核桃紫米酸奶的研制及其品質(zhì)分析

牟泓羽，李菜蘭，吳 波，陳 蓉，盛 軍，趙存朝，，4*，余智瑾

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 云南 昆明 650201；2.云南省高原特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)研究院，云南 昆明 650201；3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食藥同源資源開(kāi)發(fā)利用教育部工程研究中心，云南 昆明 650201；4.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)與個(gè)性化食品制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650201；5.昆明生物制造研究院有限公司，云南 昆明 650201）

植物基酸奶與普通酸奶是基于截然不同的原料制成[1]，普通酸奶是牛奶或羊奶等動(dòng)物基為原料，植物基酸奶則采用大豆、堅(jiān)果等植物基發(fā)酵而成。與傳統(tǒng)動(dòng)物基發(fā)酵而成的酸奶相比，植物酸奶由于豐富的原料來(lái)源，因此具有更加獨(dú)特的味道、全新的營(yíng)養(yǎng)組成以及特殊的功能。核桃中富含蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維，以及酚類等活性成分，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高[2]。

核桃的不飽和脂肪酸和蛋白質(zhì)含量高，氨基酸組成全面，其中賴氨酸含量相對(duì)較低[3]。核桃蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白，消化率和凈蛋白比值較高[4]。紫米在云南、貴州等地有少量種植，是稀有的彩色稻米資源[5]，蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)等物質(zhì)還含有多種黃酮、酚類、花青素等生物活性化合物[6]，具有抗腫瘤、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抗氧化、降血糖和抗過(guò)敏等活性，這些活性與預(yù)防疾病和促進(jìn)健康有關(guān)，使紫米在食品和醫(yī)藥領(lǐng)域具有更大的潛力[7-8]。國(guó)外植物基市場(chǎng)比國(guó)內(nèi)成熟，國(guó)內(nèi)植物基市場(chǎng)還處于布局階段，植物基酸奶發(fā)展?jié)摿薮螅瑐鹘y(tǒng)的代乳制品主要以大豆為原料，隨著消費(fèi)者需求的增加，新型原料種類不斷增加，如燕麥、大米等谷物類，巴旦木、杏仁等堅(jiān)果類[9]。目前已有以核桃為原料制作酸奶的報(bào)道及研究[10-11]，但核桃發(fā)酵后的風(fēng)味不甚理想，限制了核桃酸奶的發(fā)展[12]，而紫米特有的稻香能夠很好地掩蓋核桃發(fā)酵后的不良味道，通過(guò)紫米的添加，不僅豐富了其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在風(fēng)味及口感也上更易于接受，然而目前關(guān)于紫米酸奶的研究報(bào)道比較少，將紫米與核桃結(jié)合制作純植物基酸奶的研究更是鮮見(jiàn)報(bào)道。鑒于紫米和核桃含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有必要對(duì)核桃紫米酸奶的工藝進(jìn)行優(yōu)化研究。

本研究以核桃和紫米為原料，白砂糖、椰子水、菜籽油為輔料，采用植物乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵，研制出一款酸甜可口、口感獨(dú)特的常溫植物基酸奶，并對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行分析。這不僅可以豐富植物基酸奶的種類，滿足消費(fèi)者對(duì)口味多樣化及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的追求，還可以把云南巨大的自然資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，為云南的核桃和紫米產(chǎn)業(yè)深加工提供開(kāi)發(fā)思路，同時(shí)也為國(guó)內(nèi)常溫植物基酸奶的發(fā)展提供參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)原料

紫米：鎮(zhèn)沅彝族哈尼族拉祜族自治縣金穗糧油加工有限責(zé)任公司；核桃仁：楚雄康記農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司；白砂糖：昆明多悅多工貿(mào)有限公司；椰子水：文昌椰海食品有限公司；羧甲基纖維素（carboxymethyl cellulose，CMC）：尚天生物科技有限公司；植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）：丹麥科漢森公司。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

氫氧化鈉、硫酸銅、甲基紅溴甲酚綠指示劑：天津市鳳船化學(xué)試劑科技有限公司；酚酞指示劑：上海碧云天生物技術(shù)有限公司；MRS培養(yǎng)基：廣東環(huán)凱微生物科技有限公司：試驗(yàn)所用化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

JJ-6A-6H六聯(lián)電動(dòng)恒溫?cái)嚢杵鳎撼Ｖ葜遣┤饍x器制造有限公司；LRH-150F生化培養(yǎng)箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；JM-F80膠體磨：溫州左佳機(jī)械科技有限公司；KDN-08消化爐、KDN-08（04B）定氮儀：上海力辰邦西儀器科技有限公司；SX-2.5-12箱式電阻爐：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；ACQUITY液相色譜儀：美國(guó)Waters公司；AB4000質(zhì)譜儀：上海愛(ài)博才思分析儀器貿(mào)易有限公司；TRACE 1300氣相色譜儀、ISQ 7000質(zhì)譜儀：賽默飛世爾科技公司。

1.3 方法

1.3.1 核桃紫米酸奶制作工藝及操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)：

浸泡：將紫米和核桃仁清洗后，用純凈水浸泡4 h，利于磨漿和熬煮。

紫米熬煮：浸泡好的紫米加入適量清水，先用大火煮開(kāi)，再用小火熬煮至紫米無(wú)白色米心。

磨漿：浸泡好的核桃仁和熬煮過(guò)的紫米，加水混勻后，用膠體磨3 000 r/min細(xì)磨15 min，磨至無(wú)明顯大顆粒，組織狀態(tài)細(xì)膩均勻即可。

混料、殺菌：將白砂糖、椰子水、菜籽油和羧甲基纖維素加入磨好并預(yù)熱至60 ℃的原料漿內(nèi)，加水定容混勻后，95 ℃殺菌20 min，冷卻即得核桃紫米乳。

接種、發(fā)酵：將核桃紫米乳冷卻至34 ℃，添加0.5%的植物乳桿菌，于34 ℃培養(yǎng)12 h。

滅菌、灌裝：再加熱至65 ℃巴氏殺菌30 min后，灌裝即為核桃紫米酸奶成品。

1.3.2 核桃紫米酸奶制備條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)

以核桃紫米酸奶總質(zhì)量為基準(zhǔn)，基礎(chǔ)條件設(shè)置為去皮核桃仁添加量13%、紫米添加量12%、白砂糖8%、椰子水0.75%、菜籽油0.25%、羧甲基纖維素（CMC）0.3%，植物乳桿菌發(fā)酵劑0.05%，發(fā)酵時(shí)間14 h。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以感官評(píng)分和理化指標(biāo)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究核桃仁添加量（11%、12%、13%、14%、15%）、紫米添加量（10%、11%、12%、13%、14%）、CMC添加量（0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%）和發(fā)酵時(shí)間（12 h、13 h、14 h、15 h、16 h）對(duì)核桃紫米酸奶品質(zhì)的影響，確定各因素的適宜范圍。

1.3.3 核桃紫米酸奶制備條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)

以單因素試驗(yàn)為依據(jù)，利用響應(yīng)面Box-Behnken設(shè)計(jì)試驗(yàn)，選取對(duì)酸奶品質(zhì)影響較大的核桃仁添加量、紫米添加量和發(fā)酵時(shí)間為自變量，感官評(píng)分為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)3因素3水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，得到核桃紫米酸奶制作的最佳工藝條件。響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 核桃紫米酸奶制備條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface tests for preparation conditions optimization of walnut and purple rice yogurt

1.3.4 核桃紫米酸奶感官評(píng)定

核桃紫米酸奶的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參照GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》和T/WSJD 12—2020《植物蛋白飲料植物酸奶》制定，分別從色澤、氣味、滋味及組織狀態(tài)四個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)判。邀請(qǐng)10名經(jīng)過(guò)感官評(píng)價(jià)訓(xùn)練的師生，按表2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)分（滿分100分），結(jié)果取平均值。

表2 核桃紫米酸奶的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of walnut and purple rice yogurt

1.3.5 產(chǎn)品指標(biāo)測(cè)定

（1）理化指標(biāo)的測(cè)定

酸度的測(cè)定：參照GB 5009.239—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測(cè)定》；可溶性固形物的測(cè)定參考QB/T 4221—2011《谷物類飲料》；蛋白質(zhì)的測(cè)定參考GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中凱氏定氮法；脂肪的測(cè)定參考GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》中酸水解法；灰分的測(cè)定參考GB 5009.4—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》。

持水力（water holding capacity，WHC）的測(cè)定：稱量離心管質(zhì)量（M1），取20 g樣品放入離心管（M2），4 000 r/min離心10 min，再靜置10 min后，去除上清液，稱量剩余質(zhì)量（M3）。持水力的計(jì)算公式為：WHC=（M3-M1）/（M2-M1）×100%。

（2）脂肪酸的測(cè)定

脂肪酸的測(cè)定采用氣質(zhì)聯(lián)用法[13]。

氣相色譜條件：Thermo TG-FAME毛細(xì)管柱（50 m×0.25 mm，0.20 μm）；分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量1 μL，分流比8∶1。進(jìn)樣口溫度250 ℃；離子源溫度300 ℃；傳輸線溫度280 ℃。程序升溫起始溫度80 ℃，保持1 min；以20 ℃/min升至160 ℃，保持1.5 min；以3 ℃/min升至196 ℃，保持8.5 min；最后以20 ℃/min升至250 ℃，保持3 min。載氣為氦氣（He），載氣流速0.63 mL/min。

質(zhì)譜條件：ThermoISQ 7000質(zhì)譜儀，電子轟擊電離（electronimpactionization，EI）源，SIM掃描方式，電子能量70eV。

（3）氨基酸的測(cè)定

氨基酸的測(cè)定采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法[14]。

液相色譜條件：采用ACQUITY UPLCR BEH C18色譜柱（2.1 mm×100 mm，1.7 μm），進(jìn)樣量5 μL，柱溫35 ℃，流動(dòng)相A-50%甲醇水（含0.1%甲酸），B-10%甲醇水（含0.1%甲酸）。梯度洗脫條件為0～6.5 min，90～70%B；6.5～7 min，70～0% B；7～14 min，0% B；14～14.5 min，0～90% B；14.5～17.5 min，90%B。流速0～8.0 min，0.3 mL/min；8.0～17.5 min，0.4 mL/min。

質(zhì)譜條件：電噴霧電離（electrospray ionization，ESI）源，正離子電離模式。離子源溫度500 ℃，離子源電壓5 500 V，碰撞氣4 psi，氣簾氣40 psi，霧化氣和輔助氣均為50 psi。采用多重反應(yīng)監(jiān)測(cè)進(jìn)行掃描。

脂肪酸及氨基酸定性定量分析：通過(guò)保留時(shí)間和峰形信息對(duì)不同樣品中的化合物質(zhì)譜峰進(jìn)行積分校正，以確保定性和定量分析的準(zhǔn)確性。通過(guò)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品和蘇州帕諾米克生物醫(yī)藥科技有限公司自建數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)樣品中各化合物進(jìn)行分析鑒定。通過(guò)峰面積歸一法對(duì)得到的各化合物進(jìn)行相對(duì)定量，計(jì)算每種組分的峰面積與峰面積總和的比值，作為各化合物的相對(duì)含量。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)平行測(cè)定3次，試驗(yàn)結(jié)果均以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示；用SPSS23.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值及標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算，利用Design-Expert8.0.6對(duì)試驗(yàn)工藝參數(shù)進(jìn)行響應(yīng)面分析，采用TBtools及Origin 2021進(jìn)行聚類和主成分分析并繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃紫米酸奶制備條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)

核桃仁、紫米、CMC添加量及發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分和酸度的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1A可知，隨著核桃仁添加量增大，感官評(píng)分先上升后下降，而滴定酸度先上升后趨于平緩。當(dāng)核桃仁添加量＜13%時(shí)，核桃香味不明顯，滋味不夠豐富，核桃仁添加量為13%時(shí)，感官評(píng)分最高，為（86.7±0.95）分，該條件下制得的核桃紫米酸奶，濃稠度適宜，口感較好，核桃香味明顯。隨著核桃仁含量的增多，其酸度略有上升，澀味及粗糙感也隨之增加[15]，感官評(píng)分呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，此外核桃仁含量增加，核桃香味會(huì)掩蓋紫米的香味，酸奶滋味單一，使得感官評(píng)分較低。故最佳核桃仁添加量為13%。

圖1 不同影響因素對(duì)酸奶品質(zhì)的影響Fig. 1 Effect of different influencing factors on yogurt quality

由圖1B可知，隨著紫米添加量不斷增大，感官評(píng)分表現(xiàn)為先上升后下降，而酸度呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)。酸度的增加，可能是因?yàn)樽厦字械牡途厶堑瘸煞殖蔀榱巳樗峋陌l(fā)酵基料，促進(jìn)了其產(chǎn)酸能力[16]。在核桃紫米酸奶中，紫米添加量＞12%時(shí)，酸奶過(guò)于黏稠，口感及組織狀態(tài)不佳，當(dāng)紫米添加量＜12%時(shí)，酸奶較稀，紫米香味不夠濃郁。紫米添加量為12%時(shí)，酸奶口感較好，濃稠度適宜，感官評(píng)分最高，為（89.29±0.83）分。故最適紫米添加量為12%。

由圖1C可知，當(dāng)CMC添加量在0.2%～0.3%時(shí)，感官評(píng)價(jià)、滴定酸度隨CMC添加量的增加而增加，當(dāng)CMC添加量為0.3%時(shí)，感官評(píng)分最高，為（86.28±0.38）分，酸度為（49.3±0.37）°T。當(dāng)CMC添加量＞0.3%之后，感官評(píng)分下降、酸度下降后緩慢回升。這是因?yàn)榉€(wěn)定劑添加過(guò)少，植物蛋白不穩(wěn)定[17]，酸奶品質(zhì)狀態(tài)不好。而穩(wěn)定劑添加過(guò)多，酸奶黏度過(guò)高，口感不佳，感官評(píng)分亦降低。故CMC的最佳添加量為0.3%。

由圖1D可知，隨著發(fā)酵時(shí)間不斷加長(zhǎng)，其感官評(píng)分表現(xiàn)為先上升后下降的變化，而滴定酸度則呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間過(guò)短時(shí)，微生物產(chǎn)酸不完全，酸奶風(fēng)味不足，而發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，微生物產(chǎn)生的乳酸過(guò)多，酸奶酸度增加，口感過(guò)酸，甚至導(dǎo)致酸奶變質(zhì)，影響酸奶品質(zhì)，整體風(fēng)味不佳[18]。發(fā)酵時(shí)間為14 h時(shí)，其感官評(píng)分最高，為（86.03±0.29）分，酸度為（49.58±0.82）°T，此條件下制得的酸奶，酸甜適宜，發(fā)酵風(fēng)味獨(dú)特，整體風(fēng)味最佳。故最佳發(fā)酵時(shí)間為14 h。

2.2 核桃紫米酸奶制備條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)

以單因素試驗(yàn)為依據(jù)，選取核桃仁添加量（A）、紫米添加量（B）和發(fā)酵時(shí)間（C）3個(gè)對(duì)核桃紫米酸奶口感風(fēng)味影響較大的因素為自變量，以感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，利用Box-Benhnken對(duì)核桃紫米酸奶進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化試驗(yàn)，進(jìn)行17組試驗(yàn)，試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表3，方差分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 核桃紫米酸奶制備條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Design and results of response surface plots for preparation conditions optimization of walnut and purple rice yogurt

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression models

通過(guò)Design Expert 8.0.6軟件對(duì)表4中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元非線性回歸擬合，得到感官評(píng)分（Y）對(duì)核桃仁添加量（A）、紫米添加量（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）的二次回歸方程為：

Y=+86.27-1.59A+0.0825B-0.9138C+0.855AB+0.0825AC-1.01BC-1.51A2-3.80B2-3.88C2

由表4可知，回歸模型極顯著（P＜0.01），失擬項(xiàng)不顯著（P＞0.05），表明模型擬合度較高。決定系數(shù)為0.988 6，調(diào)整決定系數(shù)為0.973 9，表明此模型對(duì)實(shí)際試驗(yàn)方法擬合度和預(yù)測(cè)性都較好，適合紫米核桃酸奶發(fā)酵工藝。變異系數(shù)=0.85%，說(shuō)明試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭噩F(xiàn)性較好。由P值可知，一次項(xiàng)A、C，交互項(xiàng)BC，二次項(xiàng)A2、B2、C2對(duì)感官評(píng)分影響極顯著（P＜0.01），交互項(xiàng)AB對(duì)感官評(píng)分影響顯著（P＜0.05）。由F值可知，影響酸奶發(fā)酵的工藝條件因素為A＞B＞C，即核桃仁添加量＞紫米添加量＞發(fā)酵時(shí)間。說(shuō)明通過(guò)該多元回歸方程模型得到的優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果可靠性高，可用該模型分析和預(yù)測(cè)酸奶的感官評(píng)分。

通過(guò)Design-Expert 8.0.6軟件分析回歸方程，得出核桃紫米酸奶的最佳制備工藝條件為：核桃仁添加量12.46%、紫米添加量11.97%、發(fā)酵時(shí)間13.88 h，在此條件下酸奶感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為86.76分。依據(jù)實(shí)際條件，將最佳工藝條件調(diào)整為：核桃仁添加量12.5%、紫米添加量12%、發(fā)酵時(shí)間14 h，采用該最佳工藝條件重復(fù)3次實(shí)驗(yàn)操作，結(jié)果取平均值，得到酸奶的感官評(píng)分實(shí)際值為86.87分，酸度為49.05°T。表明真實(shí)值與模型預(yù)測(cè)值之間的擬合性較好，說(shuō)明將感官評(píng)分作為響應(yīng)值，利用響應(yīng)面法優(yōu)化的工藝參數(shù)可行。

2.3 核桃紫米酸奶發(fā)酵前后品質(zhì)分析

2.3.1 脂肪酸分析

脂肪酸對(duì)酸奶風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)，大量研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌發(fā)酵前后會(huì)使脂肪酸成分會(huì)發(fā)生變化[19]。核桃紫米酸奶發(fā)酵前后脂肪酸含量的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5，脂肪酸組成熱圖見(jiàn)圖2。

圖2 核桃紫米酸奶與核桃紫米乳脂肪酸的聚類分析Fig. 2 Cluster analysis of milk fatty acids in walnut and purple rice yogurt and walnut and purple rice milk

表5 核桃紫米酸奶與核桃紫米乳脂肪酸組成Table 5 Fatty acids composition of walnut and purple rice yogurt and walnut and purple rice milk

由表5及圖2可知，通過(guò)發(fā)酵，核桃紫米酸奶總脂肪酸含量下降了14.52%，飽和脂肪酸含量占比下降3.59%，單不飽和脂肪酸含量占比上升了33.03%。兩種樣品中共檢測(cè)出36種脂肪酸，其中亞油酸含量最高，其次為油酸、α-亞麻酸、順-11-二十碳烯酸、硬脂酸和棕櫚酸。將樣本進(jìn)行聚類分析可以看出，兩者之間存在一定差別[20]。核桃紫米乳中飽和脂肪酸含量（5.01%）略高于核桃紫米酸奶中不飽和脂肪酸含量（4.83%），但核桃紫米乳氨基酸總量卻高于核桃紫米酸奶。富含飽和脂肪酸的食物會(huì)增加血清膽固醇，增加心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[21]，由結(jié)果可以看出，通過(guò)發(fā)酵，飽和脂肪酸的含量降低，進(jìn)而降低相關(guān)疾病的發(fā)病率[22]。其中，二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）僅在核桃紫米酸奶中檢測(cè)到。EPA具有降血脂及防止動(dòng)脈粥樣硬化的作用，并對(duì)心血管疾病具有積極的代謝作用[23]。此外單不飽和脂肪酸通過(guò)發(fā)酵，含量占比得到提高。但多不飽和脂肪酸的含量占比有所下降，發(fā)酵過(guò)程可能是導(dǎo)致其含量比例下降的主要原因。多不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸比值是評(píng)價(jià)油脂質(zhì)量的重要指標(biāo)，其最低值應(yīng)在0.45左右[24]。核桃紫米酸奶中多不飽和脂肪酸/飽和脂肪酸明顯高于0.45，表明核桃紫米酸奶中脂肪酸的比例是合理的。

2.3.2 氨基酸分析

蛋白質(zhì)水解生成為多肽，再將多肽轉(zhuǎn)化為氨基酸加以利用，這是乳酸菌最重要的代謝活動(dòng)之一[25]。對(duì)核桃紫米酸奶發(fā)酵前后氨基酸含量的變化進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 核桃紫米酸奶與核桃紫米乳氨基酸組成Table 6 Amino acid composition of walnut and purple rice yogurt and walnut and purple rice milk

由表6可知，核桃紫米乳的總氨基酸含量要高于核桃紫米酸奶，這可能與微生物生長(zhǎng)消耗部分氨基酸，生成揮發(fā)性酸、胺等含氮物質(zhì)有關(guān)[26]。游離氨基酸是核桃乳的主要風(fēng)味物質(zhì)，對(duì)核桃乳的風(fēng)味形成起著重要作用。天冬氨酸和谷氨酸是類似于味精的成分，能給核桃乳帶來(lái)鮮味，絲氨酸、蘇氨酸、甘氨酸和丙氨酸有一種令人愉悅的甜味，而異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和組氨酸則有苦味[27]。樣品的主要風(fēng)味氨基酸是甜味氨基酸，其占比分別為（31.34±1.73）%、（24.92±0.87）%，其次是鮮味氨基酸和苦味氨基酸；對(duì)比兩種樣品不難發(fā)現(xiàn)，通過(guò)發(fā)酵，鮮味和苦味氨基酸含量的占比下降，而甜味氨基酸含量占比上升，而氨基酸譜的變化會(huì)影響核桃乳的風(fēng)味，從而改善其口感。對(duì)樣品的氨基酸含量占比進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 核桃紫米酸奶與核桃紫米乳的21種氨基酸對(duì)比Fig. 3 Comparison of 21 amino acids between walnut and purple rice yogurt and walnut and purple rice milk

由圖3可知，從兩種樣品中共鑒定出21種氨基酸，核桃紫米酸奶和核桃紫米乳中氨基酸含量占比最多的是丙氨酸，其次是γ-氨基丁酸、谷氨酸和精氨酸組氨酸，其他游離氨基酸含量較少，其中高半胱氨酸只在核桃紫米乳中檢測(cè)到。與核桃紫米乳相比，核桃紫米酸奶中γ-氨基丁酸、甘氨酸和脯氨酸含量上升，但有一部分氨基酸尤其是必需氨基酸含量下降，這可能是因?yàn)椋参锶闂U菌在發(fā)酵過(guò)程中，一些復(fù)雜的反應(yīng)，如酶轉(zhuǎn)化，氨基酸被分解，從而導(dǎo)致氨基酸含量下降[28]。綜上所述，核桃紫米酸奶發(fā)酵后，氨基酸組成發(fā)生了變化，其中苦味氨基酸占比下降了20.23%，甜味氨基酸占比上升了25.76%。

2.3.3 核桃紫米酸奶中脂肪酸及氨基酸主成分分析

對(duì)氨基酸及脂肪酸組分進(jìn)行主成分分析（principle component analysis，PCA），更直觀地分析了核桃紫米酸奶與核桃紫米乳品質(zhì)的差別，核桃紫米酸奶與核桃紫米乳氨基酸及脂肪酸組分的主成分分析結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 核桃紫米酸奶與核桃紫米乳氨基酸及脂肪酸組分的主成分分析結(jié)果Fig. 4 Principle component analysis results of amino acid and fatty acid components of walnut and purple rice yogurt and walnut and purple rice milk

由圖4可知，PC1和PC2的方差貢獻(xiàn)率分別為68.9%和20.1%，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到89%，可以解釋原變量信息中的大部分變異[29-30]。其中甜味氨基酸和單不飽和脂肪酸含量占比與核桃紫米酸奶的綜合品質(zhì)呈正相關(guān)，這與它們的含量占比在核桃紫米酸奶中最高相一致。同樣的，鮮味氨基酸、苦味氨基酸和飽和脂肪酸等對(duì)核桃紫米乳的綜合品質(zhì)也有顯著貢獻(xiàn)。兩種酸奶之間差異明顯，可用PCA進(jìn)行有效區(qū)分。

2.4 理化指標(biāo)測(cè)定

根據(jù)優(yōu)化后的最佳工藝配方制得核桃紫米酸奶，對(duì)其理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 紫米核桃酸奶指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table 7 Determination results of indexes of purple walnut yoghurt

由表7可知，酸奶色澤均勻，酸甜度適中，并有核桃和紫米的香味，狀態(tài)細(xì)膩、黏度適中，未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。產(chǎn)品的酸度49.05 °T，蛋白質(zhì)含量3.02 g/100 g，脂肪含量5.36 g/100 g，固形物含量29.09 g/100 g，菌落總數(shù)＜20 CFU/mL，未檢出致病菌。由表7可知，核桃紫米酸奶各項(xiàng)指標(biāo)均符合T/WSJD 12—2020《植物蛋白飲料植物酸奶》要求。

3 結(jié)論

本研究以核桃和紫米為原料，通過(guò)植物乳桿菌發(fā)酵，得到常溫植物基核桃紫米酸奶，以單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化酸奶工藝，得到的最佳工藝條件為：核桃仁添加量12.5%、紫米添加量12%、發(fā)酵時(shí)間14 h。在此條件下核桃紫米酸奶的感官評(píng)分為86.87分，酸甜適口，濃稠度適宜，具有良好的組織狀態(tài)及風(fēng)味。通過(guò)品質(zhì)分析可以看出，通過(guò)發(fā)酵，改變了樣品氨基酸及脂肪酸的組成，不僅增加了不飽和脂肪和甜味氨基酸的占比，還減少了苦味氨基酸等對(duì)口感有不良影響物質(zhì)的占比，使得核桃紫米酸奶有了更好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及更讓人們接受的口感。