饮用型苹果风味发酵乳的研制

潘芸芸，杨宝雨，姜竹茂，闫泽文，王恒

1. 烟台大学生命科学学院（烟台 264005）；2. 东北农业大学食品学院（哈尔滨 150030）

苹果（Malus pumila）属蔷薇科，其树为落叶乔木，别名平安果、智慧果、超凡子等，中国是生产苹果的大国，其种植已有2 000多年的历史。渤海湾、西北黄土高原、西南冷凉高地、黄河故道和秦岭北麓优先成为我国四大苹果发展产区[1]。苹果富含多种维生素、果胶及钾、锌等矿物质元素[2]，富含表儿茶素、原花青素等抗氧化成分[3-4]，能抑制自由基的生成，防止氧化反应的发生[5]。此外，苹果中富含大量L-苹果酸[6]，易被机体吸收利用。临床上，L-苹果酸已被作为心脏基础液成分之一，能有效保护心肌能量代谢[7]。

酸奶拥有丰富的营养价值和良好的保健功能，长期食用能促进消化、保护肝脏、改善肠道环境[8-9]。酸奶中的乳酸既有助于人体对钙铁等营养元素的吸收，又能产生抗菌物质[10]，对肠道中腐败菌的繁殖起到抑制作用，减少肠道内的有害物质，对人体起到保健作用[11]。饮用型酸奶是一种低黏度的可饮用酸奶，采用80%鲜牛乳为主要原料经发酵后，还需要破乳和均质处理，最终形成黏度低、流动性好、细腻爽滑的营养型饮料[12]。饮用型酸奶是近10年销售最快的酸奶种类，其不含脂肪或脂肪含量较低，受到消费者的青睐[13]。研究以苹果和鲜牛乳为原料，既具备酸甜适当的口感，还具备苹果和酸奶的双重保健功能，满足了消费者不同的需求，给乳品企业提供创新的机会，也为苹果的深加工指明了一条新方向，带动乳品和苹果种植业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

纯牛奶，北京三元食品股份有限公司；百钻优级白砂糖，安琪酵母有限公司；乳酸菌酸奶发酵粉，北京川秀科技有限公司；浓缩苹果汁，烟台北方安德利果汁股份有限公司；黄原胶、果胶、羧甲基纤维素钠，丹尼斯克（中国）有限公司。

1.2 仪器与设备

WT型电子天平，杭州万特衡器有限公司；DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱，扬州市培英实验仪器有限公司；CRJ-0.03/60型均质机，廊坊市成瑞机械设备有限公司；ZBM1380HPA型冰箱，伊莱克斯（中国）电器有限公司；PHS-3E型酸度计，上海雷磁仪器厂；FA1004型电子天平，上海舜宇恒平科技仪器有限公司；DNP-9082型电热恒温培养箱，上海精宏实验设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程及操作要点

4%浓缩苹果汁+8.6 g蒸馏水（80 ℃）+9%白砂糖+0.1 g稳定剂→剪切（4 000 r/min，2 min）→冷却后剪切液与80 g生牛乳混合→杀菌（90 ℃，15 min）→冷却（至41～45 ℃）→接种（菌种添加量0.2%）→发酵（42 ℃，9 h）→均质→分装→冷藏后发酵（4 ℃，12 h）

添加物的混合：将苹果汁、9%白砂糖、8.6 g蒸馏水及稳定剂按一定的比例混合，混料温度控制在60 ℃左右，连续搅拌10 min使其混合均匀。

剪切：按一定比例混合好的果汁在4 000 r/min剪切力作用下，剪切2 min。

杀菌、冷却[14]：90 ℃水浴15 min，冷却至41～45 ℃。

接种、发酵：在混合液中加入混合发酵剂，搅拌均匀后，放置在42 ℃恒温培养箱发酵9 h。

均质：控制物料温度65 ℃左右、均质压力22 MPa。

冷藏后熟：发酵结束后将产品移入4 ℃冰箱中冷藏16～18 h。

1.3.2 单因素试验

选取果汁添加量（1%，2%，3%，4%和5%）、菌种接种量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%和0.5%）、发酵温度（40，41，42，43和44 ℃）、发酵时间（6，7，8，9和10 h）4个因素的不同水平进行单因素试验，以感官评价为指标考察各因素对发酵乳品质的影响。

1.3.3 正交试验

在单因素的试验结果的基础下，以发酵温度（A）、果汁添加量（B）、菌种接种量（C）、发酵时间（D）为影响因素，选取3个较优水平，以感官评价为指标进行L9(34)正交试验，对发酵工艺进行优化。正交试验因素与水平设计见表1。

表1 饮用型苹果风味发酵乳发酵条件优化正交试验因素与水平

1.3.4 测定方法

将制得的饮用型苹果风味发酵乳于4 ℃冰箱里后熟16 h后进行产品感官评价、理化指标及微生物指标的测定。

感官评定：采用加权评分法[15]，由10名（5男5女）有食品相关背景的人员对发酵乳的组织状态、口感、风味、色泽4个方面进行评分，满分100分，最终得分取其平均值。具体评分标准见表2。

表2 饮用型苹果风味发酵乳的感官评分标准

酸度测定：按照GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品中酸度的测定》中的酚酞指示剂法执行[16]；蛋白质含量：按照国标GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法方法进行测定[17]；脂肪含量：按照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的碱水解法进行测定[18]；微生物指标的测定：按照GB 4789.18—2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳与乳制品检验》中的方法执行[19]。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 发酵温度对苹果风味发酵乳品质的影响

研究使用的发酵剂是嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的混合菌株，嗜热链球菌最适生长温度范围为40～45 ℃，保加利亚乳杆菌最适生长温度范围为40～43℃[20]。由图1可知，在两者适宜的温度范围内，随着温度的升高，发酵乳的感官评分也逐渐升高。在40～42 ℃的范围内，温度变化对发酵乳感官评分的影响显著。40 ℃的温度下，由于发酵温度相对较低，菌种的生长繁殖情况相对不活跃，同样发酵7 h，发酵乳组织状态较稀，且有少许乳清析出，感官评分较低。随着温度的升高，菌种生长繁殖活动逐渐旺盛，发酵乳组织状态变浓厚，无乳清析出，感官评分升高。在42～44 ℃的范围内，温度变化对发酵乳感官评分影响幅度较小，菌种的生长繁殖情况逐渐向峰值趋近，组织状态浓厚适中，质地均匀，风味口感也有小幅度提升。因此2种菌协同温度选择42，43和44 ℃，作为正交试验中温度的3个适宜水平。

图1 发酵温度对发酵乳感官的影响

2.1.2 果汁添加量对苹果风味发酵乳品质的影响

由图2可知，苹果汁的添加量对发酵乳的感官影响较大，当果汁添加≤4%时，随着果汁添加量的增加，感官评分逐渐增加。当果汁添加量为4%时，发酵乳感官评分达到最大值，发酵乳质地均匀，酸甜适中，口感爽滑细腻。但由于浓缩苹果汁同样具有使发酵乳口感醇厚爽滑的作用，当浓缩苹果汁的添加量超过4%后，相同发酵条件下，发酵乳组织状态过于浓厚，后熟阶段还会出现分层聚沉现象，感官评分受到影响。综合经济效益与发酵乳的感官评分评定考虑，果汁添加量选择2%，3%和4%作为正交试验中果汁添加量的3个适宜水平。

图2 果汁添加量对发酵乳感官的影响

2.1.3 菌种接种量对发酵乳品质的影响

由图3可看出，菌种的接种量并不是越多越好。当菌种接种量小于0.4%时，在控制其他条件相同的情况下，随着菌种的接种量增多，单位体积内发酵菌活菌数量就增多，产酸量也随之增多，在此范围内，发酵乳的凝乳状态较佳。当菌种接种量为0.4%时，酸度和发酵乳组织状态达到最佳。但当菌种接种量超过为0.4%时，活菌过多使乳酸增多，导致凝块的收缩速度加快[21]，凝块质感变粗糙，使得产品口味过酸并伴有渣感，感官评分下降，且经济开销增加。综合考虑，正交试验中菌种接种量选择0.2%，0.3%和0.4%。

2.1.4 发酵时间对发酵乳品质的影响

由图4分析可知，发酵乳的感官评分随着发酵时间的增加先升高后降低，发酵时间在7～9 h感官评分良好，在9 h感官达到最佳水平。在其他条件相同的情况下，发酵时间小于7 h，因发酵不完全，产酸效率过低，凝乳效果差，有乳清析出，并且缺乏应有的酸奶风味。相反，当发酵时间大于9 h后，产生过量乳酸，发酵过度，发酵乳口感粗糙，组织不均甚至出现分层现象，严重影响发酵乳的品质。因此发酵时间也是酸奶制作的重要控制参数。故选择发酵时间7，8和9 h作为正交试验中发酵时间的3个水平。

图3 菌种接种量对发酵乳感官的影响

图4 发酵时长对发酵乳感官的影响

2.2 正交试验

在单因素试验的基础上，以发酵温度（A）、发酵时长（B）、菌种添加量（C）、苹果汁添加量（D）为4个因素，结合单因素试验中每个因素的3个较优水平，设计L9(34)正交试验。根据发酵乳的组织状态、口感、风味、色泽对感官指标进行综合评分。饮用型苹果风味发酵乳正交试验结果见表3。

由表3极差分析可知，影响发酵乳综合感官质量的关键因素主次为B（果汁添加量）＞D（发酵时间）＞C（菌株接种量）＞A（发酵温度），即果汁的添加量对饮用型苹果味发酵乳的影响最为显著，其次是发酵时间，然后是菌种接种量和发酵温度。根据表3均值可得出饮用型苹果风味发酵乳的最优工艺组合为A1B3C1D3，即发酵温度为42 ℃，果汁添加量为4%，菌种接种量为0.2%，发酵时长为9 h。

2.3 产品指标

2.3.1 感官评价

为验证试验结果的准确性，对最佳工艺组合A1B3C1D3进行3次重复试验，最终得到感官评分为92.95分，制得的发酵乳凝乳质地均匀，黏稠度适当，无乳清析出，无气泡和分层，口感纯正，细腻爽滑，酸甜适中，带有清淡果香，颜色呈柔和的米黄色，色泽均匀。

2.3.2 理化指标

对采用最佳工艺组合制得的发酵乳进行理化指标的测定，结果见表4。饮用型苹果风味发酵乳的酸度为83.2 °T，脂肪含量为2.7%，蛋白质含量为2.4%，上述理化指标测定结果均符合GB 19302—2010中对风味发酵乳的相关规定，因此该产品为合格产品，最佳工艺参数有较高参考价值。

表3 正交试验结果与分析

表4 饮用型苹果风味发酵乳理化指标

2.3.3 微生物指标

在最优工艺组合制得的发酵乳乳酸菌数≥106个/mL；大肠菌群数＜5 MPN/100 mL；致病菌未检出，符合国家相关标准。

3 结论

以感官评价为主要指标，通过单因素试验和正交试验，得到饮用型苹果风味发酵乳的最优工艺组合：发酵温度42 ℃，果汁添加量4%，菌种接种量0.2%，发酵时长9 h。在此工艺条件下制得的发酵乳具备浓缩苹果汁特有的风味和保健功效。乳品组织细腻均匀，具有良好的流动性，且不乏风味发酵乳的醇厚感，无乳清析出和分层现象，口感爽滑无砂质感，色泽柔和诱人，果味沁人心脾，酸甜可口。饮用型苹果风味发酵乳是集酸奶和浓缩苹果汁双重营养于一体的保健乳品，不仅满足了消费者追求高品质生活的需求，同时还增加了发酵乳的种类，提高了乳品市场的竞争力，也会为乳品企业带来可观的收益。