全大豆豆酸乳制作工藝優化及營養成分分析

于春濤 張中興 朱鳳林 張娟 李勝利

摘 要：目的：優化全大豆豆酸乳制作工藝，并測定成品營養成分。方法：以全大豆為基本原料，在單因素試驗的基礎上，以感官評分為響應值，通過響應面法優化制作工藝，參照《食品營養成分標示準則》測定成品的營養成分。結果：確定優化工藝為干豆∶水=1∶7.78、乳糖添加量3.26%、發酵溫度37.24 ℃、發酵時間12.07 h，該工藝感官評分88.89，與模型預測值88.85接近，干豆水比影響較為顯著（P<0.05）;營養成分：能量272 kJ/100 g、蛋白質3.8 g/100 g、脂肪1.7 g/100 g、碳水化合物8.5 g/100 g、鈉8 mg/100 g 。結論：全大豆豆酸乳屬高蛋白、低脂肪、低鹽乳制品。

關鍵詞：全大豆豆酸乳;高壓均質;發酵工藝;營養成分;感官評價

大豆蛋白含量豐富，且氨基酸種類齊全，還含有低聚糖、異黃酮、磷脂、皂苷等功能性物質[1-4]。以全大豆為原料，煮沸后使用膠體磨磨成粗豆漿，既能去除豆腥味，又能保證營養成分不丟失，感官品質好，增加營養，節約資源[5]。但粗豆漿儲存時間過短，且不能滿足各類人群的需求，全大豆豆酸乳是利用粗豆漿經均質機高壓研磨為細豆漿，高溫滅菌，加入少量乳糖，經益生菌發酵而得到的乳制品，“香甜可口，回味綿長”能滿足不同人群需求，且保質期較長。細豆漿顆粒均在10 μm以下，顆粒直徑大大減小，不產生豆渣，也不會發生固液分層，口感柔和。全大豆豆酸乳營養價值進一步提高：大豆蛋白分解為小分子肽和游離氨基酸更有利于吸收[6]，豆酸乳中的異黃酮對預防腫瘤、心血管等疾病以及緩解更年期癥狀等有積極的作用[7]，發酵后可生成更多的維生素和礦物質、大量益生菌對調節腸道菌群及增強機體的免疫功能有非常積極的作用[8-9]，此外豆酸乳有較強的抗氧化能力[10]。本研究對全大豆豆酸乳的操作過程和發酵條件進行優化，并闡述了其發酵優勢菌屬。通過對其有害物質檢測，全大豆豆酸乳符合國家標準;通過對其主要營養成分檢測，全大豆豆酸乳屬高蛋白、低脂肪、低鹽乳制品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆，黑龍江產市售大豆;乳糖，美國Leprino Foods生產;飲用純凈水;乳酸菌混合凍干菌粉，北京川秀科技有限公司。

1.2 主要儀器設備

JMS～80A膠體磨，廊坊市惠友機械有限公司;BT224S型電子天平，賽多利斯科學儀器有限公司;JJ-0.1/60均質機，廊坊市冠通機械有限公司;LS-B50 L高壓蒸汽滅菌鍋，上海華線醫用核子儀器有限公司;BSG-1100IIB2-X生物安全柜，濟南鑫貝西生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 全大豆豆酸乳主要制作工藝

1.3.2 粗豆漿的制備 大豆定量，去雜洗凈，室溫下加水浸泡（豆水比為1∶1）12 h。將泡好的大豆加水（泡豆與水的比例為1∶4）置于不銹鋼鍋中煮豆，沸騰后再煮25～30 min，因煮豆損失的水分要補齊（確保干豆與水的比例為1∶8），將煮好的大豆與煮豆水緩緩加入膠體磨中研磨2～3 min，制成全豆粗豆漿（大豆皮具有豐富的膳食纖維，營養價值高，采用全大豆制作，省去脫渣環節，以膠體磨反復研磨代替）。

1.3.3 細豆漿的制備 粗豆漿加入均質機，60 ℃，25 MPa下，均質2次，使豆漿細化，制成全豆細豆漿，115 ℃高壓滅菌20 min備用。

1.3.4 菌種活化 將乳酸菌混合凍干菌粉1 g，接種至100 mL全豆細豆漿中，攪拌均勻，38 ℃培養30 min。

1.3.5 單因素試驗 以干豆與水的比例、乳糖添加量、發酵溫度、發酵時間進行單因素試驗，每個水平重復3次，取平均值。在其他因素不變的情況下，評分小組分別對每個因素4個不同水平的全大豆豆酸乳進行感官評定。

（1）干豆與水的比例對感官評定的影響：以乳糖添加量為5%、發酵溫度為37 ℃、發酵時間為10 h，測定不同干豆與水的比例（1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12）對感官評定的影響。（2）乳糖添加量對感官評定的影響：以干豆與水的比例為1∶10、發酵溫度為37 ℃、發酵時間為10 h，測定不同乳糖添加量（1%、3%、5%、7%、9%）對感官評定的影響。（3）發酵溫度對感官評定的影響：以干豆與水的比例為1∶10、發酵時間為10 h、乳糖添加量為5%，測定不同發酵溫度（33、35、37、39、41 ℃）對感官評定的影響。（4）發酵時間對感官評定的影響：以干豆與水的比例為1∶10、發酵溫度為37 ℃、乳糖添加量為5%，測定不同發酵時間（8、10、12、14、16 h）對感官評定的影響。

1.3.6 響應面法優化制作工藝 綜合單因素試驗結果，以干豆與水的比例、乳糖添加量、發酵溫度、發酵時間為自變量，以感官評定為響應值，根據Box-Benhnken設計原理設計4因素3水平的響應面分析試驗（表1）[11-12]。

1.3.7 感官評分方法 邀請10位具有一定專業素養的人員組成感官評分小組，分別從全大豆豆酸乳氣味（25分）、色澤（25分）、組織形態（25分）、口感（25分）四個評價項目進行打分，每個評價項目分3個等級（表2），取平均值作為最終感官評定結果。

1.3.8 全大豆豆酸乳營養成分檢測 參照《食品營養成分標示準則》，分別檢測全大豆豆酸乳中能量（GB/Z 21922—2008）、碳水化合物（GB/Z 21922—2008）、蛋白質（GB 5009.5—2016 第一法）、脂肪（GB 5009.6—2016 第二法）、鈉（GB 5009.268—2016）含量。

1.4 數據處理

每個試驗進行3次重復，取其平均值進行相關分析。單因素試驗各組間采用方差分析，全大豆豆酸乳制作工藝采用響應面法優化。

2 結果與分析

2.1 全大豆豆酸乳制作工藝單因素試驗分析

2.1.1 干豆與水的比例對感官評定的影響 由圖1可以看出，干豆與水的比例在1∶8時，平均感官得分最高（89.7）。如表3所示，P<0.05說明5個組之間是有差異的，即不同的干豆與水的比例對感官評價有影響。比例過高或過低分值均有所下降。比例越高，豆酸乳濃度越大，口感不佳，并且在均質時容易堵塞;比例越低，口感稀稠，營養較差。

1∶121084.10±1.60

2.1.2 乳糖添加量對感官評定的影響 由圖2可以看出，乳糖添加量在3%時，平均感官得分最高（88）。如表4所示，P<0.05說明5個組之間是有差異的，即不同的乳糖添加量對感官評價有影響。乳糖提供了乳酸菌發酵的主要碳源物質，可產生口感良好的發酵風味—酸澀味。乳糖添加過少，產酸量減少，影響風味;乳糖添加量過多，可引起乳糖不耐者腹部不適。

2.1.3 發酵溫度對感官評定的影響 由圖3可知，發酵溫度在37 ℃時，平均感官得分最高（89.7）。如表5所示，P<0.05說明5個組之間是有差異的，即不同的發酵溫度對感官評價有影響。33 ℃時，乳酸菌不活躍，發酵產酸不足，影響風味;41 ℃時，產酸過多，酸味偏重。

2.1.4 發酵時間對感官評定的影響 由圖4得知，發酵12 h感官評分最高（87.3）。如表6所示，P<0.05說明5個組之間是有差異的，即不同的發酵時間對感官評價有影響。8 h時發酵時間過短，乳酸菌數量較少，產酸量低，影響口感;隨著培養時間的延長，酸度不斷升高，16 h時酸乳逐漸析出乳清，酸澀味加重，口感較差。

2.2 響應面法優化制作工藝

如表7所示，將29個試驗點的數據運用Design-Expert 8.0.6軟件對試驗數據進行回歸分析，以最后的感官分值為響應值，經多元回歸擬合，各個試驗因子對感官得分的影響按編碼因素計算回歸關系式：Y=88.86-0.21A+0.16B+012C+0.01D-0.25AC+0.18CD-1.09A2-0.63B2-0.65C2-0.36D2。各因素的方差分析（表7）模型P<0.05，達到顯著水平，失擬項P>0.05不顯著，說明模型與實際試驗擬合較好。其中，A（干豆水比）、AC（干豆水比與發酵時間的交互作用）項為顯著的模型項（P<0.05）。其余各項對全豆豆酸乳的影響相對較小。

2.3 優化工藝的驗證

根據表8，綜合評價各因素對全大豆豆酸乳品質的影響，確定最佳工藝條件。當干豆水比1∶7.78、乳糖添加量3.26%、發酵溫度37.24 ℃、發酵時間12.07 h時，感官評分最高（88.893），即為最佳工藝條件。按此工藝重復試驗5次，感官評分平均值為88.91，與預測值88.85接近，說明工藝優化成功。

由圖5可以看出，響應曲面是開口想下的凸型曲面，說明感官分值存在最大值。由表7、8可知，干豆水比（A）和發酵溫度（C）的交互項AC的“Pr>F”值=0.038 9<0.05，屬于顯著水平，說明AC交互作用屬于影響顯著的因素。

2.4 成品營養成分

全豆豆酸乳呈淺黃色，組織細膩，質地均勻，口感香甜可口，回味綿長。制作初期，將大豆浸泡、煮沸然后再磨漿，這樣可有效去除豆腥味。如表9所示，全豆豆酸乳屬高蛋白、低糖、低脂肪、低鹽的乳制品。

3 結論

本試驗采用全大豆制作工藝，大豆皮具有豐富的膳食纖維，具有較高的營養價值，因此沒有進行脫渣處理。全豆豆酸乳最佳發酵工藝是干豆水比1∶7.78、乳糖添加量3.26%、發酵溫度37.24 ℃、發酵時間12.07 h。應用膠體磨和均質機加工后發酵而成的全豆豆酸乳，由于在制作初期，先進行泡豆、煮豆環節，可有效去除豆腥味，使豆酸乳感官品質好，口感柔和，營養價值高。

干豆水比及與發酵溫度的交互項是全豆豆酸乳感官評分的主要影響因素。干豆水比值越高，發酵后的全豆豆酸乳越濃稠，營養也會越高，但是高濃度的粗豆漿在均質機細化時容易堵塞，且不利于益生菌發酵。控制發酵溫度也是在整個工藝過程中至關重要，溫度過低，益生菌酶活性達不到峰值，影響發酵效率，溫度過高會使蛋白變性而影響益生菌發酵。因此，干豆水比值大小和發酵溫度的高低會直接影響全豆豆酸乳的感官評分。發酵時間越長積累的代謝產物越多，全豆豆酸乳的pH越低，發酵風味越濃厚，但根據細菌群體生長規律得知，到發酵后期，由于營養物質缺乏，代謝產物積累，細菌的數量會呈現下降趨勢。因此發酵時間對感官評分的影響要排在干豆水比及發酵溫度之后。通過對成品全豆豆酸乳營養成分分析，其蛋白含量高達3.8 g/100 g，屬低糖、低脂肪、低鹽乳制品。

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Processing Technology Optimization and Nutritional Component Analysis on Whole Soybean Yoghurt

YU Chun-tao，ZHANG Zhong-xing，ZHU Feng-lin，ZHANG Juan，LI Sheng-li

（Cangzhou Medical College，Cangzhou 061001，China）

Abstract：Objective To optimize the whole soybean yoghurt production process and determine the nutritional composition of the finished product.Method The whole soybean was used as the basic raw material，on the basis of single factor test the sensory score was used as the response value，the production process was optimized by the response surface method，and the nutritional composition of the finished product was determined according to the Guidelines for the Labeling of Food Nutritional Components.Result The optimized process were the ratio of dry bean and water was 1∶7.78，lactose added 3.26%，fermentation temperature 37.24 ℃，fermentation time 12.07 h，the sensory score was 88.89，which was close to the predicted value of 88.85，the ratio of dyr bean and water had significant influence on sensory score（P<0.05）.Nutrients：energy 272 kJ/100 g，protein 3.8 g/100 g，fat 1.7 g/100 g，carbohydrate 8.5 g/100 g，sodium 8 mg/100 g.Conclusion Whole soybean yoghurt belongs to high protein，low fat and low salt dairy products.

Keywords：whole soybean yogurt;high-pressure homogenization;fermentation process;nutritional component;sensory evaluation

基金項目：全豆類食品的綜合開發與利用（項目編號：181303002D）。

作者簡介：于春濤（1979— ），男，碩士，副教授，研究方向：微生物發酵及代謝產物。

通信作者：張中興（1966— ），男，教授，研究方向：營養與健康。