海帶多糖對酸奶品質的改善

王廣震 李韻 張瀟予 郭峻伊 陳浩

摘 要：目的：研究海帶多糖的添加對酸奶品質的影響。方法：將海帶多糖添加至脫脂乳中，經發酵后，通過測定酸奶的黏度、pH、酸度等指標，獲得海帶多糖的最佳添加濃度。結果：將酸奶于4 ℃下儲存7 d后，當海帶多糖添加量為2.0%（以每100 g脫脂乳中海帶多糖質量計，w/w）時，黏度下降率僅為 14.04%，持水力下降率僅為21.07%;當海帶多糖添加量為1.0%時，酸度提升率僅為5.37%，而相同條件下未添加海帶多糖的酸奶黏度下降率為31.05%，持水力下降率為26.79%，酸度提升率為6.71%。酸奶黏度得到了顯著提高且在儲存過程中具有較好的保持作用，酸奶的持水力和酸度的保持作用也得到了提高。結論：當海帶多糖添加量為2.0%時，海帶多糖對酸奶品質的改善作用最為顯著。

關鍵詞：酸奶;感官評價;黏度;酸度

酸奶是指以鮮牛乳為主要原料，經均質、殺菌處理后接種濕熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌等有益乳酸菌而制成的具有特殊風味的乳制品[1]。酸奶在日常生活中作為老少皆宜、價格低廉的健康飲品，含有較高生物價值的蛋白質、脂質和利于吸收的糖類，以及含量豐富的維生素和礦物質[2]，具有豐富的營養和較好的保健功能。但目前酸奶仍存在保質期短、質量不穩定、風味不足等缺點。因此，如何提高酸奶的品質和穩定性是一個亟待解決的問題。近年來，研究表明，在酸奶發酵過程中添加多糖有助于酸奶質構、口感的改善。在酸奶中添加多糖，可以提高酸奶的粘稠度并改善其質地、狀態與口感。盧玉容等[3]關于銀耳多糖的研究表明，適量的銀耳多糖（0.37 mg/mL）的添加可增加發酵微生物的數量，縮短發酵時間，改善低脂酸奶的持水力和質構，提升低脂酸奶的感官品質。

海帶多糖是一類存在于海帶細胞間和細胞內的天然生物大分子物質，具有來源豐富、容易提取、成本低廉等優點。作為海帶中非常重要的生物活性成分，海帶多糖結構復雜、生理活性多樣，具有抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、防輻射、降血糖、降血脂和排毒等多種生理活性，在食品和保健品研發方面具有廣闊前景，已經在各種食品中作為穩定劑、保水劑、保鮮劑、風味劑、抑菌劑、降脂劑、降糖劑等食品添加劑使用，用以改善食品感官品質和延長食品儲存期限[4]。本研究以添加不同濃度海帶多糖的酸奶作為研究對象，測定海帶多糖的添加對酸奶的酸度、pH、持水力和食品感官評價等指標的影響，為進一步拓寬海帶多糖在發酵制品中的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

海帶多糖（食品級），山東旭升生物科技有限公司;乳酸菌酸奶發酵劑，北京川秀科技有限公司;脫脂乳粉，恒天然（中國）有限公司;白砂糖，太古（中國）有限公司;氫氧化鈉（分析純），淄博君冠化工有限公司。

1.2 主要儀器設備

PHS-25 型pH 計，上海儀電科學儀器股份有限公司;SC-3610 型低速離心機，安徽中科中佳科學儀器有限公司;95-2 型數顯恒溫磁力攪拌器，常州市國旺儀器制造有限公司;H H·S 21-6-S 型電熱恒溫水浴鍋，上海新苗醫療器械制造有限公司;立式全溫震蕩培養箱，上海旻泉儀器有限公司;NDJ-5S 型數字旋轉黏度計，上海方瑞儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 海帶多糖發酵酸奶的制備 （1）復原脫脂乳的制備：將脫脂乳粉加入65 ℃純凈水中充分溶解，復原脫脂乳固形物含量為12%，分別向其中添加質量分數為0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的海帶多糖。（2）均質：在60～65 ℃、20 MPa條件下對復原脫脂乳進行均質處理。（3）冷卻、添加白砂糖：定量稱取質量分數為7%的白砂糖，添加到40 ℃的復原脫脂乳中，充分攪拌溶解。（4）接種發酵：將3%的乳酸菌酸奶發酵劑接種于上述復原脫脂乳中，充分攪拌后，在42 ℃條件下發酵約7.5 h。（5）終止發酵：當pH下降至4.5～4.6時終止發酵。（6）冷藏后熟：將發酵結束后的酸奶置于4 ℃冰箱中靜置12～24 h后熟，得到海帶多糖發酵酸奶。

1.3.2 pH 和酸度的測定 根據 GB 5009.239—2016《食品安全國家標準食品酸度》[5]的測定，稱取4 g樣品（精確到 0.01 g）于 250 mL 錐形瓶中。用量筒量取96 mL約20 ℃的水，使樣品復溶，攪拌，然后靜置20 min。用滴定管向錐形瓶中滴加氫氧化鈉標準溶液（0.1 mol/L），直到pH 穩定在（8.30±0.01）處4～5 s。滴定過程中，始終用磁力攪拌器進行攪拌，同時向錐形瓶中吹氮氣，防止溶液吸收空氣中的二氧化碳。整個滴定過程應在1 min內完成。記錄所用氫氧化鈉溶液的毫升數，精確至0.05 mL，代入式（1）中，以重復性條件下獲得的2次獨立測定結果的算術平均值表示。

式（1）中，X為試樣酸度（T°）;C為氫氧化鈉標準溶液的摩爾濃度（mol/L）;V為滴定時所消耗氫氧化鈉標準溶液的體積（mL）;V0為空白試驗所消耗氫氧化鈉標準溶液的體積（mL）;m為試樣質量（g）。

1.3.3 持水力（WHC）的測定 參照Kocher等[6]的離心法測量，首先稱量10 mL離心管質量，記為W（g），每個離心管中加入5 g（精確到0.01 g）酸奶樣品，并稱量總質量，記為W1（g）。在4 ℃條件下，使用SC-3610 型低速離心機離心 10 min，轉速3 000 r/min。離心后靜置10 min，棄置上清液，準確稱量殘渣和離心管總質量，記為W2（g），代入式（2）中獲得測定結果。

1.3.4 黏度的測定 參照李慧等[7]的方法，將酸奶裝入樣品瓶，裝樣高度8 cm，旋上蓋子，置于25 ℃恒溫水浴鍋中，靜置30 min后將樣品瓶移到NDJ-5S 型數字旋轉黏度計轉子正下方，采用常規4號轉子，慢慢將轉子插入樣品至浸沒刻度線。設定轉速為12 r/min，開始測試，待示數穩定后讀取結果。每個樣品進行3次平行試驗，結果取平均值。

1.3.5 食品感官評價 依照國標 GB 19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》中的感官評價標準[8]，從外觀色澤、組織狀態、風味、組織狀態四個方面制定海帶多糖發酵酸奶的感官評價標準，樣品隨機提供給10位審評人員，分別打分，取平均分為感官總分。感官評分標準見表1。

1.3.6 數據處理 試驗結果利用Excel 2013軟件進行誤差分析;利用SPSS 17軟件進行方差分析，差異顯著性標準為P<0.05;利用Origin 8.5 軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 海帶多糖對發酵酸奶酸度和 pH 的影響

酸度是酸奶儲存過程中影響其保質期的重要因素。由圖 1 可見，儲存天數從1～7 d，5組海帶多糖添加濃度不同的發酵酸奶的酸度值（T°）均大于70，符合 GB 19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》中酸度的要求[8]。隨著海帶多糖添加濃度的增多，發酵酸奶的酸度值無明顯升高，不同添加濃度的海帶多糖發酵酸奶的酸度值十分接近，但是隨著儲存時間的延長，發酵酸奶的酸度值呈現明顯升高趨勢，其中，未添加海帶多糖的發酵酸奶7 d中酸度升高了6.71%，海帶多糖添加濃度為 1.0%的發酵酸奶在7 d中酸度值僅升高了5.37%，由此可見，當海帶多糖添加濃度為1.0%時，海帶多糖發酵酸奶的酸度上升趨勢最小，并且其酸度在儲存過程中最穩定，這是由于海帶多糖對酸奶發酵菌種的發酵產酸具有一定的抑制作用，有利于延長發酵酸奶的保質期、提高發酵酸奶的品質。由圖2可見，海帶多糖的添加濃度對發酵酸奶的pH影響并不明顯，發酵酸奶的酸度主要是乳酸菌發酵乳糖產生乳酸引起的，其酸度高低與pH相對應，pH越低，表明酸度值越高，pH越高，表明酸度值越低。由于有機酸解離不完全，所以pH計測得的發酵酸奶的pH并不準確，因此酸度是評測發酵酸奶品質更為準確的指標，酸度對發酵酸奶的風味和口感都有十分重要的影響，因此通過測定發酵酸奶的酸度和pH可以判斷發酵酸奶的儲存時間和新鮮程度。

2.2 海帶多糖對發酵酸奶持水力的影響

持水力是衡量酸奶品質的一個重要指標，它決定了酸奶的組織狀態以及酸奶的風味。持水力一般與酸奶中的總固形物含量以及蛋白質的含量有關，持水力越高說明凝膠體系的大分子可以通過較強的作用力與較多的水分子結合，穩定性也就越高。由圖 3 可見，隨著海帶多糖添加濃度的增加，酸奶的持水力明顯提高，且隨著海帶多糖酸奶儲存天數的增加，添加海帶多糖酸奶的持水力下降速率明顯小于未添加海帶多糖的酸奶。4 ℃的條件下儲藏7 d后，添加海帶多糖的酸奶持水力均顯著高于空白組，其中，未添加海帶多糖的空白組的持水力下降了26.79%，添加2.0%的海帶多糖的酸奶的黏度下降了21.07%。這是由于酸奶的持水力主要受到酸奶中酪蛋白含量的影響，酪蛋白在一定的酸性條件下凝膠形成具有空間網狀的膠體結構，該結構可以容納水分和其他小分子物質及乳酸菌。加入多糖后，在發酵過程中多糖在酸奶的凝膠結構中以化學鍵的形式與蛋白質分子相互作用，能夠增強凝膠結構，從而更有效地截留水分，防止乳清析出，從而提高了酸奶的持水力[9] 。持水力的提高有助于改善酸奶的品質，使其組織狀態得到明顯的改善。

2.3 海帶多糖對發酵酸奶黏度的影響

由圖 4可見，隨著海帶多糖添加濃度的增加，酸奶的黏度明顯升高，且隨著酸奶儲存天數的增加，添加海帶多糖的酸奶的黏度下降速率明顯小于未添加海帶多糖的酸奶。在4 ℃的條件下儲藏7 d后，添加海帶多糖的酸奶黏度均顯著高于空白組，其中，未添加海帶多糖的空白組的黏度下降了31.05%，添加2.0%的海帶多糖的酸奶的黏度下降了14.04%，因此當海帶多糖添加濃度為2%時，海帶多糖對酸奶黏度的保持作用顯著。酸奶的黏度來自于蛋白質和乳酸的相互作用，蛋白質是酸奶黏度的主要影響因素，多糖的添加可以提高酸奶中蛋白質的穩定性，因此在酸奶中添加海帶多糖作為增稠劑和凝膠劑，對酸奶的黏度具有明顯的改善作用。

2.4 不同海帶多糖添加濃度對發酵酸奶感官品質的影響

由表2可見，隨著海帶多糖添加濃度的增加，酸奶的各項指標均呈上升趨勢。當添加濃度為2.0%時，酸奶的各項指標均為最高。從外觀色澤來看，酸奶的色澤更加偏乳白色，更加均勻有光澤;從組織狀態來看，酸奶更富有黏度和彈性;從風味來看，酸奶無異味或刺激性氣味，且具有明顯特殊的清香味;從口感來看，酸奶口感細膩酸甜適中，且無明顯顆粒感。隨著海帶多糖添加濃度的增加，酸奶的感官評價指標逐漸增加，但增加幅度逐漸減小。當海帶多糖添加濃度為2.0%時，酸奶感官評價指標最高。這是由于海帶多糖屬于高聚合度天然高分子化合物，分子質量大，本身具有出色的凝膠性質和膠黏性質，因此可以起到穩定蛋白質，減少渾濁和沉淀產生的作用，進而起到改善外觀色澤、組織狀態和口感的作用。此外，由于海帶多糖中的褐藻膠屬于典型的膠體，粘性大、持水力強，嚴密的膠狀結構中含有大量的呈味物質[10]，因此隨著海帶多糖添加濃度的升高，特殊清香味也更加濃郁。但隨著海帶多糖添加濃度的升高，評分差距愈發縮小，可能是由于黏度過高導致口感下降和海帶多糖味道過重導致風味下降，因此可預測，如果繼續提高海帶多糖的添加濃度，感官品質評分可能會保持穩定甚至出現下降。因此，綜合數據來看，當海帶多糖添加濃度為2.0%時，酸奶的感官評價最高。

3 結論

本研究以脫脂乳粉為主要原材料，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌為發酵劑，添加海帶多糖以提高發酵酸奶的品質和穩定性。結果發現，當海帶多糖添加濃度為2.0%時，海帶多糖發酵酸奶感官指標最高，對發酵酸奶的持水力、黏度的改善最為顯著，發酵酸奶的持水力7 d后僅下降21.07%，黏度僅下降14.04%;當海帶多糖添加濃度為1.0%時，對發酵酸奶儲存過程中酸度升高的抑制作用最為顯著，發酵酸奶的酸度7 d后僅上升5.37%。添加海帶多糖后，產品呈乳白色，質地均勻，有光澤，具有特殊清香氣味，同時具有較好的黏度和持水性，酸奶品質和穩定性得到了一定的提高。綜合各項指標來看，當海帶多糖添加量為2.0%時，海帶多糖對酸奶品質的改善作用最為顯著。

參考文獻

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