“果粒型”活性乳酸菌发酵乳加工工艺优化及货架期预测的研究

何宗民 夏兵兵 柯妍 蒙六妹 张惠娟

酵乳是一种以乳及乳制品为原料，通过活性乳酸菌发酵制成的一种乳制品。因其具有独特的风味、细腻的质构和较高的营养保健作用，深受人们喜欢。本文利用直投式冻干菌种进行发酵，并添加草莓酱椰果粒，制成了“果粒型”活性乳酸菌发酵乳，实现了增加发酵乳花色品种的目的。

另外，由于发酵乳随着保藏期的延长，后发酵造成的酸度过度不易被人们所接受，因此本研究通过展示酸度、pH和感官指标在保藏期内的变化规律，预测了“果粒型”活性乳酸菌发酵乳的货架期，为今后指导发酵乳生产提供参考。

材料与方法

材料。 生牛乳（无抗奶），白砂糖，直投冻干式菌株：由嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌组成；草莓酱椰果粒；甜炼奶。

仪器。BS-224S电子天平；SW-CJ-IF型无菌超净工作台；LRH-250A 型恒温培养箱；PHS-25型酸度计；BCD-133EZL冰箱JHG-Q-P高压均质机；YX280A手提式不锈钢蒸汽消毒器，MJ-176NR型多功能搅拌机；XJB-4230型组合称量自动包装机

试验方法。工艺流程 生牛乳检验→调配→预热→均质（压力200bar，温度75℃）→消毒（95℃，300s）→降温→接种→发酵（42℃，5～6h）→多次检验→终止发酵→冷却（18℃）→添加果粒→罐装

操作要点 。生牛乳的选择 选择的生牛乳其色泽洁白或白中微黄，不得呈深黄或其他颜色，奶液均匀，不应在瓶底出现豆腐脑状沉淀物质，无抗生素添加，不得检出防腐剂、过氧化氢、硝酸银、有害金属及掺杂物质。具有天然的乳香味而不应有异常气味。调配 按照配方要求，75℃溶解甜炼奶、白砂糖。均质、杀菌 均质温度70℃，压力200bar。95℃保温300s杀菌。发酵 发酵温度42℃，隔一段时间测一次酸度和pH，当酸度达到75～80℃，终止发酵，过冷，过冷温度18℃。添加果粒、罐装 添加一定量的草莓酱椰果粒，搅拌均匀后，罐装。

感官评价

根据产品的口感、色泽和滋味、组织状态等指标进行综合评价，参与评定的专业人员为10人，取平均值。

发酵乳在贮存过程中理化性质及感官指标变化

将按照最佳工艺生产出来的发酵乳，贮存在冰箱中（温度4℃）。每天取3杯样品测定酸度、pH，并进行感官评价。试验时间24天。

结果与分析

单因素试验结果

由图1可知，当甜炼奶添加量≤4%时，随着甜炼奶的增加，发酵乳感官评分呈现增加的趋势。但当甜炼奶添加量>4%，发酵乳感官状态逐渐变差。发酵乳质量最好的是添加4%的甜炼奶。

白砂糖添加量影响到发酵乳的口感，加糖量太低，就会造成过酸的口感，加糖量过高，则口感又过甜。由图2可知，随着白砂糖添加量的增加，感官评分呈现的是先上升后下降趋势。最后得出白砂糖添加量为8%满意度最好。

发酵时间不同，对发酵乳风味影响很大。由图3可知，当发酵乳发酵时间为5h时，产品感官评分最高。

草莓酱椰果果粒添加量太少，食用起来没有太大感觉，但添加量过大，果粒对发酵乳组织状态和凝乳状态产生较大的不良影响。由图4可知，最合适的果粒添加量为7%～9%。

响应面试验

依据设定的试验因素和水平，Box-Benhnken中心组合试验结果见表2。

运用Design-Expert7软件对试验数据进行回归分析，得感官评分值（Y）的回归关系式：

Y=90.20+2.00*A+0.33*B+1.42*C-0.75*D+5.00*A*B-6.25*A*C+3.25*A*D+2.75*B*C-3.25*B*D+2.75*C*D-6.72*A2-3.47*B2-0.60*C2-4.35*D2。

由回归模型方差分析的结果表明，建立的数学模型是显著的，失逆项不显著，表明该数学模型可以很好的拟合试验的真实情况，可以用其预测不同发酵条件下的发酵乳的感官评分。回归模型决定系数R2=0.9940，校正决定系数R2Adj=0.9881。由此可见，回归方程可以比较准确地描述各因素与响应值之间的真实关系，可以利用该回归方程确定最佳配方组成（表3）。

由表2和表3可知，甜炼奶添加量、白砂糖添加量、发酵时间、草莓酱椰果粒添加量对发酵乳的感官品质的影响均达到了显著水平。经试验模型分析，A、B、C、D最适值分别为：3.8%、8.55%、6h、8.05%，感官评分值为91.9197。但考虑到实际情况，将最佳原料配方修正为：甜炼奶添加量为4%，白砂糖添加量8%，发酵时间6h，椰果粒添加量8%。作进一步试验验证，结果表明，在最佳发酵状态下，感官评分值为91（与预测值相差不大）。

响应面图形的等高线表明（图4、图5），四个因素两两之间有较明显的交互作用。

产品质量检测结果

感官检测结果 产品色泽均匀一致，呈乳白色，椰果呈白色；具有椰果草莓发酵乳特有的滋味、气味；组织状态细腻、均匀，无乳清析出；添加的果粒具有其特有的组织状态。

理化检测结果

由表5产品理化结果，表明产品的理化指标完全符合GB19302-2010所规定的要求。

微生物检测结果

由表6产品微生物检测结果，表明产品的细菌卫生学指标符合GB19302-2010所规定的要求。“果粒型”活性乳酸菌发酵乳中的乳酸菌数显著高于普通发酵乳的乳酸菌数。

从图6中可以看出，发酵乳在第2d发生后酸化，且随着天数的增加，后酸化越来越严重，发酵乳的后酸化主要是由于发酵剂菌体继续生长繁殖造成的，乳酸菌消耗剩余的乳糖生产乳酸，从而导致了酸度的升高。GB19302-2010中对成品发酵乳酸度规定：要求酸度不小于70T，根据一般人的消费习惯发酵乳酸度一般控制在70～110T之间。当产品贮存到20d后，酸度超过110T。因此，确定20天内产品较佳。

由图 7可知：pH总的变化呈下降趋势，前9天变化最大，此后略有回升，后又急剧下降。发酵乳在刚发酵结束后，其pH值为4.10左右，在贮存第二十天后变为3.70。通常发酵乳最佳pH是3.7～4.2，为了保险期间，我们确定产品货架期为18天。

贮存中感官品质的变化

图8可以看出，在前6天的贮存期内，感官评分呈现的是上升趋势，第5天，口感达到最适状态。第7天后，产品后味偏酸，但其它正常。18天过后，发酵乳感官评分值达80分，20天过后，发酵乳感官评分值低于70分，25天时，产品出现析水现象。在结合酸度和pH，确定18天为产品货架期。

结论

通过单因素试验和响应面法优化得到“果粒型”活性乳酸菌发酵乳的最佳发酵工艺条件为：甜炼乳添加量4%，白砂糖添加量8%，发酵时间6h，椰果粒添加量8%。获得的发酵乳色泽均匀一致，呈乳白色，椰果呈白色；具有草莓椰果发酵乳特有的滋味、气味；组织状态细腻、均匀，无乳清析出。感官评价、理化指标、微生物检测等均符合发酵乳国家标准（GB19302-2010）。通过产品在4℃保藏期内酸度、pH和感官评分的变化趋势，确定了该产品的货架期为18天。“果粒型”活性乳酸菌发酵乳是一种新型的发酵乳，具有较高的营养价值，能满足更多消费者的口味需求。

（作者单位：深圳市晨光乳业有限公司）