發(fā)酵植物酸奶的研發(fā)

曾波

摘 ?要：文章針對發(fā)酵植物酸奶的工藝和配方研發(fā)進行了深入探究，主要通過采取單因素和正交試驗設計，對大豆、核桃、燕麥、巴旦木進行不同蛋白配比的設計試驗研究，經(jīng)過感官評定、粘稠度以及微生物指標測定結(jié)果可知，最佳配比方案以大豆蛋白和椰漿為主要原料，在總蛋白為4.0%和椰漿添加量為0.5%的條件下，輔以0.4%的核桃蛋白、0.3%的燕麥蛋白與0.8%的巴旦木蛋白復合配比發(fā)酵。最終配方既能夠滿足發(fā)酵植物酸奶中乳酸菌測定、大腸桿菌測定要求，同時還能達到口感絲滑、粘稠度高和風味愉悅的效果。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵方法;植物酸奶;研發(fā)工藝

中圖分類號：TS252.54 ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）22-0116-03

Abstract： This paper makes an in-depth study on the research and development （R&D） of the technology and formula of fermented plant yoghurt， mainly through the design of different protein ratio of soybean， walnut， oat and badam by single factor and orthogonal experimental design. The results of sensory evaluation， viscosity and microbial index showed that the best proportion scheme was soybean protein and coconut milk as the main raw materials. Under the conditions of 4.0% total protein and 0.5% coconut milk， 0.4% walnut protein， 0.3% oat protein and 0.8% badamprotein were fermented. The final formula not only meets the requirements of lactic acid bacteria and Escherichia coli in fermented plant yoghurt， but also achieves the effect of silky taste， high viscosity and pleasant flavor.

Keywords： fermentation method; plant yoghurt; research and development （R&D） process

引言

就目前而言，我國酸奶研發(fā)工作獲得了較大的發(fā)展，但是以植物蛋白為原料發(fā)酵酸奶存在口感粗糙、粉感嚴重以及餿豆腥味大等問題，這與植物蛋白中的大量纖維等有關(guān)，由于缺少專門的植物蛋白發(fā)酵菌種，所以發(fā)酵植物酸奶產(chǎn)品還有待進一步研發(fā)。在這種背景下，作為某股份有限公司的合作企業(yè)，開始成立了發(fā)酵植物酸奶關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)項目。該項目歷時兩年，主要在項目中篩選出適合植物蛋白發(fā)酵的杜邦YO-MIX205菌種，采用高壓微射流均質(zhì)工藝技術(shù)提升植物酸奶的口感，同時利用Masker等掩蓋技術(shù)處理苦味和腥味問題，為人們帶來較為優(yōu)質(zhì)的植物酸奶產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆、椰漿、核桃、巴旦木、燕麥：市售食品級;科漢森YF-L904和MILD 1.0、杜邦DANISCO YO-MIX205和DANISCO KEFIR MILD01、杜邦帝斯曼瑞士乳桿菌L10，接種量0.2U/L。

1.2 儀器與設備

恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實驗儀器設備有限公司;UV-2700型紫外-可見分光光度計：日本SHIMEADZU公司;APV-1000型號高壓均質(zhì)機：APV（中國）有限公司;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 發(fā)酵植物酸奶的工藝流程

（1）菌種篩選環(huán)節(jié)發(fā)酵方法

在該項目發(fā)酵植物酸奶的研發(fā)過程中，需要明確工藝流程，這樣才能更好地進行發(fā)酵植物酸奶菌種的篩選。本項目主要針對科漢森YO-MIX205、杜邦YO-MIX205以及帝斯曼瑞士乳桿菌L10為樣本菌種進行篩選?；玖鞒倘缦拢捍蠖埂渌荨{→過膠體磨研磨→預熱→高壓均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種發(fā)酵→破乳攪拌→冷藏→待用。

具體而言，應該掌握以下工藝要點：首先，要加強大豆浸泡時間的控制，大約浸泡12h左右，就可以進行磨漿，之后過膠體磨研磨。其次，還需要加強溫度以及均質(zhì)壓力的控制，一般溫度要控制在63℃左右，然后均質(zhì)壓力控制在19MPa左右，高壓均質(zhì)之后，加入7%的白砂糖，溫度控制在95℃，進行殺菌5min。之后在接種、發(fā)酵、攪拌破乳、冷藏等方面都要重視無菌操作。當冷卻到發(fā)酵42℃左右時就可以進行接種發(fā)酵，一般控制在4-7h以內(nèi)，最終的滴定酸度應該為85°左右， 最后進行攪拌破乳與冷藏， 冷藏的溫度則應該控制2-6℃之間。需要注意的是，針對帝斯曼L10瑞士乳桿菌而言，應該在38℃左右開始接種，發(fā)酵90h后，破乳冷藏待用[5]。

（2）均質(zhì)工藝確定

a.一次均質(zhì)工藝和二次均質(zhì)工藝對比

在20MPa均質(zhì)壓力下，分別采用一次均質(zhì)和二次均質(zhì)工藝處理植物蛋白后發(fā)酵酸奶， 經(jīng)過對比產(chǎn)品絲滑度，最終確定二次均質(zhì)工藝。

b.二次均質(zhì)工藝參數(shù)

第一次均質(zhì)壓力20MPa， 第二次均質(zhì)壓力分別為20MPa，25MPa，30MPa，35MPa，40MPa，45MPa。伴隨著第二次均質(zhì)壓力的不斷上升，該類產(chǎn)品的絲滑程度也在不斷上升，但是當處于45MPa的時候沒有明顯上升，因此最終確定第二次均質(zhì)壓力為40MPa。

1.3.2 發(fā)酵植物酸奶的最佳配方確定

在采用均質(zhì)工藝處理，并發(fā)酵得到植物酸奶后，還需要進行感官品評及稠厚度對比，選出最佳植物酸奶發(fā)酵菌種以及各原料的最佳用量，以確定最佳配方。本文主要采用的是單因素試驗與正交試驗的方法，最終再進行感官評定、粘稠度與微生物指標測定。

（1）單因素試驗確定各原料最佳用量范圍

經(jīng)過查證與分析，最終確定了發(fā)酵植物酸奶中大豆蛋白含量與椰漿添加量、核桃蛋白含量、燕麥蛋白含量以及巴旦木蛋白含量配比的單因素試驗。以感官品評和粘稠度指標作為評價標準，確定各原料最佳的用量，從而為正交試驗設計提供一定的參考，得出最佳的配比方案[1]。具體各因素試驗過程如下：

首先，進行大豆蛋白濃漿制備：先將大豆用冷水浸泡12小時以上，之后進行磨漿，最終經(jīng)過預熱以及高壓均質(zhì)后，再加水，最終制成蛋白含量為8.0%的大豆蛋白濃漿備用。

其次，再確定椰漿添加量。第一，保證大豆蛋白配方含量達到4.0%，第二，再依次添加含量為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%以及0.9%的椰漿，利用感官品評和粘稠度等進行評價。

最后，同大豆蛋白濃漿制備方法，分別制備蛋白含量均為2.5%的核桃蛋白濃漿、燕麥蛋白濃漿和巴旦木蛋白濃漿，并通過感官品評和粘稠度等指標，確定各植物蛋白最佳配比含量。

a.核桃蛋白

先確定總蛋白含量以及椰漿添加量，前者為4.0%，后者添加量為0.5%。然后將大豆蛋白和核桃蛋白含量進行配比分組，其中核桃蛋白分別為0.2%，0.4%， 0.8%，1.2%，1.6%，進而開展核桃原料的最佳用量設計試驗，以感官品評和粘稠度為考察指標，確定核桃蛋白最佳配比用量。

b.燕麥蛋白

同樣，先確定總蛋白含量以及椰漿添加量，前者為4.0%，后者添加量為0.5%。之后將大豆蛋白含量和燕麥蛋白含量進行配比，其中燕麥蛋白分別為0.1%，0.3%，0.5%，0.7%，0.9%，進而展開燕麥原料的最佳用量設計試驗，以感官品評和粘稠度為考察指標，確定核桃蛋白最佳配比用量。

c.巴旦木蛋白

總蛋白含量以及椰漿添加量數(shù)值不變，前者為4.0%，后者添加量為0.5%，將大豆蛋白含量和巴旦木蛋白含量進行配比，其中巴旦木蛋白分別為0.2%，0.4%，0.8%，1.2%，1.6%，進行巴旦木原料的最佳用量設計試驗，以感官品評和粘稠度為考察指標，確定巴旦木蛋白最佳配比用量。

（2）發(fā)酵植物酸奶最佳配方正交試驗確定

本項目試驗主要采用正交試驗設計原理，結(jié)合單因素試驗結(jié)果，進行最佳配方正交設計試驗，詳情見表1。

1.3.3 發(fā)酵植物酸奶感官評定

針對發(fā)酵植物酸奶進行感官評定，主要從絲滑度、粘稠度以及風味等方面入手，標準為絲滑感強、稠厚度較高、豆餿味弱和風味愉悅。最終YO-MIX205綜合評定得分最高，所以將其作為該項目植物酸奶發(fā)酵菌種。

1.3.4 發(fā)酵植物酸奶粘稠度評定

取一定量的樣品放在數(shù)字粘度計平臺上并選定合適的轉(zhuǎn)子對發(fā)酵植物酸奶粘稠度進行測定。

1.3.5 發(fā)酵植物酸奶蛋白質(zhì)評定

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》中分光光度法測定發(fā)酵植物酸奶中的蛋白質(zhì)含量[2]。

1.3.6 發(fā)酵植物酸奶微生物指標的測定

（1）乳酸菌測定

在進行乳酸菌的測定過程中，主要采用國標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，對發(fā)酵植物酸奶的乳酸菌數(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)48h后進行計數(shù)。

（2）大腸桿菌測定

在發(fā)酵植物酸奶微生物指標測定的過程中，除了要進行乳酸菌的測定，大腸桿菌測定也是重要的環(huán)節(jié)。在測定時，主要依據(jù)的是有關(guān)規(guī)定中的平板計數(shù)方法來進行檢測，主要對發(fā)酵植物酸奶的大腸桿菌數(shù)量進行檢測計數(shù)。具體而言，會先將樣品接種于結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂（VRBA）培養(yǎng)基之中。之后需要加強溫度以及實踐的控制，一般將溫度控制在37℃下，進行24小時的培養(yǎng)，然后再進行驗證試驗以及計數(shù)[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗確定各原料最佳用量試驗結(jié)果分析

2.1.1 椰漿添加量的確定

椰漿添加量的確定是十分關(guān)鍵的，經(jīng)過0.1%、0.3%、0.5%、0.7%以及0.9%的椰漿感官評比與產(chǎn)品粘稠度測定可知，其中0.5%、0.7%以及0.9%的椰漿添加量能夠讓風味、絲滑感以及稠厚度得到優(yōu)化，但是這三者之間沒有較大的差異，考慮到成本因素，最終選擇0.5%的椰漿添加量。

2.1.2 核桃蛋白

根據(jù)大豆蛋白和核桃蛋白配比用量設計試驗結(jié)果可知，與其他組的核桃蛋白添加量相比，0.4%的核桃蛋白含量為最優(yōu)狀態(tài)，能夠使得植物酸奶產(chǎn)品的餿味有所降低，且絲滑度與粘稠度有所增加，獲得較高的綜合評價。因此，當總蛋白含量4.0%時，核桃蛋白含量最終確定為0.4%。

2.1.3 燕麥蛋白

根據(jù)大豆蛋白和燕麥蛋白配比用量設計試驗結(jié)果可知，與其他組的燕麥蛋白添加量相比，0.3%的燕麥蛋白含量為最優(yōu)狀態(tài)，產(chǎn)品風味、絲滑度與粘稠度的綜合評價為最優(yōu)，但是需要注意的是，大豆含量高異味就較重，而燕麥含量高則顯得比較粗糙，需要配比時加以控制。當總蛋白含量4.0%時，燕麥蛋白含量最終確定為0.3%。

2.1.4 巴旦木蛋白

根據(jù)大豆蛋白和巴旦木蛋白配比用量設計試驗結(jié)果可知，與其他組的巴旦木蛋白含量相比， 0.8%的巴旦木蛋白含量為最優(yōu)狀態(tài)，無論是餿味，還是絲滑度與稠厚度，它們的綜合評價都最高。而且還會使得植物酸奶產(chǎn)品具有愉悅的巴旦木風味。所以，當總蛋白含量為4.0%時，巴旦木蛋白含量最終確定為0.8%。

2.2 發(fā)酵植物酸奶最佳配方正交試驗（表2）

在單因素的基礎上，采用L25（56）正交表格設計三因素五水平共計25組植物蛋白配比發(fā)酵實驗。根據(jù)發(fā)酵植物酸奶配比正交試驗結(jié)果分析可知，在總蛋白含量為4.0%、椰漿添加量為0.5%條件不變的情況下，核桃蛋白0.4%、燕麥蛋白0.3%以及巴旦木蛋白0.8%的配方效果最佳，符合風味、粘稠度以及絲滑度的綜合評定要求，都具有較高的綜合評價。因此，綜上所述，發(fā)酵植物酸奶的最佳配方為：杜邦YO-MIX205作為植物酸奶發(fā)酵菌種，接種量0.2 U/L。主要原料為大豆和椰漿，輔以核桃、燕麥以及巴旦木，41-43℃下接種發(fā)酵4-7小時。

2.3 發(fā)酵植物酸奶微生物測定分析

2.3.1 乳酸菌總數(shù)計數(shù)

發(fā)酵植物酸奶中乳酸菌總數(shù)為1.54×109 CFU/mL，國家標準要求≥1.0×106 CFU/mL。因此，符合GB 19302-2010《食品安全國家標發(fā)酵乳》的要求[4]。

2.3.2 大腸桿菌計數(shù)

發(fā)酵植物酸奶中未檢出大腸桿菌，符合GB19302-2010《食品安全國家標發(fā)酵乳》的要求。

3 結(jié)論

經(jīng)過該項目的測定與分析，確定了發(fā)酵植物酸奶的最終研發(fā)方案，主要是以大豆和椰漿為主原料，添加核桃、燕麥以及巴旦木原料研制而成。在2019年3月份，某合作公司就推出了國內(nèi)第一款植物酸奶，并研發(fā)了一系列酸奶產(chǎn)品，通過加強技術(shù)創(chuàng)新，打開了植物酸奶市場的大門。另外，與其他酸奶產(chǎn)品不同，食用這款酸奶，在提高口感的同時，還能幫助人們促進消化。具有0膽固醇、低飽和脂肪的優(yōu)勢特點，能夠符合膳食營養(yǎng)方面的推薦與要求，更好地促進該類產(chǎn)品市場的健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]姚沛琳，蘇博，張新劍，等.西寧傳統(tǒng)發(fā)酵酸奶中乳酸菌的分離鑒定及發(fā)酵特性研究[J].新余學院學報，2019（1）：47-51.

[2]孫雪姣，王一然，丁瑞雪，等.益生菌火龍果酸奶的研發(fā)[J].食品研究與開發(fā)，2018（1）：99-103.

[3]張鴻儒.雙蛋白益生菌酸奶的研制及營養(yǎng)分析[D].中國農(nóng)業(yè)科學院，2018.

[4]王勁松，徐艷，朱德艷，等.米糠大豆酸奶發(fā)酵條件的優(yōu)化[J].食品工業(yè)科技，2018（7）：49-53.

[5]代雨菲.仙人掌南果梨酸奶的制備與研發(fā)[J].食品安全導刊，2018，203（12）：162-163.