改性甜玉米發(fā)酵乳的研制

李春梅，遲玉杰，王丹，孫麗穎，柳丹

（1.國(guó)家乳業(yè)工程技術(shù)研究中心，哈爾濱 150086；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，哈爾濱 150030；3.黑龍江省民族職業(yè)干部學(xué)院，哈爾濱 150086）

改性甜玉米發(fā)酵乳的研制

李春梅1，遲玉杰2，王丹1，孫麗穎3，柳丹3

（1.國(guó)家乳業(yè)工程技術(shù)研究中心，哈爾濱 150086；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，哈爾濱 150030；3.黑龍江省民族職業(yè)干部學(xué)院，哈爾濱 150086）

通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)確定了改性甜玉米發(fā)酵乳的發(fā)酵工藝條件。結(jié)果表明，改性玉米漿與鮮乳以1∶1.5的質(zhì)量比混合，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%蔗糖+3%乳糖，穩(wěn)定劑的添加量為0.2%果膠+0.1%單甘酯，選用保加利亞乳桿菌和乳酸鏈球菌1∶1的比例按4%的接種量接種，在43℃條件下發(fā)酵7 h，可得到質(zhì)地均勻、口感細(xì)膩、具有甜玉米清香的發(fā)酵乳。

改性；甜玉米；發(fā)酵乳

0 引 言

甜玉米營(yíng)養(yǎng)豐富，其主要成分糖、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素含量均高于普通玉米[1-4]。玉米中含有大量的膳食纖維，可預(yù)防便秘。黃體素、玉米黃質(zhì)有利于延緩眼睛老化。天然維生素E則有促進(jìn)細(xì)胞分裂，延緩衰老，降低血清膽固醇，還能減輕動(dòng)脈硬化和腦功能衰退[5-7]。

改性甜玉米酸奶是以純甜玉米漿為原料經(jīng)水解、發(fā)酵而制成的，它具有獨(dú)特的風(fēng)味和良好的營(yíng)養(yǎng)保健作用。甜玉米經(jīng)酶作用后，蛋白質(zhì)水解成肽及氨基酸，淀粉水解成多糖及單糖，不僅有利于人體的消化吸收，同時(shí)降低甜玉米漿黏度，有利于形成甜玉米酸奶的良好口感[8，9]。改性甜玉米酸奶的研究極大的填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域的空白，拓展了甜玉米的應(yīng)用范圍。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料

玉米粒（市售、無(wú)霉變、無(wú)蟲(chóng)蛀、顆粒飽滿），鮮乳，乳糖、白砂糖（優(yōu)質(zhì)級(jí)），菌種（保加利亞乳桿菌和乳酸鏈球菌），果膠，單甘酯，海藻酸鈉，黃原膠，淀粉酶，木瓜蛋白酶。

1.2 儀器設(shè)備

打漿機(jī)，膠體磨，均質(zhì)機(jī)，高壓滅菌鍋，電子分析天平，電熱恒溫培養(yǎng)箱，電冰箱。

1.3 工藝流程

改性甜玉米漿+牛乳→配料→均質(zhì)→殺菌→接種→發(fā)酵→灌裝→冷藏→入庫(kù)。

1.4 操作要點(diǎn)

（1）改性甜玉米漿的制備。甜玉米粒除雜后與水按1︰2的比例混合用膠體磨粗磨，用40目篩過(guò)濾除去粗渣，然后細(xì)磨均質(zhì)，均值壓力20 MPa，在65℃條件下，加入0.1%的木瓜蛋白酶，水解10 min，加熱到90℃，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的α-淀粉酶，水解30 min，煮沸30 min。

（2）配料。白砂糖和穩(wěn)定劑按比例混合加入到玉米牛奶漿中。

（3）均質(zhì)。加熱到65℃左右均質(zhì)，均質(zhì)壓力20～30 MPa。

（4）殺菌。殺菌溫度為95℃，時(shí)間15 min。

（5）菌種的馴化。設(shè)定改性玉米漿：牛奶（體積比）1∶3，1∶2，1∶1，2∶1連續(xù)對(duì)菌種進(jìn)行馴化， 通過(guò)降低乳酸菌生長(zhǎng)環(huán)境中牛乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)菌種進(jìn)行馴化培養(yǎng)：將活化好的菌種按2.5%的接種量接到牛奶和改性甜玉米培養(yǎng)液中，在43℃條件下培養(yǎng)7 h，再同一梯傳代2次，使菌種適應(yīng)玉米漿的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，以達(dá)到馴化的目的。

（6）接種與發(fā)酵。殺菌的玉米乳冷卻到43℃左右，向混合乳中加入一定量的發(fā)酵菌種,充分?jǐn)嚢韬?，放入已滅菌的容器中，在恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵，置于2～4℃條件下冷藏保存。

1.5 檢驗(yàn)方法

（1）酸度的測(cè)定[10]參照GB5413.14-2010中方法。（2）穩(wěn)定性的測(cè)定[11]2000 r/min的條件下離心20 min，測(cè)定沉淀率。

（3）蛋白質(zhì)的測(cè)定[12]參照GB5009.5-2010中方法。（4）脂肪的測(cè)定[13]參照GB5413.3-2010中方法。（5）乳酸菌數(shù)的測(cè)定[14]參照GB4789.35-2010中方法。

（6）大腸菌群的測(cè)定[15]參照GB4789.3-2010中方法。

（7）霉菌和酵母菌的測(cè)定[16]參照GB4789.15-2010中方法。

（8）感官評(píng)價(jià)[17]。對(duì)甜玉米酸乳的感官分析采用評(píng)分辦法。分析評(píng)價(jià)的指標(biāo)有：組織狀態(tài)、乳清析出狀況、口感、風(fēng)味。各指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表。感官得分為4個(gè)指標(biāo)總和。整個(gè)感官評(píng)價(jià)由10位有經(jīng)驗(yàn)的食品工作者進(jìn)行評(píng)價(jià)，去掉一個(gè)最高分和最低分后取平均值。

表1 改性甜玉米發(fā)酵乳評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 馴化對(duì)菌種產(chǎn)酸的影響

乳酸菌在牛奶中生長(zhǎng)產(chǎn)酸，但是乳酸菌在玉米漿中不宜發(fā)酵，因?yàn)樘鹩衩诐{中不含有乳酸菌發(fā)酵所需的乳糖源，且所需養(yǎng)分太少，致使菌種不能馬上適應(yīng)甜玉米的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致菌種活力退化。從牛奶中分離的乳酸菌發(fā)酵酸度均明顯低于發(fā)酵牛乳的酸度，凝固不好，易分層。因此，對(duì)菌種進(jìn)行馴化，以適應(yīng)玉米的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境。乳酸菌在2∶1的改性甜玉米乳中的發(fā)酵產(chǎn)酸情況如圖1所示。由圖1可以看出，馴化后的菌種產(chǎn)酸能力明顯增加。

2.2 添加量對(duì)穩(wěn)定性的影響

將不同比例的鮮牛奶與改性甜玉米漿混合發(fā)酵，測(cè)定發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵乳的沉降率，結(jié)果如圖2所示。

因?yàn)樘鹩衩字胁缓欣业鞍?，不能被乳酸發(fā)酵而凝固，造成乳清析出、分層、組織狀態(tài)不穩(wěn)定等，較普通酸奶穩(wěn)定性差。當(dāng)牛乳發(fā)酵過(guò)程中pH值降到4.6左右時(shí)，酪蛋白所帶的凈電荷為零，產(chǎn)生最大聚集[18]。由圖1可以看出，隨著牛奶添加比例的升高，沉降率降低，說(shuō)明體系越穩(wěn)定，但是超過(guò)60%時(shí)，牛奶的增加對(duì)沉降率影響不明顯。所以選擇添加比例在40%到60%之間。

2.3 菌種添加量對(duì)發(fā)酵酸度的影響

在一定范圍內(nèi)，適當(dāng)增加發(fā)酵劑添加量，可以縮短發(fā)酵時(shí)間，加快產(chǎn)酸的速度。正常鮮牛奶發(fā)酵菌種的添加量為2.5%，目的是讓保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌以1∶1比例生長(zhǎng)，產(chǎn)酸產(chǎn)黏情況均較好，酸乳發(fā)酵的感官狀態(tài)最好，而本研究中以改性甜玉米為主要原料，有利于乳酸菌生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)少，接種量過(guò)低，產(chǎn)酸較少且不穩(wěn)定，易形成對(duì)菌種不良的生長(zhǎng)環(huán)境，乳酸菌得不到足夠的生長(zhǎng);接種量太大，產(chǎn)酸過(guò)快，酸度過(guò)高，凝乳過(guò)快，會(huì)給甜玉米酸乳的風(fēng)味和組織狀態(tài)帶來(lái)缺陷。本研究設(shè)計(jì)了4%，5%，6%，7%共4個(gè)常用的菌種添加量，對(duì)甜玉米乳進(jìn)行發(fā)酵，甜玉米漿與牛奶按1︰1比例混合，發(fā)酵溫度為43℃，發(fā)酵時(shí)間為12 h，測(cè)定酸度隨時(shí)間變化的情況，如圖3所示。

由圖3可以看出，在上述實(shí)驗(yàn)條件下，接種量分別為4%，5%，6%，7%時(shí)，產(chǎn)酸速度依次加快。接種量為5%和6%的甜玉米乳經(jīng)10 h發(fā)酵后，酸度都達(dá)到50°T，其后酸度增加緩慢，在發(fā)酵14 h時(shí)酸度分別為58°T和59°T,體系較穩(wěn)定。

2.4 穩(wěn)定劑的選擇對(duì)發(fā)酵酸奶穩(wěn)定性的影響

發(fā)酵酸乳生產(chǎn)過(guò)程中，由于其穩(wěn)定性受其物化、膠化特性的影響，易出現(xiàn)分層現(xiàn)象，甚至產(chǎn)生沉淀。通過(guò)添加適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑和乳化劑能夠穩(wěn)定酸乳的膠體體系，提高酸乳的黏稠度，有助蛋白質(zhì)凝聚反應(yīng)緩慢有序地進(jìn)行，以致形成細(xì)膩稠密的蛋白質(zhì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在使用穩(wěn)定劑時(shí)，一般來(lái)講復(fù)合穩(wěn)定劑要比單一穩(wěn)定劑效果好，使用量少。甜玉米漿與牛奶按1︰1比例混合，添加不同種類的穩(wěn)定劑，在43℃下接種5%乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵8 h，發(fā)酵結(jié)束將發(fā)酵乳置于2～5℃冰箱中冷藏，比較發(fā)酵乳的口感，并觀察冷藏期間的穩(wěn)定性。

表2 穩(wěn)定劑添加量對(duì)穩(wěn)定性及口感的影響

由表2可以看出，添加穩(wěn)定劑之后酸乳的體系較穩(wěn)定。復(fù)合穩(wěn)定劑較單一穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性好。綜合考慮甜玉米發(fā)酵乳的口感和穩(wěn)定性，本研究選用0.20%果膠+0.10%單甘酯的復(fù)合穩(wěn)定劑。

2.5 不同種類糖的添加對(duì)發(fā)酵產(chǎn)酸的影響

乳酸菌能夠利用不同的糖源產(chǎn)酸，但是產(chǎn)酸能力不同。改性甜玉米漿中糖分含量較高，但是不含乳糖，乳酸菌利用這些糖分產(chǎn)酸的能力明顯不同[19，20]。在改性甜玉米漿中分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%乳糖、2.5%乳糖+2.5%蔗糖、5%蔗糖發(fā)酵產(chǎn)酸進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)酵溫度為43℃，接種量為4%，發(fā)酵時(shí)間為8 h，測(cè)定其酸度隨時(shí)間的變化情況，如圖4所示。

由圖4可以看出，乳酸菌對(duì)乳糖發(fā)酵的速度明顯高于蔗糖，但是蔗糖的甜度要明顯高于乳糖，考慮到乳糖價(jià)格較高且甜度低等因素，因此選2.5%蔗糖+2.5%乳糖（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

2.6 正交實(shí)驗(yàn)

在分別對(duì)不同種類的糖、菌種添加量、牛奶添加比例與酸度及口感的關(guān)系進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步確定各因素共同作用下改性甜玉米乳風(fēng)味最好時(shí)的發(fā)酵條件，本研究設(shè)計(jì)了不同的糖的添加量、接種量、牛奶添加量的3因素3水平正交實(shí)驗(yàn)。以找出甜玉米乳感官評(píng)分最高時(shí)，各因素的條件。

表3 正交設(shè)計(jì)

表4 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 感官方差分析

由表5可以看出，各因素對(duì)改性甜玉米發(fā)酵乳感官影響順序是A＞B＞D＞C，牛奶添加量是影響發(fā)酵的最主要因素，加糖量次之，接種量相對(duì)影響最小。感官方差分析表可知，牛奶添加量顯著水平為0.0009，小于0.01，其差異對(duì)改性甜玉米發(fā)酵乳的感官影響極顯著；加糖量的差異對(duì)感官的影響不顯著；接種量的差異對(duì)感官的影響最小。綜合考慮各種因素，選定結(jié)果是A3B3C1D2，即牛奶添加比例為60%，糖添加量為3%蔗糖+3%乳糖，接種4%的乳酸菌，發(fā)酵7 h，對(duì)產(chǎn)品的感官影響最佳。

2.7 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.7.1 感官指標(biāo)

產(chǎn)品色澤：色澤均勻一致，黃色。

組織形態(tài)：凝塊均勻、細(xì)膩、無(wú)氣泡、無(wú)分層、允許有少量乳清出現(xiàn)。

氣味和味道：具有純?nèi)樗岚l(fā)酵制成的酸奶特有的氣味和味道、有甜玉米清香味、無(wú)異味。

2.7.2 理化指標(biāo)

脂肪≥1.5%；蛋白質(zhì)≥2.0%；酸度50～80°T。

2.7.3 衛(wèi)生指標(biāo)

大腸菌群≤1 mL-1；酵母菌≤100 mL-1；霉菌≤30 mL-1；致病菌未檢出。

3 結(jié)論

以鮮乳和改性甜玉米漿為原料，生產(chǎn)改性甜玉米酸奶的最佳配方：改性玉米漿與鮮乳以1︰1.5的質(zhì)量比混合，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%蔗糖+2%乳糖、0.2%果膠+0.1%單甘酯，選用保加利亞乳桿菌和乳酸鏈球菌1∶1的比例按4%的接種量接種，在43℃條件下發(fā)酵，可得到質(zhì)地均勻、口感細(xì)膩、具有甜玉米清香的發(fā)酵乳。

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Study of modified sweet corn fermented milk

LI Chun-mei1，CHI Yu-jie2，WANG Dan1，SUN Li-ying3,LIU Dan3
（1.National Dairy Engineering Research Center,Haerbin 150086，China;2.Food College,Northeast Agricultural University,Haerbin 150030，China;3.National Vocational Institute of Heilongjiang Province，Harbin 150086，China）

In this study,the fermentation conditions is determined according to a single factor and orthogonal experiments.The optimum condition of modified sweet corn fermented milk is that modified sweet corn syrup and milk is mixed by ratio of 1∶1.5,adding 6%sugar（su crose：lactose=1∶1），adding 0.2%pectin+0.1%monoglycerides,Lactobacillus bulgaricus and Nisin is 1∶1 ratio and the baeteria inoculum 4%at 43℃for 7 hours.The texture is uniform,the taste is exquisite and the fermented milk with sweet corn flavor and fragrance.

modify;sweet corn;yoghurt

TS252.54

A

1001-2230（2009）09-0057-04

2011-06-21

李春梅（1977-），女，碩士，從事農(nóng)產(chǎn)品加工方面的研究。

遲玉杰