发酵植物酸奶的研发

曾波

摘  要：文章针对发酵植物酸奶的工艺和配方研发进行了深入探究，主要通过采取单因素和正交试验设计，对大豆、核桃、燕麦、巴旦木进行不同蛋白配比的设计试验研究，经过感官评定、粘稠度以及微生物指标测定结果可知，最佳配比方案以大豆蛋白和椰漿为主要原料，在总蛋白为4.0%和椰浆添加量为0.5%的条件下，辅以0.4%的核桃蛋白、0.3%的燕麦蛋白与0.8%的巴旦木蛋白复合配比发酵。最终配方既能够满足发酵植物酸奶中乳酸菌测定、大肠杆菌测定要求，同时还能达到口感丝滑、粘稠度高和风味愉悦的效果。

关键词：发酵方法;植物酸奶;研发工艺

中图分类号：TS252.54      文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）22-0116-03

Abstract： This paper makes an in-depth study on the research and development （R&D） of the technology and formula of fermented plant yoghurt， mainly through the design of different protein ratio of soybean， walnut， oat and badam by single factor and orthogonal experimental design. The results of sensory evaluation， viscosity and microbial index showed that the best proportion scheme was soybean protein and coconut milk as the main raw materials. Under the conditions of 4.0% total protein and 0.5% coconut milk， 0.4% walnut protein， 0.3% oat protein and 0.8% badamprotein were fermented. The final formula not only meets the requirements of lactic acid bacteria and Escherichia coli in fermented plant yoghurt， but also achieves the effect of silky taste， high viscosity and pleasant flavor.

Keywords： fermentation method; plant yoghurt; research and development （R&D） process

引言

就目前而言，我国酸奶研发工作获得了较大的发展，但是以植物蛋白为原料发酵酸奶存在口感粗糙、粉感严重以及馊豆腥味大等问题，这与植物蛋白中的大量纤维等有关，由于缺少专门的植物蛋白发酵菌种，所以发酵植物酸奶产品还有待进一步研发。在这种背景下，作为某股份有限公司的合作企业，开始成立了发酵植物酸奶关键技术研究与产品开发项目。该项目历时两年，主要在项目中筛选出适合植物蛋白发酵的杜邦YO-MIX205菌种，采用高压微射流均质工艺技术提升植物酸奶的口感，同时利用Masker等掩盖技术处理苦味和腥味问题，为人们带来较为优质的植物酸奶产品。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆、椰浆、核桃、巴旦木、燕麦：市售食品级;科汉森YF-L904和MILD 1.0、杜邦DANISCO YO-MIX205和DANISCO KEFIR MILD01、杜邦帝斯曼瑞士乳杆菌L10，接种量0.2U/L。

1.2 仪器与设备

恒温培养箱：上海精宏实验仪器设备有限公司;UV-2700型紫外-可见分光光度计：日本SHIMEADZU公司;APV-1000型号高压均质机：APV（中国）有限公司;SNB-2数字粘度计：上海天美天平仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 发酵植物酸奶的工艺流程

（1）菌种筛选环节发酵方法

在该项目发酵植物酸奶的研发过程中，需要明确工艺流程，这样才能更好地进行发酵植物酸奶菌种的筛选。本项目主要针对科汉森YO-MIX205、杜邦YO-MIX205以及帝斯曼瑞士乳杆菌L10为样本菌种进行筛选。基本流程如下：大豆→冷水浸泡→磨浆→过胶体磨研磨→预热→高压均质→杀菌→冷却→接种发酵→破乳搅拌→冷藏→待用。

具体而言，应该掌握以下工艺要点：首先，要加强大豆浸泡时间的控制，大约浸泡12h左右，就可以进行磨浆，之后过胶体磨研磨。其次，还需要加强温度以及均质压力的控制，一般温度要控制在63℃左右，然后均质压力控制在19MPa左右，高压均质之后，加入7%的白砂糖，温度控制在95℃，进行杀菌5min。之后在接种、发酵、搅拌破乳、冷藏等方面都要重视无菌操作。当冷却到发酵42℃左右时就可以进行接种发酵，一般控制在4-7h以内，最终的滴定酸度应该为85°左右， 最后进行搅拌破乳与冷藏， 冷藏的温度则应该控制2-6℃之间。需要注意的是，针对帝斯曼L10瑞士乳杆菌而言，应该在38℃左右开始接种，发酵90h后，破乳冷藏待用[5]。

（2）均质工艺确定

a.一次均质工艺和二次均质工艺对比

在20MPa均质压力下，分别采用一次均质和二次均质工艺处理植物蛋白后发酵酸奶， 经过对比产品丝滑度，最终确定二次均质工艺。

b.二次均质工艺参数

第一次均质压力20MPa， 第二次均质压力分别为20MPa，25MPa，30MPa，35MPa，40MPa，45MPa。伴随着第二次均质压力的不断上升，该类产品的丝滑程度也在不断上升，但是当处于45MPa的时候没有明显上升，因此最终确定第二次均质压力为40MPa。

1.3.2 发酵植物酸奶的最佳配方确定

在采用均质工艺处理，并发酵得到植物酸奶后，还需要进行感官品评及稠厚度对比，选出最佳植物酸奶发酵菌种以及各原料的最佳用量，以确定最佳配方。本文主要采用的是单因素试验与正交试验的方法，最终再进行感官评定、粘稠度与微生物指标测定。

（1）单因素试验确定各原料最佳用量范围

经过查证与分析，最终确定了发酵植物酸奶中大豆蛋白含量与椰浆添加量、核桃蛋白含量、燕麦蛋白含量以及巴旦木蛋白含量配比的单因素试验。以感官品评和粘稠度指标作为评价标准，确定各原料最佳的用量，从而为正交试验设计提供一定的参考，得出最佳的配比方案[1]。具体各因素试验过程如下：

首先，进行大豆蛋白浓浆制备：先将大豆用冷水浸泡12小时以上，之后进行磨浆，最终经过预热以及高压均质后，再加水，最终制成蛋白含量为8.0%的大豆蛋白浓浆备用。

其次，再确定椰浆添加量。第一，保证大豆蛋白配方含量达到4.0%，第二，再依次添加含量为0.1%、0.3%、0.5%、0.7%以及0.9%的椰浆，利用感官品评和粘稠度等进行评价。

最后，同大豆蛋白浓浆制备方法，分别制备蛋白含量均为2.5%的核桃蛋白浓浆、燕麦蛋白浓浆和巴旦木蛋白浓浆，并通过感官品评和粘稠度等指标，确定各植物蛋白最佳配比含量。

a.核桃蛋白

先确定总蛋白含量以及椰浆添加量，前者为4.0%，后者添加量为0.5%。然后将大豆蛋白和核桃蛋白含量进行配比分组，其中核桃蛋白分别为0.2%，0.4%， 0.8%，1.2%，1.6%，进而开展核桃原料的最佳用量设计试验，以感官品评和粘稠度为考察指标，确定核桃蛋白最佳配比用量。

b.燕麦蛋白

同样，先确定总蛋白含量以及椰浆添加量，前者为4.0%，后者添加量为0.5%。之后将大豆蛋白含量和燕麦蛋白含量进行配比，其中燕麦蛋白分别为0.1%，0.3%，0.5%，0.7%，0.9%，进而展开燕麦原料的最佳用量设计试验，以感官品评和粘稠度为考察指标，确定核桃蛋白最佳配比用量。

c.巴旦木蛋白

总蛋白含量以及椰浆添加量数值不变，前者为4.0%，后者添加量为0.5%，将大豆蛋白含量和巴旦木蛋白含量进行配比，其中巴旦木蛋白分别为0.2%，0.4%，0.8%，1.2%，1.6%，进行巴旦木原料的最佳用量设计试验，以感官品评和粘稠度为考察指标，确定巴旦木蛋白最佳配比用量。

（2）发酵植物酸奶最佳配方正交试验确定

本项目试验主要采用正交试验设计原理，结合单因素试验结果，进行最佳配方正交设计试验，详情见表1。

1.3.3 发酵植物酸奶感官评定

针对发酵植物酸奶进行感官评定，主要从丝滑度、粘稠度以及风味等方面入手，标准为丝滑感强、稠厚度较高、豆馊味弱和风味愉悦。最终YO-MIX205综合评定得分最高，所以将其作为该项目植物酸奶发酵菌种。

1.3.4 发酵植物酸奶粘稠度评定

取一定量的样品放在数字粘度计平台上并选定合适的转子对发酵植物酸奶粘稠度进行测定。

1.3.5 发酵植物酸奶蛋白质评定

采用国标GB 5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中分光光度法测定发酵植物酸奶中的蛋白质含量[2]。

1.3.6 发酵植物酸奶微生物指标的测定

（1）乳酸菌测定

在进行乳酸菌的测定过程中，主要采用国标GB 4789.35-2016《食品安全国家标食品微生物学检验乳酸菌检验》中乳酸细菌培养基（MRS）培养基的方法，對发酵植物酸奶的乳酸菌数量进行检测，将样品涂布接种到MRS培养基中，37℃下培养48h后进行计数。

（2）大肠杆菌测定

在发酵植物酸奶微生物指标测定的过程中，除了要进行乳酸菌的测定，大肠杆菌测定也是重要的环节。在测定时，主要依据的是有关规定中的平板计数方法来进行检测，主要对发酵植物酸奶的大肠杆菌数量进行检测计数。具体而言，会先将样品接种于结晶紫中性红胆盐琼脂（VRBA）培养基之中。之后需要加强温度以及实践的控制，一般将温度控制在37℃下，进行24小时的培养，然后再进行验证试验以及计数[3]。

2 结果与分析

2.1 单因素试验确定各原料最佳用量试验结果分析

2.1.1 椰浆添加量的确定

椰浆添加量的确定是十分关键的，经过0.1%、0.3%、0.5%、0.7%以及0.9%的椰浆感官评比与产品粘稠度测定可知，其中0.5%、0.7%以及0.9%的椰浆添加量能够让风味、丝滑感以及稠厚度得到优化，但是这三者之间没有较大的差异，考虑到成本因素，最终选择0.5%的椰浆添加量。

2.1.2 核桃蛋白

根据大豆蛋白和核桃蛋白配比用量设计试验结果可知，与其他组的核桃蛋白添加量相比，0.4%的核桃蛋白含量为最优状态，能够使得植物酸奶产品的馊味有所降低，且丝滑度与粘稠度有所增加，获得较高的综合评价。因此，当总蛋白含量4.0%时，核桃蛋白含量最终确定为0.4%。

2.1.3 燕麦蛋白

根据大豆蛋白和燕麦蛋白配比用量设计试验结果可知，与其他组的燕麦蛋白添加量相比，0.3%的燕麦蛋白含量为最优状态，产品风味、丝滑度与粘稠度的综合评价为最优，但是需要注意的是，大豆含量高异味就较重，而燕麦含量高则显得比较粗糙，需要配比时加以控制。当总蛋白含量4.0%时，燕麦蛋白含量最终确定为0.3%。

2.1.4 巴旦木蛋白

根据大豆蛋白和巴旦木蛋白配比用量设计试验结果可知，与其他组的巴旦木蛋白含量相比， 0.8%的巴旦木蛋白含量为最优状态，无论是馊味，还是丝滑度与稠厚度，它们的综合评价都最高。而且还会使得植物酸奶产品具有愉悦的巴旦木风味。所以，当总蛋白含量为4.0%时，巴旦木蛋白含量最终确定为0.8%。

2.2 发酵植物酸奶最佳配方正交试验（表2）

在单因素的基础上，采用L25（56）正交表格设计三因素五水平共计25组植物蛋白配比发酵实验。根据发酵植物酸奶配比正交试验结果分析可知，在总蛋白含量为4.0%、椰浆添加量为0.5%条件不变的情况下，核桃蛋白0.4%、燕麦蛋白0.3%以及巴旦木蛋白0.8%的配方效果最佳，符合风味、粘稠度以及丝滑度的综合评定要求，都具有较高的综合评价。因此，综上所述，发酵植物酸奶的最佳配方为：杜邦YO-MIX205作为植物酸奶发酵菌种，接种量0.2 U/L。主要原料为大豆和椰浆，辅以核桃、燕麦以及巴旦木，41-43℃下接种发酵4-7小时。

2.3 发酵植物酸奶微生物测定分析

2.3.1 乳酸菌总数计数

发酵植物酸奶中乳酸菌总数为1.54×109 CFU/mL，国家标准要求≥1.0×106 CFU/mL。因此，符合GB 19302-2010《食品安全国家标发酵乳》的要求[4]。

2.3.2 大肠杆菌计数

发酵植物酸奶中未检出大肠杆菌，符合GB19302-2010《食品安全国家标发酵乳》的要求。

3 结论

经过该项目的测定与分析，确定了发酵植物酸奶的最终研发方案，主要是以大豆和椰浆为主原料，添加核桃、燕麦以及巴旦木原料研制而成。在2019年3月份，某合作公司就推出了国内第一款植物酸奶，并研发了一系列酸奶产品，通过加强技术创新，打开了植物酸奶市场的大门。另外，与其他酸奶产品不同，食用這款酸奶，在提高口感的同时，还能帮助人们促进消化。具有0胆固醇、低饱和脂肪的优势特点，能够符合膳食营养方面的推荐与要求，更好地促进该类产品市场的健康发展。

参考文献：

[1]姚沛琳，苏博，张新剑，等.西宁传统发酵酸奶中乳酸菌的分离鉴定及发酵特性研究[J].新余学院学报，2019（1）：47-51.

[2]孙雪姣，王一然，丁瑞雪，等.益生菌火龙果酸奶的研发[J].食品研究与开发，2018（1）：99-103.

[3]张鸿儒.双蛋白益生菌酸奶的研制及营养分析[D].中国农业科学院，2018.

[4]王劲松，徐艳，朱德艳，等.米糠大豆酸奶发酵条件的优化[J].食品工业科技，2018（7）：49-53.

[5]代雨菲.仙人掌南果梨酸奶的制备与研发[J].食品安全导刊，2018，203（12）：162-163.