毛木耳多糖益生型酸奶工艺的优化及质构特性

马昱阳 ，王文亮 ，王月明 ，徐志祥，贾凤娟 *

1. 山东省农业科学院农产品研究所（济南 250100）；2. 农业部新食品资源加工重点实验室（济南 250100）；3. 山东省农产品精深加工技术重点实验室（济南 250100）；4. 山东农业大学食品科学与工程学院（泰安 271018）

毛木耳多糖属于酸性多糖，具有提高机体免疫力、抗癌抑癌、抗氧化衰老、降低血糖、调节心脏功能等功效，因此毛木耳多糖的综合利用对毛木耳多糖生物活性研究和产品开发具有重要意义[1-7]。

酸奶是以鲜牛奶为主要原料，利用嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌等益生微生物，以益生菌发酵的方式得到发酵型乳制品。发酵酸奶易于消化吸收、提高食欲、促进肠道蠕动、有利于治疗便秘[8]。营养物质丰富，还可以增加人体免疫力，间接起到美白养护的效果，因此发酵型酸奶受到大量消费者的喜爱。

目前，市面上销售的各个品种酸奶功能具有单一性，还添加了大量添加剂，因此研究探讨既具有功能性又无添加剂的毛木耳多糖益生型酸奶制备工艺，并分析其质构特性，为毛木耳多糖的综合利用提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

毛木耳，福建省；鲜牛奶，伊利纯牛奶；发酵剂，北京川秀科技有限公司；蔗糖，山东省东方糖业有限公司；明胶，河南博洋明胶有限公司。

1.2 仪器与设备

CP 2102电子天平，上海奥豪斯仪器有限公司；离心机，德国Eppendorf公司；HH-6数显恒温水浴锅，江苏金怡仪器科技有限公司；VORTEX-6电动震荡器，上海其林贝尔有限公司；FN-202型小型粉碎机，北京兴时种和科技发展发展有限公司；LGJ-25冷冻干燥机，北京博医康实验仪器有限公司，LRHS恒温恒湿培养箱，美的电磁炉，78 HW-1型恒温磁力搅拌器，TX-XT plus食品质构仪，英国Stable micro systems公司。

1.3 试验方法

1.3.1 毛木耳多糖的提取

将毛木耳浸泡于水中，12 h后取出切成丝，晾干，在60 ℃恒温条件下干燥24 h，冷却后用粉碎机将烘干的毛木耳丝进行粉碎处理，过100目筛，得到毛木耳粉，用热水浸提法在90 ℃条件下浸提4 h，浸提结束之后在10 000 r/min条件下进行离心，离心时间15 min，离心结束后取浸提液的上清溶液，加入4%的活性炭进行毛木耳多糖的色素去除，在56 ℃水浴环境中加热30 min，不断搅拌，抽滤，待毛木耳多糖液颜色完全去除，提取无色上清液进行毛木耳多糖醇沉，离心，然后再用无水乙醇洗涤沉淀，接着透析，将除蛋白后的多糖提取液装入7 000 kDa规格的透析袋中，用蒸馏水充分透析，除去其中的小分子杂质，透析完全后，其上清液在8 000 r/min条件下离心15 min，离心结束取合并上清液，用3倍毛木耳上清液体积的95%乙醇，在4 ℃条件下，醇析过夜，回收乙醇，收集毛木耳粗多糖的沉淀。将沉淀复溶后，相同条件下再醇沉1次，沉淀用去离子水反复冲洗多次，冲洗之后经冷冻干燥机低温干燥，得到毛木耳粗多糖样品[9]。

1.3.2 毛木耳多糖酸奶的制作

预热（60～65 ℃）→添加蔗糖→添加食用明胶→添加多糖→杀菌（90～95 ℃，10 min）→冷却（43～45℃）→接种发酵剂→发酵→冷却→后熟（2～7 ℃）→成品

将鲜牛奶加热至60～65 ℃，添加2%的蔗糖、0.5%的明胶、0.4%的毛木耳多糖，高温（90～95 ℃）杀菌10 min，冷却至43 ℃后建议接种量接种发酵剂，分装于玻璃瓶后置于培养箱中发酵培养，发酵完成后在4℃冰箱中后熟[10]。

1.3.3 单因素试验设计

预热鲜牛奶，添加0.4%毛木耳多糖、2%蔗糖、0.5%食用明胶，以不同的发酵剂添加量（0.2%，0.4%，0.6%，0.8%和1.0%）、发酵温度（36，38，40，42和44 ℃）、发酵时间（4，6，8，10和12 h）为自变量设计单因素试验，并对其进行感官评价。

1.3.4 正交试验法优化毛木耳多糖酸奶工艺

在单因素试验基础上，分别以不同的发酵剂添加量、发酵温度和发酵时间为考察因素，进行感官评定评分，采用三因素三水平正交试验确定酸奶工艺的最优比，正交试验因素与水平见表1。

1.3.5 感官评定

从来自高等院校食品专业的在校学生及从事多年食品相关研究工作的研究人员中选出8人（4男4女）组成感官评价小组，小组成员在正式开始评价的前4 d每天进行2 h的培训，进行描述性分析培训及建立描述性词语，对毛木耳多糖酸奶进行感官评分，取平均分，满分100分。感官评价标准见表2。

表2 毛木耳多糖酸奶的感官评分标准

1.3.6 毛木耳多糖酸奶的质构特性研究

用质构仪对毛木耳多糖酸奶样品进行TPA测试[10]，每个样品测试3次，取平均值。测试探头型号为12.7 mm的TA10。测试条件如表3所示。

表3 酸奶质构测定条件与测定参数

2 结果分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 不同发酵剂添加量对毛木耳多糖酸奶的品质影响

将鲜牛奶加热至60～65 ℃，添加2%的蔗糖、0.5%的明胶、0.4%的毛木耳多糖，预热20 min，接着进行高温（90～95 ℃）灭菌，灭菌时间为10 min，冷却至43 ℃后接种发酵剂，发酵剂添加量分别为0.2%，0.4%，0.6%，0.8%和1.0%，将不同发酵剂添加量的毛木耳多糖酸奶分别装于玻璃瓶中在培养箱中发酵培养，发酵时间为12 h，发酵完成后在4 ℃冰箱中后熟。

由图1可知，随着发酵剂添加量的增加，毛木耳多糖酸奶的感官评定得分呈先增大后减小的趋势。分析原因是当发酵剂的添加量为0.2%时，会产生较少的产酸益生菌，导致毛木耳毛木耳多糖酸奶的酸度较低，味道较浅，影响了毛木耳多糖酸奶的感官评定得分。随着发酵剂添加量的提高，毛木耳多糖酸奶的感官品质不断提升；之后发酵剂的添加过量，导致乳中蛋白过度减少而使乳清析出，影响了感官评定得分。根据评分结果，选择乳酸菌添加量为0.4%，0.6%和0.8%进行工艺优化。

图1 不同发酵剂添加量对毛木耳多糖酸奶感官评分影响

2.1.2 不同发酵温度对毛木耳多糖酸奶的品质影响

将鲜牛奶加热至60～65 ℃，添加2%的蔗糖、0.5%的明胶、0.4%的毛木耳多糖，预热20 min，接着进行高温（90～95 ℃）灭菌，灭菌时间为10 min，冷却至43 ℃后接种发酵剂，发酵剂添加量为0.4%，将不同发酵剂添加量的毛木耳多糖酸奶分别装于玻璃瓶中在培养箱中发酵培养，发酵时间为12 h，发酵温度分别为36，38，40，42和44 ℃，发酵完成后在4 ℃冰箱中后熟。

由图2可知，随着发酵温度的升高，毛木耳多糖酸奶的感官评定得分出现先升后降低再升高的趋势。当发酵温度为36 ℃时，因发酵温度稍偏低，不利于益生菌的生长及发酵，影响了益生菌的产酸功能，导致毛木耳多糖酸奶感官评定得分较低。当发酵温度升到38 ℃时，毛木耳多糖酸奶的酸度略微升高，风味有所提高，感官评分也小幅度提升；当发酵温度为42 ℃时，毛木耳多糖酸奶酸甜适中，且酸奶香味适宜，感官评定得分也最高；当发酵温度达到44 ℃时，毛木耳多糖酸奶的口感较差，酸奶较黏稠，感官评定得分略微降低。综合上述评分结果，选取发酵温度40，42和44 ℃进行工艺优化。

图2 不同发酵温度对毛木耳多糖酸奶感官评分影响

2.1.3 不同发酵时间对毛木耳多糖酸奶的品质影响

将鲜牛奶加热至60～65 ℃，添加2%的蔗糖、0.5%的明胶、0.4%的毛木耳多糖，预热20 min，接着进行高温（90～95 ℃）灭菌，灭菌时间为10 min，冷却至43 ℃后接种发酵剂，发酵剂添加量为0.4%，将不同发酵剂添加量的毛木耳多糖酸奶分别装在玻璃瓶中在培养箱中进行发酵培养，发酵时间分别为4，6，8，10和12 h，发酵温度为42 ℃，发酵完成后在4 ℃冰箱中后熟。

由图3可知，随着发酵时间的延长，毛木耳多糖酸奶感官评定得分整体呈先增大后减小的趋势。当发酵时间为4 h时，发酵时间较短，毛木耳多糖酸奶的凝固性较差，口感不好，感官评定得分相对过低；当发酵时间为8 h时，毛木耳多糖酸奶的感官评定得分升高，风味及口感较好，凝固型适中，因此评分较高；当发酵时间变为12 h时，毛木耳多糖酸奶变稠，凝固型太强，口感变差，感官评定得分变差。依据感官评定得分结果，选择发酵时间6，8和10 h进行工艺优化。

图3 不同发酵时间对毛木耳多糖酸奶感官评分影响

2.2 毛木耳多糖酸奶优化正交试验结果分析

由表4可知，各因素的主次关系为B＞A＞C，即在发酵过程中，发酵温度对毛木耳多糖酸奶感官评分影响最大，而发酵剂的添加量为次要因素，影响最小的是发酵时间，最优组合为A2B2C3，即发酵剂添加量0.6%、发酵温度42 ℃、发酵时间10 h，在此最优条件下，毛木耳多糖酸奶的感官评分为92.5分。

表4 毛木耳多糖酸奶优化正交试验结果分析

验证试验：将鲜牛奶加热至60～65 ℃，添加2%的蔗糖、0.5%的明胶、0.4%的毛木耳多糖，预热20 min，接着进行高温（90～95 ℃）灭菌，灭菌时间为10 min，冷却至42 ℃后接种发酵剂，发酵剂添加量为0.6%，将不同发酵剂添加量的毛木耳多糖酸奶分别装在玻璃瓶中在培养箱中进行发酵培养，发酵时间分别为10 h，发酵温度为42 ℃，发酵完成后在4 ℃冰箱中后熟。在此条件下再次进行感官评定，得分为93.2分，与预期结果相似，验证成功。

2.3 毛木耳多糖酸奶的质构特性研究

试验中所用的质构参数有：1）硬度，是指第一次穿冲样品中的压力峰值；2）黏性，是模拟表示在探头与样品接触时用以克服两者表面间吸引力所必需的工作；3）内聚性，是模拟样品内部粘合力，是样品经第一次压缩变形后所表现出来的对第二次压缩的相对抵抗能力；4）弹性，是用来模拟表示将半固体样品破裂成吞咽时物体对口腔的压力[12-13]。

质构分析结果如表5所示。结合正交试验得到最优条件下的毛木耳多糖酸奶，其硬度为54.578 g，黏性为0.439 mJ，内聚性为2.857，弹性为9.264 mm。

表5 不同发酵条件下毛木耳多糖酸奶TPA质构分析

3 结论

毛木耳多糖酸奶发酵的最优工艺为：发酵剂添加量0.6%、发酵温度42 ℃、发酵时间10 h，此时感官评分可达93.2分。对正交试验所得的9个毛木耳多糖酸奶样品进行TPA测试，得到硬度、黏性、弹性、内聚性的质构特性数据。在最优条件下，毛木耳多糖酸奶的硬度为54.578 g，黏性为0.439 mJ，内聚性为2.857，弹性为9.264。