“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳加工工藝優(yōu)化及貨架期預測的研究

何宗民 夏兵兵 柯妍 蒙六妹 張惠娟

酵乳是一種以乳及乳制品為原料，通過活性乳酸菌發(fā)酵制成的一種乳制品。因其具有獨特的風味、細膩的質構和較高的營養(yǎng)保健作用，深受人們喜歡。本文利用直投式凍干菌種進行發(fā)酵，并添加草莓醬椰果粒，制成了“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳，實現了增加發(fā)酵乳花色品種的目的。

另外，由于發(fā)酵乳隨著保藏期的延長，后發(fā)酵造成的酸度過度不易被人們所接受，因此本研究通過展示酸度、pH和感官指標在保藏期內的變化規(guī)律，預測了“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳的貨架期，為今后指導發(fā)酵乳生產提供參考。

材料與方法

材料。 生牛乳（無抗奶），白砂糖，直投凍干式菌株：由嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌組成；草莓醬椰果粒；甜煉奶。

儀器。BS-224S電子天平；SW-CJ-IF型無菌超凈工作臺；LRH-250A 型恒溫培養(yǎng)箱；PHS-25型酸度計；BCD-133EZL冰箱JHG-Q-P高壓均質機；YX280A手提式不銹鋼蒸汽消毒器，MJ-176NR型多功能攪拌機；XJB-4230型組合稱量自動包裝機

試驗方法。工藝流程 生牛乳檢驗→調配→預熱→均質（壓力200bar，溫度75℃）→消毒（95℃，300s）→降溫→接種→發(fā)酵（42℃，5～6h）→多次檢驗→終止發(fā)酵→冷卻（18℃）→添加果?！扪b

操作要點 。生牛乳的選擇 選擇的生牛乳其色澤潔白或白中微黃，不得呈深黃或其他顏色，奶液均勻，不應在瓶底出現豆腐腦狀沉淀物質，無抗生素添加，不得檢出防腐劑、過氧化氫、硝酸銀、有害金屬及摻雜物質。具有天然的乳香味而不應有異常氣味。調配 按照配方要求，75℃溶解甜煉奶、白砂糖。均質、殺菌 均質溫度70℃，壓力200bar。95℃保溫300s殺菌。發(fā)酵 發(fā)酵溫度42℃，隔一段時間測一次酸度和pH，當酸度達到75～80℃，終止發(fā)酵，過冷，過冷溫度18℃。添加果粒、罐裝 添加一定量的草莓醬椰果粒，攪拌均勻后，罐裝。

感官評價

根據產品的口感、色澤和滋味、組織狀態(tài)等指標進行綜合評價，參與評定的專業(yè)人員為10人，取平均值。

發(fā)酵乳在貯存過程中理化性質及感官指標變化

將按照最佳工藝生產出來的發(fā)酵乳，貯存在冰箱中（溫度4℃）。每天取3杯樣品測定酸度、pH，并進行感官評價。試驗時間24天。

結果與分析

單因素試驗結果

由圖1可知，當甜煉奶添加量≤4%時，隨著甜煉奶的增加，發(fā)酵乳感官評分呈現增加的趨勢。但當甜煉奶添加量>4%，發(fā)酵乳感官狀態(tài)逐漸變差。發(fā)酵乳質量最好的是添加4%的甜煉奶。

白砂糖添加量影響到發(fā)酵乳的口感，加糖量太低，就會造成過酸的口感，加糖量過高，則口感又過甜。由圖2可知，隨著白砂糖添加量的增加，感官評分呈現的是先上升后下降趨勢。最后得出白砂糖添加量為8%滿意度最好。

發(fā)酵時間不同，對發(fā)酵乳風味影響很大。由圖3可知，當發(fā)酵乳發(fā)酵時間為5h時，產品感官評分最高。

草莓醬椰果果粒添加量太少，食用起來沒有太大感覺，但添加量過大，果粒對發(fā)酵乳組織狀態(tài)和凝乳狀態(tài)產生較大的不良影響。由圖4可知，最合適的果粒添加量為7%～9%。

響應面試驗

依據設定的試驗因素和水平，Box-Benhnken中心組合試驗結果見表2。

運用Design-Expert7軟件對試驗數據進行回歸分析，得感官評分值（Y）的回歸關系式：

Y=90.20+2.00*A+0.33*B+1.42*C-0.75*D+5.00*A*B-6.25*A*C+3.25*A*D+2.75*B*C-3.25*B*D+2.75*C*D-6.72*A2-3.47*B2-0.60*C2-4.35*D2。

由回歸模型方差分析的結果表明，建立的數學模型是顯著的，失逆項不顯著，表明該數學模型可以很好的擬合試驗的真實情況，可以用其預測不同發(fā)酵條件下的發(fā)酵乳的感官評分?；貧w模型決定系數R2=0.9940，校正決定系數R2Adj=0.9881。由此可見，回歸方程可以比較準確地描述各因素與響應值之間的真實關系，可以利用該回歸方程確定最佳配方組成（表3）。

由表2和表3可知，甜煉奶添加量、白砂糖添加量、發(fā)酵時間、草莓醬椰果粒添加量對發(fā)酵乳的感官品質的影響均達到了顯著水平。經試驗模型分析，A、B、C、D最適值分別為：3.8%、8.55%、6h、8.05%，感官評分值為91.9197。但考慮到實際情況，將最佳原料配方修正為：甜煉奶添加量為4%，白砂糖添加量8%，發(fā)酵時間6h，椰果粒添加量8%。作進一步試驗驗證，結果表明，在最佳發(fā)酵狀態(tài)下，感官評分值為91（與預測值相差不大）。

響應面圖形的等高線表明（圖4、圖5），四個因素兩兩之間有較明顯的交互作用。

產品質量檢測結果

感官檢測結果 產品色澤均勻一致，呈乳白色，椰果呈白色；具有椰果草莓發(fā)酵乳特有的滋味、氣味；組織狀態(tài)細膩、均勻，無乳清析出；添加的果粒具有其特有的組織狀態(tài)。

理化檢測結果

由表5產品理化結果，表明產品的理化指標完全符合GB19302-2010所規(guī)定的要求。

微生物檢測結果

由表6產品微生物檢測結果，表明產品的細菌衛(wèi)生學指標符合GB19302-2010所規(guī)定的要求。“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳中的乳酸菌數顯著高于普通發(fā)酵乳的乳酸菌數。

從圖6中可以看出，發(fā)酵乳在第2d發(fā)生后酸化，且隨著天數的增加，后酸化越來越嚴重，發(fā)酵乳的后酸化主要是由于發(fā)酵劑菌體繼續(xù)生長繁殖造成的，乳酸菌消耗剩余的乳糖生產乳酸，從而導致了酸度的升高。GB19302-2010中對成品發(fā)酵乳酸度規(guī)定：要求酸度不小于70T，根據一般人的消費習慣發(fā)酵乳酸度一般控制在70～110T之間。當產品貯存到20d后，酸度超過110T。因此，確定20天內產品較佳。

由圖 7可知：pH總的變化呈下降趨勢，前9天變化最大，此后略有回升，后又急劇下降。發(fā)酵乳在剛發(fā)酵結束后，其pH值為4.10左右，在貯存第二十天后變?yōu)?.70。通常發(fā)酵乳最佳pH是3.7～4.2，為了保險期間，我們確定產品貨架期為18天。

貯存中感官品質的變化

圖8可以看出，在前6天的貯存期內，感官評分呈現的是上升趨勢，第5天，口感達到最適狀態(tài)。第7天后，產品后味偏酸，但其它正常。18天過后，發(fā)酵乳感官評分值達80分，20天過后，發(fā)酵乳感官評分值低于70分，25天時，產品出現析水現象。在結合酸度和pH，確定18天為產品貨架期。

結論

通過單因素試驗和響應面法優(yōu)化得到“果粒型”活性乳酸菌發(fā)酵乳的最佳發(fā)酵工藝條件為：甜煉乳添加量4%，白砂糖添加量8%，發(fā)酵時間6h，椰果粒添加量8%。獲得的發(fā)酵乳色澤均勻一致，呈乳白色，椰果呈白色；具有草莓椰果發(fā)酵乳特有的滋味、氣味；組織狀態(tài)細膩、均勻，無乳清析出。感官評價、理化指標、微生物檢測等均符合發(fā)酵乳國家標準（GB19302-2010）。通過產品在4℃保藏期內酸度、pH和感官評分的變化趨勢，確定了該產品的貨架期為18天?！肮Ｐ汀被钚匀樗峋l(fā)酵乳是一種新型的發(fā)酵乳，具有較高的營養(yǎng)價值，能滿足更多消費者的口味需求。

（作者單位：深圳市晨光乳業(yè)有限公司）