凝固型李子酸奶发酵条件优化

贺小贤，姚娇娇，周 欣，刘 欢

（陕西科技大学 食品与生物工程学院，陕西 西安 710021）

李子（Prunus salicinaLindl.）是蔷薇科（Rosaceae）李属（Prunus）植物，别名嘉庆子、布霖、玉皇李、山李子，是中国栽培最早的水果之一。其果实味酸且富含多种氨基酸、维生素及矿物质，能促进胃酸和胃消化酶的分泌，具有治疗消化系统疾病、心血管疾病、增强免疫[1]、美容等多种生理活性。除此之外，李子还含有大量酚类化合物及其衍生物，具有很强的抗氧化活性，堪称是抗衰老、防疾病的“超级水果”[2]。

酸奶除了保留鲜牛奶的全部营养成分外，还富含大量有益于人体健康的益生菌，长期食用能够促进消化、保护肝脏、肾脏、改善肠道环境、增强机体的免疫力[3-4]；酸奶中的乳酸不仅能使肠道里的弱碱性物质转变成弱酸性物质，而且还能产生抗菌物质，抑制肠道中腐败菌的繁殖和活动，从而减少肠道内的有害物质，对人体具有保健作用[5]。随着生活水平的提高，同时高效率的工作和不规律的生活，使人们的免疫功能下降，人们对酸奶种类、口味和功能的要求也越来越高[6]。此时，复合酸奶由于其较高的营养价值、独特的风味和保健功能，在一众酸奶中脱颖而出，深受广大消费者的欢迎[7]。目前，国内外对李子酸奶的研究较少，因此，其具有较为广阔的研究前景。

凝固型李子酸奶除了酸甜适口的风味外，还兼具传统酸奶和李子的双重保健功能，保证了人们对新口味和营养价值的追求，是一种可以满足现代消费者需求的新型酸奶。因此，本研究以鲜牛乳和李子鲜果为主要原料，保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）1028和嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）6032作为混合发酵剂，发酵制备凝固型李子酸奶。以酸度和感官评价为指标，在单因素试验的基础上，通过正交试验确定凝固型李子酸奶的最佳发酵条件。为酸奶新品种的开发提供思路，同时对提高农民收入有着重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 菌种

保加利亚乳杆菌1028、嗜热链球菌6032：陕西科技大学食品与生物工程学院本研究室保藏菌种。

1.1.2 试剂

新鲜无霉变的李子、鲜牛乳（均为食品级）：本地农贸超市；脱脂乳粉（食品级）：伊利集团；蔗糖、黄原胶、羧甲基纤维素钠、维生素C（均为食品级）：市售。

1.1.3 培养基

MRS培养基[8]：蛋白胨10 g，牛肉膏10 g，酵母提取物5 g，柠檬酸二铵2 g，乙酸钠5 g，葡萄糖20 g，吐温80 1.0 mL，MgSO4·7H2O 0.58 g，MnSO4·4H2O 0.25 g，蒸馏水1 000 mL，pH值6.2～6.4。固体培养基添加1.5%的琼脂，121 ℃高压灭菌15 min。

1.2 仪器与设备

CUBE302S-C多功能原汁机：宁波麦格威特电器有限公司；LDZH-150L灭菌锅：上海申安医疗器械厂；DK-320恒温水浴锅：上海精宏仪器设备有限公司；F2004B电子天平：上海天科天美科学仪器有限公司；303-00A恒温培养箱：上海坤天实验室仪器有限公司；SP-756P紫外分光光度计：上海光谱仪器有限公司；SW-CJ-1F超净工作台：西安德派生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 凝固型李子酸奶工艺流程及操作要点

操作要点：

李子浆制备：选择新鲜、成熟且无霉变的李子，经清洗、去核后切成2～3 cm的小块，置于沸水中烫漂5 min，将热烫好的李子块冷却至40 ℃左右，以料液比1∶1（g∶mL）加入蒸馏水打浆，同时加入0.5%的维生素C护色，制得李子浆。

调配：将李子浆、鲜牛乳、蔗糖和羧甲基纤维素钠按一定的比例混合。

杀菌、冷却：85 ℃水浴30 min后，冷却至室温[9-10]。

混合发酵剂的制备：配制14%的脱脂乳，115 ℃灭菌15 min，冷却后，分别接入5%的保加利亚乳杆菌1028和嗜热链球菌6032，42 ℃培养至凝固后取出。将活化好的两种菌按体积比1∶1混合，按4%接入已灭菌的脱脂乳中，42 ℃培养8 h，于4 ℃条件下保存备用。

接种、发酵：于调配液中加入混合发酵剂，并搅拌均匀，装入已灭菌的酸奶瓶中，密封后置于一定温度条件下发酵培养至凝乳。

后熟、成品：将凝固好的酸奶转移至4 ℃冰箱中冷藏后熟24 h后，即得成品。

1.3.2 凝固型李子酸奶发酵条件的优化

（1）单因素试验

选取李子浆添加量（20%、30%、40%、50%）、蔗糖添加量（6%、8%、10%、12%）、发酵剂接种量（2%、3%、4%、5%）、发酵温度（38 ℃、40 ℃、42 ℃、44 ℃）和发酵时间（4 h、5 h、6 h、7 h）5个因素进行单因素试验，考察各因素对凝固型李子酸奶品质的影响[11]。初始发酵条件为蔗糖添加量10%，发酵剂接种量3%，发酵温度42 ℃，发酵时间6 h。

（2）正交试验

基于单因素试验结果，选择4个主要影响因素：李子浆添加量（A）、蔗糖添加量（B）、发酵剂接种量（C）和发酵温度（D）[12]。以感官评价作为考察指标，采用L9（34）设计进行4因素3水平正交试验，确定最优组合[13-14]。正交试验因素与水平见表1。

表1 凝固型李子酸奶发酵条件优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of set-style plum yogurt

1.3.3 理化指标的检测

感官评分[15-18]：根据国标GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》，随机抽取10人，从凝固型李子酸奶的口感、颜色、风味和组织状态4个方面进行评分，满分100分，结果取平均值。具体评分标准见表2。

表2 凝固型李子酸奶的感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of set-style plum yogurt

蛋白质含量[19]：按照国标GB 5009.5—2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的方法进行测定。

酸度[20]：酸度是发酵乳的一个重要指标，与产品的口味、质地和风味有着密切的联系[21]。采用国标GB 5009.239—2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》中的酸碱滴定法进行测定。

1.3.4 微生物指标的检测

大肠杆菌（Bacillus coli）[22]：按照国标GB 4789.18—2010《食品微生物学检验乳与乳制品检验》中的平板计数法进行测定。

乳酸菌[23]：按照国标GB 4789.35—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》中的稀释平板法进行测定。

2 结果与分析

2.1 凝固型李子酸奶发酵条件优化单因素试验

2.1.1 李子浆添加量对凝固型李子酸奶品质的影响

李子浆的添加量对凝固型李子酸奶的风味及乳酸菌的增殖有重要的影响，因此，考察李子浆添加量对凝固型李子酸奶品质的影响，结果见图1。

图1 李子浆添加量对凝固型李子酸奶品质的影响Fig.1 Effect of plum pulp addition on set-style plum yoghurt quality

由图1可知，凝固型李子酸奶的酸度随着李子浆添加量的增加而升高，说明李子浆本身的酸度促进了产品的酸度的升高；而感官评分在李子浆添加量＞40%以后出现下降趋势，且当李子浆添加量为40%时，酸度为89°T，感官评分最高，为92分。综合考虑，确定最优李子浆添加量为40%。

2.1.2 蔗糖添加量对凝固型李子酸奶品质的影响

蔗糖的添加有助于改善酸奶的口感，缓解酸度，因此，考察蔗糖添加量对凝固型李子酸奶品质的影响，结果见图2。

由图2可知，随着蔗糖添加量的增加，凝固型李子酸奶的酸度快速降低，感官评分呈先升高后下降的趋势。分析原因可能是当蔗糖添加量＜10%之前，由于蔗糖添加量较低，导致酸奶甜度不够，酸度较高，感官评分较低；当蔗糖添加量＞10%之后，蔗糖浓度过高，酸度偏低，感官评分降低；当蔗糖添加量为10%时，酸度为84°T，感官评分最高，为90分。因此，确定最优蔗糖添加量为10%[24]。

图2 蔗糖添加量对凝固型李子酸奶品质的影响Fig.2 Effect of sucrose addition on set-style plum yoghurt quality

2.1.3 发酵剂接种量对凝固型李子酸奶品质的影响

发酵剂接种量是影响酸奶最终品质的主要因素之一[25]。考察不同发酵剂接种量对凝固型李子酸奶品质的影响，结果见图3。

图3 发酵剂接种量对凝固型李子酸奶品质的影响Fig.3 Effect of starter cultures inoculum on set-style plum yoghurt quality

由图3可知，随着发酵剂接种量的增加，凝固型李子酸奶的酸度逐渐升高，感官评分呈先上升后下降的趋势。分析原因可能是当发酵剂接种量＜3%之前，发酵剂接种量较少，乳酸菌产酸量较低，感官评分较低；当发酵剂接种量＞3%之后，发酵剂接种量过多，酸度过大，造成酸奶口感较差，感官评分较低；当发酵剂接种量为3%时，酸度适宜，为85°T，感官评分最高，为89分，因此，确定最优发酵剂接种量为3%。

2.1.4 发酵温度对凝固型李子酸奶品质的影响

选择适宜的发酵温度对于乳酸菌的生长繁殖尤为重要，考察不同发酵温度对凝固型李子酸奶品质的影响，结果见图4。

由图4可知，发酵温度过高或过低都会影响乳酸菌的增殖，进而影响到产品的酸度。随着发酵温度的升高，凝固型李子酸奶的酸度逐渐升高，感官评分呈先上升后下降的趋势。分析原因可能是当发酵温度低于42 ℃之前，乳酸菌繁殖不够多，此时产酸较低；当发酵温度超过42 ℃以后，产酸过高，感官评分下降；当发酵温度为42 ℃时，酸度为87°T，感官评分最高，为94分。因此，确定最优发酵温度为42 ℃。

图4 发酵温度对凝固型李子酸奶品质的影响Fig.4 Effect of fermentation temperature on set-style plum yoghurt quality

2.1.5 发酵时间对凝固型李子酸奶品质的影响

一般情况下，酸奶发酵至完全凝乳需要5～6 h，考察不同发酵时间对凝固型李子酸奶品质的影响，结果见图5。

图5 发酵时间对凝固型李子酸奶品质的影响Fig.5 Effect of fermentation time on set-style plum yoghurt quality

由图5可知，随着发酵时间在4～7 h范围的延长，凝固型李子酸奶的酸度逐渐升高，感官评分呈先上升后下降的趋势。分析原因可能是当发酵时间＜6 h之前，乳酸菌数量较少，酸度不够；当发酵时间＞6 h以后，由于乳酸菌产酸过量，酸度太高，导致酸奶口感欠佳；当发酵时间为6 h时，酸度适宜，为90°T，感官评分最高，为90分，因此，确定最优发酵时间为6 h。

2.2 凝固型李子酸奶发酵条件优化正交试验

在单因素试验的基础上，以感官评分为评价指标，选择李子浆添加量（A）、蔗糖添加量（B）和发酵剂接种量（C）和发酵温度（D）4个因素进行L9（34）正交试验。正交试验结果与分析见表3。

由表3中极差分析可知，各试验因素对凝固型李子酸奶感官评分的影响主次顺序为A＞C＞B＞D，即李子浆添加量＞发酵剂接种量＞蔗糖添加量＞发酵温度。凝固型李子酸奶的最佳发酵条件为A2B2C3D2，即李子浆添加量40%、蔗糖添加量10%、发酵剂接种量4%、发酵温度42 ℃。该组合没有在试验组中出现，因此，对其进行验证试验。经验证，得到的凝固型李子酸奶为浅黄色、色泽均匀、质地细腻且酸甜适中，具有李子特有的风味，感官评分为94分。

表3 凝固型李子酸奶发酵条件优化正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis of orthogonal tests for fermentation conditions optimization of set-style plum yogurt

2.3 凝固型李子酸奶理化指标检测结果

凝固型李子酸奶理化指标检测结果见表4。

表4 凝固型李子酸奶理化指标检测结果Table 4 Determination results of physical and chemical indexes of set-style plum yoghurt

由表4可知，在最优发酵条件下制备的凝固型李子酸奶的酸度、脂肪和蛋白质含量分别为85.4°T、2.7 g/100 g、3.1 g/100 g，均符合国标GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》的要求[26]。

2.4 凝固型李子酸奶微生物指标检测结果

在最优发酵条件下制备的凝固型李子酸奶的乳酸菌数≥106个/mL；大肠杆菌数＜1 CFU/mL；致病菌未检出，均符合国标GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》的要求。

3 结论

将李子与鲜牛奶混合制备的李子酸奶，可赋予传统酸奶更独特的风味和更高的营养价值。本试验采用单因素及正交试验确定凝固型李子酸奶的最优发酵条件为李子浆添加量40%、蔗糖添加量10%、发酵剂接种量4%、发酵温度42 ℃、发酵时间6 h。在此最优发酵条件下得到的凝固型李子酸奶酸度为85.4°T，感官评分为94分，质地细腻，营养丰富，酸甜爽口，理化指标及微生物指标均符合国家相关标准要求。此产品不但丰富了市场，满足人们对于口感的要求，又为水果的深加工提供了依据。