益生菌火龍果酸奶的研發(fā)

孫雪姣，王一然，丁瑞雪，明立艷，岳喜慶，武俊瑞，*

（1．沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院，遼寧沈陽110161；2.沈陽食品檢驗技術(shù)研究所，遼寧沈陽110136）

益生菌是指適量服用后，有利于其宿主健康的活的微生物。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，大量研究表明，益生菌不僅具有改善食品風味，延長食品保質(zhì)期，提高食品營養(yǎng)價值的功能，而且其還具有調(diào)節(jié)胃腸道菌群正常和維持人體腸道衛(wèi)生平衡的功能[1-5]。酸奶生產(chǎn)中常用的乳酸菌發(fā)酵劑中主要包括嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌。近年來，隨著人們生活水平的不斷提高和健康消費觀念的不斷加強，人們對酸奶的要求也越來越高。為提升酸奶的保健功效和品質(zhì)，研究人員開始在酸奶中添加一些附屬益生菌，如植物乳桿菌、雙歧桿菌等。本試驗采用的植物乳桿菌是乳酸菌的一種，多數(shù)是從植物中分離得到的。植物乳桿菌與人類的生活密切相關(guān)，無論是在食品發(fā)酵，還是工業(yè)乳酸發(fā)酵以及醫(yī)療保健領(lǐng)域中均有著廣泛的應用[6]。

火龍果口感舒適，并且其氨基酸種類齊全，基本符合理想蛋白質(zhì)的要求。除了含有常見的營養(yǎng)物質(zhì)外，它還含有一般植物少有的植物性蛋白和花青素、豐富的維生素和水溶性膳食纖維。故本試驗以植物乳桿菌單獨發(fā)酵牛乳，并添加適量火龍果汁，制成火龍果酸奶?？梢詫煞N優(yōu)質(zhì)元素結(jié)合，制作獨特的益生菌火龍果酸奶。通過單因素試驗和正交試驗設(shè)計，利用感官評定及質(zhì)構(gòu)儀、粘度計等儀器進行質(zhì)量評定，確定最優(yōu)配方。最后進行蛋白質(zhì)、脂肪、酸度等理化指標及微生物指標的測定口味。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮牛乳、火龍果、白砂糖：市售食品級；植物乳桿菌菌液：沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院實驗室。

1.2 儀器與設(shè)備

恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實驗儀器設(shè)備有限公司；UV-2700型紫外-可見分光光度計：日本SHIMEADZU公司；SNB-2數(shù)字粘度計：上海天美天平儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 益生菌酸奶的工藝流程

1.3.2 益生菌火龍果酸奶的最佳配方的確定

最佳配方采用單因素試驗與正交試驗的方法，通過感官評價來確定。

1.3.2.1 單因素試驗確定各原料最佳用量范圍

根據(jù)大量查閱文獻[7-12]，擬定了益生菌火龍果酸奶配方單因素發(fā)酵時間、白砂糖添加量、植物乳桿菌菌液接種量、火龍果果汁添加量，以制成發(fā)酵乳的感官評價為評價標準，確定單因素的最佳配方的各因子的用量范圍，為正交試驗設(shè)計提供理論依據(jù)。

1）最佳發(fā)酵時間的確定

在火龍果汁添加量為10%，白砂糖添加量為9%，植物乳桿菌菌液的接種量為2%的情況下，發(fā)酵時間分別為 17、18、19、20、21 h，分別制成發(fā)酵乳，以感官評價為考察指標，確定最佳發(fā)酵時間。

2）白砂糖最佳添加量的確定

在火龍果汁添加量為10%，植物乳桿菌菌液接種量為2%，發(fā)酵時間為19 h的情況下，白砂糖的添加量分別為5%、7%、9%、11%、13%，分別制成發(fā)酵乳，以感官評價為考察指標，確定白砂糖的最佳添加量。

3）植物乳桿菌菌液最佳接種量的確定

在火龍果汁添加量為10%，白砂糖添加量為9%，發(fā)酵時間為19 h的情況下，植物乳桿菌菌液的接種量分別為1%、1.5%、2%、2.5%、3%，分別制成發(fā)酵乳，以感官評價為考察指標，確定植物乳桿菌菌液的最佳接種量。

4）火龍果汁最佳添加量的確定

在植物乳桿菌菌液接種量為2%，白砂糖添加量為9%，發(fā)酵時間為19 h的情況下，火龍果汁的添加量分別為6%、8%、10%、12%、14%，分別制成發(fā)酵乳，以感官評價為考察指標，確定火龍果汁的最佳添加量。

1.3.2.2 益生菌火龍果酸奶正交試驗確定最佳配方

采用正交試驗設(shè)計原理，結(jié)合單因素試驗結(jié)果，設(shè)計最佳配方因素水平表見表1。試驗重復驗證3次。

表1 益生菌火龍果酸奶最佳配方L9（34）因素水平表Table 1 Probiotics dragon fruit yogurt optimal formula L9（34）factor level table

1.3.3 益生菌火龍果酸奶的感官評定

選擇20名品評員對火龍果酸奶樣品進行感官評分（100分），主要從組織狀態(tài)是否穩(wěn)定且均勻細膩、有或無乳清析出、是否有火龍果特有的果香味及口感是否細膩這4方面評判打分。

1.3.4 益生菌火龍果酸奶脂肪含量的測定

采用國標GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》中羅茲-哥特里法測定益生菌火龍果酸奶中的脂肪含量。

1.3.5 益生菌火龍果酸奶蛋白質(zhì)含量的測定

采用國標GB 5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》中分光光度法測定益生菌火龍果酸奶中的蛋白質(zhì)含量。

1.3.6 益生菌火龍果酸奶酸度的測定

采用國標GB 5009.239-2016《食品安全國家標準食品酸度的測定》中的酸堿滴定法測定益生菌火龍果酸奶的酸度，以酚酞為指示劑，用0.100 0 mol/L的NaOH標準溶液滴定100 g試樣至終點，記錄所消耗的NaOH溶液的體積。

樣品酸度=NaOH的摩爾濃度×消耗NaOH標準溶液的體積×100/試樣質(zhì)量×0.1

1.3.7 益生菌火龍果酸奶粘度的測定

取一杯樣品，放到SNB-2數(shù)字粘度計的平臺上，選擇合適量程的轉(zhuǎn)子，測定其粘度。

1.3.8 益生菌火龍果微生物指標的測定

1.3.8.1 乳酸菌測定

采用國標GB 4789.35-2016《食品安全國家標食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》中乳酸細菌培養(yǎng)基（MRS）培養(yǎng)基的方法對益生菌火龍果的乳酸菌數(shù)量進行檢測，將樣品涂布接種到MRS培養(yǎng)基中，37℃下培養(yǎng)48 h后，計數(shù)。

1.3.8.2 大腸桿菌測定

采用國標GB 4789.3-2016《食品安全國家標食品微生物學檢驗大腸菌群計數(shù)》中平板計數(shù)的方法對益生菌火龍果的大腸桿菌數(shù)量進行檢測，將樣品傾注接種到結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂（VRBA）培養(yǎng)基中，37℃下培養(yǎng)24 h后，做驗證試驗，計數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 益生菌火龍果酸奶單因素試驗結(jié)果

2.1.1 發(fā)酵時間單因素試驗結(jié)果

發(fā)酵時間對酸奶感官評分的影響見圖1。

圖1 發(fā)酵時間對酸奶感官評分的影響Fig.1 Effect of fermentation time on sensory score of yogurt

由圖1可得出，在其他因素相同時，發(fā)酵時間分別為 17、18、19、20、21 h，分別制成發(fā)酵乳。發(fā)酵完成后產(chǎn)品的感官評分平均值分別為 90、92、93、88、83 分。

由發(fā)酵后產(chǎn)品的評分可以看出，當發(fā)酵時間為19h時，發(fā)酵所得產(chǎn)品的感官評分最高。分析其原因可能當發(fā)酵時間較短時，難以形成良好的凝乳狀。當發(fā)酵時間過長時，會使酸度增大，甚至乳清析出，影響產(chǎn)品的感官評分。因此，該試驗選用的最佳發(fā)酵時間為19 h。

2.1.2 白砂糖添加量單因素試驗結(jié)果

白砂糖添加量對酸奶感官評分的影響見圖2。

圖2 白砂糖添加量對酸奶感官評分的影響Fig.2 Effect of the amount of white sugar added on the sensory score of yogurt

由圖2可得出，在其他因素相同時，白砂糖的添加量分別為5%、7%、9%、11%、13%，分別制成發(fā)酵乳。發(fā)酵完成后產(chǎn)品的感官評分平均值分別為86、89、93、90、88 分。

由發(fā)酵后產(chǎn)品的評分可以看出，當白砂糖的添加量為9%時，產(chǎn)品的感官評分最高。分析其原因可能為當白砂糖的添加量較少時，其甜味不足，發(fā)酵產(chǎn)生的酸味較大，影響了其感官評分。當白砂糖的添加量過多時，又會對酸奶本身以及火龍果汁的香味進行遮蓋，影響了其感官評分。因此，該試驗選用的最佳白砂糖添加量為9%。

2.1.3 植物乳桿菌菌液接種量單因素試驗結(jié)果

植物乳桿菌菌液接種量對酸奶感官評分的影響見圖3。

圖3 植物乳桿菌菌液接種量對酸奶感官評分的影響Fig.3 Effect of inoculating amount of Lactobacillus plantarum on sensory score of yogurt

由圖3可得出，在其他因素相同時，植物乳桿菌菌液的接種量分別為1%、1.5%、2%、2.5%、3%，分別制成發(fā)酵乳。發(fā)酵完成后產(chǎn)品的感官評分的平均值分別為 87、88、92、83、81 分。

由發(fā)酵后產(chǎn)品的評分可以看出，當植物乳桿菌菌液的接種量為2%時，產(chǎn)品的感官評分最高。分析其原因可能為當植物乳桿菌菌液的接種量較少時，造成發(fā)酵后產(chǎn)品的硬度不夠，較難成為良好的凝乳狀。當植物乳桿菌菌液的接種量較大時，制得酸奶硬度較大，甚至會乳清析出，發(fā)酵過度，影響了產(chǎn)品的感官評分。因此，該試驗選用的最佳植物乳桿菌菌液的接種量為2%。

2.1.4 火龍果汁添加量單因素試驗結(jié)果

火龍果汁添加量對酸奶感官評分的影響見圖4。

圖4 火龍果汁添加量對酸奶感官評分的影響Fig.4 Effect of the addition of dragon fruit juice on the sensory score of yogurt

由圖4的結(jié)果可得出，在其他因素相同時，火龍果汁的添加量分別為6%、8%、10%、12%、14%，分別制成發(fā)酵乳。發(fā)酵完成后產(chǎn)品的感官評分平均值分別為 84、86、90、87、83 分。

由發(fā)酵后產(chǎn)品的評分可以看出，當火龍果汁添加量為10%時，產(chǎn)品的感官評分最高。分析其原因可能為當火龍果汁添加量較少時，基本上只有酸奶的香味，其果汁的香味較少，無法產(chǎn)生混合后應具有的水果奶香味。當火龍果汁添加量較大時，發(fā)酵后產(chǎn)品的水果香味又太濃，會遮住應有的奶香味，而使其奶香味不足。因此，該試驗選用的最佳火龍果汁添加量為10%。

2.2 益生菌火龍果酸奶正交試驗確定最佳配方結(jié)果分析

將益生菌火龍果酸奶中主要的影響因子進行綜合研究，結(jié)果見表2。

表2 益生菌火龍果酸奶配方正交試驗結(jié)果表Table 2 Probiotics dragon fruit yogurt formula determination orthogonal test results table

續(xù)表2 益生菌火龍果酸奶配方正交試驗結(jié)果表Continue table 2 Probiotics dragon fruit yogurt formula determination orthogonal test results table

從試驗結(jié)果可以看出，在制作益生菌火龍果酸奶過程中，白砂糖添加量對產(chǎn)品影響最大，其次是發(fā)酵時間，接著是火龍果汁添加量，影響最小的是植物乳桿菌菌液的接種量。由表2還可以看出，A2B3C2D3和A2B3C3D3均為最佳組合。經(jīng)驗證A2B3C2D3的評分最高，為最佳組合。

綜合以上結(jié)論，可以得出最佳益生菌火龍果酸奶的工藝配方為：

火龍果汁12%、白砂糖11%、植物乳桿菌菌液接種量2%，發(fā)酵時間為19 h。

2.3 益生菌火龍果酸奶常規(guī)理化指標測定結(jié)果

對益生菌火龍果酸奶理化成分測定結(jié)果如表3所示。

表3 益生菌火龍果酸奶理化成分表Table 3 Probiotics dragon fruit yogurt physical and chemical composition table

酸度：75°T（國家標準≥70°T）

對益生菌火龍果酸奶礦物質(zhì)含量測定結(jié)果如表4所示。

表4 益生菌火龍果酸奶礦物質(zhì)含量表Table 4 Probiotics dragon fruit yogurt mineral content table

由表3、表4可以看出，益生菌火龍果酸奶的各項理化指標均符合GB 19302-2010《食品安全國家標準發(fā)酵乳》的要求，且蛋白質(zhì)、脂肪含量、酸度均高于國家標準，益生菌火龍果酸奶營養(yǎng)價值更高。

2.4 益生菌火龍果酸奶流變特性結(jié)果

益生菌火龍果酸奶的黏度為（0.0072±0.0002）Pa·s。

2.5 益生菌火龍果酸奶微生物指標的測定

2.5.1 乳酸菌總數(shù)計數(shù)

益生菌火龍果酸奶中乳酸菌總數(shù)為1.54×109CFU/mL，國家標準要求≥1.0×106CFU/mL。符合GB 19302-2010《食品安全國家標發(fā)酵乳》的要求。

2.5.2 大腸桿菌計數(shù)

益生菌火龍果酸奶中未檢出大腸桿菌，符合GB 19302-2010《食品安全國家標發(fā)酵乳》的要求。

3 結(jié)論

益生菌酸奶的研究與開發(fā)，是現(xiàn)代社會對食品營養(yǎng)與健康結(jié)合的大勢所趨。通過單因素、正交試驗設(shè)計，根據(jù)感官評分、理化指標、微生物指標分析，流變特性、質(zhì)構(gòu)分析等試驗，得到如下結(jié)論：益生菌火龍果酸奶的最優(yōu)配方為：火龍果汁12%、白砂糖11%、植物乳桿菌菌液接種量2%，發(fā)酵時間為37℃下培養(yǎng)19 h。研制開發(fā)出的益生菌火龍果酸奶各項指標均符合國家標準，營養(yǎng)豐富、口味獨特，具有一定市場價值。