草莓汁對(duì)低脂酸奶品質(zhì)的影響

李博 ，孫玥，梅俊,

1. 上海城建職業(yè)學(xué)院食品質(zhì)量與安全系（上海 201415）；2. 上海城建職業(yè)學(xué)院城市食品安全研究所（上海 201415）；3. 上海交通大學(xué)食品科學(xué)與工程系（上海 200240）；4. 上海海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程系（上海 201306）

酸奶具有改善腸道菌群、降低血清膽固醇、抗癌等功效[1-3]。近些年來(lái)，隨著人們健康意識(shí)的提高，日常飲食中更注重對(duì)脂肪攝入量的控制，因此消費(fèi)者對(duì)低脂酸奶的需求越來(lái)越多。但原料乳經(jīng)過(guò)部分脫脂后，在發(fā)酵過(guò)程中由脂肪作為風(fēng)味化合物的前體產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)減少，同時(shí)，原料乳中脂肪的減少會(huì)影響發(fā)酵乳質(zhì)構(gòu)，具體表現(xiàn)為發(fā)酵乳的順滑感較差[4-5]，嚴(yán)重影響低脂發(fā)酵乳的推廣。提高低脂發(fā)酵乳的方式主要依靠改善制作工藝、使用附屬發(fā)酵劑和尋找脂肪替代物3種方式[6-8]。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，提高低脂發(fā)酵乳品質(zhì)的方式主要是尋找乳脂肪替代物。草莓營(yíng)養(yǎng)高、香味濃、口感好而深受消費(fèi)者喜愛(ài)，草莓中的芳香物質(zhì)種類多，主要為酯類、醇類、醛類、酮類及含硫化合物等[9-10]。

試驗(yàn)將不同比例草莓汁添加到部分脫脂原料乳中，制作草莓汁凝固型低脂發(fā)酵酸奶，評(píng)價(jià)草莓汁作為脂肪替代物在低脂酸奶中應(yīng)用的可行性，主要評(píng)價(jià)內(nèi)容包括凝乳特性、質(zhì)構(gòu)特性、黏度、感官評(píng)價(jià)等內(nèi)容。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酸奶發(fā)酵劑、原料乳（脂肪含量3.4%）（光明乳業(yè)股份有限公司）；新鮮草莓。

Whatman No.1濾紙（英國(guó)Whatman公司）；0.1 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（上海恪敏生物科技有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

榨汁機(jī)（JYZ-V 911，九陽(yáng)股份有限公司）；均質(zhì)機(jī)（AH-BASIC，加拿大ATS公司）；旋轉(zhuǎn)流變儀（R/S plus，美國(guó)Brookfield公司）；恒溫培養(yǎng)箱（LRH-150 F，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；pH計(jì)（FE 20，梅特勒托利多公司）；多功能乳制品分析儀（Milko Scan FT 2，F(xiàn)OSS儀器公司）；物性測(cè)試儀（TA-XT 2i型，Stable Micro Systems儀器公司）；離心機(jī)（H 2050 R 1，湘儀離心機(jī)有限公司）。

1.3 草莓汁低脂酸奶的制作

新鮮草莓洗干凈去葉去蒂后榨成草莓果汁，3層紗布過(guò)濾得到澄清的草莓果汁，冷藏備用。原料乳在使用前要進(jìn)行低脂處理，使得脂肪含量1.5 g/100 g原料乳，冷藏備用。草莓汁添加量分別為10%，20%和30%，不添加草莓汁的全脂牛奶和低脂牛奶為對(duì)照組。原料乳和草莓汁混合均勻后利用均質(zhì)機(jī)在20 MPa下進(jìn)行均質(zhì)，采用巴氏殺菌（63±1 ℃，30 min）處理后冷卻至32 ℃。采用直投式加入1%發(fā)酵劑攪拌后在42 ℃下發(fā)酵6 h，發(fā)酵完成后在室溫下保持30 min，轉(zhuǎn)移入4 ℃冰箱中后熟24 h，此時(shí)記為0 d。繼續(xù)在4 ℃冰箱中保藏，在0，6，12和18 d時(shí)取樣檢測(cè)。WMY（Whole milk yogurt）表示全脂奶發(fā)酵，LFY（Low fat yogurt）表示低脂酸奶，SLFY-10%（Strawberry low-fat yogurt）表示草莓汁添加量10%，SLFY-20%表示草莓汁添加量20%，SLFY-30%表示草莓汁添加量30%。具體工藝流程為：

1.4 pH測(cè)定

取50 mL樣品經(jīng)過(guò)高速均質(zhì)（5 000 r/min）1 min，混勻后用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)量，重復(fù)3次。

1.5 滴定酸度的測(cè)定

根據(jù)GB 5009.239—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品酸度的測(cè)定》方法進(jìn)行測(cè)定。

1.6 硬度的測(cè)定

按照Mousavi等[11]描述的方法進(jìn)行測(cè)定。采用TATX2型質(zhì)構(gòu)儀對(duì)草莓低脂酸奶進(jìn)行測(cè)定，采用柱形探頭，其平端直徑25 mm；測(cè)試前探頭下降速度10.0 mm/s；測(cè)試速度1.0 mm/s；測(cè)試后探頭回程速度5.0 mm/s；測(cè)試距離10.0 mm；觸發(fā)力5 g。由質(zhì)構(gòu)特性曲線圖得出以穿透過(guò)程中的最大壓縮力所表示的硬度（N）。

1.7 黏度的測(cè)定

按照Fu等[12]描述的方法進(jìn)行測(cè)定。采用R/S plus旋轉(zhuǎn)流變儀，選用CC25的轉(zhuǎn)子，圓筒長(zhǎng)度為50.00 mm，轉(zhuǎn)子半徑12.50 mm，轉(zhuǎn)子和圓筒空隙2.00 mm。在8±1℃下，以5 min內(nèi)剪切速率（γ）從0變化到300 s-1獲取流變曲線，取轉(zhuǎn)速100 s-1時(shí)的黏度。

1.8 持水力的測(cè)定[13]

將25 g樣品放入離心管中在4 ℃下以3 000 r/min進(jìn)行離心，10 min后取出倒掉上清液，測(cè)量殘余物。持水率以草莓低脂酸奶排出的乳清量百分?jǐn)?shù)進(jìn)行表示。

1.9 脫水收縮率的測(cè)定[14]

將30 g未經(jīng)攪拌的低脂開(kāi)菲爾放置于Whatman No.1濾紙中，在4 ℃下進(jìn)行過(guò)濾2 h，用燒杯收集濾出的乳清。脫水收縮率以乳清析出量的百分?jǐn)?shù)表示。

1.10 感官評(píng)價(jià)

由感官評(píng)定小組對(duì)冷藏保存14 d的草莓低脂酸奶進(jìn)行感官評(píng)定，小組成員15人，其中男性8名，女性7名。試驗(yàn)感官評(píng)定采用百分制的評(píng)分法，通過(guò)看、聞、嘗等方式對(duì)樣品進(jìn)行描述性評(píng)價(jià)并根據(jù)評(píng)分表打分。品評(píng)時(shí)將樣品隨機(jī)放置。感官品評(píng)為問(wèn)答卷的形式。參照李俊芳等[15]的標(biāo)準(zhǔn)制定比較完整的評(píng)價(jià)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)定指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 草莓低脂酸奶的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)

1.11 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示，用SPSS 19.0軟件對(duì)所獲得的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著性檢驗(yàn)采用ANOVA程序中的Duncan法，p＜0.05即差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH與滴定酸度

如圖1可知，添加草莓汁會(huì)導(dǎo)致草莓低脂酸奶的pH低于全脂酸奶和低脂酸奶草莓汁添加量越大，pH下降幅度越大。在冷藏期間各個(gè)樣品pH呈下降趨勢(shì)，全脂酸奶和低脂酸奶冷藏時(shí)pH變化無(wú)顯著性差異（p＞0.05），0 d時(shí)約pH 4.7，18 d時(shí)下降到pH 4.5左右。0 d時(shí)，添加10%，20%和30%草莓汁低脂酸奶分別為pH 4.43，4.32和4.25，18 d時(shí)，下降到pH 4.28，4.20和4.12。

如圖2可知，滴定酸度變化與pH變化相對(duì)應(yīng)，添加草莓汁使得草莓低脂酸奶滴定酸度增加，隨著冷藏時(shí)間增加，滴定酸度增加。全脂酸奶和低脂酸奶在儲(chǔ)藏期間吉爾涅爾度77～87 °T，添加10%草莓汁的低脂酸奶83～90 °T，添加20%草莓汁的低脂酸奶86～97°T，添加30%草莓汁的低脂酸奶90～98 °T。

低脂酸奶中草莓汁的添加會(huì)導(dǎo)致pH降低，滴定酸度升高，這可能和草莓汁中的有機(jī)酸有關(guān)，如檸檬酸、乳酸等[16]。草莓汁含有大量小分子糖類，為酸奶發(fā)酵劑中的乳酸菌提供碳源，促進(jìn)乳酸產(chǎn)生[17]。因此，低脂酸奶中添加草莓汁可改善低脂酸奶pH偏高、滴定酸度偏低的問(wèn)題[18]。

圖1 草莓低脂酸奶儲(chǔ)藏期間pH的變化

圖2 草莓低脂酸奶儲(chǔ)藏期間滴定酸度的變化

2.2 草莓低脂酸奶硬度

如圖3所示，0 d時(shí)全脂酸奶的硬度（1.11 N）要比低脂酸奶（1.25 N）低，這是因?yàn)樵诘椭崮讨?，由于乳脂肪缺失，使得酪蛋白之間形成凝膠骨架結(jié)構(gòu)致密，導(dǎo)致低脂酸奶硬度比全脂酸奶硬度大[19-20]。添加草莓汁后，低脂酸奶硬度上升（0 d時(shí)，添加10%和20%草莓汁的低脂酸奶硬度約1.25 N，添加30%草莓汁的低脂酸奶硬度為1.35 N）。添加草莓汁會(huì)改變低脂酸奶的酪蛋白凝膠結(jié)構(gòu)，顯著增加低脂酸奶硬度。草莓汁和水分連接，形成對(duì)酪蛋白凝膠結(jié)構(gòu)重排。添加草莓汁的低脂酸奶由于pH要比對(duì)照組低，可能會(huì)導(dǎo)致凝膠結(jié)構(gòu)收縮，形成高強(qiáng)度的凝膠。

圖3 草莓低脂酸奶儲(chǔ)藏期間硬度的變化

2.3 草莓低脂酸奶黏度

消費(fèi)者在食用酸奶之前一般會(huì)進(jìn)行攪拌，為了模擬典型的消費(fèi)者行為，樣品在測(cè)定前需要進(jìn)行攪拌，并不會(huì)引起結(jié)構(gòu)損失[21]。由圖4可知，添加草莓汁使得低脂酸奶黏度上升0.01～0.02 Pa·s，這也和具有較低的pH有關(guān)，較低的pH使形成的蛋白質(zhì)凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更緊密，使得黏度上升[22]。同時(shí)冷藏時(shí)間越長(zhǎng)，其黏度也減小。

圖4 草莓低脂酸奶儲(chǔ)藏期間硬度的變化

2.4 草莓低脂酸奶持水率

低脂酸奶持水率與凝膠酪蛋白的持水能力有關(guān)，一般來(lái)講，持水率越高，凝乳的穩(wěn)定性就越高。如圖5所示，與低脂酸奶相比，添加草莓汁可以導(dǎo)致持水率上升，外觀表現(xiàn)為乳清析出量越少。添加的草莓汁量越多，持水率越大。低脂酸奶持水率最低，約63%。全脂酸奶持水率約69%。添加10%草莓汁的低脂酸奶持水率約67%，比低脂酸奶高。添加20%草莓汁的低脂酸奶持水率69%～70%，達(dá)全脂酸奶水平。添加30%草莓汁的低脂酸奶持水率繼續(xù)增加。持水率的產(chǎn)生是由于酪蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的弱化導(dǎo)致酪蛋白持水能力下降，使得與酪蛋白結(jié)合的水分析出。發(fā)酵劑中的乳酸菌可改變pH，使酪蛋白膠束通過(guò)等電沉淀聚合，低脂酸奶冷藏過(guò)程中，酪蛋白膠束可以被打斷，聚合度下降[23]。草莓汁中的分子通過(guò)氫鍵方式與水分子結(jié)合，阻止水分子自由移動(dòng)，同時(shí)，草莓汁也可以和酪蛋白結(jié)合，使得酪蛋白凝膠束縛水分子能力增加。

圖5 草莓低脂酸奶儲(chǔ)藏期間持水率的變化

2.5 草莓低脂酸奶脫水收縮率

脫水收縮率是對(duì)低脂酸奶品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，牛奶中的蛋白質(zhì)形成凝膠時(shí)的收縮導(dǎo)致乳清分離，對(duì)低脂酸奶品質(zhì)不利[24]。如圖6可知，0 d時(shí)，低脂酸奶的脫水收縮率（15.1%）高于全脂酸奶（14.3%），添加10%或20%草莓汁可降低乳清分離率，與全脂酸奶脫水收縮率類似。添加30%草莓汁在0 d時(shí)脫水收縮率約12.9%，但隨著儲(chǔ)藏時(shí)間延長(zhǎng)其脫水收縮率增加。

圖6 草莓低脂酸奶儲(chǔ)藏期間脫水收縮性的變化

2.6 草莓低脂酸奶感官評(píng)價(jià)

表2列出12 d時(shí)草莓低脂酸奶的感官評(píng)價(jià)結(jié)果。低脂酸奶的感官評(píng)價(jià)得分（74.6分）明顯低于全脂酸奶（82.6分），尤其是氣味和口感方面。由于脂肪的存在，對(duì)照組全脂酸奶有著更為順滑的口感。草莓汁可使低脂酸奶具有更好的持水性，因此具有比全脂酸奶還要好的口感，草莓汁添加量30%時(shí)，草莓低脂酸奶的結(jié)構(gòu)比較松散，有明顯乳清析出。在風(fēng)味方面，草莓汁添加量越多，滋氣味越好，說(shuō)明草莓汁中的風(fēng)味化合物可以彌補(bǔ)低脂酸奶風(fēng)味不足的問(wèn)題。在色澤方面，添加草莓汁的顏色偏粉紅色，而脫脂酸奶和全脂酸奶呈現(xiàn)微奶黃色，沒(méi)有可比性。添加草莓汁后，明顯改善低脂酸奶的氣味不足、口感較差的缺點(diǎn)，添加10%草莓汁的低脂酸奶總分83.3分，其中氣味17.6分、口感24.5分；添加20%草莓汁的低脂酸奶總分84.7分，其中氣味17.8分、口感25.0分；添加30%草莓汁的低脂酸奶總分82.5分，其中氣味18.2分、口感24.7分。

表2 草莓低脂酸奶的感官評(píng)價(jià)結(jié)果 分

3 結(jié)論

以10%，20%和30%草莓汁作為脂肪替代物改善低脂酸奶品質(zhì)，草莓汁可使低脂酸奶的酸度升高，從而提高低脂酸奶的硬度、黏度和持水率，降低脫水收縮率。同時(shí)，草莓汁可改善低脂酸奶的口感和彌補(bǔ)低脂酸奶的風(fēng)味不足。草莓汁添加量30%時(shí)，草莓低脂酸奶的結(jié)構(gòu)比較松散，有明顯的乳清析出。因此，推薦添加10%～20%的新鮮草莓汁作為脂肪替代物提高低脂酸奶品質(zhì)。