百香果果膠及其辛烯基琥珀酸酯化物也制得了脫脂乳飲料；黃梅華等[8]以火龍果為原料，研制出了一種色澤靚麗、狀態穩定、美味兼具且營養豐富的新型發酵飲料。原料多樣性已經成為發酵型植物酸奶的優勢，也為進一步開發水果型植物飲料提供了技術支撐。

柚子是一種深受人們喜愛的水果，含糖量高、酸甜適度，并含有維生素B1、B2、β-胡蘿卜素及其他維生素和多種礦物質[9-10]。柚子不僅味道鮮美，而且具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗菌、預防心血管疾病和糖尿病等功效[11-12]。若將大豆粉和柚子汁相結合，通過發酵制備乳飲料，可充分利用大豆的營養成分和柚子的風味特征，生產發酵型植物酸奶，必將迎合消費者對植物酸奶多樣化的需求[13-15]。因此，本研究以大豆粉和柚子汁為原料，穩定劑為輔料，制備植物酸奶，豐富了植物酸奶的種類。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

維維豆奶粉，維維食品飲料股份有限公司；鮮嫩蜜柚，品種為‘文旦柚’（Citrus maxima），產自福建省平和縣。

果膠、卡拉膠，深圳樂芙生物科技有限公司；黃原膠、羧甲基纖維素，河北鵬宇生物科技有限公司；海藻酸鈉，山東驕陽生物科技有限公司；安琪酸奶發酵劑，安琪酵母股份有限公司；優比特發酵劑、佰生優發酵劑，福鼎市詠圓商貿有限公司；川秀發酵劑，蘇州合興康商貿有限公司；尚川發酵劑，北京泓農生物科技有限公司；以上試劑均為食品級。氫氧化鈉，鄭州永坤環保科技有限公司；酚酞，天津市致遠化學試劑有限公司。去離子水、純凈礦泉水等。

1.2 儀器與設備

EZ-SX 型質構儀，日本島津公司；DH4000Ⅱ型電熱恒溫培養箱，天津市泰斯特儀器有限公司；榨汁機，JYZ-D51，九陽股份有限公司。

1.3 工藝流程

原料預處理→調配→巴氏殺菌→冷卻→接種→發酵→冷藏→成品

1.4 操作要點

1.4.1 原料預處理

將新鮮的柚子清洗干凈后去皮、去囊衣、去籽，用榨汁機榨取果汁，放在容器中密封備用。

1.4.2 調配

將榨好的柚子汁與水按照一定的比例混合，再加入一定量的維維豆奶粉和穩定劑，進行調配。

1.4.3 殺菌及冷卻

將混合好的料液用巴氏殺菌法進行殺菌（68～70 ℃、30 min），然后冷卻至40～45 ℃[16]。

1.4.4 接種與發酵

在無菌條件下，將0.2 g 酸奶發酵劑接種到殺菌并冷卻后的混合料液中，密封后放入恒溫培養箱中進行發酵（42 ℃）[17]。

1.4.5 冷卻與貯藏

發酵達到規定時間后，迅速停止發酵以降低發酵菌的活力和產酸速度，待冷卻至室溫后放入冰箱冷藏間進行貯藏，用于后期的質量指標分析。

1.5 單因素試驗及正交試驗

1.5.1 單因素試驗設計

以配置200 mL 的柚子汁豆奶粉復合植物乳飲料為目標，以感官評分為評價指標，評價發酵劑種類、穩定劑種類及添加量、柚子汁/水比例、發酵時間4 個因素對復合柚子汁大豆乳飲料的品質影響。

（1）發酵劑種類對發酵型植物酸奶的影響

在柚子汁與水按1∶9（mL/mL）豆奶粉25 g、卡拉膠0.4 g，發酵8 h，條件下，發酵劑分別選用川秀發酵劑、優比特發酵劑、佰生優發酵劑、安琪酸奶發酵劑、尚川發酵劑，通過滴定酸、感官評價和硬度指標，以確定最佳的發酵劑種類。

（2）穩定劑種類及添加量對發酵型植物酸奶的影響

在豆奶粉25 g，柚子汁/水為1∶9，川秀發酵菌0.2 g，穩定劑分別設置為0.4 g 的果膠、黃原膠、羧甲基纖維素、海藻酸鈉、卡拉膠，按（1）中的步驟發酵8 h，通過滴定酸、硬度和感官評價指標，確定發酵的最佳穩定劑。

（3）柚子汁與水的比例對發酵型植物酸奶的影響

按（1）中的步驟，柚子汁/水混合比例按體積比0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6 進行配制，混合均勻后加入25 g豆奶粉，0.4 g 的卡拉膠穩定劑，川秀酸奶發酵菌0.2 g，發酵8 h，通過滴定酸、感官評價和硬度指標，以確定發酵的最佳柚子汁豆漿的配比。

（4）發酵時間對發酵型植物酸奶的影響

25 g 豆奶粉，柚子汁∶水為1∶9，卡拉膠0.4 g，川秀酸奶發酵菌粉0.2 g，發酵時間選取8 h，發酵時間選取4、6、8、10、12 h，通過滴定酸、感官評價和硬度指標，以確定較優的發酵時間[18]。

1.5.2 正交試驗設計

在得到各個因素的較優區間后，進行正交試驗，并對滴定酸、感官評價和硬度指標進行權重計算，采用綜合評分法進行分析，以獲得發酵型植物酸奶的最優工藝條件。正交試驗設計見表1。

表1 柚子汁豆奶粉發酵型植物酸奶因素水平表Table 1 Factors and levels table plants of yogurt fermented by pomelo juice and soybean milk powder

1.6 質量指標的測定及評價方法

1.6.1 滴定酸度

稱取5 g 發酵型植物酸奶樣品，置于150 mL 錐形瓶中，用40 mL 新煮沸冷卻至40 ℃的蒸餾水稀釋均勻，滴加3 滴ρ=10 g/L 酚酞指示劑，并搖勻，然后用0.1 mol/L的NaOH 溶液滴定至微紅，并在30 s 內紅色不消失，所用NaOH 溶液的毫升數×20 即為發酵型植物酸奶樣品的酸度值（°T）[19]。每個樣品重復測3 次，取平均值作為發酵型植物酸奶的滴定酸度。

1.6.2 硬度

采用質構儀，選用直徑為11 mm 的球形探頭以質地剖面分析（TPA）對發酵型植物酸奶樣品進行硬度檢測。具體方法為測試速度1 mm/s，中間停留3 s。將樣品放在球形探頭下進行穿刺試驗，每個樣品選擇3 個不同的位置進行測試，然后取平均值作為該樣品的硬度。

1.6.3 感官評價

選定10 名品評員（男女各半）組成感官評分小組，事先對評分小組成員進行感官評價培訓，然后對發酵型植物酸奶樣品進行感官評定，總分40 分。具體評分標準如表2所示[20]。

表2 發酵型植物酸奶的感官評分標準Table 2 Sensory scoring criteria for fermented plants yoghurt

1.7 數據處理

單因素試驗的每次處理設置3 個重復，取平均值。同一因素不同水平的處理，采用SPSS 23.0（IBM公司，美國）作圖，并對樣品質量指標之間的差異性進行多重比較分析（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 發酵劑種類對發酵型植物酸奶的影響

不同發酵劑對發酵型植物酸奶的影響見圖1。由圖1（A）可以看出，不同發酵劑對滴定酸度無顯著影響（P＞0.05），滴定酸度均在70°T 左右。由圖1（B）可知，佰優生發酵劑的樣品硬度（0.19±0 N）與川秀發酵劑的樣品硬度（0.19±0.01 N）無顯著差別（P＞0.05），但二者均顯著高于尚川發酵菌、安琪酸奶發酵劑和優比特發酵劑的樣品硬度（0.14±0 N、0.16±0 N、0.18±0.01 N）（P＜0.05），且硬度為0.16 N 左右時口感會更好。由圖1（C）可知，佰優生發酵劑感官評分最高，可達到33.1 分，安琪酸奶發酵劑感官評分最低，為29.2 分。而川秀發酵劑的樣品感官得分與其他4 種發酵劑無顯著差異（P＞0.05）。同樣的成本可以買六袋川秀發酵劑，但是只能買兩袋安琪酸奶發酵劑，考慮發酵劑的成本，可以判斷川秀發酵劑為最優發酵劑，可作為后續正交所需的發酵劑。

圖1 發酵劑種類對植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）和感官得分（C）的影響Fig.1 The influence of starter on titration acid (A),hardness(B) and sensory score (C) of plants yogurt

2.1.2 穩定劑種類及添加量對發酵型植物酸奶的影響

（1）穩定劑種類對發酵型植物酸奶的影響

不同發酵劑對發酵型植物酸奶的影響見圖2（見下頁）。由圖2（A）可以看出，不同穩定劑對滴定酸度無顯著影響（P＞0.05），均在70°T 左右。由圖2（B）可知，海藻酸鈉對產品硬度的影響顯著（P＜0.05），不利于后續的正交試驗，而黃原膠、卡拉膠和CMC 對硬度的影響無顯著差異（P＞0.05），不添加任何種類穩定劑的植物酸奶的硬度只有（0.03±0.01）N。由圖2（C）可知，感官評價中黃原膠、卡拉膠和CMC 三者感官得分別為（32.90±1.00）分、（33.60±1.21）分、（29.4±1.21）分，因此排除掉CMC 穩定劑，而在試驗過程中黃原膠在發酵后熟階段比卡拉膠要好，因此在本試驗中穩定劑選擇黃原膠。

圖2 穩定劑種類對植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）和感官得分（C）的影響Fig.2 The influence of stabilizer on titrated acid (A),hardness (B) and sensory score (C) of plants yogurt

（2）黃原膠添加量對發酵型植物酸奶的影響

由圖3（A）可以看出，隨著黃原膠添加量的增加，乳飲料滴定酸度顯著下降（P＜0.05），總體呈現顯著下降趨勢，在黃原膠添加量為0.8 g 時，酸度為（32.00±1.73）°T。這可能是由于黃原膠抑制了植物酸奶樣品中H+的析出。由圖3（B）可知，黃原膠添加量為0.8 g 時，樣品硬度為（0.41±0.04）N，顯著高于其他添加量（P＜0.05），可賦予植物酸奶較為均勻的組織狀態。由圖3（C）可知，黃原膠添加量對感官得分整體呈負影響，這可能是由于過量添加穩定劑，使植物酸奶中的酪蛋白發生凝聚，進而影響酸奶的風味和口感，在添加量為0.8 g 時，乳飲料樣品外觀較差，整體顯深黃色。因此，綜合考慮，選擇黃原膠添加范圍為0.4、0.8、1.2 g。

圖3 黃原膠添加量對植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）和感官得分（C）的影響Fig.3 The influence of xanthan gum amount on titrated acid(A),hardness (B) and sensory score (C) of plants yogurt

2.1.3 柚子汁/水比例對發酵型植物酸奶的影響

不同柚子汁/水比例對發酵型植物酸奶的影響結果見圖4。由圖4（A）可以看出，隨著柚子汁/水比例的增加，乳飲料滴定酸顯著上升（P＜0.05），總體呈現出上升趨勢，當柚子汁/水比例過高時（≥3∶7），大豆粉在混合液中出現較為明顯的沉淀，這是由于混合液pH 值位于大豆蛋白的等電點附近。由圖4（B）可知，當柚子汁/水比例在1∶9 時，硬度最佳。由圖4（C）可知，柚子汁/水的比例為2∶8 時感官評分最好，最高可達到（34.30±0.70）分。柚子汁/水比例越大，沉淀析出越多，因此選用1∶9 和2∶8 作為后續正交試驗設計的水平。

圖4 柚子汁/水比例對植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）和感官得分（C）的影響Fig.4 The influence of grapefruit juice/water ratio on titrated acid (A),hardness (B) and sensory score (C) of plants yogurt

2.1.4 發酵時間對發酵型植物酸奶的影響

由圖5（A）可知，發酵時間對滴定酸產生的影響呈先上升后下降的趨勢，在圖5（B）中，硬度也呈現先上升后下降的趨勢，在發酵8～10 h 時，可以看出硬度極速下降（P＜0.05），這可能由于發酵時間過長，酸奶變質，導致硬度下降，而在發酵8 h 時硬度最好。由圖5（C）可知，發酵時間在4～8 h 感官評分一直趨于平穩，而8～12 h 感官評分一直呈下降趨勢，整體呈先平穩后下降的趨勢。因此發酵時間選擇7、8、9 h。

圖5 發酵時間對植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）感官得分（C）的影響Fig.5 The influence of fermentation time on titrated acid(A),hardness (B) and sensory score (C) of plants yogurt

2.2 正交試驗結果

采用綜合比較法，將滴定酸、硬度和感官評價三個指標綜合之后，進行正交試驗，結果見表3。

表3 柚子汁豆奶粉發酵型植物酸奶正交試驗結果Table 3 Orthogonal test results of pomelo juice and soybean milk powder fermented plants of yogurt

由表3 可知，根據試驗中R值的大小，影響乳飲料的質量因素主次順序為B＞A＞D，即發酵時間影響最大，黃原膠添加量影響最小。柚子汁豆粉復合植物乳飲料的最佳配方為A1B1D2，即柚子汁/水比例1∶9，發酵時間7 h、黃原膠添加量0.4 g。經驗證試驗，該條件下得到的植物酸奶感官評分為32.64 分，其組織狀態、香氣滋味以及色澤較好。

3 結論

通過單因素和正交試驗得出柚子汁豆粉復合植物酸奶的最佳配方為發酵時間7 h、黃原膠添加量為0.4 g、發酵劑選擇川秀發酵菌、果汁水比例1∶9，以此配方得到的復合植物酸奶在組織狀態、香氣滋味以及色澤上都有良好體現。

后續研究中，仍需要研究植物酸奶的微生物指標和營養指標。復合植物酸奶比普通酸奶在營養上和對人身體的有益菌上更多樣化，口感和風味的選擇更加豐富，適合更多的消費者群體。植物酸奶能為身體帶來益處，同時也帶動商場上人們對乳飲料的需求，人們在滿足了口感的同時也越來越意識到健康的重要性。因此，復合型植物酸奶的研究和發展前景廣闊。