柚子汁豆奶粉发酵型植物酸奶的研制

刘淑秋，张 楠，朱文秀，侯聚敏*

（1.长春大学食品科学与工程学院，吉林长春 130022；2.浙江李子园食品股份有限公司，浙江金华 321031）

大豆一直是我国生产植物性饮品的首选原料，豆浆、豆奶更是中国老百姓餐桌上不可或缺的重要饮品，这是由于植物基蛋白能显著降低血脂和低密度脂蛋白水平，并且大豆蛋白水解物可与钙形成稳定复合物，具有促进钙吸收和加速动物生长发育的功能[1]。此外，大豆伴球蛋白水解物生成的糖肽对肠炎具有抑制作用[2]；且大豆异黄酮具有降血糖和保护心血管的作用。因此，大豆是一种营养丰富且具有代表性的植物性食品，常常应用于发酵型植物基乳饮料的加工生产。

植物酸奶作为植物基饮品的一种，以植物为原料，通过发酵制成，可充分利用植物原料的多样性，选取不同植物作为基底原料，获得口味独特和营养丰富的产品。目前市面上，植物酸奶的研究甚少，大多都是以牛奶为原料的酸奶。如邹秀容等[3]以大米为主要原料，辅以奶粉、蔗糖、果蔬汁等，接种乳酸菌进行发酵制成营养丰富、风味独特的益生菌饮品；刘丽娜等[4]将牛奶和红树莓结合起来，制成酸甜适口、食用方便的红树莓发酵乳饮料；孙波等[5]将南瓜、大豆制备成复合固体饮料，为后续南瓜大豆复合固体饮料的工业化生产提供理论依据。陈楠等[6]以核桃和玫瑰花为原料，研制出了一种既具有保健功能，又具有核桃和玫瑰独特风味的复合乳饮料；李帅等[7]利用百香果果胶及其辛烯基琥珀酸酯化物也制得了脱脂乳饮料；黄梅华等[8]以火龙果为原料，研制出了一种色泽靓丽、状态稳定、美味兼具且营养丰富的新型发酵饮料。原料多样性已经成为发酵型植物酸奶的优势，也为进一步开发水果型植物饮料提供了技术支撑。

柚子是一种深受人们喜爱的水果，含糖量高、酸甜适度，并含有维生素B1、B2、β-胡萝卜素及其他维生素和多种矿物质[9-10]。柚子不仅味道鲜美，而且具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗菌、预防心血管疾病和糖尿病等功效[11-12]。若将大豆粉和柚子汁相结合，通过发酵制备乳饮料，可充分利用大豆的营养成分和柚子的风味特征，生产发酵型植物酸奶，必将迎合消费者对植物酸奶多样化的需求[13-15]。因此，本研究以大豆粉和柚子汁为原料，稳定剂为辅料，制备植物酸奶，丰富了植物酸奶的种类。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

维维豆奶粉，维维食品饮料股份有限公司；鲜嫩蜜柚，品种为‘文旦柚’（Citrus maxima），产自福建省平和县。

果胶、卡拉胶，深圳乐芙生物科技有限公司；黄原胶、羧甲基纤维素，河北鹏宇生物科技有限公司；海藻酸钠，山东骄阳生物科技有限公司；安琪酸奶发酵剂，安琪酵母股份有限公司；优比特发酵剂、佰生优发酵剂，福鼎市咏圆商贸有限公司；川秀发酵剂，苏州合兴康商贸有限公司；尚川发酵剂，北京泓农生物科技有限公司；以上试剂均为食品级。氢氧化钠，郑州永坤环保科技有限公司；酚酞，天津市致远化学试剂有限公司。去离子水、纯净矿泉水等。

1.2 仪器与设备

EZ-SX 型质构仪，日本岛津公司；DH4000Ⅱ型电热恒温培养箱，天津市泰斯特仪器有限公司；榨汁机，JYZ-D51，九阳股份有限公司。

1.3 工艺流程

原料预处理→调配→巴氏杀菌→冷却→接种→发酵→冷藏→成品

1.4 操作要点

1.4.1 原料预处理

将新鲜的柚子清洗干净后去皮、去囊衣、去籽，用榨汁机榨取果汁，放在容器中密封备用。

1.4.2 调配

将榨好的柚子汁与水按照一定的比例混合，再加入一定量的维维豆奶粉和稳定剂，进行调配。

1.4.3 杀菌及冷却

将混合好的料液用巴氏杀菌法进行杀菌（68～70 ℃、30 min），然后冷却至40～45 ℃[16]。

1.4.4 接种与发酵

在无菌条件下，将0.2 g 酸奶发酵剂接种到杀菌并冷却后的混合料液中，密封后放入恒温培养箱中进行发酵（42 ℃）[17]。

1.4.5 冷却与贮藏

发酵达到规定时间后，迅速停止发酵以降低发酵菌的活力和产酸速度，待冷却至室温后放入冰箱冷藏间进行贮藏，用于后期的质量指标分析。

1.5 单因素试验及正交试验

1.5.1 单因素试验设计

以配置200 mL 的柚子汁豆奶粉复合植物乳饮料为目标，以感官评分为评价指标，评价发酵剂种类、稳定剂种类及添加量、柚子汁/水比例、发酵时间4 个因素对复合柚子汁大豆乳饮料的品质影响。

（1）发酵剂种类对发酵型植物酸奶的影响

在柚子汁与水按1∶9（mL/mL）豆奶粉25 g、卡拉胶0.4 g，发酵8 h，条件下，发酵剂分别选用川秀发酵剂、优比特发酵剂、佰生优发酵剂、安琪酸奶发酵剂、尚川发酵剂，通过滴定酸、感官评价和硬度指标，以确定最佳的发酵剂种类。

（2）稳定剂种类及添加量对发酵型植物酸奶的影响

在豆奶粉25 g，柚子汁/水为1∶9，川秀发酵菌0.2 g，稳定剂分别设置为0.4 g 的果胶、黄原胶、羧甲基纤维素、海藻酸钠、卡拉胶，按（1）中的步骤发酵8 h，通过滴定酸、硬度和感官评价指标，确定发酵的最佳稳定剂。

（3）柚子汁与水的比例对发酵型植物酸奶的影响

按（1）中的步骤，柚子汁/水混合比例按体积比0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6 进行配制，混合均匀后加入25 g豆奶粉，0.4 g 的卡拉胶稳定剂，川秀酸奶发酵菌0.2 g，发酵8 h，通过滴定酸、感官评价和硬度指标，以确定发酵的最佳柚子汁豆浆的配比。

（4）发酵时间对发酵型植物酸奶的影响

25 g 豆奶粉，柚子汁∶水为1∶9，卡拉胶0.4 g，川秀酸奶发酵菌粉0.2 g，发酵时间选取8 h，发酵时间选取4、6、8、10、12 h，通过滴定酸、感官评价和硬度指标，以确定较优的发酵时间[18]。

1.5.2 正交试验设计

在得到各个因素的较优区间后，进行正交试验，并对滴定酸、感官评价和硬度指标进行权重计算，采用综合评分法进行分析，以获得发酵型植物酸奶的最优工艺条件。正交试验设计见表1。

表1 柚子汁豆奶粉发酵型植物酸奶因素水平表Table 1 Factors and levels table plants of yogurt fermented by pomelo juice and soybean milk powder

1.6 质量指标的测定及评价方法

1.6.1 滴定酸度

称取5 g 发酵型植物酸奶样品，置于150 mL 锥形瓶中，用40 mL 新煮沸冷却至40 ℃的蒸馏水稀释均匀，滴加3 滴ρ=10 g/L 酚酞指示剂，并摇匀，然后用0.1 mol/L的NaOH 溶液滴定至微红，并在30 s 内红色不消失，所用NaOH 溶液的毫升数×20 即为发酵型植物酸奶样品的酸度值（°T）[19]。每个样品重复测3 次，取平均值作为发酵型植物酸奶的滴定酸度。

1.6.2 硬度

采用质构仪，选用直径为11 mm 的球形探头以质地剖面分析（TPA）对发酵型植物酸奶样品进行硬度检测。具体方法为测试速度1 mm/s，中间停留3 s。将样品放在球形探头下进行穿刺试验，每个样品选择3 个不同的位置进行测试，然后取平均值作为该样品的硬度。

1.6.3 感官评价

选定10 名品评员（男女各半）组成感官评分小组，事先对评分小组成员进行感官评价培训，然后对发酵型植物酸奶样品进行感官评定，总分40 分。具体评分标准如表2所示[20]。

表2 发酵型植物酸奶的感官评分标准Table 2 Sensory scoring criteria for fermented plants yoghurt

1.7 数据处理

单因素试验的每次处理设置3 个重复，取平均值。同一因素不同水平的处理，采用SPSS 23.0（IBM公司，美国）作图，并对样品质量指标之间的差异性进行多重比较分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 发酵剂种类对发酵型植物酸奶的影响

不同发酵剂对发酵型植物酸奶的影响见图1。由图1（A）可以看出，不同发酵剂对滴定酸度无显著影响（P＞0.05），滴定酸度均在70°T 左右。由图1（B）可知，佰优生发酵剂的样品硬度（0.19±0 N）与川秀发酵剂的样品硬度（0.19±0.01 N）无显著差别（P＞0.05），但二者均显著高于尚川发酵菌、安琪酸奶发酵剂和优比特发酵剂的样品硬度（0.14±0 N、0.16±0 N、0.18±0.01 N）（P＜0.05），且硬度为0.16 N 左右时口感会更好。由图1（C）可知，佰优生发酵剂感官评分最高，可达到33.1 分，安琪酸奶发酵剂感官评分最低，为29.2 分。而川秀发酵剂的样品感官得分与其他4 种发酵剂无显著差异（P＞0.05）。同样的成本可以买六袋川秀发酵剂，但是只能买两袋安琪酸奶发酵剂，考虑发酵剂的成本，可以判断川秀发酵剂为最优发酵剂，可作为后续正交所需的发酵剂。

图1 发酵剂种类对植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）和感官得分（C）的影响Fig.1 The influence of starter on titration acid (A),hardness(B) and sensory score (C) of plants yogurt

2.1.2 稳定剂种类及添加量对发酵型植物酸奶的影响

（1）稳定剂种类对发酵型植物酸奶的影响

不同发酵剂对发酵型植物酸奶的影响见图2（见下页）。由图2（A）可以看出，不同稳定剂对滴定酸度无显著影响（P＞0.05），均在70°T 左右。由图2（B）可知，海藻酸钠对产品硬度的影响显著（P＜0.05），不利于后续的正交试验，而黄原胶、卡拉胶和CMC 对硬度的影响无显著差异（P＞0.05），不添加任何种类稳定剂的植物酸奶的硬度只有（0.03±0.01）N。由图2（C）可知，感官评价中黄原胶、卡拉胶和CMC 三者感官得分别为（32.90±1.00）分、（33.60±1.21）分、（29.4±1.21）分，因此排除掉CMC 稳定剂，而在试验过程中黄原胶在发酵后熟阶段比卡拉胶要好，因此在本试验中稳定剂选择黄原胶。

图2 稳定剂种类对植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）和感官得分（C）的影响Fig.2 The influence of stabilizer on titrated acid (A),hardness (B) and sensory score (C) of plants yogurt

（2）黄原胶添加量对发酵型植物酸奶的影响

由图3（A）可以看出，随着黄原胶添加量的增加，乳饮料滴定酸度显著下降（P＜0.05），总体呈现显著下降趋势，在黄原胶添加量为0.8 g 时，酸度为（32.00±1.73）°T。这可能是由于黄原胶抑制了植物酸奶样品中H+的析出。由图3（B）可知，黄原胶添加量为0.8 g 时，样品硬度为（0.41±0.04）N，显著高于其他添加量（P＜0.05），可赋予植物酸奶较为均匀的组织状态。由图3（C）可知，黄原胶添加量对感官得分整体呈负影响，这可能是由于过量添加稳定剂，使植物酸奶中的酪蛋白发生凝聚，进而影响酸奶的风味和口感，在添加量为0.8 g 时，乳饮料样品外观较差，整体显深黄色。因此，综合考虑，选择黄原胶添加范围为0.4、0.8、1.2 g。

图3 黄原胶添加量对植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）和感官得分（C）的影响Fig.3 The influence of xanthan gum amount on titrated acid(A),hardness (B) and sensory score (C) of plants yogurt

2.1.3 柚子汁/水比例对发酵型植物酸奶的影响

不同柚子汁/水比例对发酵型植物酸奶的影响结果见图4。由图4（A）可以看出，随着柚子汁/水比例的增加，乳饮料滴定酸显著上升（P＜0.05），总体呈现出上升趋势，当柚子汁/水比例过高时（≥3∶7），大豆粉在混合液中出现较为明显的沉淀，这是由于混合液pH 值位于大豆蛋白的等电点附近。由图4（B）可知，当柚子汁/水比例在1∶9 时，硬度最佳。由图4（C）可知，柚子汁/水的比例为2∶8 时感官评分最好，最高可达到（34.30±0.70）分。柚子汁/水比例越大，沉淀析出越多，因此选用1∶9 和2∶8 作为后续正交试验设计的水平。

图4 柚子汁/水比例对植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）和感官得分（C）的影响Fig.4 The influence of grapefruit juice/water ratio on titrated acid (A),hardness (B) and sensory score (C) of plants yogurt

2.1.4 发酵时间对发酵型植物酸奶的影响

由图5（A）可知，发酵时间对滴定酸产生的影响呈先上升后下降的趋势，在图5（B）中，硬度也呈现先上升后下降的趋势，在发酵8～10 h 时，可以看出硬度极速下降（P＜0.05），这可能由于发酵时间过长，酸奶变质，导致硬度下降，而在发酵8 h 时硬度最好。由图5（C）可知，发酵时间在4～8 h 感官评分一直趋于平稳，而8～12 h 感官评分一直呈下降趋势，整体呈先平稳后下降的趋势。因此发酵时间选择7、8、9 h。

图5 发酵时间对植物酸奶滴定酸（A）、硬度（B）感官得分（C）的影响Fig.5 The influence of fermentation time on titrated acid(A),hardness (B) and sensory score (C) of plants yogurt

2.2 正交试验结果

采用综合比较法，将滴定酸、硬度和感官评价三个指标综合之后，进行正交试验，结果见表3。

表3 柚子汁豆奶粉发酵型植物酸奶正交试验结果Table 3 Orthogonal test results of pomelo juice and soybean milk powder fermented plants of yogurt

由表3 可知，根据试验中R值的大小，影响乳饮料的质量因素主次顺序为B＞A＞D，即发酵时间影响最大，黄原胶添加量影响最小。柚子汁豆粉复合植物乳饮料的最佳配方为A1B1D2，即柚子汁/水比例1∶9，发酵时间7 h、黄原胶添加量0.4 g。经验证试验，该条件下得到的植物酸奶感官评分为32.64 分，其组织状态、香气滋味以及色泽较好。

3 结论

通过单因素和正交试验得出柚子汁豆粉复合植物酸奶的最佳配方为发酵时间7 h、黄原胶添加量为0.4 g、发酵剂选择川秀发酵菌、果汁水比例1∶9，以此配方得到的复合植物酸奶在组织状态、香气滋味以及色泽上都有良好体现。

后续研究中，仍需要研究植物酸奶的微生物指标和营养指标。复合植物酸奶比普通酸奶在营养上和对人身体的有益菌上更多样化，口感和风味的选择更加丰富，适合更多的消费者群体。植物酸奶能为身体带来益处，同时也带动商场上人们对乳饮料的需求，人们在满足了口感的同时也越来越意识到健康的重要性。因此，复合型植物酸奶的研究和发展前景广阔。