功能性柚子酸奶的发酵工艺

俞耀茹，麦凯柔，黄晓清，刘垚*

(1.吉林大学珠海学院 药学与食品科学学院，广东 珠海 519041； 2.珠海市卓益食品科技有限公司，广东 珠海 519041)

各年龄群体的消费者都喜欢美味爽口的酸奶。酸奶除了帮助消化、调节肠胃功能之外，还有很多意想不到的保健功能[1]。柚子皮富含膳食纤维、蛋白质和果胶，同时还含有丰富的香精油、柚苷、柠檬苦素、维生素C、维生素B族、矿物质等生理活性成分[2-3]。现有研究表明，柚皮味苦辛性温，具有祛痰、止咳、抗癌、抗氧化、健胃、消食等功能[4]，但因柚子皮本身具有苦味且不易去除，所以工业上对柚子皮的加工少之又少。调查发现，90%的柚子皮会被作为生活垃圾丢弃[5]。对柚子皮的综合利用不但可以减少环境污染、增加柚产业的经济效益，而且其深加工产品对人体有一定的保健功能，具有较高的研究价值。本研究通过单因素实验和正交实验，对柚子酸奶的发酵工艺和配方进行研究。现总结报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

生鲜牛乳(纯度95%)，符合GB/T 6914—1986要求，购于珠海市龙业乳品有限公司牧场；蔗糖，符合GB 317—2018要求。菌种包含嗜热链球菌、双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、婴儿双歧杆菌、乳双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌，均购于青岛凯麦森食品科技有限公司；β-环状糊精(食品级)，购于河南百益化工产品有限公司；客家蜜柚，市售。

MS-TS分析天平(METTLER TOLEDO)，pH7310 pH计(德国WTW)，GDYN-200S牛奶蛋白仪(赛德仪器)，BB15恒温保温箱(德国HERAEUS)，SW-CJ-2D超净工作台(苏州苏净)，LS-75HD立式高压蒸汽灭菌锅(滨江医疗化验室)，XSP-C204d显微镜(重庆光学仪器厂)，美的C21-WK2102电磁炉，HN5-150C超声波提取器(上海轩诺仪器)，XHRE-501旋转蒸发仪(广州予华仪器)。

1.2 工艺流程

1.2.1 柚子皮脱苦及提取

新鲜柚皮→清洗→切块→沸水浸烫→沥干→β-环状糊精浸泡脱苦→清水冲洗→渗糖→漂烫→提取[6]。

1.2.2 柚子酸奶制作

均质→灭菌及冷却→接种→加柚子皮提取物→发酵→搅拌→后熟。

1.3 操作要点

1.3.1 柚子皮切块

选取新鲜、色泽光亮、表面光滑，且尽量成熟的柚子，将其用清水洗净，去除柚子皮表面的灰尘和杂物。把柚子切开，留取柚子皮。然后将柚子皮洗净，切成约1 cm2大小的方块，去除白瓤部分。

1.3.2 沸水浸烫

取一定量的水于电磁炉中烧开，然后把柚子皮放置在炉中约5 min，煮至柚子皮变透亮、变软时捞出沥干。

1.3.3β-环状糊精脱苦

柚子皮块经过沸水浸烫后，置于6 g·L-1的β-环状糊精溶液中，水浴温度45 ℃，水浴时间60 min。

1.3.4 渗糖

将水浴完的柚子皮放于电磁炉中，把配置好的糖水溶液(糖、水质量比1∶10)加入炉中。先把电磁炉功率调成1 000 W煮5 min，再把功率调成100 W煮10～15 min，使柚子皮充分吸收白砂糖。煮完后，将捞出的柚子皮自然冷却至室温，再次放入到糖水溶液中浸泡5 min，使柚子皮能最大限度地吸收糖料。

1.3.5 漂烫

将柚皮块从糖液捞出，此时柚皮块已完全浸糖，但是柚子皮表面还有很多余下的糖液，用沸水快速清洗一下，达到均匀去除柚皮块表面多余糖液的目的。

1.3.6 超声波提取

用体积分数95%的食用乙醇，在超声温度45 ℃、超声波功率80 W左右、液料比大于39.29的条件下提取2.5 h，之后用旋转蒸发仪提纯。

1.3.7 鲜奶制作

从奶场收回的新鲜牛乳要尽快加工。将刚挤下来的生鲜乳用纱布过滤好，在温度为55 ℃、压力为20 MPa的条件下均质，以有效阻止奶油上浮，使乳脂肪分布均匀。然后，在巴氏灭菌机中采用传统的巴氏灭菌法杀菌。

1.3.8 发酵

灭菌后的生牛乳经冷水浴冷却，按照实验配方添加蔗糖和柚子皮提取物，接种菌剂后，放入恒温培养箱中，在42 ℃发酵5 h以上。当酸奶的pH值达到4.3～5.0时，发酵完成。

1.4 数据分析

在DPS V6.0.5上进行4因素3水平的正交实验设计和数据分析。

2 结果与分析

2.1 柚子皮提取物含量对酸奶风味的影响

柚子皮提取物中含有柚皮苷，具有良好的保健功能。更为特别的是，柚子中含有天然的果胶，特别有利于凝固型酸奶的形成。同时，柚子表面还含有很丰富的油腺(一种可以携带天然香味的组织)。然而，在柚子果皮和牛奶的发酵过程中，如果柚子皮提取物的量过大，会使酸奶带有苦涩味；但如果添加量较少，则会降低柚子酸奶的风味评价和保健性能。

基于酸奶的风味、乳液结实程度、成品酸奶的光洁程度、酸奶的酸度，以及口感是否清爽来设计预实验。预实验中柚子皮提取物的添加量分别为3%、5%、7%、9%。结果显示，成品酸奶中，5%和7%两个组别的酸奶柚子风味明显，而3%组别的成品酸奶柚子果香味不足，9%组别的成品酸奶果香味浓，但略显苦涩。进一步选定5%、6%、7%的柚子皮提取物添加比例进行实验，对酸奶的风味和质感进行测定(表1)，并通过保质期观察，最后确定适宜的添加量为6%。

表1 柚子皮提取物添加量对酸奶风味的影响

2.2 发酵温度对柚子酸奶品质的影响

菌种活性和奶制品的品质受温度影响很大。嗜热链球菌的最适生存环境温度为45 ℃，保加利亚乳杆菌的最适生存环境温度为37～42 ℃[7-8]。根据发酵原理，温度上升，发酵时间缩短，这在商业运用中极具价值。因此，发酵的温度应该稳定在 40～45 ℃。

向巴氏灭菌后的鲜奶中添加6%的柚子皮提取物、1%的发酵菌量、8%的糖量，分别置于40、42、44 ℃的恒温箱中发酵至终点，结果如表2所示。在42 ℃的发酵温度下，凝乳较结实，质地顺滑，风味合适，且凝乳时间明显短于40 ℃处理。把发酵温度提高至44 ℃后，虽然进一步缩短了凝乳时间，但凝乳的质地和风味均变差。综合来看，以42 ℃的发酵温度较为适宜。

表2 发酵温度对酸奶品质的影响

2.3 蔗糖用量对酸奶风味的影响

纯的无糖酸奶虽然热量低，但是酸奶过酸，口感清寡，难以引起消费者的食用欲望。白砂糖的添加可以改善酸奶的口感，使酸奶的风味变得丰满。如表3所示，当蔗糖添加量为8%时，酸奶口感最佳；当蔗糖添加量低于8%时，甜度与酸度不能很好地融合，还会带上柚子的苦涩味；当甜度增加时，涩味会下降，但是当蔗糖添加量大于8%时，酸奶的热量增加，不符合现代低热量饮食的潮流，同时还会抑制乳酸菌的正常发酵，材料成本也会增加。

表3 蔗糖添加量对酸奶风味的影响

2.4 正交实验

由单因素实验结果可知，柚子皮提取物添加量(A)、发酵温度(B)、发酵时间(C)、蔗糖添加量(D)等因素对柚子酸奶成品品质均有很大的影响。为了优化柚子酸奶的发酵工艺，特开展4因素3水平的正交实验，1～3水平，A分别为5%、6%、7%，B分别为40、42、44 ℃，C分别为6、7、8 h，D分别为6%、7%、8%。

结合30名评价员对各实验组的口感评价(表4)，选出最优配方和生产工艺：柚子皮提取物的添加量为5%，蔗糖添加量为8%，发酵温度42 ℃，发酵时间为7 h。根据奶制品的特性冷藏5 h以上，得到的柚子酸奶口感顺爽，无干涩、苦味，质感均匀一致，柚香清新。

表4 各组合的口感评价结果

注：酸度单位°T是指滴定100 mL酸奶样品所消耗的0.1 mol·L-1NaOH的量(mL)。

3 小结

原料选择。为了让产品的口感更纯香，营养保留齐全，在牛奶的选择上，巴氏灭菌的新鲜牛奶要优于纯牛奶和奶粉，不得使用含有抗生素的鲜奶。在柚子的选择上，蜜柚要比沙田柚好。虽然同样是柚皮，但沙田柚的苦涩味会更加明显，而且喝完容易口干。蔗糖的添加量以8%为宜，均质操作10～15 min。鲜奶巴氏灭菌的温度应在63～68 ℃，且需在40 min内保持温度恒定。

在发酵工艺上，菌种添加量应以1%为宜，发酵时间宜控制在7 h，发酵温度以42 ℃较为适宜。

在本实验条件下，柚子皮提取物的添加量以5%为宜。但在实际生产过程中，建议根据季节的变换，适当增减柚皮提取物的含量，控制在5%～7%。