發(fā)酵法生產(chǎn)可溶性膳食纖維乳飲料的工藝研究

李華麗，魏仲珊，羅玉，鄧萍（.湖南省畜牧獸醫(yī)研究所，湖南長(zhǎng)沙403；.湖南優(yōu)蜜食品科技有限公司，湖南長(zhǎng)沙403）

發(fā)酵法生產(chǎn)可溶性膳食纖維乳飲料的工藝研究

李華麗1，魏仲珊1，羅玉2，鄧萍2
（1.湖南省畜牧獸醫(yī)研究所，湖南長(zhǎng)沙410131；2.湖南優(yōu)蜜食品科技有限公司，湖南長(zhǎng)沙410131）

進(jìn)行玉米皮膳食纖維乳飲料的研制，采用微生物發(fā)酵法使玉米皮中不可溶性膳食纖維（Insoluble dietary fiber，IDF）轉(zhuǎn)化為可溶性膳食纖維（Solubledietary fiber，SDF），通過二級(jí)發(fā)酵工藝的單因素試驗(yàn)確定工藝參數(shù)，結(jié)果為菌種接種量4.40%，二級(jí)發(fā)酵溫度為50.95℃，二級(jí)發(fā)酵時(shí)間為46.50min。改良后的玉米皮粉末與發(fā)酵乳混合，再通過均質(zhì)與二次殺菌處理進(jìn)一步轉(zhuǎn)化IDF為SDF。結(jié)果表明：26.5MPa/65℃為適宜均質(zhì)條件，80℃～90℃為合適的二次殺菌溫度。在上述工藝條件下，膳食纖維乳飲料的SDF含量達(dá)到4.45%，較改良前的1.79%SDF含量有了大幅度提高。

發(fā)酵；玉米皮；可溶性膳食纖維；乳飲料

膳食纖維是指不能被人體消化道分泌的消化酶所消化的多糖之總稱，被稱為繼糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)和水之后的“第七營養(yǎng)素”［1］。按溶解性分，膳食纖維分為水溶性膳食纖維（Soluble dietary fiber，SDF）和不溶性膳食纖維（Insoluble dietary fiber，IDF）兩類。SDF是一種具有保健功能的特殊營養(yǎng)食品，是用來制造低熱量、低膽固醇、低鈉健康食品的重要原料，可以清除體內(nèi)垃圾，起到防止便秘、脂肪排積的功效，可減少對(duì)有毒及致癌物質(zhì)的吸收，又可調(diào)節(jié)膽固醇水平，此外還具有降低血脂和預(yù)防心腦血管疾病的作用。其作為食品配料要優(yōu)于IDF，因?yàn)镮DF只是填充料型膳食纖維，無實(shí)際生理功能，而SDF的比例才是影響總膳食纖維生理功能的一個(gè)重要因素。富含SDF的制品是一種高活性膳食纖維，目前已作為食品配料廣泛應(yīng)用于食品加工中，如制備高纖維飲料、面包、糖果等健康食品［2］。玉米是我國的主要作物，但我國玉米加工業(yè)水平較低，玉米中的某些成分或組分（如玉米膳食纖維、玉米脂多糖、玉米黃體素和玉米黃素）未得到合理的利用。玉米細(xì)胞含有比麥麩和米糠更豐富的總纖維素、纖維素和半纖維素，是優(yōu)良的膳食纖維天然原料。玉米中的膳食纖維大都存在玉米皮中，因此開發(fā)利用玉米皮是進(jìn)一步提高玉米附加值，獲得玉米SDF的有效途徑［3］。許多研究表明在膳食纖維中水溶性成分卻起著關(guān)鍵性的作用，然而我國目前市場(chǎng)上的膳食纖維絕大多數(shù)是不溶性的。當(dāng)膳食纖維具有溶解的特性后，不但應(yīng)用范圍大，而且口感好。國內(nèi)外對(duì)膳食纖維的改性做了一些工作，但報(bào)道不多，主要的方法是化學(xué)處理法、生物技術(shù)法和機(jī)械降解處理法，也可以應(yīng)用其中兩種方法同時(shí)處理以獲得較高含量的水溶性膳食纖維。膳食纖維的改性是膳食纖維研究趨勢(shì)的重點(diǎn)之一［4-5］。本試驗(yàn)選用玉米皮膳食纖維作為底物，采用處理?xiàng)l件溫和、成本較低的微生物發(fā)酵技術(shù)，進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，使IDF轉(zhuǎn)化為SDF。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

低脂奶粉：市售；玉米皮粉末（已脫除脂肪、淀粉、蛋白質(zhì)）：湖南省畜牧獸醫(yī)研究所提供；黃原膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（食品級(jí)）：上海健鷹食品科技研究所提供；黑根霉：湖南省畜牧獸醫(yī)研究所畜產(chǎn)品加工研究室實(shí)驗(yàn)室保藏菌株；乳酸菌（DM-511）：哈爾濱美華生物技術(shù)股份有限公司生。

95%乙醇、丙酮、氫氧化鈉、重鉻酸鉀、冰乙酸、鹽酸、硫酸（均為分析純）：由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。

1.2主要儀器設(shè)備

HY電控恒溫?fù)u床：武漢匯誠生物科技有限公司；SKP-01電控恒溫箱、101電熱恒溫干燥箱：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；DK-98-I1A電控恒溫水浴：天津市泰斯特儀器有限公司；80-2離心機(jī)：金壇市大地自動(dòng)化儀器廠；DX-40小型電動(dòng)粉碎機(jī)：廣州市大祥電子機(jī)械設(shè)備有限公司；TMP-1電子天平：長(zhǎng)沙高新開發(fā)區(qū)湘儀天平儀器設(shè)備有限公司；722分光光度計(jì)：上海譜元儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1玉米膳食纖維乳飲料工藝流程

1.3.2黑根霉擴(kuò)大培養(yǎng)［6］

經(jīng)預(yù)備試驗(yàn)，進(jìn)行菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)。取25 g脫脂奶粉，加水至250 g，調(diào)整pH為4.8，滅菌后接入黑根霉，振蕩均勻，28℃恒溫?fù)u床培養(yǎng)4 d取出備用。

1.3.3發(fā)酵乳制作

以鮮牛奶為原料，經(jīng)凈化、巴氏殺菌，42℃～43℃接種乳酸菌，接種量為鮮牛奶的2%，保溫發(fā)酵5.5 h，再經(jīng)2℃～6℃后發(fā)酵10 h～12 h，得到發(fā)酵乳備用。

1.3.4影響玉米皮IDF轉(zhuǎn)化為SDF的工藝研究

1.3.4.1一級(jí)發(fā)酵接種量對(duì)玉米皮IDF轉(zhuǎn)化為SDF的影響

玉米皮粉末以質(zhì)量比例1∶10與水混勻溶解，經(jīng)巴氏殺菌、降溫后分別按溶解液的2%、3%、4%、5%、6%接種量加入菌種擴(kuò)大培養(yǎng)液，攪拌均勻，40℃發(fā)酵30 min，測(cè)定SDF含量，確定接種量。

1.3.4.2二級(jí)發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)品SDF含量的影響

玉米皮粉末水溶液經(jīng)巴氏殺菌、降溫后接入4%的菌種擴(kuò)大培養(yǎng)液，一級(jí)發(fā)酵完成后進(jìn)行二級(jí)發(fā)酵，二級(jí)發(fā)酵分別在40、45、50、55、60℃條件下發(fā)酵45 min，再與發(fā)酵乳混合，混合物料經(jīng)調(diào)配、均質(zhì)、灌裝后于85℃～90℃二次殺菌30 min，即得成品，測(cè)成品SDF含量。

1.3.4.3二級(jí)發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品SDF含量的影響

玉米皮粉末水溶液經(jīng)巴氏殺菌、降溫后接入4%的菌種擴(kuò)大培養(yǎng)液，一級(jí)發(fā)酵完成后進(jìn)行二級(jí)發(fā)酵，在50℃條件下分別發(fā)酵30、35、40、45、50、55、60 min，再與發(fā)酵乳混合，混合物料經(jīng)調(diào)配、均質(zhì)、灌裝后于85℃～90℃二次殺菌30 min，即得成品，測(cè)成品SDF含量。

1.3.4.4均質(zhì)壓力對(duì)半成品IDF轉(zhuǎn)化為SDF的影響

將玉米皮粉末發(fā)酵溶液與發(fā)酵乳混合，加入穩(wěn)定劑等輔料進(jìn)行調(diào)配，再將調(diào)配好的物料分別在不同的均質(zhì)壓力20、30、40、50、60 MPa，65℃條件下均質(zhì)，均質(zhì)后取樣，測(cè)SDF轉(zhuǎn)化率。測(cè)定方法依據(jù)GB 5009.88-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測(cè)定》。1.3.4.5二次殺菌溫度對(duì)產(chǎn)品SDF含量的影響

玉米皮粉末水溶液經(jīng)巴氏殺菌、降溫后接入4%的菌種擴(kuò)大培養(yǎng)液，一級(jí)發(fā)酵完成后進(jìn)行二級(jí)發(fā)酵，再與發(fā)酵乳混合，混合物料經(jīng)調(diào)配、均質(zhì)、灌裝后于80、85、90、95、100℃殺菌30 min，即得成品，測(cè)成品SDF含量。

1.3.5玉米皮IDF轉(zhuǎn)化為SDF應(yīng)用于乳飲料中最佳工藝參數(shù)的確定［7］

衡量SDF轉(zhuǎn)化量可以從可溶性膳食纖維含量指標(biāo)考慮。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)四因素三水平的響應(yīng)面分析方法，選擇接種量、二級(jí)發(fā)酵溫度、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間、均質(zhì)壓力4個(gè)對(duì)SDF轉(zhuǎn)變率影響顯著的因素為自變量，共31個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，以可溶性膳食纖維含量為響應(yīng)值，Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平見表1。

表1　Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平Table 1　Factors and levels of Box-Benhnken lest

1.4檢測(cè)方法

水溶性膳食纖維（SDF）及不溶性膳食纖維（IDF）含量測(cè)定采用GB 5009.88-2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測(cè)定》。

2　結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)品改良前IDF和SDF含量的測(cè)定產(chǎn)品中IDF和SDF含量見表2。

表2　產(chǎn)品中IDF和SDF含量Table 2　IDF content and SDF content of product

2.2一級(jí)發(fā)酵接種量對(duì)玉米皮IDF轉(zhuǎn)化為SDF的影響結(jié)果

一級(jí)發(fā)酵接種量對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響見圖1。

圖1　一級(jí)發(fā)酵接種量對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響Fig.1　Effects of inoculum amount in primary fermentation on conversion rate of SDF

如圖1所示，一級(jí)發(fā)酵接種量在4%時(shí)，SDF的含量達(dá)到最高，相對(duì)2%與3%接種量增加顯著（P＜0.05），此后呈緩慢下降趨勢(shì)（P＞0.05）。黑根霉菌在適宜條件下產(chǎn)生的木聚糖酶可降解玉米皮膳食纖維，并把不溶性半纖維素轉(zhuǎn)化為可溶性半纖維素，同時(shí)玉米皮細(xì)胞壁的溶脹性、親水和親油能力相應(yīng)得到改善［8］。但隨著接種量的增加，可溶性半纖維素降解成小分子低聚糖的速度超過了其生成速度，從而使SDF含量下降。

2.3二級(jí)發(fā)酵溫度對(duì)SDF含量的影響結(jié)果

二級(jí)發(fā)酵溫度對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響見圖2。

圖2　二級(jí)發(fā)酵溫度對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響Fig.2　Effects of secondary fermentation temperature on conversion rate of SDF

圖2為玉米皮粉末液接種菌種擴(kuò)大培養(yǎng)液發(fā)酵，二級(jí)發(fā)酵溫度對(duì)SDF含量的影響結(jié)果。從試驗(yàn)結(jié)果可看出，整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，50℃條件下SDF含量最高，在此溫度下，酶對(duì)IDF轉(zhuǎn)化為SDF的效果最好，且相對(duì)40、45℃與55℃條件下的SDF轉(zhuǎn)化率差異顯著（P＜0.05）。說明此木聚糖酶在50℃條件下活力最強(qiáng)，把不溶性半纖維素轉(zhuǎn)化為可溶性半纖維素。因?yàn)橐环N酶有其特定的適宜溫度，只有在適宜溫度下才能發(fā)揮其最強(qiáng)的活力。

2.4二級(jí)發(fā)酵時(shí)間對(duì)SDF含量的影響結(jié)果

二級(jí)發(fā)酵時(shí)間對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響見圖3。

圖3　二級(jí)發(fā)酵時(shí)間對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響Fig.3　Effects of secondary fermentation time on conversion rate of SDF

圖3為在50℃的二級(jí)發(fā)酵溫度下，二級(jí)發(fā)酵時(shí)間對(duì)SDF含量的影響結(jié)果。結(jié)果表明，二級(jí)發(fā)酵時(shí)間為45 min時(shí)，SDF含量最高，接近4.5%；隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，SDF含量顯著下降（P＜0.05）。因?yàn)榘l(fā)酵處理時(shí)間過長(zhǎng)，半纖維素將被水解成小分子糖類，其不構(gòu)成膳食纖維成分。因此，在4%的接種量條件下，45 min是最佳發(fā)酵時(shí)間。

2.5均質(zhì)壓力對(duì)IDF轉(zhuǎn)化為SDF的影響結(jié)果

均質(zhì)壓力對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響圖4。

從圖4可看出，均質(zhì)壓力在30 MPa的條件下，SDF的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大。但隨著均質(zhì)壓力的增大，SDF含量又顯著下降（P＜0.05）。這是因?yàn)橛衩灼ど攀忱w維經(jīng)微射流均質(zhì)機(jī)的瞬時(shí)高壓作用（Instantaneous HighPressure，IHP），纖維高聚物糖苷鍵斷裂，SDF的含量就增加［9］。在不同的壓力作用下產(chǎn)生不同粒徑和密度，物料粒徑隨壓力的增大呈顯著下降，物料密度隨之增大，SDF含量隨之增加。這可能是因?yàn)樗查g巨大的壓力差作用，物料顆粒離子鍵遭到嚴(yán)重破壞，使物料顆粒發(fā)生細(xì)化、膨化作用。但當(dāng)顆粒小到一定程度，分子間的碰撞作用加劇，范德華力、氫鍵在顆粒間起主要作用，當(dāng)均質(zhì)壓力達(dá)到一定程度后，細(xì)小的物料顆粒重新聚集，形成大的顆粒，所以在均質(zhì)壓力超過30 MPa 后SDF含量是逐漸減小的。

圖4　均質(zhì)壓力對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響Fig.4　Effects of homogeneity pressure on conversion rate of SDF

2.6二次殺菌溫度對(duì)SDF含量的影響結(jié)果

二次殺菌溫度對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響圖5。

圖5　二次殺菌溫度對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響Fig.5　Effects of secondary sterilization temperature on conversion rate of SDF

圖5為發(fā)酵完成后，二次殺菌溫度對(duì)SDF轉(zhuǎn)化率的影響。從結(jié)果可以看出，溫度在80℃～100℃的條件下對(duì)SDF的轉(zhuǎn)化率無明顯影響，差異不顯著（P＞0.05）。從節(jié)約能源出發(fā)，并結(jié)合實(shí)踐操作可行性，確定80℃～90℃為合適的二次殺菌溫度。

2.7玉米皮IDF轉(zhuǎn)化為SDF應(yīng)用于乳飲料中最佳工藝參數(shù)的確定

根據(jù)表1的試驗(yàn)因素與水平的設(shè)計(jì)，按照接種量、二級(jí)發(fā)酵溫度、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間、均質(zhì)壓力的具體水平進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3　Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果Table 3　Results of Box-Benhnken lest

對(duì)接種量、二級(jí)發(fā)酵溫度、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間、均質(zhì)壓力作如下變換：

X1=（Z1-4），X2=（Z2-50）/5，X3=（Z3-45）/5，X4=（Z4-30）/10，以SDF含量為響應(yīng)值（Y），以相應(yīng)的的響應(yīng)為Z坐標(biāo)作出三維空間曲面。試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表4。

表4　SDF含量的估計(jì)回歸系數(shù)Table 4　Effect estimate for SDF

為使模型更好的反應(yīng)優(yōu)化條件，模型中仍然保留各項(xiàng)系數(shù)的存在。模型方程如下：

Y=4.423 33+0.129 17X1+0.089 17X2+0.065 83X3-0.099 17X4-0.138 33X12-0.243 33X22-0.128 33X32-0.140 83X42-0.007 50X1X2-0.027 50X1X3+0.022 50X1X4+ 0.045 00X2X3+0.015 00X2X4-0.040 00X3X4

通過F檢驗(yàn)來判定回歸方程中各變量吸光度影響的顯著性，概率P的值愈小，則相應(yīng)變量的顯著程度愈高。接種量、二級(jí)發(fā)酵溫度和均質(zhì)壓力的P值都小于0.01，表明其對(duì)SDF含量的影響極顯著，其中接種量的P值為0.000，表明其對(duì)SDF含量的影響極顯著；二級(jí)發(fā)酵時(shí)間的P值小于0.05，表明其也對(duì)飲料SDF含量的影響較顯著。整體回歸方程的P值小于0.05，是極顯著的。相關(guān)性R2=0.838 735/0.924 052= 90.77%，說明SDF含量的變化因素有90.77%來源于接種量、二級(jí)發(fā)酵溫度、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間、均質(zhì)壓力。因此，回歸方程可以較好地描述各因素與SDF含量之間的真實(shí)關(guān)系，可以利用回歸方程確定最佳轉(zhuǎn)化條件。解得到：Z1=4.40，Z2=50.95，Z3=46.50，Z4=26.50。在此工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證，飲料的SDF含量為4.45%。為了驗(yàn)證二次回歸方程的可靠性，對(duì)方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表5。

表5　對(duì)于SDF含量的方差分析（ANOVA）Table 5　ANOVA for the precipitation rate of SDF

從表5的方差分析來看，在本試驗(yàn)體系中，對(duì)應(yīng)回歸項(xiàng)P值為0.000，表明總體來說此模型是有效的，可以拒絕原假設(shè)。再分析方差表中的失擬現(xiàn)象，本試驗(yàn)體系的失擬較顯著，表明不能拒絕原假設(shè)，判定本模型沒有失擬現(xiàn)象。

根據(jù)擬合函數(shù)，每?jī)蓚€(gè)因素對(duì)SDF含量作響應(yīng)面?？紤]到分析各因素與SDF含量的關(guān)系，固定另外兩個(gè)因素時(shí)，均做“0”處理，具體因素水平見表1，圖6～圖11直觀地反映了各因素對(duì)響應(yīng)值的影響。

圖6　接種量、二級(jí)發(fā)酵溫度及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲面Fig.6　Response surface plot of the effect of inoculum amount &secondary fermentation temperature and their mutual interactions on the SDF content of the beverage

圖7　接種量、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間及其交互作用對(duì)SDF含量影響的響應(yīng)曲Fig.7　Response surface plot of the effect of inoculum amount &secondary fermentation time and their mutual interactions on the SDF content of the beverage

圖8　接種量、均質(zhì)壓力及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲Fig.8　Response surface plot of the effect of inoculum amount& homogeneity pressure and their mutual interactions on the SDF content of the beverage

圖6為接種量、二級(jí)發(fā)酵溫度及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲面，顯示在二級(jí)發(fā)酵時(shí)間為45 min、均質(zhì)壓力為30 MPa時(shí)，接種量與二級(jí)發(fā)酵溫度對(duì)飲料SDF含量的交互影響效應(yīng)?？梢?，SDF含量隨著接種量的增加先增大后減小，在接種量為4.40%，飲料的SDF含量達(dá)到最大值，在此范圍內(nèi)接種量佳值為4.40%。二級(jí)發(fā)酵溫度在45℃～55℃變化時(shí)，SDF含量隨著發(fā)酵溫度的增加先增大后減小，在50.95℃時(shí)，飲料的SDF含量最大。

圖9　二級(jí)發(fā)酵溫度、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲面Fig.9　Response surface plot of the effect of secondary fermentation temperature&secondary fermentation time and their mutual interactions on the SDF content of the beverage

圖10　二級(jí)發(fā)酵溫度、均質(zhì)壓力及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲面Fig.10　Response surface plot of the effect of secondary fermentation temperature&homogeneity pressure and their mutual interactions on the SDF content of the beverage

圖11　二級(jí)發(fā)酵時(shí)間、均質(zhì)壓力及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲面Fig.11　Response surface plot of the effect of secondary fermentation time&homogeneity pressure and their mutual interactions on the SDF content of the beverage

圖7為接種量、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間及其交互作用對(duì)SDF含量影響的響應(yīng)曲面，表示在二級(jí)發(fā)酵溫度為50℃、均質(zhì)壓力為30 MPa時(shí)，接種量與二級(jí)發(fā)酵時(shí)間對(duì)飲料SDF含量的交互影響效應(yīng)。飲料的SDF含量隨著接種量的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)，添加量為4.40%時(shí)，SDF含量值最高，所以4.40%是接種量的最佳值。二級(jí)發(fā)酵時(shí)間在40 min～50 min范圍內(nèi)變化，SDF含量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在46.50 min時(shí)，SDF含量最大，所以最佳二級(jí)發(fā)酵時(shí)間為46.50 min。

圖8為接種量、均質(zhì)壓力及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲面，在二級(jí)發(fā)酵溫度50℃、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間45 min時(shí)，接種量與均質(zhì)壓力對(duì)飲料SDF含量的交互影響效應(yīng)。均質(zhì)壓力在20 MPa～40 MPa范圍變化時(shí)，接種量對(duì)SDF含量的影響較小，變化曲面較平緩，在接種量為4.40%時(shí)，飲料的SDF含量達(dá)到了一個(gè)較高的值。接種量在3%～5%范圍變化時(shí)，隨著均質(zhì)壓力的增加，飲料的SDF含量先上升再下降，在26.5 MPa時(shí)其含量最高。

圖9為二級(jí)發(fā)酵溫度、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲面，在接種量4%、均質(zhì)壓力30 MPa時(shí)，二級(jí)發(fā)酵溫度與二級(jí)發(fā)酵時(shí)間對(duì)飲料SDF含量的交互影響效應(yīng)。二級(jí)發(fā)酵溫度對(duì)SDF含量影響較大，表現(xiàn)為曲線變化幅度較大，在50.95℃時(shí)，SDF含量達(dá)最大值；二級(jí)發(fā)酵時(shí)間在40 min～50 min范圍內(nèi)變化時(shí)，SDF含量先增加后減小，在46.5 min時(shí)，其數(shù)值最大，所以最佳二級(jí)發(fā)酵時(shí)間為46.5 min。

圖10為二級(jí)發(fā)酵溫度、均質(zhì)壓力及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲面，顯示接種量4%、二級(jí)發(fā)酵時(shí)間45 min時(shí)，二級(jí)發(fā)酵溫度與均質(zhì)壓力對(duì)飲料SDF含量的交互影響效應(yīng)。二級(jí)發(fā)酵溫度與均質(zhì)壓力變化的同時(shí)相互影響，分別在發(fā)酵溫度50.95℃、均質(zhì)壓力26.5 MPa時(shí)對(duì)應(yīng)的SDF含量最高。

圖11為二級(jí)發(fā)酵時(shí)間、均質(zhì)壓力及其交互作用對(duì)飲料SDF含量影響的響應(yīng)曲面，顯示接種量4%、二級(jí)發(fā)酵溫度50℃時(shí)，二級(jí)發(fā)酵時(shí)間與均質(zhì)壓力對(duì)飲料SDF含量的交互影響效應(yīng)，兩者相互作用，分別在二級(jí)發(fā)酵時(shí)間46.5 min、均質(zhì)壓力26.5 MPa時(shí)對(duì)應(yīng)的SDF含量最高。

3　結(jié)論

本研究以SDF含量為指標(biāo)，通過響應(yīng)面分析，得到可溶性膳食纖維乳飲料玉米皮IDF轉(zhuǎn)化為SDF應(yīng)用于乳飲料中最佳工藝參數(shù)：接種量為4.40%，二級(jí)發(fā)酵溫度為50.95℃，二級(jí)發(fā)酵時(shí)間為46.50 min，均質(zhì)壓力為26.5 MPa，二次殺菌溫度為80℃～90℃。在此工藝條件下，飲料的SDF含量達(dá)到4.45%，大大提高了乳飲料中的SDF含量。

［1］聶凌鴻.膳食纖維的理化特性及其對(duì)人體的保健作用［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（28）：206-208

［2］趙貴興，陳霞，趙紅宇.大豆膳食纖維的功能及其在食品中的應(yīng)用［J］.中國油脂，2006，31（10）：27-28

［3］王遂，劉芳.高活性玉米膳食纖維的制備、性質(zhì)與應(yīng)用［J］.食品科學(xué)，2000，21（7）：22-24

［4］申瑞玲，王英.膳食纖維的改性及其對(duì)功能特性的影響［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工·學(xué)刊，2009（3）：17-20

［5］鄭海鵬，趙東松，鄭宏偉.膳食纖維的改性研究［J］.廣西輕工業(yè)，2011（8）：27-29

［6］李鳳敏.微生物酶法生產(chǎn)高活性膳食纖維的研究［D］.東北師范大學(xué)，2003

［7］安瑩，周穎，劉春芬，等.響應(yīng)面法研究黑玉米皮中膳食纖維提取工藝［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2011（7）：112-114

［8］胡葉碧，王璋.纖維素酶和木聚糖酶對(duì)玉米皮膳食纖維組成和功能特性的影響.食品工業(yè)科技，2006，27（11）：103-105

［9］劉偉，劉成梅，黎冬明，等．瞬時(shí)高壓作用對(duì)麥麩膳食纖維改性的研究［J］．食品科學(xué)，2006（11）：82-85

Study on Production Process of Milk Beverage with SDF by Fermentation

LI Hua-li1，WEI Zhong-shan1，LUO Yu2，DENG Ping2
（1.Hunan Institute of Animal and Veterinary Science，Changsha 410131，Hunan，China；2.Hunan Youme Food Science and Technology Co.，Ltd.，Changsha 410131，Hunan，China）

This paper was researched for corn bran fiber milk beverage，and IDF was exchanged to SDF by fermentation.Through single factor experiments，the two step fermented process was determined that starter culture dose 4.40%，secondary fermentation temperature 50.95℃，secondary fermentation time 46.50 min.After the improved corn powder and fermented milk were mixed，IDF was exchanged further to SDF by homogeneity and secondary sterilization.The test result showed that appropriate homogeneity condition was 26.5 MPa/65℃，and secondary sterilization condition was 80℃～90℃.Under the condition of aforementioned process，SDF content of milk beverage was enhanced greatly to 4.45%，which was compared with 1.79%before.

fermentation；cornbran；solubledietaryfiber；milkbeverage

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.15.032

李華麗（1979—），女（漢），助理研究員，博士，食品微生物學(xué)專業(yè)。

2014-10-24