胡蘿卜汁發酵牦牛酸奶的品質評價

蔣涵珺，李雙嬌，張哲川，丁 波

（西北民族大學生命科學與工程學院，甘肅 蘭州 730030）

牦牛奶營養價值豐富，與普通鮮牛奶相比，其蛋白質（4.9%~5.3%）、脂肪（5.5%~7.2%）、乳糖（4.5%~5.0%）、礦物質（0.8%~0.9%） 含量較高，具有一定的抗氧化能力。此外，還含有較高的維A、維D 和微量元素[1]。與普通酸奶相比，營養價值更高，更加益于人體健康[2]。

胡蘿卜是一種營養豐富的蔬菜，含有維生素、礦物質、膳食纖維、類黃酮及類胡蘿卜素等豐富的營養物質被人熟知[3]，還含有鈣、磷等無機鹽，微量元素和必需氨基酸[4]，但蛋白質和脂肪含量較少。胡蘿卜及其制品能夠增強人體免疫力、抗衰老、降血壓及防癌抗癌等，具有重要的藥用價值和保健功能[5]。胡蘿卜中的類胡蘿卜素是含量最高的營養素，其中β - 胡蘿卜素不僅有較強的抗氧化能力，還具有抗炎、協調免疫因子、改善呼吸功能的作用[6-7]。將牦牛奶與胡蘿卜汁發酵制成營養豐富的牦牛酸奶，既可以彌補胡蘿卜汁蛋白質和脂肪含量較少的缺陷，還有利于人體健康。

目前，關于蔬菜水果汁發酵酸奶的研究很少，雖然市面上已經有很多種類的水果酸奶，但均是發酵后加入水果，有關添加蔬菜水果汁與牦牛奶共同發酵評價其各項參數對品質影響的研究較少。通過4 種不同胡蘿卜汁添加量（8%，16%，24%，32%）與牦牛奶發酵，評價在貯藏21 d 期間的理化性質、乳酸活菌數、抗氧化活性及感官特性等參數對品質的影響。對改善牦牛酸奶的產品種類和提高產品質量具有重要意義，以期為胡蘿卜汁發酵牦牛酸奶的生產提供初步理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

牦牛奶，產自甘南藏族自治州合作市；濃縮胡蘿卜汁，福建綠泉食品有限公司提供；發酵劑YFL922，科漢森中國有限公司提供；DPPH、ABTS、甲醇、無水乙醇、鹽酸等，均為分析純。

1.2 儀器與設備

TG16G 型離心機，河北爻工儀器設備有限公司產品；SPL-150 型恒溫培養箱，天津市萊玻特瑞儀器設備有限公司產品；HH-8 型恒溫水浴鍋，常州鴻澤儀器有限公司產品；FA2204B 型電子天平，上海精密儀器有限公司產品；NY-PD-4 型均質機，常州恩培儀器制造有限公司產品；PH-100 型pH 計，上海力達儀器設備有限公司產品；DNM-9606 型酶標儀，北京普朗新科技有限公司產品；LDZX-75KB 型蒸汽滅菌鍋，上海申安醫療器械廠產品；SW-CJ-2D型超凈工作臺，江蘇迅迪儀器科技有限公司產品。

1.3 胡蘿卜汁發酵牦牛酸奶工藝流程及操作要點

1.3.1 工藝流程

胡蘿卜汁

牦牛奶→調配→預熱→均質→滅菌→冷卻→接種→攪拌→發酵→冷藏→成品。

1.3.2 操作要點

（1） 調配。分別向牦牛奶中加入8%，16%，24%，32%的濃縮胡蘿卜汁，攪拌均勻。

（2） 預熱。將調配好的物料加熱至65℃保溫5min。

（3） 均質。均質壓力25 MPa，均質時間10 min，均質溫度65 ℃。

（4） 滅菌。滅菌溫度95 ℃，滅菌時間5 min。

（5） 冷卻及接種。冷卻至40 ℃左右，無菌條件下接入發酵劑YF-L922（接種量50 g/t），攪拌均勻。

（6） 發酵。于（42±0.2） ℃恒溫培養箱中發酵至pH 值在4.6 左右，發酵得成品。

（7） 冷藏。發酵結束后，將成品置于4 ℃中冷藏21 d。

1.4 試驗方法

1.4.1 pH 值的測定

在室溫下，從各樣品中取10.0 mL 酸奶樣品，用pH 計測定其pH 值[8]。

1.4.2 持水力的測定

參照孔凡平等人[9]的方法，測定牦牛酸奶樣品的持水力。

1.4.3 抗氧化活性的測定

（1） 樣品預處理。向2.0 g 牦牛酸奶樣品加入6.0 mL 甲醇（80%，V/V），混合均勻，50 W 超聲20 min，以轉速4 000 r/min 離心10 min。取上清液，測定抗氧化活性。

（2） DPPH 自由基清除率的測定。參照班清風[10]的方法，以DPPH 為阻抑劑，測定牦牛酸奶樣品的抗氧化活性。

（3） 還原力測定。參照馮子健等人[11]的方法，測定牦牛酸奶的還原力。

（4） ABTS+·清除能力測定。參照趙永波[12]的方法，測定牦牛酸奶的ABTS+·清除能力。

（5） 亞鐵離子還原力測定。參照Benzie I F F 等人[13]的方法，測定牦牛酸奶的亞鐵離子還原力。

1.4.4 乳酸活菌數的測定

參照國標GB 4789.35—2016《食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》，測定牦牛酸奶的乳酸活菌數。

1.4.5 β - 胡蘿卜素的測定

參照茍銳鋒等人[14]的方法測定牦牛酸奶的β - 胡蘿卜素，以不同添加量的β - 胡蘿卜素標品溶液繪制標準曲線，按下式計算酸奶樣品中β - 胡蘿卜素表觀含量。

式中：C——樣品提取物定容后β - 胡蘿卜素添加量，%；

V——酸奶樣品提取物定容的體積，mL；

m——稱取樣品的質量，g。

1.5 感官評定及評分方法

參照GB/T 10220—2012《感官分析方法學總論》，對牦牛酸奶樣品進行感官評定。

感官評定標準見表1。

表1 感官評定標準

1.6 數據分析

每組試驗均重復測定3 次，結果以平均值±標準差表示；采用IBMSPSS 25.0 軟件分析數據的差異顯著性（p<0.05，差異顯著），并采用Origin 2021 Pro 軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶pH值的影響

不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶pH 值的影響見圖1。

圖1 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶pH 值的影響

pH 值是酸奶關鍵的質量參數，決定了酸奶的感官特性、貯藏周期和微生物安全性[15]。由圖1 可知，所有牦牛酸奶pH 值隨著貯藏時間的延長而下降。在同一貯藏期內，胡蘿卜汁添加量為8%的牦牛酸奶pH 值最高，胡蘿卜汁添加量為32%的牦牛酸奶pH 值最低，與胡蘿卜汁中本身含有一定有機酸有關[16]。同時，只有貯藏期為1 d 時，不同胡蘿卜汁添加量的牦牛酸奶pH 值差異不顯著（p>0.05），在其他貯藏期內，不同胡蘿卜汁添加量的牦牛酸奶pH 值均有顯著差異（p<0.05）。李博等人[17]的研究結果與該試驗一致，可能是胡蘿卜汁發酵后其乳酸、蘋果酸、檸檬酸和琥珀酸的含量顯著增加造成的[16]。因此，添加胡蘿卜汁可改善部分酸奶pH 值偏高的問題。

2.2 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶持水力的影響

不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶持水力的影響見圖2。

圖2 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶持水力的影響

持水力代表酸奶蛋白質凝膠網絡的保水能力，反映了蛋白質凝膠網絡的緊密性和酸奶的質地[18]。由圖2 可知，隨著貯藏期的延長，不同酸奶的持水力均有不同程度下降，但是8%胡蘿卜汁添加量的牦牛酸奶持水力始終最高。同一貯藏期內，胡蘿卜汁添加量越高，酸奶的持水力越低，但不同酸奶間的持水力差異不顯著（p>0.05），是由于胡蘿卜汁添加到牦牛奶中含有大量水分，使牦牛酸奶中的固形物和酪蛋白占比減少，使蛋白質形成的凝膠結構松散，降低牦牛酸奶的凝乳性能[19]，從而導致酸奶的持水能力發生變化。另外，酸奶發酵過程中，酪蛋白膠束中磷酸鈣隨pH 值降低發生溶解，酪蛋白膠束會重新凝集成開放的網絡結構，這也會影響酸奶的持水性能[20]。綜上發現，可添加8%添加量的胡蘿卜汁發酵制成胡蘿卜汁牦牛酸奶，使其持水力保持較高水平，從而保證牦牛酸奶有較穩定的凝乳結構。

2.3 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶抗氧化活性的影響

不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶抗氧化活性的影響見圖3。

圖3 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶抗氧化活性的影響

機體產生的自由基會對周圍的酶、蛋白質和核內DNA 造成損害[21]，抗氧化活性是衡量酸奶清除自由基強度的特有參數，抗氧化活性越高，其降低自由基對機體的危害就越明顯[22]。由圖3（a） 和圖3（b） 可知，同一貯藏期內，隨著胡蘿卜汁添加量的增加，牦牛酸奶DPPH 自由基清除率和還原力顯著提高（p<0.05），并且高胡蘿卜汁添加量（32%） 牦牛酸奶比低添加量（8%） 的抗氧化活性高2~4 倍。此外，在貯藏期間，添加32%胡蘿卜汁添加量的牦牛酸奶DPPH 自由基清除率和還原力始終最高。由圖3（c） 和圖3（d） 可知，ABTS+·離子清除率在20.95%~71.49%，貯藏期末（21 d），胡蘿卜汁添加量為32%的牦牛酸奶的ABTS+·清除率顯著高于其他添加量的牦牛酸奶（p<0.05），達到71.49%。此外，胡蘿卜汁添加量與牦牛酸奶亞鐵離子還原力呈顯著正相關（p<0.05）。

以上結果表明，隨著胡蘿卜汁添加量增加，牦牛酸奶抗氧化活性提高，這與胡蘿卜汁中的酚類化合物、類黃酮有關。酚類化合物本身作為抗氧化劑在提高產品抗氧化活性方面起著重要作用[23]，類黃酮在油脂- 蛋白膠束表面的聚集以及對乳中酪蛋白分子結構的影響，導致抗氧化活性測定結果升高[24]。胡蘿卜汁中還含有維生素、生物堿等物質，有相關報道[25]這些物質也對提高抗氧化活性也有一定的作用。因此，將適量胡蘿卜汁添加到牦牛酸奶中對其抗氧化活性有著重要作用并且還會增加牦牛酸奶中其他的營養物質。

2.4 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶乳酸活菌數的影響

不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶乳酸活菌數的影響見圖4。

圖4 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶乳酸活菌數的影響

乳酸活菌數是評價酸奶重要的質量指標之一，提高成品的活菌數是提高酸奶質量的重要因素[26]。由圖4 可知，牦牛酸奶的乳酸活菌數隨著貯藏時間的延長顯著下降（p<0.05），胡蘿卜汁添加量為8%的牦牛酸奶乳酸活菌數降低程度顯著低于（p<0.05） 胡蘿卜汁添加量為16%，24%，32%的牦牛酸奶，可能與牦牛酸奶發酵過程中乳酸的積累及胡蘿卜汁的自然酸度抑制乳酸菌的生長有關[27]。但是，在貯藏期間，不同胡蘿卜汁添加量發酵牦牛酸奶的乳酸活菌數一直保持在106CFU/mL 以上，符合國標GB 19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》 的要求（≥106CFU/mL）。因此，添加胡蘿卜汁發酵牦牛酸奶，其品質可以得到保證。

2.5 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶β -胡蘿卜素含量的影響

不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間發酵牦牛酸奶β- 胡蘿卜素含量的影響見圖5。

圖5 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間發酵牦牛酸奶β - 胡蘿卜素含量的影響

植物體內含有大量β- 胡蘿卜素[28]，添加胡蘿卜汁可使牦牛酸奶中含有一定的β- 胡蘿卜素。由圖5 可知，酸奶中的β- 胡蘿卜素含量為9.19~98.63 mg/100 g。同一貯藏期內，隨著胡蘿卜汁添加量增加，牦牛酸奶中β- 胡蘿卜素含量增加，且胡蘿卜汁添加量為32%的牦牛酸奶中β- 胡蘿卜素含量顯著高于（p<0.05） 其他添加量的牦牛酸奶，與胡蘿卜中含有豐富的β- 胡蘿卜素有關[3]。由于β- 胡蘿卜素在貯藏過程中亞油酸自動氧化產生的脂質自由基氧化和變色[29]，隨著貯藏時間的延長，不同胡蘿卜汁添加量的牦牛酸奶中β- 胡蘿卜素呈下降趨勢，且所有牦牛酸奶樣品中的β- 胡蘿卜素含量在貯藏期間都顯著降低（p<0.05）。因此，可選擇適量的胡蘿卜汁作為β- 胡蘿卜素源，增加牦牛酸奶的β- 胡蘿卜素含量，但是要注意貯藏過程中β- 胡蘿卜素含量的變化。

2.6 不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶的感官品質評價

胡蘿卜汁牦牛酸奶感官評定結果見表2。

表2 胡蘿卜汁牦牛酸奶感官評定結果

發酵乳制品的品質很大程度上取決于感官評價，感官評價是一種受多種因素影響的復雜過程。由表2可知，隨著胡蘿卜汁添加量增加，胡蘿卜汁牦牛酸奶的感官評分逐漸降低，且感官評分差異顯著（p<0.05）。在色澤方面，牦牛酸奶的色澤差異不顯著（p>0.05），且類胡蘿卜素對色澤有積極作用。不同牦牛酸奶樣品的組織狀態、氣味和滋味差異顯著（p<0.05）。胡蘿卜汁中的多酚化合物會對食品的感官品質產生負面影響[30]，導致胡蘿卜汁添加量為8%的牦牛酸奶綜合評分最高，胡蘿卜汁添加量為32%的牦牛酸奶綜合評分相對較低。因此，為了胡蘿卜汁牦牛酸奶具有較高的品質并且適應消費者的口味，可選擇添加8%添加量的胡蘿卜汁發酵制成胡蘿卜汁牦牛酸奶。

3 結論

初步探討了不同胡蘿卜汁添加量對貯藏期間牦牛酸奶品質的影響，結果表明添加胡蘿卜汁的牦牛酸奶在貯藏期間內（1~21 d） 的理化性質、感官特性和抗氧化活性等方面都有明顯變化（p<0.05）。胡蘿卜汁添加量為8%的牦牛酸奶品質最佳，可用于開發可接受的牦牛酸奶制品。胡蘿卜汁的加入顯著提高了牦牛酸奶的抗氧化活性和β - 胡蘿卜素的含量，對感官特性影響不顯著，胡蘿卜風味牦牛酸奶易于接受。添加胡蘿卜汁不會影響酸奶的貯藏穩定性，還會促進胡蘿卜汁牦牛酸奶的商業化，同時也為消費者提供更多的營養選擇，改善消費者的營養狀況。