双歧杆菌与乳酸克鲁维酵母共发酵 对酸奶品质及风味的影响

贡佳欣,李思宁,唐善虎

(西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都 610041)

双歧杆菌是健康人体肠道中的优势菌,具有缓解人体乳糖不耐受症,抑制病原微生物生长,刺激免疫系统反应,产生维生素,降低胆固醇等作用[1]。基于双歧杆菌的保健功效,国内外形成了双歧杆菌乳制品研究开发的热潮。普遍意义的酸奶是由乳酸菌发酵完成,然而随着研究领域的扩展,酵母菌作为一种新型的益生菌在干酪[2]和发酵乳制品等行业[3]开始发挥重要作用,主要表现为参与乳制品中碳水化合物的发酵,生产芳香族化合物,同时还可能会刺激乳酸菌的生长。乳酸克鲁维酵母作为一种乳糖发酵型酵母[4-7],营养要求极其简单,生长旺盛,分泌蛋白能力强[8],其代谢乳糖的机理是乳糖通过主动运输进入细胞膜诱导该酵母菌产生乳糖酶[9],参与发酵过程中乳糖的分解代谢。目前,已有乳酸克鲁维酵母用于酸奶发酵的研究。梁龙等[10]研究并优化了乳酸克鲁维酵母与乳酸菌混菌发酵对乳糖的降解条件。Jakobsen M等[11]研究了开菲尔粒中的酵母菌与副干酪乳杆菌之间的共生关系,发现酵母菌的存在对副干酪乳杆菌在肠道内的定殖有着促进作用。关于乳酸克鲁维酵母与双歧杆菌共发酵酸奶的研究尚未见报道。本文探讨了改变乳酸克鲁维酵母添加量与双歧杆菌共发酵对酸奶在储藏期间感官品质、理化性质、质构及挥发性风味成分的影响,以期为开发新型酸奶,丰富酸奶市场产品提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜牛乳 新希望乳业股份有限公司;蔗糖 太古糖业;复合发酵剂(保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌) 上海昊岳实业有限公司;乳酸克鲁维酵母CICC 1777 中国工业微生物菌种保藏中心;氢氧化钠、百里香酚酞、氯化钠 均为分析纯,成都科龙化工试剂公司。

DHP-9052型电热恒温培养箱 上海齐欣科学仪器有限公司;NS1001L型高压均质机 意大利NiroSoavi公司;TA-XT Plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司;PL303分析天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;HH-6数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司;MP511 pH计 上海三信仪表厂;Trace DSQ型GC-MS联用仪(配Tripplus自动进样器) 美国Thermo公司。

1.2 实验方法

1.2.1 乳酸克鲁维酵母活化 在35 ℃培养温度下,接种0.1%乳酸克鲁维酵母于新鲜牛乳中,培养至凝乳。

表1 酸奶感官评价标准Table 1 Sensory score standard for yogurt

1.2.2 实验设计 将鲜牛乳加热到65 ℃,加入5%蔗糖使之充分溶解,于25 MPa压力下均质,均质后将牛乳加热到90 ℃,保持10 min杀菌,立即冷却到42 ℃左右,均接种0.1%的混合发酵剂,并加入活化后的乳酸克鲁维酵母,酵母添加量分别为0.0%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%,搅拌均匀后于40 ℃下发酵6 h至凝固,置于4 ℃冰箱后熟24 h后测定酸奶的感官、滴定酸度、pH、持水力及质构指标,选择品质较好的酸奶,并对风味物质进行测定。

1.2.3 指标测定

1.2.3.1 感官评价 参照GB 19302-2010发酵乳感官要求[12]制定酸奶评价标准,组织食品专业10人对酸奶的色泽、气味、滋味及组织状态进行感官评定,逐项评分并记录,评定要求见表1。

1.2.3.2 酸度 采用滴定法测定发酵乳的酸度[12]。取经后熟的发酵乳样品5.0 g,加入5 mL蒸馏水,混合均匀,加入2滴0.5%的酚酞指示剂,用0.1 mol/L NaOH滴定至淡粉色,1 min内不褪色,同时以空白作为对照,根据所消耗NaOH标准溶液的量计算出滴定酸度(°T)。

1.2.3.3 pH 采用pH计测定共发酵酸奶的pH。

1.2.3.4 持水力 参考Guzmán-González M[13]的方法测定。取酸奶10 g,室温下5000 r/min离心30 min后,弃上清液,离心管倒置10 min后立即称重,计算持水力。持水力(%)=离心沉淀物重量/样品重量×100。

1.2.3.5 质构 参考李春红[14]的方法测定。测定参数:测前速:1.0 mm/s;测试速:1.0 mm/s;测后速:10 mm/s;下压距离:15 mm;负载类型:Auto-10 g;探头:A/BE-d35探头;数据获得率:200 pps。

1.2.3.6 风味成分 a.风味物质萃取:吸取酸奶5 mL转入20 mL顶空进样瓶内,加入2 g氯化钠,加盖密封,加热至45 ℃,盐析30 min。用已老化的固相微萃取头旋转顶空吸附,富集酸奶风味物质30 min,260 ℃解吸附3 min,进行GC-MS分析。

b.检测条件参考郭文奎[15]的方法,稍作修改。

GC条件:采用HP-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);载气为He气,流速为1.0 mL/min,采用不分流模式;进样口温度260 ℃;升温程序:起始温度40 ℃保持4 min,并以5 ℃/min升到140 ℃持续10 min,再以5 ℃/min升到210 ℃保持12 min,最后以10 ℃/min升到240 ℃。MS条件:EI电离源,70 eV;离子源温度250 ℃,质量扫描范围35～400 amu;发射电流100 μA,检测电压1.4 kV。

c.定性、定量方法:利用Xcalibur软件系统自带的NIST 08标准库对MS结果进行自动检索,要求正反向匹配因子大于800,结合文献描述对结果进行定性,通过面积归一化法计算各组分相对含量进行定量。

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 感官评价

从色泽、气味、滋味和组织状态4个方面对酸奶样品进行感官评定,评分结果见表2。当乳酸克鲁维酵母添加量为2.5%时,酸奶的感官评分最高,有较强醇香味,凝乳均匀,无颗粒感。乳酸克鲁维酵母添加量在2.0%～2.5%,与双歧杆菌制备的共发酵酸奶的感官品质较好。

表2 酸奶感官评价结果Table 2 Sensory evaluation result of yogurt

注:同列数据不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

2.2 酸度变化

共发酵酸奶滴定酸度变化见图1。随酵母添加量的增加,共发酵酸奶的滴定酸度先上升后下降,均显著高于不添加酵母的酸奶(p<0.05),这说明乳酸克鲁维酵母促进了乳酸菌的生长繁殖。当乳酸克鲁维酵母添加量为2.0%时,酸奶的酸度最大,为86.39 °T。酵母添加量大于2.0%之后,酸奶的酸度有所下降,原因可能是酵母变成了优势菌株,在一定程度上抑制了乳酸菌的产酸能力。

图1 乳酸克鲁维酵母添加量对酸奶滴定酸度的影响Fig.1 Effect of addition of Kluyveromyces lactis on yogurt acidity注:不同小写字母表示差异显著(p<0.05);图2、图3同。

2.3 pH变化

乳酸克鲁维酵母添加量对酸奶pH的影响结果见图2。由图2可知,添加乳酸克鲁维酵母的酸奶pH普遍低于不添加酵母的酸奶(p<0.05)。当乳酸克鲁维酵母添加量为3.0%时,酸奶的pH显著上升(p<0.05),表明酵母在此添加量水平,抑制了乳酸菌的产酸能力。

图2 乳酸克鲁维酵母添加量对酸奶pH的影响Fig.2 Effect of addition of Kluyveromyces lactis on pH of yogurt

2.4 持水力变化

乳酸克鲁维酵母添加量对酸奶持水力的影响见图3。由图3可知,随着乳酸克鲁维酵母添加量的增加,酸奶的持水力显著上升(p<0.05)。这可能是因为酸奶的保水力与蛋白质含量和固形物浓度有关[16],乳酸克鲁维酵母是一种分泌蛋白能力强的酵母菌[8],添加乳酸克鲁维酵母的酸奶因蛋白质含量增多,使其酸奶样品的持水力增加。当乳酸克鲁维酵母添加量为3.0%时,制备的酸奶样品的持水力最高。

图3 乳酸克鲁维酵母添加量对酸奶持水力的影响Fig.3 Effect of addition of Kluyveromyces lactis on water holding capacity of yogurt

2.5 质构变化

乳酸克鲁维酵母添加量对酸奶硬度、胶黏性、内聚性及粘聚性的影响结果见表3。由表3可知,随酵母添加量的增加,共发酵酸奶的硬度、胶黏性、内聚性及粘聚性均显著增大(p<0.05)。当酵母添加量大于2.0%,酸奶的硬度、胶黏性、内聚性和粘聚性均没有显著变化(p>0.05)。一些研究发现,酸奶的硬度、胶黏性及粘聚性并不是越大越好[17-18]。综合质构指标,乳酸克鲁维酵母添加量大于2.0%时制备的共发酵酸奶质地较好。

表3 乳酸克鲁维酵母添加量对酸奶质构的影响Table 3 Effect of addition of Kluyveromyces lactis on yogurt hardness

注:同行数据不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

表4 不同乳酸克鲁维酵母添加量的酸奶中挥发性物质的分类统计Table 4 Classification statistics of volatile substances in yogurt with different addition of Kluyveromyces lactis

综上所述,在酵母实验添加量范围内,乳酸克鲁维酵母添加量为2.0%～3.0%制备的共发酵酸奶感官、理化及质构指标较好。因此,选择酵母添加量为2.0%、2.5%及3.0%的酸奶后熟24 h后,进行风味成分的检测。

2.6 风味成分的变化

各组酸奶中挥发性风味物质分类统计见表4。

由表4可以看出,添加2.0%、2.5%和3.0%乳酸克鲁维酵母的酸奶样品中检出的挥发性风味物质总数分别为25种、24种、24种,均大于不添加乳酸克鲁维酵母的酸奶(21种)。添加乳酸克鲁维酵母的酸奶中检出的醇类、酯类及烃类物质的个数高于不添加乳酸克鲁维酵母的酸奶,且醇类和酯类的相对百分含量要高于不添加乳酸克鲁维酵母的酸奶,这是一个很突出的特征。对于添加乳酸克鲁维酵母的酸奶来说,添加量为2.0%的酸奶中检出的挥发性风味物质个数最多,且酯类、酮类、烃类物质相对含量最高。

3 结论

随乳酸克鲁维酵母添加量的增加,酸奶的感官品质先上升后下降(p<0.05),当乳酸克鲁维酵母添加量在2%～2.5%,与双歧杆菌制备的共发酵酸奶的感官品质较好;乳酸克鲁维酵母添加量在2.0%～3.0%时,可以促进乳酸菌产酸,提高酸奶的持水力,改善酸奶的硬度、胶黏性、内聚性及粘聚性。添加乳酸克鲁维酵母的酸奶中检出的醇类、酯类及烃类物质的个数高于不添加乳酸克鲁维酵母的酸奶,且醇类和酯类的相对百分含量要高于不添加乳酸克鲁维酵母的酸奶。乳酸克鲁维酵母添加量为2.0%的酸奶品质及风味较好。综合考虑,乳酸克鲁维酵母添加量为2.0%,与双歧杆菌制备共发酵酸奶的品质及风味较好。

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