一种高活性益生菌饮用型酸奶的工艺优化

曾丽萍，李启明，朱雅丽，王平

（新希望乳业有限公司，成都610063）

0 引 言

传统的酸奶大多为凝固型酸奶，状态较稠厚，不便于饮用，易造成浪费。饮用型酸奶是在酸奶发酵结束后通过较高的搅拌速度来打碎凝乳或使冷却酸乳通过一台均质机进行均质来获得一种低黏度的清凉饮品[1]。但是，由于饮用型酸奶在发酵结束后还要经过一次均质以达到质地稀薄导致产品涩口感强、货架期内品质不稳定。目前，市售的饮用型酸奶大多添加了果胶、明胶等稳定剂来提高产品的顺滑度和减轻涩口感[2]。但是添加了稳定剂的饮用型酸奶大多比较糊口、不够清爽。而且随着消费者健康意识的提高，消费者更加渴求不添加任何食品添加剂、健康又美味的产品。

肠道微生物和人体健康戚戚相关，益生菌及其代谢产物通过调节肠道微生物平衡来调节人体健康[3]。但是，大多数益生菌不能参与发酵、无法在乳制品发酵中增殖和产生代谢产物，鼠李糖乳杆菌和双歧杆菌是一种能在乳制品中增殖并且能赋于酸奶特殊发酵风味的益生菌，并且已有许多文献报道了鼠李糖乳杆菌和双歧杆菌调节人体健康的功效[4-5]。

本研究通筛选益生菌接种比例，优化生产工艺得到一种零添加具有特殊风味的高活性益生菌饮用型酸奶，从而满足消费者对健康、美味产品的追求。

1 实 验

1.1 材料

保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus，Lb.），嗜热链球菌（Streptococcus thermophiles，St.），双歧杆菌A，双歧杆菌B，鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus Rhamnus），分离自酸骆驼奶中。鲜牛奶，蔗糖，乳清蛋白粉。

1.2 仪器设备

电子分析天平，电热鼓风干燥箱，智能恒温恒湿培养箱，超净工作台（SW-CJ-2FD），立式压力蒸汽灭菌锅，高压均质机（GEA）。

1.3 方法

1.3.1 接种菌液的制备与活化

将鼠李糖乳杆菌（grx10）、双歧杆菌A、双歧杆菌B、嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌冻干菌粉以体积分数为3%的接种量加入50 mL经高压灭菌过的无菌水中，摇匀并孵育10 min制成接种菌液。

1.3.2 益生菌发酵乳制备工艺流程

配料（原料乳预热至55℃加入质量分数为7%白砂糖和1%乳清蛋白粉充分溶解）→均质（20～25 MPa）→杀菌（90℃，10～15 min）→冷却至32℃→接种→发酵至凝乳（发酵温度为32℃，发酵终点酸度为80°T左右）→破乳后均质后熟（4℃，12 h）。

1.3.3 益生菌的筛选及添加比例优化

将1.3.1制备的接种液按表1分别接入已灭菌的酸奶发酵基料中，混匀后在32℃下静置发酵，至发酵终点酸度为80°T左右终止发酵并记录凝乳时间，破乳冷却后均质后置于4℃下后熟12 h，进行p H值和滴定酸度测定、黏度测定、感官评定。

表1 益生菌菌种筛选及添加比例

1.3.4 最适发酵温度的优化

按1.3.3筛选的最佳方案取接种液接种于已灭菌的酸奶发酵基料中，混匀后分别在28℃、32℃、37℃下静置发酵，至终点酸度为80°T左右终止发酵，破乳冷却后均质后置于4℃下后熟12 h，进行p H值和滴定酸度测定、黏度测定、感官评定根据结果确定最适发酵温度。

1.3.5 破乳后均质工艺优化

按上述优化的最佳方案发酵酸奶至终点酸度为80°T左右终止发酵，酸奶均质工艺优化如表2所示。

表2 均质工艺优化方案

1.3.6 贮藏期稳定性观察

按以上优化的最佳方案制备酸奶样品，放置在4℃冰箱每天监测样品酸度、黏度变化，每隔2天监测样品乳酸菌活菌总数、双歧杆菌活菌总数变化。

1.3.7 感官评定

感官评定小组由10名具有乳制品感官评定知识背景的人组成，以表观特性、气味、质地、风味、酸甜比作为主要评价指标。组织、状态测定：取适量样品置于洁净的平板中，在自然光下观察色泽、组织状态及切面；风味、口感测定：先闻气味，温开水漱口后品尝样品[6]。品评评分表如表3所示。

表3 原味饮用型酸奶感官品评定

1.3.8 酸奶理化指标测定

采用酸度测定仪测定酸度，用pH计测定pH值。采用黏度计测定产品黏度。

1.3.9 活菌检测

按照国标GB4789.35-2016的方法检测酸奶中乳酸菌活菌总数、双歧杆菌活菌总数。

2 结果与讨论

2.1 益生菌与普通发酵剂配比对酸奶发酵性能的影响

将普通发酵剂与益生菌发酵剂按3∶20比例混合，按表1的方案的接入已杀菌的酸奶基料中，在32℃下发酵至终点测定发酵乳的酸度、黏度、凝乳时间、感官口评，活菌总数结果如表4所示。

表4 发酵剂配比对益生菌酸奶发酵特性的影响

由表4可以看出，不同益生菌的配比对酸奶样品的黏度无明显影响（P＞0.05），乳酸菌活菌总数4＞2＞3＞1，双歧杆菌活菌总数4＞2＞1＞3，发酵时间依次是3＞1＞2＞4，当三种益生菌一起配合使用时的发酵时间最短，乳酸菌活菌总数最多，2组比4组慢半个小时，而且2组乳酸菌活菌总数和双歧杆菌活菌总数与4组均处于相同级数。结果表明，在酸奶发酵过程中，这三株益生菌可能均参与发酵，但是不同益生菌发酵性能不同，不同菌种配比产生的协同生长作用也不同，所以导致发酵时间不同，不同组的活菌总数也不同；而且益生菌可能不产生胞外多糖，所以对酸奶黏度也无明显影响[7]。感官品评结果4组的益生菌发酵，风味太浓，品尝后让人不愉悦，1和3组的益生菌发酵风味较淡，品尝起来与普通酸奶风味相差不大无特殊风味。因此，本研究选择采用2组的益生菌配比方案。

2.2 发酵温度对益生菌酸奶发酵性能的影响

将普通发酵剂与益生菌发酵剂（A：GRX 10）采用第2组方案按3%的接种量接入酸奶基料在28，32，37℃下发酵，不同温度下发酵的酸度、黏度、凝乳时间、感官口评，活菌总数如表5所示。

由表5可以看出，随着发酵温度的升高，发酵时间显著缩短（P＜0.01），酸奶黏度显著提高（P＜0.05），乳酸菌活菌总数和双歧杆菌活菌总数均显著降低（P＜0.05）。据研究表明酸奶中益生菌很少能参与发酵，益生菌单独发酵通常发酵时间较长，极易污染杂菌影响发酵。将普通酸奶发酵菌种与益生菌配合使用会迅速产酸降低产品的p H值抑制杂菌生长而且大大缩短发酵时间[8]。但是发酵时间太短导致益生菌的活菌数量达不到要求，益生菌发酵风味也比较淡。根据表5的研究结果表明可以看出，当发酵温度为32℃时，双歧杆菌可以增殖一个级数（双歧杆菌接种量为1×107g-1），益生菌发酵风味浓郁，赋予酸奶特殊风味。发酵温度过低导致发酵时间太长，益生菌发酵风味太浓，影响生产效率和产品整体风味；发酵温度过高导致发酵时间过短，益生菌活菌总数达不到要求，产品也无益生菌特殊发酵风味。因此，32℃是最适发酵温度。

2.3 破乳后均质工艺优化结果

饮用型酸奶属于一种低黏度的搅拌型酸奶，在酸奶发酵结束后通过较高的搅拌速度来打碎凝乳或使冷却酸乳通过一台均质机进行均质来获得低黏度的饮用型酸奶。本研究分别试验了不同冷却放置时间、不同均质压力和不同均质温度对产品口感和风味的影响，结果如表6所示。

由表6可以看出，均质温度对产品的口感和风味无明显影响，但是均质压力和冷却放置时间对产品的口感和风味有明显的影响。a组酸奶冷却到15℃就直接均质，均质压力为3 M Pa时酸奶口感偏稠，达不到饮用型酸奶畅饮的标准；b和c组酸奶冷却到15℃和10℃，均质压力为3 M Pa时酸奶口感稀薄，涩口感和粉感明显；d组酸奶发酵到终点冷却到10℃后冷藏12 h后再3M Pa压力下均质，酸奶稀稠适中，顺滑度也有显著提高，益生菌发酵风味比较浓郁。不够顺滑当均质前随着冷藏时间延长酸奶黏度提高，发酵风味也更加浓郁。这可能是由于酸奶发酵到终点进行破乳，蛋白质空间结构被破碎成小的凝聚物，a，b，c三组样品在蛋白质结构破碎后立刻均质进一步对蛋白质空间结构进行破碎，使得这三组样品的蛋白质空间结构很难再恢复造成所得样品口感偏稀、涩口[9-10]；d组样品在破乳后在10℃下蛋白质结构在冷藏12 h期间慢慢恢复，稠度提高，减少了样品中蛋白质沉淀，减少样品脱水收缩程度，同时酸奶样品进行后发酵，产生浓郁的发酵香味，使得最终产品稀稠适中、口感顺滑无涩口感，风味独特，而且产品在货架期内状态较稳定，在不添加稳定剂的状态下无乳清析出。

2.4 零添加样品与添加果胶样品口味测试对比结果

采用1.3.5中c工艺，在零添加配方的基础上添加果胶制得样品、购买市场某品牌相同品类零添加竞品与1.3.5中d工艺制得的零添加样品进行口味测试，测试人群是20～50岁经常饮用酸奶的白领80名，其中有效结果是48份。测试方法：测试前将三组样品随机编号，分发给测试者，要求测试者品尝酸奶后（要求品尝完一个样品进行漱口），对三组样品的喜好度进行排

表5 发酵温度对益生菌酸奶发酵特性的影响

表6 不同均质条件对产品特性的影响

序，并说明原因结果如图1所示。

图1 普通消费者口味测试结果

由图1可以看出，48个测试者当中有20个人选择添加果胶样品，19个人选择零添加样品，9个人选择零添加竞品，选择零添加样品的人数接近添加果胶样品的人数，远高于零添加竞品。总结消费者测试反馈结果，添加果胶样品虽顺滑度好，但是比较粘口不够清爽，风味释放不自然；零添加竞品发酵味太重，涩口感明显；零添加样品口感较顺滑，无涩口感而且口感清爽，风味独特而且柔和。

组织专业感官品评团队10人，按照表3的评分标准对上述三组样品进行专业感官品评，感官品评结果如图2所示。

图2 专业感官品评结果

由图2可以看出，综合各维度本研究优化得到的零添加样品均优于市场购买的零添加竞品，在整体评价上零添加样品＞添加果胶样品＞零添加竞品；而在产品的细腻度、顺滑度、发酵奶香、酸甜度这四个维度上，零添加样品与添加果胶样品的评分相差不大，但是添加果胶样品偏稠，有点黏口，不够清爽。

因此，本研究得到的零添加样品获得了大部分测试者的认可，远远优于市场购买的同类竞品，而且与添加了果胶的样品相差不大，甚至在口感、风味方面优于添加了果胶的样品。

2.5 贮藏期产品稳定性观察

2.5.1 酸奶在贮藏期间酸度和黏度的变化

黏度和酸度是评价酸奶口感的重要指标，黏度在冷藏过程中的变化也是评价酸奶品质稳定性的重要指标。搅拌和均质酸奶凝胶结构造成破坏，这可能导致产品在冷藏期间黏度不稳定、乳清淅出。从图3可以看出，本研究优化得到的饮用型酸奶在15 d的冷藏过程中，黏度从第1天到第3天增加了400 m Pa·s左右。但是，黏度从第3天到第15天无显著变化，基本趋于稳定。从图4可以看出，在整个15 d的冷藏过程中产品的酸度增长了2°T左右。因此，本研究优化所得的饮用型酸奶在货架期内口感和风味比较稳定，满足市场销售需要。

图3 冷藏过程中黏度的变化

图4 冷藏过程中酸度的变化

乳酸菌活菌总数和双歧杆菌活菌总数是酸奶调节肠道健康的重要影响因素，本优化工艺所得酸奶的活菌总数在整个冷藏过程中比较稳定，活菌总数均达到1.0×108cfu/g以上。因此，每天只需喝100 g酸奶就可达到调节肠道健康的功效[11-12]。

图5 冷藏过程中活菌总数变化

3 结 论

无添加益生菌饮用型酸奶的生产过程中，菌种添加比例、发酵温度对产品活菌数和风味有明显的影响，以及第二次均质工艺对产品的口感、风味也具有显著的影响。本研究结果表明，当益生菌GRX 10∶A为1∶8，发酵温度为32℃时产品中的活菌总数最高，风味最好。而且，酸奶发酵到终点后冷却12 h再3 M Pa条件下均质能提高产品的顺滑度，提升产品的风味。因此，本研究通过优化工艺在不添加任何食品添加剂的情况下制备得到了一款口感顺滑、风味独特、高益生菌活菌数、品质稳定的饮用型酸奶，满足了消费者对健康美味产品的需求。