发酵型紫薯大豆酸奶的研制

王新惠，白婷，3，*，张崟，王国燕，李俊霞，3，邓晓燕，罗静，张庆（1.成都大学肉类加工四川省重点实验室，四川成都610106；.成都大学生物产业学院，四川成都610106；3.西华大学生物工程学院，四川成都611743）

发酵型紫薯大豆酸奶的研制

王新惠1，2，白婷1，2，3，*，张崟1，2，王国燕2，李俊霞1，2，3，邓晓燕2，罗静2，张庆2
（1.成都大学肉类加工四川省重点实验室，四川成都610106；2.成都大学生物产业学院，四川成都610106；3.西华大学生物工程学院，四川成都611743）

摘要：以紫薯和黄豆为主要原料，选用嗜热链球菌（Streptococcus thermophiles6038）和德氏乳酸杆菌保加利亚亚种（Lactobacillus delbrueckiisubsp.bulgaricus），以1∶1混合作为发酵剂进行发酵，以感官评价为参考指标，确定紫薯大豆酸奶工艺参数。结果表明，紫薯大豆酸奶最佳工艺参数为：紫薯浆添加量8%、蔗糖添加量9%、接种量3%、发酵温度38℃、发酵时间8h。在此条件下发酵的紫薯大豆酸奶，色泽呈均匀香芋色，口感细腻，酸奶特殊香气及紫薯味浓郁，酸甜适中，可溶性固形物≥10%，蛋白质含量≥2.9%，pH 4.6，酸度59°T，菌落总数3.1×107cfu/mL，乳酸菌数2.8×107cfu/mL，未检测出大肠杆菌和致病菌，其质量达到GB19302-2010《食品安全国家标准发酵乳》对酸奶的指标要求。

关键词：紫薯；大豆；酸奶；发酵

紫薯是世界公认的健康食品，研究已证实它除了具有普通红薯的营养成分外，尤其富含硒元素和花青素，其中花青素含量为12.2mg/100 g，硒0.007μg/g[1-3]。花青素是目前科学界发现的防治疾病、维护人类健康最直接、最有效、最安全的自由基清除剂，其清除自由基的能力是VC的20倍、VE的50倍[4-6]。目前，紫薯受到国内外食品研究领域专家、学者的广泛关注。酸奶由于其特有的营养价值和保健功能，越来越受到人们的重视。大豆酸奶具有牛奶酸奶不可比拟的优点，如营养成分丰富，胆固醇含量低，蛋白质含量高及原料易获得，制作过程简单等[7-8]。随着生活水平的提高，人们对食品需求已由营养、安全上升到保健层次，具有保健功能的奶制品备受消费者喜爱，市场前景广阔。

目前，对紫薯功能性食品的开发主要偏重于紫薯的花青素提取物的应用，而直接利用紫薯浆开发功能性食品的研究鲜有报道；功能性奶制品的研制主要集中在牛奶型酸奶的研制，而大豆酸奶的研制在国内鲜见未报道。本文以大豆奶、紫薯浆为原料，在发酵液中适当加入蔗糖及其他辅料，选用嗜热链球菌和德氏乳酸杆菌保加利亚亚种作为发酵剂，生产发酵型紫薯大豆酸奶，使酸奶既有乳酸发酵的怡人香味，又不失紫薯的原有风味和营养价值，两种风味浑然一体，构成产品独特风味。该奶制品的研制将对紫薯和大豆的深加工具有实际意义。

1　材料与方法

1.1供试原料

紫薯、黄豆、一级白砂糖均为市售；嗜热链球菌（Streptococcus thermophiles6038）、德氏乳酸杆菌保加利亚亚种（Lactobacillus delbrueckiisubsp.bulgaricus）由食品加工四川省高校重点实验室提供。

1.2设备与仪器

pHS-3C酸度计：上海日岛科技有限公司；LRH-250F型生化培养箱：上海一恒科学仪器有限公司；豆浆机：九阳股份有限公司；全自动蒸汽压力灭菌锅：江苏医疗设备厂；冰箱：青岛海尔股份有限公司；JA2003型电子天平：上海天平仪器厂；超净工作台：重庆医疗设备厂。

1.3工艺操作要点

1.3.1工艺流程

原料紫薯→清洗去皮→压榨→取汁

↓

黄豆→浸泡4 h→90℃打浆→过滤→取豆浆→搅匀→煮沸→冷却60℃→白砂糖→接种→分装→发酵→冷藏

1.3.2菌种活化

选用热链球菌和德氏乳酸杆菌保加利亚亚种（1∶1）混合为发酵剂。以灭菌脱脂复原奶作为种子培养基，将2种菌分别接种于试管培养基中，42℃活化24 h，0℃保藏。

1.3.3豆浆制备

选优质黄豆清洗后，加水浸泡4 h，加入1∶3水进行打浆。浆液煮沸，过滤，冷却至50℃～60℃备用。

1.3.4紫薯浆制备

挑选新鲜紫薯清洗干净，切块，榨汁，取浆液备用。

1.4检测方法

1.4.1感官评价

10位食品专业人员对产品进行感官评价，标准见表1。

表1发酵型紫薯大豆酸奶感官评定标准

Table1　Thesensory evaluation criteria ofpurplesweet potato juice soybean yoghurt项目　　评分标准组织状态（30分）表面柔滑，无或少量乳清析出，细腻柔和，黏稠性好，质地均匀，无气泡（25分～30分）表面柔滑，有乳清析出，黏稠性不太好，有分层，少量气泡（15分～24分）表面粗糙，大量乳清析出，分层明显或有大块颗粒状凝块（0分～14分）口感（30分）酸甜适中，细腻柔滑（25分～30分）酸甜比例稍有失调，口感些许粗糙，不尽柔和，尚可接受（24分～15分）过酸或者过甜，口感粗糙，难以接受（0分～9分）风味（20分）酸奶特殊香气及紫薯味浓郁、协调（15分～20分）酸奶味浓，紫薯味淡（10分～14分）无紫薯味甚至有异味（0分～9分）色泽（20分）香芋色（15分～20分）浅紫色（10分～14分）灰白色或褐色（0分～9分）

1.4.2酸度测定

按照GB 5413.34-2010《食品安全国家标准乳和乳制品酸度测定》。

1.4.3微生物指标测定

按照GB/T4789-2008中规定方法进行检测。

1.4.4蛋白质测定

按照GB5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》进行测定。

1.5发酵条件对产品质量的影响

1.5.1紫薯浆添加量对产品质量的影响

紫薯浆添加量分别为4%、6%、8%、10%，菌种接种量3%，蔗糖添加量9%，40℃发酵8 h。产品进行感官评定。

1.5.2蔗糖添加量对产品质量的影响

蔗糖添加量分别为3%、6%、9%、12%，菌种接种量3%，40℃发酵8 h。产品进行感官评定。

1.5.3发酵温度对产品质量的影响

紫薯浆添加量8%，蔗糖添加量9%，菌种接种量3%，发酵温度分别为36、38、40、42℃，发酵8 h。产品进行感官评定。

1.5.4发酵时间对产品质量的影响

紫薯浆添加量8%，蔗糖添加量9%，菌种接种量3%，38℃分别发酵4、6、8、10 h。产品进行感官评定。

1.6冷藏过程中产品质量变化

紫薯浆添加量8%，蔗糖添加量9%，菌种接种量3%，38℃发酵6 h，发酵结束后放入冷藏柜，冷藏温度10℃，分别在第0、5、10、15、20天进测定紫薯大豆酸奶的酸度和乳酸菌、菌落总数、大肠杆菌数，以不添加紫薯浆大豆酸奶为对照。

1.7产品质量分析

紫薯浆添加量8%，蔗糖添加量9%，接种量3%，38℃发酵8 h，发酵结束后，测定产品pH、酸度、蛋白质含量和微生物含量。

2　结果与分析

2.1紫薯浆添加量对紫薯大豆酸奶质量的影响

紫薯浆添加量对紫薯大豆酸奶质量的影响结果见表2。

表2　紫薯浆添加量对大豆酸奶质量的影响感官评价结果Table2　Effects of pu rp le sweet potato juiceadd ition on sensory evaluation of soybean yoghurt

结果表明，紫薯浆添加量为8%紫薯大豆酸奶质地好，细腻，色泽鲜美呈香芋色，酸奶香味兼紫薯香味浓郁，产品质量最佳。紫薯浆添加量为4%，酸奶质地细腻，酸奶香味浓郁，但色泽呈浅紫色，紫薯味淡。当紫薯浆添加量为12%，色泽呈深紫色，但酸奶凝固较差，乳清析出，酸奶特色香味淡，粗糙。

产生这种现象的主要原因：一是紫薯浆比例过高，则豆浆含量相对减少，蛋白质含量偏低，酸奶难凝固；二是紫薯浆中含有淀粉，紫薯浆比例过高，造成大豆酸奶中淀粉含量偏高，容易形成粒状凝块，口感粗糙；此外，紫薯浆中含花青素，花青素具有强抗氧化能力，对发酵剂生长有一定抑制作用，紫薯浆比例过高，造成酸奶中花青素偏高，部分抑制发酵剂的发酵产酸，从而对酸奶凝固也产生一定影响。

2.2蔗糖添加量对紫薯大豆酸奶质量的影响

蔗糖添加量对紫薯大豆酸奶质量的影响结果见表3。

结果表明，蔗糖添加量为9%时，紫薯大豆酸奶的质量最佳。蔗糖添加量为3%时，口感粗糙，略带涩味，而当添加量为12%，则口感过甜，奶味不足。

表3　蔗糖添加量对紫薯大豆酸奶质量的影响感官评价结果Table 3　Effectsof sugar addition on sensory evaluation of soybean yoghurt

蔗糖的添加一是作为甜味剂缓和产品的酸度，以获得适当的酸甜比，二作为发酵剂的碳源。3%蔗糖添加量，蔗糖浓度过低，使甜味不够和发酵剂产酸量低，导致酸奶味寡淡，甜度不够。12%蔗糖添加量，蔗糖浓度过高，不仅作为甜度剂添加过量，且由于蔗糖产生的高渗透压，抑制发酵剂的启动和生长从而影响产酸量，导致酸奶过甜，酸度不够。

2.3发酵温度对紫薯大豆酸奶质量的影响

发酵温度对紫薯大豆酸奶质量的影响结果见表4。

表4　发酵温度对紫薯大豆酸奶质量的影响感官评价结果Table 4　Effectsof fermentation tem peratureon sensory evaluation of soybean yoghurt

结果表明，发酵温度为38℃，紫薯大豆酸奶质量最佳，大豆酸奶呈香芋色，表面柔滑，无乳清析出，细腻柔和，酸奶特殊香气及紫薯味浓郁，酸甜适中。发酵温度为40℃，大豆酸奶呈香芋色，表面柔滑，少量乳清析出，细腻柔和，酸奶特殊香气及紫薯味浓郁，稍偏酸。发酵温度为36℃，大豆酸奶呈香芋色，凝固较差，出现分层，酸度不够，酸奶香气较淡，而发酵温度为42℃，酸奶凝固好，但口味偏酸，且有淡淡馊味。

2.4发酵时间对紫薯大豆酸奶质量的影响

发酵时间对紫薯大豆酸奶质量的影响结果见表5。

表5　发酵时间对紫薯大豆酸奶质量的影响感官评价结果Table5　Effectsof fermentation timeon sensory evaluation of soybean yoghurt

结果表明，发酵8 h，紫薯大豆酸奶质量最佳，大豆酸奶呈香芋色，凝固状态好，无乳清析出，细腻滑柔，酸奶特殊香气及紫薯味浓郁，酸甜适中。发酵4 h和6 h，发酵时间太短，发酵不完全酸奶未完全凝固，乳清析出，酸奶特殊香气较淡，酸味偏淡，产品质量较差。发酵10 h，发酵时间过长，产酸过多，口味偏酸。

2.5冷藏过程中产品质量变化

紫薯大豆酸奶在冷藏过程中产品质量变化结果见表6。

表6　紫薯大豆酸奶在冷藏过程中产品质量变化结果Table6　Changes ofquality of soybean yoghurt during chilled storage

结果表明紫薯大豆酸奶随着冷藏时间延长，酸度逐渐上升，出现后酸化现象，但与对照相比产酸量显著下降，当冷藏20 d紫薯大豆酸奶酸含量仅为对照的55.08%；紫薯大豆酸奶随着冷藏时间延长，乳酸菌数与对照相比，显著下降，当冷藏20 d紫薯大豆乳酸菌数仅为照的13.09%；冷藏10 d时紫薯大豆酸奶仍未检测出大肠杆菌，直至冷藏20 d时紫薯大豆酸奶中的大肠菌群数为26MPN/100mL，仍低于30MPN/100mL，而对照中大肠菌群数高达106MPN/100mL，远高于乳制品大肠菌群数安全标准。

酸奶发酵后未灭菌，酸奶中的发酵剂嗜热链球菌和德氏乳酸杆菌保加利亚亚种在冷藏过程中仍然保持部分活性，尤其是德氏乳酸杆菌保加利亚亚种耐酸性强，且产酸能力强，在冷藏过程中德氏乳酸杆菌保加利亚亚种继续产酸，从而导致酸奶酸度上升，出现后酸化现象，使酸奶质量下降，大大缩短酸奶的货架期[9-10]。因此，控制酸奶后酸化对酸奶业意义重大。试验结果表明，添加紫薯浆可有效控制大豆酸奶的后酸化，这主要是因为紫薯浆中富含花青素，花青素可抑制微生物的生长，在冷藏过程中花青素抑制嗜热链球菌和德氏乳酸杆菌保加利亚亚种的活性，从而菌株产酸能力下降，后酸化得到有效控制，大大延长紫薯大豆酸奶的货架期。由此可见，添加紫薯浆是一种较有效的抑制酸奶后酸化的方法。

2.6紫薯大豆酸奶的质量分析

紫薯大豆酸奶发酵结束后，立即测定产品pH、酸度、蛋白质含量和微生物含量。分析结果为：可溶性固形物≥10%，蛋白质含量≥2.9%，pH 4.6，酸度59°T，菌落总数3.1×107cfu/m L，乳酸菌数2.8×107cfu/m L，未检测出大肠杆菌和致病菌。

3　结论

紫薯大豆酸奶的最佳原料配比和发酵工艺为：紫薯浆添加量8%、蔗糖添加量9%、菌种接种量3%、发酵温度38℃，发酵时间8 h。按此参数发酵的紫薯大豆酸奶表面柔滑，无乳清析出，细腻柔和，黏稠性好，质地均匀，呈现香芋紫色，具有紫薯和酸奶特有的风味，且后酸化现象得到有效控制，延长货架期。该发酵型紫薯大豆酸奶中可溶性固形物≥10%，蛋白质含量≥2.9%，pH 4.6，酸度59°T，菌落总数3.1×107cfu/mL，乳酸菌数2.8×107cfu/mL，未检测出大肠杆菌和致病菌，品质达到GB19302-2010《食品安全国家标准发酵乳》对酸奶的指标要求。

参考文献：

[1]ZHANG Zi-feng,FAN Shao-hua,ZHENG Yuan-lin,et al.Purp le sweet potato color attenuates oxidative stress and inflammatory response induced by D-galactose inmouse liver[J].Food and Chemical Toxicology,2009,47(2):496-501

[2]FAN Gong-jian,HAN Yon-bin,GU Zhen-xin,et al.Optimizing conditions for anthocyaninsextraction from purple sweet potato using response surfacemethodology(RSM)[J].Food Scienceand Technology,2008,41(1):155-160

[3]Lachman Jaromir,Hamouz Karel,Sulc Miloslav,etal.Cultivar differences of total anthocyanins and anthocyanidins in red and purple-fleshed potatoes and their relation to antioxidant activity[J]. Food Chemistry,2009,114(3):836-843

[4]WUDong-mei,LU Jun,ZHENGYuan-lin,etal.Purple sweetpotato color repairs D-galactose-induced spatial learning and memory impairment by regulating the expression of synaptic proteins[J]. Neurobiology of Learningand Memory,2008,90(1):19-27

[5]FAN Gong-jian,HAN Yong-bin,Gu Zhen-xin,etal.Composition and colour stability ofanthocyaninsextracted from fermented purple sweetpotato culture[J].Food Science and Technology,2008,41(8): 1412-1416

[6]陈丹瑾,程缘,韩翠萍,等.紫薯酸奶的研制[J].中国乳品工业, 2012,40(4):61-64

[7]邹秀容,邹捷敏.保健大豆酸奶加工工艺研究[J].韶关学院学报(自然科学),2011,32(12):46-49

[8] 潘超,卢义伯,吴璟.大豆酸奶加工工艺研究[J].现代食品科技, 2007,23(7)：45-27

[9]WANGXin-hui,REN Hong-yang Ren,LIU Da-yu,et al.H+-ATPase-defective variants of Lactobacillus delbrueckiisubsp.Bulgaricus contribute to inhibition of post-acidification of yoghurt during chilled storage[J].JournalofFood Science,2013,78(2):297-302

[10]蒋丽,王雪莹.紫薯酸奶发酵工艺研究[J].饮料工业,2011,14(8): 24-26

DO I：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.19.020

收稿日期：2014-03-22

基金项目：国家自然科学基金（31301552）；成都大学大学生创新性实验项目（CDU-CX-201301098）

作者简介：王新惠（1982—），女（汉），副教授，博士，研究方向：食品加工技术研究与质量安全控制。

*通信作者：白婷（1989—），女（汉），在读研究生，研究方向：食品加工。

Ferm entation Technology for Purp le Sweet Potato Juice Soybean Yoghurt

WANGXin-Hui1，2，BAITing1，2，3，*，ZHANGYin1，2，WANGGuo-yan2，LIJun-Xia1，2，3，DENGXiao-Yan2，LUO Jing2，ZHANGQin2
（1.Meat-processing Key Laboratory of Sichuan，Chengdu University，Chengdu 610106，Sichuan，China；2.Facultyof Biotechnology Industry，Chengdu University，Chengdu 610106，Sichuan，China；3.Schoolof Bioengineering，XihuaUniversity，Chengdu 611743，Sichuan，China）

Abstract：A new fermentation technology for solidification fermented soy milk prepared with purp le sweet potato juicewasinvestigated.Thepurplepotatoesand soymilk were considered as rawmaterialsand themixture of Streptococcus thermophiles 6038 and Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus（1∶1）was selected as culturestarters for preparation new flavor soybean yoghurt.The sensory evaluationwasused as the indexand the optimal fermentation technology of purple sweet potato juice soybean yoghurt was determined.The results showed that the best purple sweet potato soybean yogurt fermentation process parameterswere as purple sweet potato juice addition 8%，sugar addition 9%，inoculation 3%，fermentation temperature 38℃ and fermentation time 8 h.The healthcare yoghurtobtained was featured by uniform color，nice texture and smooth taste.Furthermore，the results showed that the quality of soybean yoghurtwas as soluble solids≥10%，protein content≥2.9%，pH 4.6，the acidity of 59°T，total number of colonies3.1×107cfu/mL and number of lactic acid bacteria2.8×107cfu/mLwithoutE.coliand pathogenic bacteria detection.Itsqualitymet the requirementof GB19302-2010 the national food safety standards-fermentedmilk.

Keywords：purplesweetpotato；soybean；yoghurt；fermentation