自制与市售酸奶贮藏过程品质变化对比研究

刘玲馨，王 阳，朱 毅

中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083

0 引言

酸奶是以巴氏灭菌后的优质生牛（羊）乳为原料，加入嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌等特定乳酸菌菌种，经乳酸发酵而制成的一种乳制品。酸奶具有较高的营养价值，不仅保留了牛（羊）乳的主要营养物质，还能通过发酵使乳蛋白的氨基酸比例更均衡，提高乳中磷的吸收率和利用率[1，2]，酸奶发酵过程中酸度的增加也会对钙的吸收产生积极的影响[3]。研究表明，酸奶还具有缓解乳糖不耐症、改善肠道菌群、改善肥胖综合征、降低胆固醇、预防心脏代谢疾病等保健功能[4~8]，对体重管理、Ⅱ型糖尿病、延缓衰老等具有潜在作用[9，10]；近年研究还发现，在饲粮中添加酸奶对动物的生长发育有积极作用[11，12]。

随着近年来人们对健康生活的追求，酸奶的销量和需求增加，成为市面上最受欢迎的乳制品之一[13~15]，成为人们饮食消费的重要组成部分[16，17]。随着人们对健康生活的追求和食品工业的发展，现有研究重点集中在新型酸奶的开发和优化上[18~20]，乳品企业也顺应社会变化和消费者需求生产了多种多样的酸奶产品。近年来，随着新冠疫情对生活方式的影响，外出购买酸奶机会减少，酸奶机、发酵粉等产品的成熟，自制酸奶开始兴起。自制酸奶制作过程操作简单，以市面上购买的乳或乳粉为原料，添加发酵菌，在酸奶机中发酵8~12 h即可直接食用，还可根据个人口味添加水果、谷物、坚果等。虽然近年来自制酸奶相关产品已经成熟且销量可观，对自制酸奶的研究也已经出现[21~23]，但目前对自制酸奶质量及贮藏品质的研究较少，特别是与市售酸奶的对比研究的缺乏导致消费者对酸奶品质不甚了解。现有对市售酸奶的研究大多集中在小容量酸奶贮藏品质的变化研究上，主要是酸奶的容量在100 ~ 350 mL[24~28]，对1 L左右的大容量酸奶贮藏品质的研究较少。

本文通过对自制酸奶和市售大容量酸奶开盖后在不同贮藏温度下72 h内不同时间节点（0 h、12 h、24 h、36 h、48 h、60 h、72 h）的乳酸菌总数、pH、酸度进行检测，旨在探究大容量酸奶及自制酸奶无法一次性消耗时，在建议食用时间（72 h）内品质的变化情况，以期为消费者选用和储存酸奶提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售酸奶发酵剂（包含保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸乳球菌乳脂亚种、肠膜明串珠菌肠膜亚种、乳酸乳球菌双乙酰亚种、乳酸乳球菌乳酸亚种），广东尚川生物科技有限公司；生牛乳，蒙牛乳业股份有限公司；超市购买4个品牌的酸奶，以A、B、C、D进行编号。各样品的信息如表1所示。

表1 市售酸奶样品

NaOH、NaCl（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；酚酞，北京索莱宝科技有限公司；乳酸细菌培养基MRS培养基，北京奥博星生物技术有限责任公司；乳酸细菌培养基MRS培养基的配置：称取64.25 g培养基，溶于1 000 mL蒸馏水中，加热溶解，调节pH至6.0~6.4，分装后121 ℃高压灭菌15~20min。

1.2 仪器与设备

SNJ-B10K1家用酸奶机，小熊电器股份公司；LHS-150HC-II恒温恒湿箱，上海一恒科学仪器有限公司；LDZX-50L-I立式高压蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂；雷磁PHS-3C pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；SW-CJ-2FD双人单面净化工作台，上海沪净医疗器械有限公司；LT5002T电子天平，常熟市天量仪器有限责任公司；XMTD203-HH恒温水浴锅，江苏中大仪器科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 自制酸奶制备和贮藏

将市售酸奶发酵剂以0.5 g/L（产品标称的接种比例）的接种量无菌接种于生牛乳中，于42 ℃静置培养，在发酵过程的1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h、7 h、8 h时取样进行各指标的测定。待酸奶发酵完成后，放置在4 ℃、25 ℃环境中，分别在第0、12、24、36、48、60、72h取样进行各指标的测定。

1.3.2 市售酸奶样品处理

将表1中的市售酸奶样品分别放置在4 ℃、25 ℃环境中，开盖后分别在第0、12、24、36、48、60、72h取样进行各指标的测定。

1.3.3 乳酸菌总数计算

参照《GB4789.35—2016 食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》测定方法，无菌吸取酸奶样品1 mL，放入含有9 mL灭菌生理盐水的试管中，振摇均匀，即为1∶10的稀释液，再依次做10倍比稀释。吸取合适稀释度的稀释液1 mL，置于培养皿的中央；将温度45 ℃左右的灭菌培养基倒入平皿中，并快速与稀释液混匀、静置，待培养基完全凝固后，将其倒置于37 ℃ 温箱中培养。每个稀释度做2个平行。72 h后进行乳酸菌菌落计数。

1.3.4 pH值测定

采用精密pH计对酸奶样品进行pH值进行测定，每个试验均重复3 次。

1.3.5 酸度测定

参照《GB 5413.34—2010食品安全国家标准乳和乳制品酸度的测定》，以酚酞为指示剂，称取10 g左右的酸奶样品，置于150 mL锥形瓶中；加20 mL新煮沸并冷却至室温的蒸馏水，混匀；在溶解混匀后的样本中加入2 mL酚酞指示液，混匀后用0.1 mol /L 氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，并在30 s内不褪色，记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液毫升数（V）。记录测定结果。每个试验均重复3 次。根据以下公式计算酸度值。

试样中的酸度数值以（°T）表示，按下式计算：

式中：

X——试样的酸度，单位为度（°T）；

C——氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；

V——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液体积，单位为毫升（mL）；

m——试样的质量，单位为克（g）；

0.1——酸度理论定义氢氧化钠的摩尔浓度，单位为摩尔每升（mol/L）。

在重复性条件下获得的两次独立测定结果的算术平均值表示。

1.4 统计分析

采用Excel 2013对试验数据进行统计、汇总。采用SPSS 20.0软件进行数据分析。利用 Origin 2021软件进行数据整理和作图。

2 结果与分析

2.1 自制酸奶发酵过程中品质的变化

自制酸奶在发酵过程中乳酸菌总数的变化如图1所示，在整个发酵过程中的前3 h内，乳酸菌的总数虽有少量增长但并不显著；结合图2酸度的变化和图3整个体系的pH变化可以推测，在发酵初期，发酵菌虽有一定的生长繁殖，但其所产生的乳酸还未使整个环境的pH达到乳酸菌的最佳生长条件，乳酸菌生长缓慢。而在发酵开始3 h后，随着乳酸菌发酵产物乳酸的累积，酸度上升、pH值下降，为乳酸菌的迅速生长创造了最佳条件，乳酸菌活菌数大幅度上升，从3 h的2.435×107CFU/mL上升到7 h的1.1175×109CFU/mL。发酵开始7 h后，乳酸菌总数开始下降，推测是营养物质被大幅度消耗，菌种生长繁殖从种间竞争开始转为菌种内部竞争，在此期间，酸度的增加趋势和pH的降低趋势都有所减缓。

试验过程中发现，酸奶特有的感官特征是在发酵4~5 h期间出现：牛乳从液体变为固体，并有酸奶的独特香气散发。发酵乳国家标准（GB19302—2010）对酸奶的要求是乳酸菌数≥1×106CFU/g（mL）、酸度≥70 °T，由图1可知，自制酸奶的乳酸菌数在添加发酵菌粉后达到标准，酸度在开始发酵后6 h达到标准，此时酸度为73.86 °T。

图1 自制酸奶发酵过程中乳酸菌总数的变化

2.2 不同酸奶在不同储存温度下贮藏品质的变化

2.2.1 不同温度下乳酸菌总数变化情况分析

式(1)中W0和W1分别为加热前后试样的质量，g；A为试样面积，m2；t为高温氧化时间，h；V(O) 为氧化增重速率，g/(m2·h).

自制酸奶发酵后和大容量酸奶开盖后在4 ℃、25 ℃下储存72 h内乳酸菌总数的变化如图2、图3所示。结果显示，所有酸奶在不同温度下储存72h均满足GB19302—2010对发酵乳乳酸菌总数≥1×106CFU/g的要求，在不同贮藏温度下，B样品乳酸菌数较多，C样品和D样品的乳酸菌含量较低。

由图2可知，4 ℃储存温度下，除C样品外，酸奶的乳酸菌数均呈现先上升后下降的趋势；其中B样品和自制酸奶的乳酸菌增加量最多，A样品乳酸菌总数上升的持续时间最久，而C、D样品的乳酸菌总数在开盖后48~72 h几乎达到稳定状态。由图3可知，在25 ℃储存温度下，除自制酸奶外，大部分酸奶的乳酸菌数量在短暂的上升后，在储存12 h后都表现了持续下降的趋势；其中B样品的下降趋势最明显，C、D样品的乳酸菌数量在开盖后24~48 h趋于稳定。4℃和25℃储存条件下，自制酸奶和市售酸奶的乳酸菌活菌数都出现了下降，这与韩瑨等[29]的研究结果一致。

对比不同酸奶在4 ℃和25 ℃下储存72 h的乳酸菌总数变化情况可知，除A样品在4 ℃下储存72 h乳酸菌总数相较于开盖时增加了8×107CFU/g外，其余样品在72 h的乳酸菌数量均下降；其中C样品和D样品在4 ℃储存条件下的乳酸菌数更多，B样品和自制酸奶在25 ℃储存条件下残留的乳酸菌数更多。由图2和图3可知，大部分样品的乳酸菌数在72 h内均表现出了先上升再下降的趋势，且4 ℃储存条件下乳酸菌数的上升趋势持续时间比25 ℃下更长；值得注意的是，自制酸奶的乳酸菌总数变化在不同储存温度下表现了相似的趋势，且每个时间点的数据相差不大。

图2 自制酸奶发酵过程中酸度的变化

图3 自制酸奶发酵过程中pH值的变化

2.2.2 不同温度下pH值变化情况分析

图4 4 ℃下不同酸奶乳酸菌总数随时间的变化

图5 25℃下不同酸奶乳酸菌总数随时间的变化

将酸奶样本放置在不同温度下，测定酸奶pH的变化。结果见图6、图7。由图可知，从整体来看，几种酸奶中pH为自制酸奶＞样品B＞样品A＞样品C＞样品D。4 ℃，5 种酸奶的pH值都随着时间的延长而呈现下降的趋势，但pH值下降的速度不同。其中，样品D的 pH值下降最快，样品B的pH值下降最慢。25 ℃下，5 种酸奶的pH值均随着贮藏时间的延长而下降，且下降趋势显著大于4 ℃条件。其中pH值下降速度最快是自制酸奶，样品A的pH值下降的速度最慢。原因可能在于贮藏的前期，酸奶中乳酸菌的含量较多，且数目在增加，使得乳酸生成的速率较快，pH值下降的速度也较快；贮藏后期，当酸奶中的pH值过低从而抑制乳酸菌的生长时，酸奶中的乳酸菌数目减少，乳酸的生成速率减慢，使得pH值下降缓慢。

图6 4 ℃下不同酸奶pH值随时间的变化

图7 25 ℃下不同酸奶pH值随时间的变化

对比不同的温度下，5 种酸奶的pH值均随着贮藏时间的延长而降低。贮藏的前期下降较快，后期下降缓慢。25 ℃条件下，酸奶品质下降快，容易出现过酸影响人体感官评定。在4 ℃贮藏酸奶品质下降慢，更符合需求。

2.2.3 不同温度下酸度变化情况分析

将酸奶样本放置在不同温度下，测定存放后酸奶酸度的变化。结果见图8和图9。由图可以看出，不同品牌酸奶样本的酸度在检测初始即存在较大差异，其中，各种品牌在4 ℃储存下酸度变化不明显，较为稳定；而在非冷藏的25 ℃储存后酸度变化可超过10 °T。在不同的温度下，5 种酸奶的酸度均随着贮藏时间的延长而升高。在25 ℃下贮藏的酸奶酸度上升的速率比4 ℃下储存的酸奶酸度上升的速率快，而且酸度更高，说明酸奶的酸度随着温度的上升而升高。这是由于酸奶的后酸化导致的，即在储存的过程中，乳酸菌不断繁殖，发酵糖类产生乳酸。同时生牛乳中的一些中性物质被进一步分解生成酸性物质，使酸奶的总体酸度也有所上升。

图8 4℃下不同酸奶酸度随时间的变化

图9 25℃下不同酸奶酸度随时间的变化

在国家标准GB 5413.34—2010乳及其他乳制品中酸度的测定中规定，酸奶酸度须≥70.0 °T。酸奶的酸度体现了消费者对乳酸菌饮料的接受程度。有研究调查发现，酸度范围在80~110 °T时，酸奶的风味最好，顾客满意度也最高[30]。所以在4 ℃储存条件下，3 天内，5 种酸奶均满足消费者需求。

3 结论与讨论

酸奶因为其具有特殊的风味、富含蛋白质、维生素等营养成分以及调节肠道菌群等生理功能，而受到广大消费者的追捧，我国发酵乳制品市场种类繁多，随着各种酸奶发酵机的上市，以及消费者对酸奶品味要求各异，家庭式自制酸奶也逐渐兴起。本研究发现随着贮藏时间的增长，各种酸奶品质变化基本相同，乳酸菌含量先升后降，pH值下降，酸度上升。对比4 ℃贮藏酸奶，25 ℃下酸奶品质下降更快。因此，在自制或者购买酸奶时应该尽可能选择冷藏处理，开盖后尽快饮用完。对比自制酸奶与市售酸奶的特点也能发现，自制酸奶制备的操作自由度极高，不受时间、地域等限制，可以根据个人喜好来调整比例。而商业化酸奶更适合快节奏人群，各有优势的两种酸奶吸引了不同的消费人群。本研究通过自制酸奶与市售酸奶在贮藏过程中品质对比，为酸奶的安全贮藏提供参考依据。