菊粉對低糖低脂酸奶品質(zhì)的影響

李雨露，劉麗萍，佟麗媛，孫建華，宋立

1(渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 錦州，121000)2(渤海大學(xué)數(shù)理學(xué)院，遼寧 錦州，121000)

菊粉又稱菊糖，是D-呋喃果糖經(jīng)β-(2，1)糖苷鍵聚合而成的一種果聚糖，廣泛存在于植物組織中，尤其在菊芋、菊苣塊根中。菊粉具有膳食纖維和益生元的雙重功效。不但具有預(yù)防肥胖、控制血脂、調(diào)節(jié)血糖的作用［1-2］，而且還可以促進礦物質(zhì)的吸收［3］，促進維生素的合成及防治便秘等。目前菊糖已經(jīng)被美國FDA批準(zhǔn)進入市場，在日本、歐洲、臺灣等地被認(rèn)為是食品和營養(yǎng)的增補劑而非食品添加劑，廣泛應(yīng)用食品工業(yè)中［4］。

菊粉是一種優(yōu)良的脂肪替代物，當(dāng)與水完全混合后會形成一種奶油狀結(jié)構(gòu)，提供光滑的口感及圓滿的風(fēng)味。在日本、韓國，低脂奶或脫脂奶非常盛行，而且多數(shù)產(chǎn)品都添加菊粉，用量在2%左右;另外，用纖維替代脂肪可增加產(chǎn)品緊密及口感并能提高乳化的分散性，因此可以提高冷凍甜點的泡沫穩(wěn)定性，一般可替代20%～50%的脂肪［5］。2009年3月25日，我國衛(wèi)生部批準(zhǔn)菊粉為新資源食品。

本實驗以脫脂奶粉為原料，添加菊粉和功能性甜味劑木糖醇，在傳統(tǒng)酸奶加工工藝的基礎(chǔ)上研究菊粉對低糖低脂凝固型酸奶品質(zhì)的影響并確定了工藝方案。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

菊粉，比利時Orafti;脫脂奶粉，完達(dá)山;木糖醇，浙江華康藥業(yè)股份有限公司;乳酸菌種，北京川秀科技有限公司。

SPJ型智能生化培養(yǎng)箱，常州中捷實驗儀器制造有限公司;JT-88型多功能塑合封口機，上海金塔食品電器機械廠;物性分析儀LFRA4500，美國。

1.2 實驗方法

1.2.1 酸奶的制備

1.2.1.1 工藝流程

脫脂奶粉→復(fù)原乳→添加菊粉、甜味劑→預(yù)熱→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發(fā)酵→冷卻→冷藏→成品

1.2.1.2 操作要點

(1)復(fù)原乳制備:脫脂奶粉按11.5%質(zhì)量比溶于蒸餾水中，將菊粉按比例加入，溶解后放入冰箱冷藏12 h備用。

(2)預(yù)熱、殺菌:將混合乳預(yù)熱至55～65℃后加入甜味劑。本實驗以木糖醇為甜味劑，添加量為7%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)［6］。充分溶解后繼續(xù)加熱至95℃，并保持5～10 min。

(3)接種、灌裝、發(fā)酵:殺菌后的混合乳快速冷卻至45℃左右，然后在無菌操作臺上接種(菌粉添加量為1g/L)，攪拌均勻后分裝在酸奶杯中，用封口機封口，放入42℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)發(fā)酵。

(4)冷卻后熟:發(fā)酵結(jié)束后在室溫下冷卻20 min左右，放入0～4℃冰箱中冷藏。

1.2.2 成品感官評價標(biāo)準(zhǔn)(表1)

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard

1.2.3 持水力的測定

取4℃酸奶樣品30 g裝入離心管，以4 000 r/min的速度離心20 min。傾去上清液，離心管倒置10 min后立即稱重，離心沉淀物與樣品質(zhì)量的比值即為持水力。

1.2.4 酸奶質(zhì)構(gòu)的測定

采用TPA模式測試，所用探頭為TA4/1000，測試程序設(shè)置為:測試速度1 mm/s，下壓距離30 mm，觸發(fā)力為5 g。樣品在4℃左右冰箱冷藏12～24 h后，取出立刻進行測定，每個樣品平行測定3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 菊粉添加量對酸奶發(fā)酵過程中酸度的影響

在復(fù)原乳中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，2%，3%，4%，5%的菊粉，與空白組相對照，觀察在不同發(fā)酵時間(3.5，4，4.5，5 h)菊粉添加量對酸奶發(fā)酵酸度的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 菊粉添加量對酸奶發(fā)酵中酸度的影響Fig.1 The influence of the amount of inulin on yoghurt fermentation acidity

從圖1可以看出，隨著發(fā)酵時間的增加，酸奶酸度呈上升的趨勢。在相同發(fā)酵時間內(nèi)，隨著菊粉添加量的增加，酸度也隨之增加。但空白組與添加菊粉組發(fā)酵酸度相差較大，而添加菊粉的各組發(fā)酵酸度變化很小。研究表明，菊粉的添加可以促進乳酸菌的增殖，加快乳酸的生成，但菊粉添加量的增加并不能使酸奶發(fā)酵酸度按比例增加，也即菊粉促進乳酸菌增殖的作用是有限的。菊粉作為脂肪替代品不能顯著地影響酸奶的pH值［7］。

2.2 菊粉添加量對酸奶冷藏過程中酸度的影響

在復(fù)原乳中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，2%，3%，4%，5%的菊粉，與空白組相對照，觀察在不同冷藏時間(1，7 d)內(nèi)，菊粉添加量對酸奶酸度的影響，結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以看出，在7天內(nèi)，酸奶酸度隨著冷藏時間的增加而增加。冷藏的第1天空白組酸度較其他組低，其他組酸度基本持平;第7天后各組酸奶酸度基本持平，即菊粉對冷藏7天后的酸奶的pH值沒有顯著影響。這與Guggisberg等［8］的研究是相同的。這可能因為在冷藏期間乳酸菌仍然繼續(xù)生長繁殖，第1天空白組沒有菊粉的促進作用，因而產(chǎn)酸量較其他組低;而第7天因酸度達(dá)到一定值后乳酸菌的活力下降，產(chǎn)酸量下降，因此各組酸度基本相同。

圖2 菊粉添加量對酸奶冷藏過程中酸度影響Fig.2 The influence of the amount of inulin on refrigerated acidity of yoghurt

2.3 菊粉添加量對酸奶持水性的影響

在復(fù)原乳中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，2%，3%，4%，5%的菊粉，與空白組相對照，觀察菊粉添加量對酸奶持水性的影響，結(jié)果如圖3所示。

從圖3可見隨著菊粉添加量的增加，酸奶的持水力在不斷增加，但2%后趨勢趨緩，幾近相等。菊粉的添加會使酸奶的穩(wěn)定性增加［8］。

2.4 菊粉添加量對酸奶質(zhì)構(gòu)的影響

在復(fù)原乳中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，2%，3%，4%，5%的菊粉，與空白組相對照，觀察菊粉添加量對酸奶的質(zhì)構(gòu)的影響，結(jié)果如圖4、圖5、圖6、圖7所示。

圖3 菊粉添加量對酸奶持水性影響Fig.3 The influence of the amount of inulin on water holding capacity of yoghurt

質(zhì)構(gòu)曲線中參數(shù)的意義:硬度為到達(dá)指定變形所需的力，即曲線的正向峰值力;功為樣品的內(nèi)部鍵力，即正向總面積，也即用來表示稠度;黏附性為用來克服食品表面和接觸物表面之間的吸引力所作的功;黏附力為探頭從樣品中拔出所需的力，即負(fù)向峰值力。

圖4 菊粉添加量對酸奶黏附性影響Fig.4 The influence of the amount of inulin on yoghurt adhesivenees

圖5 菊粉添加量對酸奶黏附力影響Fig.5 The influence of the amount of inulin on yoghurt adhesive force

從圖中可見，隨著菊粉添加量的增加，酸奶的硬度、稠度呈上升的趨勢，但到3%后趨勢減緩;酸奶的粘附力、粘附性也呈上升的趨勢，同樣到3%后趨勢減緩。表明，菊粉的添加能增加酸奶的硬度、稠厚感和粘度，但是是有限的。這與Ricardo等［9］的研究相同。因為菊粉在發(fā)酵過程中也可以與蛋白質(zhì)顆粒絡(luò)合形成蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［10］，菊粉的添加引起酸奶稠度顯著增加，隨著菊粉濃度增加，黏度也在增加，這在脂肪含量1% ～2%的酸奶中最明顯［8］。

圖6 菊粉添加量對酸奶稠度影響Fig.6 The influence of the amount of inulin on yoghurt consistency

圖7 菊粉添加量對酸奶硬度影響Fig.7 The influence of the amount of inulin on yoghurt hardness

2.5 菊粉添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

酸奶后熟12～24 h后，由10人組成的感官評定小組根據(jù)感官評分表進行感官評定并打分，結(jié)果如表2所示。

表2 菊粉對酸奶感官品質(zhì)的影響Table 2 The influence of inulin on yoghurt sensory quality

由表2可見菊粉的添加能提高酸奶的感官品質(zhì)，因為菊粉能提高低脂或無脂產(chǎn)品如酸奶、色拉醬、奶油、巧克力等的黏度和賦形性［11］，提高類脂性，改善口感如乳脂狀柔滑［9］。隨著菊粉濃度的增加，乳脂狀的感覺也增加，因此對于低脂及全脂酸乳中，利用菊粉增加其工藝效果和營養(yǎng)價值是可行的［8］。

經(jīng)10人感官評定小組評定，菊粉添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時，口感最佳，有濃郁發(fā)酵乳氣味，酸甜可口，組織均勻，無不良凝結(jié)塊，無乳清析出，柔滑度、黏稠度適宜。添加量為2%與4%時酸奶的感官性質(zhì)與3%時差別不大，但空白樣與1%時酸奶稠度較差，略感粗糙;5%時過于稠厚，適口性略差。這與菊粉對酸奶質(zhì)構(gòu)的影響趨勢是相符的。因此綜合產(chǎn)品成本和各方面指標(biāo)，菊粉添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% ～4%比較適宜。

3 結(jié)論

本研究表明，在低糖低脂凝固型酸奶的加工過程中添加菊粉，對酸奶發(fā)酵的速度、產(chǎn)酸量及產(chǎn)品的酸度、穩(wěn)定性、質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)都有明顯的影響。菊粉的添加能夠促進乳酸菌的增殖，加速了乳酸的生成，因此可縮短酸奶發(fā)酵的時間，同時在酸奶冷藏的過程中，后酸化的速度加快，能夠很快達(dá)到酸度要求，抑制有害菌的生長繁殖，使產(chǎn)品風(fēng)味更明顯。同時菊粉的添加提高了酸奶的持水力和黏度，降低了酸奶在冷藏過程中的乳清析出率，并提高類脂性及感官品質(zhì)。

隨著菊粉添加量的增大，各項指標(biāo)都有明顯改善，但并不是添加量越多越好。本研究中菊粉添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% ～4%時，產(chǎn)品的各項指標(biāo)為較佳，因此結(jié)合感官評定結(jié)果和產(chǎn)品成本，最終確定酸奶加工的工藝參數(shù)為:木糖醇7%、發(fā)酵劑菌粉1g/L、發(fā)酵時間4～4.5h、菊粉2% ～4%，此條件下加工的酸奶口感及穩(wěn)定性最佳。相信不久的將來人們會更多認(rèn)識菊粉的價值，菊粉酸奶也會深受人們的喜愛。

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