胡萝卜汁发酵牦牛酸奶的品质评价

蒋涵珺，李双娇，张哲川，丁 波

（西北民族大学生命科学与工程学院，甘肃 兰州 730030）

牦牛奶营养价值丰富，与普通鲜牛奶相比，其蛋白质（4.9%~5.3%）、脂肪（5.5%~7.2%）、乳糖（4.5%~5.0%）、矿物质（0.8%~0.9%） 含量较高，具有一定的抗氧化能力。此外，还含有较高的维A、维D 和微量元素[1]。与普通酸奶相比，营养价值更高，更加益于人体健康[2]。

胡萝卜是一种营养丰富的蔬菜，含有维生素、矿物质、膳食纤维、类黄酮及类胡萝卜素等丰富的营养物质被人熟知[3]，还含有钙、磷等无机盐，微量元素和必需氨基酸[4]，但蛋白质和脂肪含量较少。胡萝卜及其制品能够增强人体免疫力、抗衰老、降血压及防癌抗癌等，具有重要的药用价值和保健功能[5]。胡萝卜中的类胡萝卜素是含量最高的营养素，其中β - 胡萝卜素不仅有较强的抗氧化能力，还具有抗炎、协调免疫因子、改善呼吸功能的作用[6-7]。将牦牛奶与胡萝卜汁发酵制成营养丰富的牦牛酸奶，既可以弥补胡萝卜汁蛋白质和脂肪含量较少的缺陷，还有利于人体健康。

目前，关于蔬菜水果汁发酵酸奶的研究很少，虽然市面上已经有很多种类的水果酸奶，但均是发酵后加入水果，有关添加蔬菜水果汁与牦牛奶共同发酵评价其各项参数对品质影响的研究较少。通过4 种不同胡萝卜汁添加量（8%，16%，24%，32%）与牦牛奶发酵，评价在贮藏21 d 期间的理化性质、乳酸活菌数、抗氧化活性及感官特性等参数对品质的影响。对改善牦牛酸奶的产品种类和提高产品质量具有重要意义，以期为胡萝卜汁发酵牦牛酸奶的生产提供初步理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

牦牛奶，产自甘南藏族自治州合作市；浓缩胡萝卜汁，福建绿泉食品有限公司提供；发酵剂YFL922，科汉森中国有限公司提供；DPPH、ABTS、甲醇、无水乙醇、盐酸等，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

TG16G 型离心机，河北爻工仪器设备有限公司产品；SPL-150 型恒温培养箱，天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司产品；HH-8 型恒温水浴锅，常州鸿泽仪器有限公司产品；FA2204B 型电子天平，上海精密仪器有限公司产品；NY-PD-4 型均质机，常州恩培仪器制造有限公司产品；PH-100 型pH 计，上海力达仪器设备有限公司产品；DNM-9606 型酶标仪，北京普朗新科技有限公司产品；LDZX-75KB 型蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂产品；SW-CJ-2D型超净工作台，江苏迅迪仪器科技有限公司产品。

1.3 胡萝卜汁发酵牦牛酸奶工艺流程及操作要点

1.3.1 工艺流程

胡萝卜汁

牦牛奶→调配→预热→均质→灭菌→冷却→接种→搅拌→发酵→冷藏→成品。

1.3.2 操作要点

（1） 调配。分别向牦牛奶中加入8%，16%，24%，32%的浓缩胡萝卜汁，搅拌均匀。

（2） 预热。将调配好的物料加热至65℃保温5min。

（3） 均质。均质压力25 MPa，均质时间10 min，均质温度65 ℃。

（4） 灭菌。灭菌温度95 ℃，灭菌时间5 min。

（5） 冷却及接种。冷却至40 ℃左右，无菌条件下接入发酵剂YF-L922（接种量50 g/t），搅拌均匀。

（6） 发酵。于（42±0.2） ℃恒温培养箱中发酵至pH 值在4.6 左右，发酵得成品。

（7） 冷藏。发酵结束后，将成品置于4 ℃中冷藏21 d。

1.4 试验方法

1.4.1 pH 值的测定

在室温下，从各样品中取10.0 mL 酸奶样品，用pH 计测定其pH 值[8]。

1.4.2 持水力的测定

参照孔凡平等人[9]的方法，测定牦牛酸奶样品的持水力。

1.4.3 抗氧化活性的测定

（1） 样品预处理。向2.0 g 牦牛酸奶样品加入6.0 mL 甲醇（80%，V/V），混合均匀，50 W 超声20 min，以转速4 000 r/min 离心10 min。取上清液，测定抗氧化活性。

（2） DPPH 自由基清除率的测定。参照班清风[10]的方法，以DPPH 为阻抑剂，测定牦牛酸奶样品的抗氧化活性。

（3） 还原力测定。参照冯子健等人[11]的方法，测定牦牛酸奶的还原力。

（4） ABTS+·清除能力测定。参照赵永波[12]的方法，测定牦牛酸奶的ABTS+·清除能力。

（5） 亚铁离子还原力测定。参照Benzie I F F 等人[13]的方法，测定牦牛酸奶的亚铁离子还原力。

1.4.4 乳酸活菌数的测定

参照国标GB 4789.35—2016《食品微生物学检验乳酸菌检验》，测定牦牛酸奶的乳酸活菌数。

1.4.5 β - 胡萝卜素的测定

参照苟锐锋等人[14]的方法测定牦牛酸奶的β - 胡萝卜素，以不同添加量的β - 胡萝卜素标品溶液绘制标准曲线，按下式计算酸奶样品中β - 胡萝卜素表观含量。

式中：C——样品提取物定容后β - 胡萝卜素添加量，%；

V——酸奶样品提取物定容的体积，mL；

m——称取样品的质量，g。

1.5 感官评定及评分方法

参照GB/T 10220—2012《感官分析方法学总论》，对牦牛酸奶样品进行感官评定。

感官评定标准见表1。

表1 感官评定标准

1.6 数据分析

每组试验均重复测定3 次，结果以平均值±标准差表示；采用IBMSPSS 25.0 软件分析数据的差异显著性（p<0.05，差异显著），并采用Origin 2021 Pro 软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶pH值的影响

不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶pH 值的影响见图1。

图1 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶pH 值的影响

pH 值是酸奶关键的质量参数，决定了酸奶的感官特性、贮藏周期和微生物安全性[15]。由图1 可知，所有牦牛酸奶pH 值随着贮藏时间的延长而下降。在同一贮藏期内，胡萝卜汁添加量为8%的牦牛酸奶pH 值最高，胡萝卜汁添加量为32%的牦牛酸奶pH 值最低，与胡萝卜汁中本身含有一定有机酸有关[16]。同时，只有贮藏期为1 d 时，不同胡萝卜汁添加量的牦牛酸奶pH 值差异不显著（p>0.05），在其他贮藏期内，不同胡萝卜汁添加量的牦牛酸奶pH 值均有显著差异（p<0.05）。李博等人[17]的研究结果与该试验一致，可能是胡萝卜汁发酵后其乳酸、苹果酸、柠檬酸和琥珀酸的含量显著增加造成的[16]。因此，添加胡萝卜汁可改善部分酸奶pH 值偏高的问题。

2.2 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶持水力的影响

不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶持水力的影响见图2。

图2 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶持水力的影响

持水力代表酸奶蛋白质凝胶网络的保水能力，反映了蛋白质凝胶网络的紧密性和酸奶的质地[18]。由图2 可知，随着贮藏期的延长，不同酸奶的持水力均有不同程度下降，但是8%胡萝卜汁添加量的牦牛酸奶持水力始终最高。同一贮藏期内，胡萝卜汁添加量越高，酸奶的持水力越低，但不同酸奶间的持水力差异不显著（p>0.05），是由于胡萝卜汁添加到牦牛奶中含有大量水分，使牦牛酸奶中的固形物和酪蛋白占比减少，使蛋白质形成的凝胶结构松散，降低牦牛酸奶的凝乳性能[19]，从而导致酸奶的持水能力发生变化。另外，酸奶发酵过程中，酪蛋白胶束中磷酸钙随pH 值降低发生溶解，酪蛋白胶束会重新凝集成开放的网络结构，这也会影响酸奶的持水性能[20]。综上发现，可添加8%添加量的胡萝卜汁发酵制成胡萝卜汁牦牛酸奶，使其持水力保持较高水平，从而保证牦牛酸奶有较稳定的凝乳结构。

2.3 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶抗氧化活性的影响

不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶抗氧化活性的影响见图3。

图3 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶抗氧化活性的影响

机体产生的自由基会对周围的酶、蛋白质和核内DNA 造成损害[21]，抗氧化活性是衡量酸奶清除自由基强度的特有参数，抗氧化活性越高，其降低自由基对机体的危害就越明显[22]。由图3（a） 和图3（b） 可知，同一贮藏期内，随着胡萝卜汁添加量的增加，牦牛酸奶DPPH 自由基清除率和还原力显著提高（p<0.05），并且高胡萝卜汁添加量（32%） 牦牛酸奶比低添加量（8%） 的抗氧化活性高2~4 倍。此外，在贮藏期间，添加32%胡萝卜汁添加量的牦牛酸奶DPPH 自由基清除率和还原力始终最高。由图3（c） 和图3（d） 可知，ABTS+·离子清除率在20.95%~71.49%，贮藏期末（21 d），胡萝卜汁添加量为32%的牦牛酸奶的ABTS+·清除率显著高于其他添加量的牦牛酸奶（p<0.05），达到71.49%。此外，胡萝卜汁添加量与牦牛酸奶亚铁离子还原力呈显著正相关（p<0.05）。

以上结果表明，随着胡萝卜汁添加量增加，牦牛酸奶抗氧化活性提高，这与胡萝卜汁中的酚类化合物、类黄酮有关。酚类化合物本身作为抗氧化剂在提高产品抗氧化活性方面起着重要作用[23]，类黄酮在油脂- 蛋白胶束表面的聚集以及对乳中酪蛋白分子结构的影响，导致抗氧化活性测定结果升高[24]。胡萝卜汁中还含有维生素、生物碱等物质，有相关报道[25]这些物质也对提高抗氧化活性也有一定的作用。因此，将适量胡萝卜汁添加到牦牛酸奶中对其抗氧化活性有着重要作用并且还会增加牦牛酸奶中其他的营养物质。

2.4 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶乳酸活菌数的影响

不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶乳酸活菌数的影响见图4。

图4 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶乳酸活菌数的影响

乳酸活菌数是评价酸奶重要的质量指标之一，提高成品的活菌数是提高酸奶质量的重要因素[26]。由图4 可知，牦牛酸奶的乳酸活菌数随着贮藏时间的延长显著下降（p<0.05），胡萝卜汁添加量为8%的牦牛酸奶乳酸活菌数降低程度显著低于（p<0.05） 胡萝卜汁添加量为16%，24%，32%的牦牛酸奶，可能与牦牛酸奶发酵过程中乳酸的积累及胡萝卜汁的自然酸度抑制乳酸菌的生长有关[27]。但是，在贮藏期间，不同胡萝卜汁添加量发酵牦牛酸奶的乳酸活菌数一直保持在106CFU/mL 以上，符合国标GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》 的要求（≥106CFU/mL）。因此，添加胡萝卜汁发酵牦牛酸奶，其品质可以得到保证。

2.5 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶β -胡萝卜素含量的影响

不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间发酵牦牛酸奶β- 胡萝卜素含量的影响见图5。

图5 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间发酵牦牛酸奶β - 胡萝卜素含量的影响

植物体内含有大量β- 胡萝卜素[28]，添加胡萝卜汁可使牦牛酸奶中含有一定的β- 胡萝卜素。由图5 可知，酸奶中的β- 胡萝卜素含量为9.19~98.63 mg/100 g。同一贮藏期内，随着胡萝卜汁添加量增加，牦牛酸奶中β- 胡萝卜素含量增加，且胡萝卜汁添加量为32%的牦牛酸奶中β- 胡萝卜素含量显著高于（p<0.05） 其他添加量的牦牛酸奶，与胡萝卜中含有丰富的β- 胡萝卜素有关[3]。由于β- 胡萝卜素在贮藏过程中亚油酸自动氧化产生的脂质自由基氧化和变色[29]，随着贮藏时间的延长，不同胡萝卜汁添加量的牦牛酸奶中β- 胡萝卜素呈下降趋势，且所有牦牛酸奶样品中的β- 胡萝卜素含量在贮藏期间都显著降低（p<0.05）。因此，可选择适量的胡萝卜汁作为β- 胡萝卜素源，增加牦牛酸奶的β- 胡萝卜素含量，但是要注意贮藏过程中β- 胡萝卜素含量的变化。

2.6 不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶的感官品质评价

胡萝卜汁牦牛酸奶感官评定结果见表2。

表2 胡萝卜汁牦牛酸奶感官评定结果

发酵乳制品的品质很大程度上取决于感官评价，感官评价是一种受多种因素影响的复杂过程。由表2可知，随着胡萝卜汁添加量增加，胡萝卜汁牦牛酸奶的感官评分逐渐降低，且感官评分差异显著（p<0.05）。在色泽方面，牦牛酸奶的色泽差异不显著（p>0.05），且类胡萝卜素对色泽有积极作用。不同牦牛酸奶样品的组织状态、气味和滋味差异显著（p<0.05）。胡萝卜汁中的多酚化合物会对食品的感官品质产生负面影响[30]，导致胡萝卜汁添加量为8%的牦牛酸奶综合评分最高，胡萝卜汁添加量为32%的牦牛酸奶综合评分相对较低。因此，为了胡萝卜汁牦牛酸奶具有较高的品质并且适应消费者的口味，可选择添加8%添加量的胡萝卜汁发酵制成胡萝卜汁牦牛酸奶。

3 结论

初步探讨了不同胡萝卜汁添加量对贮藏期间牦牛酸奶品质的影响，结果表明添加胡萝卜汁的牦牛酸奶在贮藏期间内（1~21 d） 的理化性质、感官特性和抗氧化活性等方面都有明显变化（p<0.05）。胡萝卜汁添加量为8%的牦牛酸奶品质最佳，可用于开发可接受的牦牛酸奶制品。胡萝卜汁的加入显著提高了牦牛酸奶的抗氧化活性和β - 胡萝卜素的含量，对感官特性影响不显著，胡萝卜风味牦牛酸奶易于接受。添加胡萝卜汁不会影响酸奶的贮藏稳定性，还会促进胡萝卜汁牦牛酸奶的商业化，同时也为消费者提供更多的营养选择，改善消费者的营养状况。