凝固型山楂酸豆乳配方及发酵工艺研究

崔蕊静 申淑琦 高海生

凝固型山楂酸豆乳配方及发酵工艺研究

崔蕊静1申淑琦2高海生1

(河北科技师范学院食品科技学院1，秦皇岛 066004)
(河北农业大学海洋学院2，秦皇岛 066003)

以无腥大豆和山楂为主要原料，对添加山楂粉的酸豆奶配方组合以及发酵工艺进行了探讨，并分析了山楂制品物性指标。通过单因素和正交试验确定最佳工艺条件:豆水质量比1∶8的豆奶中加入0．4%的山楂粉、8%的蔗糖、接种量为4%、42℃发酵4 h，工艺可行。物性指标测定结果表明，山楂汁中富含的果胶对制品的硬度、弹性、黏附性等均有较大影响。山楂果胶具有较高的黏稠性，减少了人工合成稳定剂的使用，增加了酸豆乳的稳定性，防止制品析水。制得产品色泽良好、组织状态细腻均匀、酸甜爽口，集营养与保健功能于一体。

山楂 无腥大豆 发酵 酸豆奶 物性指标

大豆中富含油脂、不饱和脂肪酸、蛋白、卵磷脂、异黄酮、皂苷、低聚糖、膳食纤维以及植物甾醇、多肽等多种功能性成分［1－2］。大豆有提高人体免疫力，除掉附在血管壁上的胆固醇，防止血管硬化，预防心血管疾病，保护心脏，防治因肥胖而引起的脂肪肝，降血压和延迟女性细胞衰老、养颜，促进骨骼生成，降血脂等功效［3－5］。

酸豆奶是大豆制浆(即豆乳)后，加入少量奶粉(或不加)或新鲜牛奶(或不加)及某些可供益生菌利用的糖类作为发酵促进剂，经益生菌发酵而成［6－8］。酸豆奶既保留了豆奶的营养成分，又破坏了大豆的抗营养因子，如影响蛋白质消化吸收的胰蛋白酶抑制剂、引起血红细胞凝集的凝血素、肠胃胀气因子、过敏因子等;同时还可抑制肠内腐败菌的生长;益生菌同时可降解部分蛋白，使蛋白质更加细腻滑润，利于人体消化吸收，具有很高的营养价值［9］。

山楂中含有VA、VC、VB1、VB2等多种维生素，黄酮类化合物，多种矿质元素，尤其含钙量在水果中列第一位，熊果酸、山楂酸、齐墩果酸等三帖类，还含有绿原酸、表儿茶酚、胆碱等多种营养成分，可起到消食健胃、降血压、降血脂、增进冠状动脉血流量、防治冠心病和心绞痛等作用，通过抗氧化和清除氧自由基而具有抗癌、防癌功效［10－11］。

试验将山楂制成山楂粉，添加到豆奶中发酵，产品集二者营养与保健功能于一体，同时山楂粉可弥补豆乳含钙量和维生素等不足的缺陷，且山楂中富含的果胶具有较高的黏稠性，可代替人工合成稳定剂的使用，增加酸豆乳的稳定性。

1 材料与方法

1．1 试验材料

无腥味大豆:河北农科院;山楂:河北科技师范学院园林系试验基地;保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌:河北科技师范学院食品工程系微生物实验室。

1．2 主要仪器设备

电热恒温水浴锅:上海医疗器械总厂;pHS－3C型酸度计:萧山市鑫龙医疗仪器有限公司;干燥箱:上海市保险仪器厂;豆浆机:温岭市龙达电机厂;电磁炉:九阳股份有限公司;生化培养箱:上海博迅实业有限公司医疗设备厂;超级离心研磨机:Retsch GmbH＆Co KG公司;TMS－PRO食品物性分析仪:美国FTC公司。

1．3 试验方法

1．3．1 山楂酸豆乳加工工艺流程

1．3．2 山楂酸豆乳发酵单因素试验

在预试验的基础上，确定影响山楂酸豆乳质量的单因素试验的基本参数为豆水质量比1∶8的豆奶中加入0．4%山楂粉、8%蔗糖、接种量4%、42℃条件下发酵4 h，分别变动基本参数中的单一因素，检测相应条件下的酸度，考察单因素变化对产品品质的影响。每个水平重复3次，对不同水平进行新复极差分析。并组织有食品专业背景和感官评定经验的15人对制品的色泽、气味和滋味等进行感官评定(表1)。同时对产品的物性进行分析，预试验结果显示，蔗糖添加量、接种量和发酵时间对产品质构影响小，故结果中不再分析。

表1 山楂风味酸豆奶的感官评定标准

1．3．3 山楂酸豆乳发酵正交试验

选用山楂粉添加量、蔗糖添加量、接种量、发酵时间为考察因素，以发酵pH作为考察指标，结合感官评定采用L9(34)正交表进行试验，因素水平列于表2。

表2 L9(34)正交试验因素水平表

1．4 测定方法

样品保水性的测定:吸取5 mL、4℃样品放入刻度离心管中，以4 000 r/min的速度离心20 min，1 min之后读数，酸豆奶的乳清析出率用离心后乳清体积的百分数表示［12］。

物性分析:对酸豆奶的物性进行分析，采用测量力500 N，测量速度15 mm/s，测量的深度40 mm，探头的型号是圆锥形探头，对成品进行硬度、弹性、黏附力等物性的分析［13］。

1．5 数据处理

数据处理采用统计软件SPSS 11．5，处理间差异显著性分析采用Duncan新复极差法多重比较。

2 结果与分析

2．1 发酵单因素试验

2．1．1 山楂粉加入量对酸豆奶发酵和质地的影响

豆水质量比1∶8的豆奶中，分别加入山楂粉0．1%、0．2%、0．3%、0．4%、0．5%、0．6%，搅拌均匀后测定pH，观察豆乳的状态。再加入蔗糖8%，接种量4%，42℃发酵4 h后测pH。每个水平重复3次，对不同的水平进行新复极差分析;同时结合感官评定确定山楂粉的添加量。

表3 山楂粉添加量对产品酸度和感官的影响

结果表明(表3)，山楂粉的添加量对发酵酸度影响不显著。不同处理进行方差分析，F=0．937＜F0．05=3．106，说明山楂粉添加量对酸度无显著影响，新复极差检验，各处理间不存在显著性差异。但山楂粉添加量对感官评定和质地影响很大。山楂粉添加量过少时，山楂颜色以及山楂香气不明显，且发酵后有水析出;添加量过大时，发酵前产品酸度过高，接近豆乳中蛋白质的等电点，豆乳中产生絮状沉淀，造成凝乳不稳定，甚至不能发酵凝固。山楂粉添加量对质地的影响见表4。

表4 山楂粉添加对凝固型酸豆奶质地的影响

表4结果表明，豆奶中添加山楂粉发酵对凝固型酸豆奶的作用效果较好，对质地如硬度、黏度等起到了改善作用，并且有效地提高了酸豆奶的保水性。这是由于山楂中的果胶自身独特的结构特点，使其能在界面上与豆乳中的蛋白发生交互作用，并且在酸性条件下具有高度的稳定性，因而经常被应用到酸乳饮料或酸奶制品中。在豆乳发酵过程中，乳酸的产生使pH不断降低、蛋白微粒上的正电荷逐渐增多，当降低到蛋白等电点4．6左右时，果胶所带的负电荷与蛋白上的正电荷相结合，结果蛋白粒子被果胶包裹而受到保护，有效防止了蛋白粒子间的凝集、沉淀。因此酸豆奶的黏度有所增加，且大豆蛋白在酸的作用下开始变性凝固成凝胶状态，形成的凝胶包裹水分，表现为乳清析出率降低。故结合感官评定和产品质地，山楂粉添加量0．4%左右为宜。

2．1．2 豆水质量比对酸豆奶发酵及质地的影响

豆水质量比分别为 1∶6、1∶8、1∶10、1∶12、1∶14的豆乳中加入0．4%山楂粉，8%蔗糖，接种量4%，42 ℃发酵1、2、3、4、5 h，分别测定酸豆奶的酸度、黏度、乳清析出率等。

表5 豆水质量比对酸豆奶发酵酸度及质地的影响

表5结果表明，不同豆水质量比在发酵期间的酸度变化规律相似。发酵前1～2 h，发酵酸度无明显变化，产酸较少;发酵2 h后，酸度随发酵时间延长明显上升。豆水质量比1∶8～1∶12时，发酵期间的酸度无明显差别(P＞0．05)，当豆水质量比为1∶6时，发酵2 h后，酸度明显高于其他处理组(P＜0．01)，这是因为豆乳中固形物浓度较高时，为乳酸菌提供了充足的营养，有利于乳酸菌的生长繁殖，产酸速度加快，但感官评定结果，豆乳浓度大时，酸豆乳口感粗糙，质地过硬。

不同豆水质量比的豆乳发酵，在发酵前2 h，酸豆奶黏度无明显变化(P＞0．05)，发酵2 h后黏度迅速上升，发酵4 h后，酸豆奶黏度仍缓慢上升。因发酵初期，由于乳酸菌产酸量较少，酸豆奶中的蛋白还未充分凝固，黏度较低;随发酵时间延长，产酸量增加，大豆蛋白在酸的作用下开始变性凝固成凝胶状态，形成的凝胶包裹水分，使酸豆奶黏度上升。但当豆水质量比1∶6时，酸豆奶的黏度与豆水质量比1∶8差异不明显，因豆乳中大豆蛋白的含量过高时，形成的凝胶较致密，阻碍其包裹水分，酸豆奶的黏度提高不明显。

不同豆水质量比的豆乳发酵，乳清析出率存在明显差异。随豆乳浓度的增加，乳清析出率明显降低(P＜0．01)。豆乳浓度的增加，大豆蛋白含量相对增加，蛋白在发酵期间凝固成的凝胶结构，可包裹大量水分，同时，蛋白表面的活性部位可通过氢键结合大量的水分，故适当提高豆乳浓度，可提高酸豆奶的保水性，防止乳清析出。

综合考虑，选择豆水质量比为1∶8的豆乳发酵，产品的酸度适宜，黏度适中，组织状态稳定。

2．1．3 蔗糖的添加量对酸豆奶发酵影响

豆水质量比1∶8的豆乳中加入0．4%山楂粉，分别加 4%、6%、8%、10%、12% 蔗糖，接种量 4%，42℃发酵4 h后测pH，同时进行感官评定。

表6 蔗糖添加量对产品酸度和感官的影响

表6结果表明，蔗糖的添加量对发酵酸度影响较大。对不同处理进行方差分析，F=10．151＞F0．01=5．994，说明蔗糖的添加量对发酵酸度存在极显著差异;新复极差检验，蔗糖添加量为6%、8%、10%处理间差异不显著，其余各处理间差异显著。而且蔗糖添加量为6%、8%、10%处理明显优于其他处理。感官评定结果，蔗糖的含量过高，产品过甜，山楂风味被掩盖;蔗糖含量过低，产品甜味不足，酸味较大，且影响发酵。蔗糖添加量8%，酸豆乳凝固效果好且酸甜适口。

2．1．4 接种量对酸豆奶发酵的影响

豆水质量比1∶8的豆奶中加入8%的蔗糖，接种量分别为3%、4%、5%、6%，加入0．4%的山楂粉，42℃发酵4 h后测pH，同时进行感官评定结果见表7。

表7 接种量对产品酸度和感官的影响

表7结果表明，接种量对发酵后酸度影响较大，随着接种量的增加，发酵酸度提高。对不同处理进行方差分析，F=12．344 ＞ F0．01=7．591，说明接种量对发酵酸度存在极显著差异;新复极差检验，接种量为4%、5%、6%均无显著差异，仅与接种量3%的处理存在显著差异。结合感官，接种量过小，凝固性差，有大量乳清析出;接种量过大，发酵液的pH值超过蛋白质的等电点，降低了蛋白质的亲水性，而使蛋白质不能形成胶体并且成本较高。故接种量4%为宜。

2．1．5 发酵时间对酸豆奶发酵的影响

豆水质量比1∶8的豆奶中加入0．4%的山楂粉，接种量为4%，42 ℃分别发酵3、4、5、6 h，结果见表8。

表8 发酵时间对产品酸度和感官的影响

表8结果表明，发酵时间对发酵酸度影响较大，随着发酵时间的增加，酸度提高。不同处理进行方差分析，F=17．592 ＞ F0．01=7．591，说明发酵时间对发酵酸度存在极显著差异;新复极差检验，发酵时间为4 h与5 h、5 h与6 h处理间差异不显著，其余处理间差异显著。结合感官，发酵时间不足4 h，凝固松散，发酵香味不明显;发酵时间超过6 h，有乳清析出，口感粗糙。发酵4 h为宜。

2．2 山楂酸豆奶发酵最佳工艺的筛选

在单因素的基础上，以山楂粉添加量、蔗糖添加量、接种量、发酵时间4因素做L9(34)正交试验，不同处理重复3次，试验结果见表9。

表9 L9(34)正交试验结果

数据分析表明，各因素对发酵酸度的影响顺序为发酵时间影响最大，其次是接种量、蔗糖添加量和山楂粉添加量影响最小，这与单因素结论一致，极差分析最优组合为A1B1C3D2;影响产品风味的主次因素依次为A＞C＞D＞B，即山楂粉添加量＞接种量＞发酵时间＞蔗糖添加量。极差分析最优组合为A3B2C1D1，故对 A1B1C3D2与 A3B2C1D1两组合进行对比试验。

表10 最优组合对比试验

结果表明，两种组合产品酸度均在合适范围内，感官评价组合A3B2C1D1略优于A1B1C3D2，即添加0．4%山楂粉，8%蔗糖，接种量4%，发酵时间4 h后所得产品组织细腻、酸甜适中、风味良好。

3 结论

豆水质量比1∶8的豆奶中，添加0．4%山楂粉，8%蔗糖、接种4%乳酸菌，42℃发酵4 h，按此工艺和配方加工的产品风味、色泽、组织状态等良好，是一种比较理想的发酵工艺。

山楂中的果胶物质的黏稠性，使山楂酸豆乳比普通酸豆乳的硬度、弹性、黏附性等大，且乳清析出少，组织状态稳定。

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Study on Formula and Fermentation Tech－nology of Solidifying Hawthorn Acid Soybean Milk

Cui Ruijing1Shen Shuqi2Gao Haisheng1
(College of Food Science and Tech－nology，Hebei Normal University of Science and Tech－nology1，Qinhuangdao 066004)
(Ocean College of Hebei Agricultural University2，Qinhuangdao 066003)

With the non － odor soybean and haw powder as main raw materials in this paper，the formula composition and fermentation Tech－nology of haw powder soy yogurt were discussed．After preparation of haw powder，the first single － factor test by haw powder was initially carried out to determine the amount of added sugar content，inoculation concentration and fermentation time．The best process condition was determined by the four－factor and three－level test．To get the haw powder soy yogurt which was of tempting color，delicate uniform organizations and good taste of the flavor，the best formula was to add tempting colour 0．4%，Lactobacillus 4%，and sucrose 8%to the soy yogurt，then fermentation was conducted at 42 ℃ for 4 h，and the proportion of bean in water was one eighth．In this way the stability was improved because of the pectin in haw．The soy yogurt was one of nutrition and health care functions．

haw，non － odor soybean，fermentation，soybean milk yogurt，physical index

TS214．9

A

1003－0174(2011)10－0093－05

秦皇岛市科技局项目(2002－62)，河北科技师范学院项目(CXTD2010－7)

2010－11－05

崔蕊静，女，1966年出生，教授，农产品加工

高海生，男，1962年出生，教授，发酵工艺与原料质量控制