程水明,曾 霞,周国钰,颜晓琳
(广东石油化工学院果蔬加工与贮藏工程技术开发中心,广东茂名525000)
桑葚复合酸奶的研制
程水明,曾霞,周国钰,颜晓琳
(广东石油化工学院果蔬加工与贮藏工程技术开发中心,广东茂名525000)
将桑葚果汁与脱脂牛乳复配,经过酸乳发酵工艺可制备出口感良好、营养丰富并具有多种功能的保健酸奶。经研究,桑葚酸奶的最佳配方为白砂糖添加量4%、桑葚汁含量6%、发酵剂接种量6%、发酵时间6 h。在最佳条件下制得的酸奶感官评分为85.3分,品质、风味、口感俱佳。
桑葚汁;液体发酵;乳酸发酵;酸奶
桑葚(Fructus mori)又叫桑果、桑枣,通称桑果,属桑科植物桑树上所结出的一种聚合果。我国是丝绸之邦,种桑养蚕历史悠久,桑树种类品种以及桑葚产量均居世界首位,资源丰富。桑果含丰富的活性蛋白、维生素、氨基酸、胡萝卜素、矿物质等成分,其性味甘寒,具有补肝益肾、生津润肠、乌发明目、调节免疫、促进造血细胞生长、抗诱变、抗衰老、降血糖、降血脂、护肝等保健作用[1-6]。尤其是其中含有的“白藜芦醇”,能刺激人体内某些基因抑制癌细胞生长,并能阻止血液细胞中栓塞的形成[1]。酸奶作为一种老少皆宜的保健食品,其调整肠道及防衰老益寿的作用已广为人知。近年来酸奶对胃病、便秘、糖尿病、肝病等的疗效得到了认可[7-10]。目前我国对桑葚的利用尚不充分,少部分被加工成饮料,大多数仍作为鲜食使用。桑葚在常温条件下不耐储藏,易霉烂,怕挤压,常温条件下保质期为3 d,单一的加工形式使绝大部分的桑葚果无法被及时加工利用,大量霉烂,造成了资源浪费和环境污染,所以,对桑葚进行加工具有很重要的意义。本试验旨在通过乳酸菌发酵,研制出一种集桑葚和酸奶保健功能于一体的新型保健饮料,弥补牛奶中Fe及维生素C(vitamin C,VC)不足,满足人们日益增长的生活水平需要,为开发我国丰富的桑葚资源提供一条新的途径。
1.1材料与试剂
酸奶(菌种分离用):广州光明乳品有限公司;全脂奶粉:呼伦贝尔雀巢有限公司;桑葚果:采自广东省茂名市桑蚕技术推广中心果园;白砂糖:市售;酵母浸膏:北京双旋微生物培养基制品厂;细菌学蛋白胨:广东环凯微生物科技有限公司;牛肉膏:北京奥博星生物技术责任有限公司;葡萄糖、MgSO4·7H2O、MnSO4·4H2O、氯化钠、吐温-80:天津市大茂化学试剂厂;乙酸钠、麦芽糖、硫代硫酸钠、明胶:天津市广成化学试剂有限公司;磷酸氢二钾、柠檬酸三胺、柠檬酸铁铵:天津市永大化学试剂有限公司;乳糖:天津市化学试剂三厂;蔗糖:天津市津北京西化工有限公司。所有试剂均为分析纯。
MRS培养基(用于乳杆菌的分离、纯化、培养):葡萄糖20 g,胰蛋白胨10 g,牛肉膏10 g,酵母提取物5 g,柠檬酸三铵2 g,磷酸氢二钾2 g,MgSO4·7H2O 0.58 g,MnSO4·4H2O 0.25 g,吐温-80 1 mL。
改良CHALMERS培养基(用于乳球菌的分离、纯化、培养):大豆蛋白胨5.0 g,牛肉粉3.0 g,酵母粉3.0 g,葡萄糖20.0 g,乳糖20.0 g,碳酸钙10.0 g,琼脂15.0 g,1%中性红溶液5.0 mL。
明胶液化试验培养基:蛋白胨5.0 g,牛肉膏3.0 g,明胶120.0 g。
糖发酵培养基:牛肉膏5.0 g,蛋白胨5.0 g,酵母浸膏5.0 g,吐温-80 0.5 mL,1.6%溴甲酚紫酒精溶液1.4 mL。
1.2仪器与设备
Cary 100.Conc系统紫外/可见分光光度计:美国瓦里安技术中国有限公司;722型可见分光光度计:上海棱光技术有限公司;YXQ-LS-50SII型立式压力蒸汽灭菌锅:上海博讯实业有限公司医疗设备厂;KQ-100型超声波仪:民山市超声波仪器公司;TS100光学显微镜:日本尼康株式会社;AX-205电子天平:美国METTLERTOLEDO公司;SZF-06A脂肪测定仪:上海精隆科学仪器有限公司;HH-6数显恒温水浴锅:常州国华电器有限公司。
1.3方法
1.3.1工艺流程
桑葚汁、全脂乳液、白砂糖→混合均匀→预热(60~70℃)→灭菌(85℃、10min)→冷却(43~45℃)→接种→均质→分装→保温发酵(43℃、4~6 h)→冷藏(4℃、12~24 h)→成品
1.3.2操作要点
桑葚原汁的制备:选择成熟新鲜的桑葚,人工剔除病虫害、霉烂果,去掉果柄和萼叶,0.3%盐水浸泡15min,清洗,加入0.2%柠檬酸+0.1%VC混合液护色、热烫(80℃、10 min),榨汁,加0.05%果胶酶50℃保温液化酶解1 h,过滤,取上清液备用。
乳酸菌的分离与纯化:根据孙天松等[11-14]的方法进行。选取分离出的菌落接种于MRS斜面,于37℃培养24 h后4℃保存。
菌种驯化:按桑葚汁占比例5%、10%、15%、20%,活化菌种2%,接种驯化培养,37℃培养至凝乳,传代两次。
1.3.3单因素试验
白砂糖添加量:在桑葚原汁用量6%,发酵剂用量5%,发酵时间6 h的条件下,设定白砂糖添加量分别为2%、4%、6%、8%、10%,研究加糖量对酸奶品质的影响。
桑葚原汁添加量:在白砂糖添加量5%,发酵剂用量5%,发酵时间6 h的条件下,设定桑葚原汁添加量分别为3%、6%、9%、12%、15%,研究桑葚原汁用量对酸奶品质的影响。
发酵剂用量:在桑葚原汁用量6%,白砂糖添加量5%,发酵时间6 h的条件下,设定发酵剂用量分别为2%、4%、6%、8%、10%,研究发酵剂用量对酸奶品质的影响。
发酵时间:在桑葚原汁用量6%,白砂糖添加量5%,发酵剂用量5%的条件下,设定发酵时间分别为4 h、5 h、6 h、7 h、8 h,研究发酵时间对酸奶品质的影响。
1.3.4发酵条件优化正交试验
经过单因素试验考察酸奶生产工艺主要参数,以最后凝乳时有少量乳清析出为发酵终点,根据对桑葚酸奶品质的影响因子分析,确定白砂糖添加量、桑葚原汁添加量、发酵剂用量和发酵时间为试验因子,以感官评分为考察指标,采用L9(34)正交试验表对发酵乳的发酵工艺条件进行试验筛选,确定最佳工艺组合。其因素与水平见表1。
表1 桑葚复合酸奶发酵条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for mulberry compound yoghurt fermentation condition optimization
1.3.5测定方法
酸度、酸奶的理化、微生物指标:参照国标GB 19302—2010《发酵乳》中方法进行测定。
感官评定[15]:由10人小组对酸奶制品的色泽、味道、组织状态、杂质4个方面进行打分,取10人的平均分为最终感官评分,满分100分,评分标准见表2。
表2 酸奶感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standard of yoghurt
2.1单因素试验结果
2.1.1白砂糖添加量对酸奶品质的影响
由图1可知,感官评分随白砂糖添加量的增加呈先上升后下降的趋势,在白砂糖添加量为4%时感官评分最高,为81分。白砂糖添加量<4%时,乳清析出较多,酸味较重,口感较差,酸奶质量不好。白砂糖添加量>8%时,甜味过重,质地粗糙有杂质感,未达到酸奶应有的酸甜度,且略有苦味。故白砂糖添加量为4%时效果最佳。
图1 白砂糖添加量对酸奶感官品质的影响Fig.1 Effect of sugar addition on yoghurt sensory quality
2.1.2桑葚原汁添加量对酸奶品质的影响
图2 桑葚原汁用量对酸奶感官品质的影响Fig.2 Effect of mulberry juice addition on yoghurt sensory quality
由图2可知,当桑葚原汁添加量<6%时,感官综合评分62分;当添加量为6%时,感官综合评分81分;当添加量>6%后,感官综合评分逐渐下降。这是由于桑葚原汁虽具特定果香味,但加入量对发酵乳的品质影响较大,含量过高会影响发酵乳风味和凝乳效果,含量过低则会影响成品的活性保健效果,达不到保健目的。经综合考虑,发酵乳中以桑葚原汁的添加量6%为宜。
2.1.3发酵剂用量对发酵乳品质的影响
图3 发酵剂用量对酸奶感官品质的影响Fig.3 Effect of fermentation starter addition on yoghurt sensory quality
由图3可知,接种量<6%时酸奶乳酸含量偏低,没有达到桑葚酸奶应有的酸度。接种量为8%和10%的酸奶乳酸含量过高,酸味过重,口味不好。接种量为6%时酸奶细腻滑润、爽口、酸甜适口且清香宜人,故选取6%作为酸奶发酵最适接种量。
2.1.4发酵时间对酸奶品质的影响
图4 发酵时间对酸奶感官品质的影响Fig.4 Effect of fermentation time on yoghurt sensory quality
由图4可知,发酵时间在4~6 h时,随时间延长,酸奶的感官评分不断增加,发酵6 h时,酸奶的感官评分最高,随着发酵时间的进一步延长,酸奶的感官评分逐渐降低,这是由于发酵时间过长,会导致过多乳清析出,酸奶组织状态不佳,风味降低。经综合考虑,确定发酵时间以6 h为宜。
2.2发酵工艺条件优选结果
在单因素试验的基础上进行正交试验,正交试验结果与分析见表4,方差分析见表5。
表4 桑葚复合酸奶发酵条件优化正交试验结果与分析Table 4 Results and analysis of orthogonal experiment for mulberry compound yoghurt fermentation condition optimization
由表4可知,各因素对发酵乳感官评分的影响主次顺序为A(白砂糖添加量)>B(桑葚原汁)>D(发酵时间)>C(接种量)。最佳组合为A2B1C3D3,即白砂糖添加量为4%,桑葚原汁添加量为6%,接种量为6%,发酵时间6 h。在此条件下酸奶的感官评分为85.3分。
由表5方差分析结果可以得出,白砂糖添加量对酸奶的影响极显著(P<0.01);桑葚原汁添加量和发酵时间对酸奶的影响显著(P<0.05);接种量的多少对酸奶的影响不显著(P>0.05)。
2.3产品质量标准
2.3.1感官指标
产品呈浅紫红色;酸甜适度且具有桑葚特有的香味;组织细腻、均匀,有少量乳清析出;无明显杂质。
2.3.2理化指标
脂肪2.76 g/100 g;蛋白质2.81%;酸度86°T。
2.3.3微生物指标
大肠菌群≤5 CFU/mL;金黄色葡萄球菌、沙门氏菌:不得检出;酵母菌数≤100 CFU/mL;霉菌数≤30 CFU/mL;乳酸菌数≥106CFU/mL。
通过正交试验分析得出桑葚复合酸奶最佳工艺条件为白砂糖添加量4%、桑葚原汁添加量6%、接种量为6%、发酵时间为6 h。在此条件下,桑葚复合酸奶的感官评分为85.3分,既有桑葚的香味也有酸奶浓郁的风味,组织状态良好,口感细腻。
[1]杨海霞,朱祥瑞,房泽民.桑葚的药用价值与开发利用[J].桑蚕通报,2003,34(3):5-8.
[2]POGONOPHORAN A W,NIPA P B,TERAPIXEL B.The properties and stabilityofAnthon cyaninsin mulberryfruits[J].Food Res Int,2010,43(4):1093-1097.
[3]杨小兰.黑桑葚对高脂血症大鼠的降脂作用研究[J].食品科学,2005,26(9):509-510.
[4]李颖,李庆典.桑葚多糖抗氧化作用的研究[J].中国酿造,2010,29(4):59-61.
[5]王传荣.桑葚保健鲜啤酒的开发与研究[J].中国酿造,2008,27(13):88-90.
[6]程秀玮,魏玮.响应面优化超声波辅助提取桑葚花色苷工艺研究[J].中国酿造,2014,33(6):123-1127.
[7]蔡超.酸奶在贮存期间参数的变化和对货架寿命预测模型的研究[D].武汉:华中农业大学硕士论文,2012.
[8]高一勇.菊花蜂蜜酸奶的研制及发酵特性研究[J].食品研究与开发,2010,31(12):125-128.
[9]卓志国.红枣保健酸奶的研制[J].乳业科学与技术,2011,34(2):69-73.
[10]葛磊.燕麦发酵饮料的研制[D].无锡:江南大学硕士论文,2012.
[11]孙天松,刘红霞,倪慧娟.传统发酵酸驼乳中乳酸菌分离及鉴定[J].中国乳品工业,2006,34(9):4-7.
[12]闫波,刘丽波,李艳国.优质干酪中乳酸菌的分离鉴定与应用[J].中国乳品工业,2006,34(12):22-25.
[13]熊素玉,姚新奎,谭小海.酸马奶中乳酸菌的分离、纯化与鉴定[J].新疆农业科学,2007,44(5):696-701.
[14]张文羿,徐杰,云月英,等.青海省海西地区传统发酵山羊乳中乳酸菌的分离及鉴定[J].中国乳品工业,2006,34(11):4-8.
[15]林威,任佑华,吴格格,等.覆盆子酸奶的研制[J].中国酿造,2015,34(2):168-171.
Development of mulberry compound yoghurt
CHENG Shuiming,ZENG Xia,ZHOU Guoyu,YAN Xiaolin
(Technology Development Center of Fruit and Vegetable Processing and Storage Engineering,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,China)
Mulberry juices and skim milk were mixed together and fermented to produce health yoghurt.The compound yoghurt had good taste,rich nutrition and various healthy functions.Results showed that the optimum formula was as follows:sugar 4%,mulberry juice 6%,fermentation starter inoculum 6%,and fermentation time 6 h.Under this conditions,the sensory evaluation score of the yoghurt was 85.3,and the quality,flavor and taste of the yoghurt was good.
mulberry juice;fluid fermentation;lactic acid fermentation;yoghurt
TS252.54
A
0254-5071(2015)10-0147-04
10.11882/j.issn.0254-5071.2015.10.033
2015-07-23
茂名市科技局科技计划项目(2011005);广东高校果蔬加工与贮藏工程技术开发中心开放基金(2015A001)
程水明(1966-),男,教授,博士,研究方向为微生物学与食品生物技术。