大豆发酵型酸豆乳饮料的工艺研究

时文芳，焦婷婷*

（漯河食品职业学院，河南 漯河 462300）

现代生活水平越来越高，人们开始更加注重食品的功能性和营养性。日常膳食中的优质蛋白除了从肉类、奶类、蛋类摄取之外，植物性优质蛋白主要来源于大豆，我国的大豆资源比较丰富，其产量居世界第3位。大豆营养价值比较丰富，其蛋白含量约为35%，脂肪含量约为18%，碳水化合物含量约为34%，同时，还含有天然的抗癌成分——大豆异黄酮。大豆含铁量丰富，适用于缺铁性贫血人群的长期食用；大豆中含有较多的低聚糖，可改善肠道内菌群环境等[1-3]。本实验以优质大豆为主要原料经发酵制作酸豆乳制品，通过调整辅料添加量，经过单因素和正交试验研究确定最佳发酵型酸豆乳饮料的制备工艺，对大豆新产品的研究开发及深加工利用提供参考数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

保加利亚乳杆菌，嗜热链球菌，北京华越洋生物科技有限公司提供；优质大豆，食用优质绵白糖及食盐，当地超市购买；鲜奶、蔗糖酯、蔗糖、果胶和碳酸钾，河南德大食品有限公司。

1.2 主要仪器和设备

表1 主要实验仪器

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

图1 工艺流程图

1.3.2 工艺操作要点

（1）豆乳的制备：选择优质大豆进行清洗、热烫、浸泡、磨浆后，用纱布（相当于160目筛）进行过滤

（2）调配：向磨好的豆乳中添加40%的鲜奶和辅料（蔗糖酯、蔗糖、果胶）。

（3）均质：在一定的温度和压力下对调配好的豆乳进行均质。

（4）灭菌、冷却：在 115℃下，将豆乳灭菌 15 min，然后迅速冷却至40℃。

（5）接种：先将菌种分别进行活化，后按一定比例进行接种。

（6）发酵：在适宜温度下发酵一定的时间，得到表层呈均匀细密的凝块。然后，将上述产品在2～4℃下后熟12～14 h即可得到酸豆乳。

1.4 辅料添加量的确定

本实验添加辅料为果胶、蔗糖和蔗糖酯。通过L9（33）正交试验设计，对辅料的添加量进行优化。具体因素水平见表2。

表2 正交试验水平表 %

1.5 均质温度、压力和时间的确定

参照朱玉昌等[3]的实验方法，对均质机的温度和压力设置了4个组合。均质参数组合见表3。

表3 均质参数组合表

1.6 感官评分标准

请10位专业人士组成感官评定小组，运用综合评分的方法评定发酵酸豆乳的口味、气味和外观形态，评分的主要依据见表4。

表4 感官评分指标

1.7 酸度的测定

按照GB 5009.239-2016中对食品酸度的测定方法进行测定。

1.8 单因素实验和正交试验设计

1.8.1 单因素试验

通过分析发酵型酸豆乳的感官品质，对料水比、接种量、发酵温度和发酵时间进行单因素分析。

1.8.2 正交实验

在单因素试实验的基础上，对料水比、接种量、发酵温度及发酵时间这四个因素进行四因素三水平的正交实验。

2 结果与分析

2.1 辅料添加量的优化结果

在发酵型酸豆乳的制作过程中，除发酵剂对豆乳风味的影响外，辅料的添加也直接影响酸豆乳的色、香、味、形[4]。可添加稳定剂如：果胶、蔗糖酯增加酸豆乳中乳蛋白在酸性条件下的稳定性，防止酸豆乳在贮存中的出现沉淀；添加甜味剂，如蔗糖不仅能来改善产品的口感，还能影响发酵效果[5]。通过正交试验确定果胶、蔗糖酯和蔗糖3种辅料添加剂的最佳用量，如表5所示。

由表5可知，3种辅料对产品感官评价的影响次序为C＞B＞A，蔗糖用量对产品感官评价的影响最大，其次是蔗糖酯，最后是果胶用量。从表中可以看出最佳的实验组合为A3B3C2，即三者的添加量分别为果胶0.3%、蔗糖酯0.3%、蔗糖6%。

表5 辅料添加量正交试验结果

2.2 均质温度、压力和时间的确定

均质可使脂肪球及其它粒子更加微粒化、均匀化，从而提高酸豆乳的稳定性[6]，改善成品口感及品质。豆乳的均质效果主要是受均质温度、压力和时间的影响。实验结果见表6。

由表6可知，组合2、3、4相比，豆乳的色泽逐渐变浅，口感略有下降；而组合1、2相比较，豆乳色泽变化不明显，口感基本无差别。因此，均质条件应该选择组合2，即最适均质温度为85℃，压力为20MPa，时间为 5 min。

表6 均质温度、压力和时间对豆乳色泽和口感的影响

2.3 单因素试验结果与分析

2.3.1 料水比对酸豆乳发酵品质的影响

从表7中可以看出，料水比小于1:6（g/mL）的豆乳，酸度较高，凝乳时间较长，感官评分有所下降。料水比大于1:6（g/mL）的豆乳，酸度较低，发酵时间较长，感官评分亦有所下降。酸豆乳凝乳的形成是因为蛋白质达到等电点时蛋白质发生凝固，因此蛋白质的含量影响蛋白质的凝固程度，而蛋白质的含量跟豆乳的浓度密切相关，所以豆乳的浓度对发酵酸豆乳的质量有很大影响[7]。综上所述，料水比为1:6时豆乳发酵效果较好。

表7 料水比对酸豆乳发酵的影响

2.3.2 接种量对酸豆乳发酵品质的影响

由表8可以看出，接种量过高或过低都会对产品造成一定影响：接种量过高，溶氧不足，影响凝乳；接种量过低，产酸太慢，延长凝乳时间，进而影响产品的组织状态和食用品质[8-9]。当接种量从2%增加到4%时，豆乳的酸度逐渐上升，但接种量在4%以上时，酸度基本保持不变；凝乳时间随着接种量的增加而缩短；接种量为2%～5%时，感官评分随着接种量增加而增加。所以接种量为5%时，豆乳发酵效果较好。

表8 接种量对酸豆乳发酵的影响

2.3.3 发酵温度对酸豆乳发酵品质的影响

发酵温度对菌种的生长、代谢及代谢产物都有较大的影响，进而影响产品的特性。

从表9中可看出，发酵温度从35℃到46℃时，酸乳酸度逐渐升高，但凝乳时间呈现先缩短后增加的趋势，这是因为发酵温度在一定范围为升高，接近菌种的最适宜生长温度，有利于菌种的生长繁殖，加速凝块形成，从而缩短发酵时间[10]，但发酵温度继续升高时，超过菌种最适宜温度，影响菌种的生长代谢，延长凝乳时间，并破坏酸乳的组织结构和风味特性[11]，进而影响其感官评分。所以，发酵酸豆乳的发酵温度应在为40℃较为适宜。

表9 发酵温度对酸豆乳发酵的影响

2.3.4 发酵时间对酸豆乳发酵品质的影响

从表10中可看出，发酵时间对酸豆乳的酸度影响较大。发酵初期，酸度几乎没有变化，这主要是因为菌种处于适应调整期。发酵8 h后，在保加利亚杆菌和嗜热链球菌的共同作用下，发酵速度明显加快，酸度迅速上升，8～12 h是酸度上升最快的时期。但在发酵时间大于10 h时，产品的感官评分有一定的下降，可能是由于酸度增加抑制了菌种的活力[12]，使发酵过程减缓的缘故，故发酵时间控制在10h较好。

表10 发酵温时间对酸豆乳发酵的影响

2.4 正交试验

采用4因素3水平的正交实验，对料水比、接种量、发酵温度、发酵时间进行进一步优化，试验因素水平见表11，试验结果见表12。

表11 试验因素水平

从表12所示结果得到，料水比、接种量、发酵温度、发酵时间四因素对发酵品质的影响顺序依次为：接种量＞料水比＞发酵温度＞发酵时间，最好的发酵条件为D2E2F2G3，即料水比为 1:6，接种量5%，发酵温度40℃，发酵时间为12 h。但在正交实验表中，得分最高组合为D2E2F3G1，通过对这两个组合进行对比试验，得出由组合D2E2F2G3得到的酸豆乳感官评分更高为90，高于正交试验表中D2E2F3G1的感官评分，所以最佳发酵条件为料水比为1:6，接种量为5%，发酵温度为40℃，发酵时间12 h。

表12 酸豆乳发酵正交试验结果

2.5 产品质量分析

2.5.1 感官检验评价结果

发酵酸豆乳的感官检验结果如下:

口味：口感细腻、爽滑，无腥味，酸甜适中。

香味：发酵后的酸豆乳具有大豆的香气以及乳酸菌发酵特有的发酵风味。

外观形态：发酵酸豆乳为乳白色，色泽均匀一致；质构稳定，无沉淀。

2.5.2 理化指标分析结果

总酸度为 50～75°T；pH 为 4.6～4.8；脂肪含量≥3.5 g/100g；蛋白质含量≥2.3g/100g；总糖含量≥6%。

3 结论

通过单因素和正交试验确定发酵型酸豆乳饮料的最佳工艺配方：酸豆乳辅料添加量为果胶0.3%，蔗糖酯0.3%，蔗糖6%，最适均质温度为85℃，压力为20 MPa，时间为5 min；最佳优化工艺条件为料水比1:6、接种量5%、发酵温度40℃、发酵时间为12h。此条件下发酵后的酸豆乳为乳白色，色泽均匀一致；质构稳定，无沉淀，无乳清析出；口感细腻、爽滑，无腥味，酸甜适中；具有大豆的香气以及乳酸菌发酵特有的发酵风味。