脫脂麥胚酸奶制備工藝技術研究

侯銀臣，呂 行，黃繼紅，趙 祎，魏海龍，李 琰，楊盛茹*

（1.河南牧業(yè)經濟學院食品與生物工程學院，河南鄭州 450046；2.河南工業(yè)大學生物工程學院，河南鄭州 450000；3.河南科譜特醫(yī)藥科技研究院有限公司，河南洛陽 471000）

麥胚存在于小麥籽粒的基部，占小麥籽粒質量的2%～3%，富含功能蛋白、多糖、凝集素、活性肽類等多種營養(yǎng)素[1]。麥胚作為小麥加工副產物之一，是我國傳統(tǒng)的藥食同源食物，其營養(yǎng)成分豐富，被營養(yǎng)學家譽為“人類天然的營養(yǎng)寶庫”[2-6]。麥胚中含有的膽堿能起到保護大腦的作用，增加記憶力[7]。此外，麥胚中還含有麥胚凝集素、棉子糖和植酸等多種抗營養(yǎng)因子，所以人體不能直接攝取麥胚[8-9]。有研究表明，通過發(fā)酵能夠去除麥胚中的抗營養(yǎng)因子，而且能夠提高麥胚的抗菌和抗氧化活性[10]。

酸奶具有獨特風味和營養(yǎng)價值，是以牛奶為原料，加入適量的發(fā)酵劑，在一定條件下發(fā)酵而成的一種乳制品[11]，長期食用能夠促進消化、保護肝臟、腎臟、改善腸道環(huán)境、增強機體的免疫力[12-13]。酸奶相比較于牛奶而言，經過發(fā)酵后的蛋白質、碳水化合物、糖類會被轉化成小分子，其營養(yǎng)成分更易被人體所吸收。酸奶中的乳糖含量有所降低，鈣含量有所增加，同時發(fā)酵過程還可以產生大量人體必需的氨基酸、生物活性肽、維生素等。

將酸奶與各種不同的原料結合，制成各種風味的飲品，一方面能增加其營養(yǎng)價值，另一方面可以給消費者提供更多的選擇，進而擴大市場[14]。因此，本研究將酸奶與麥胚結合制備脫脂麥胚酸奶。以感官評分為評價指標，研究脫脂麥胚添加量、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時間對脫脂麥胚酸奶品質的影響，通過單因素和正交試驗確定脫脂麥胚酸奶的最佳工藝條件，并與相同發(fā)酵條件下制備的原味酸奶進行比較，以期為麥胚資源的進一步開發(fā)利用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脫脂麥胚：河南省鯤華生物技術有限公司；純牛奶：內蒙古伊利實業(yè)有限公司；白砂糖（純度98%）：天津市風船化學試劑有限公司；發(fā)酵劑：Danisco France SAS；果膠（純度99%）：山東西亞化學工業(yè)有限公司；三氯乙酸（分析純）：天津市致遠化學試劑有限公司；雙縮脲試劑（AB液）：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

303A-3S數(shù)顯電熱培養(yǎng)箱：上海浦東榮豐科學儀器有限公司；ZHWY-100B恒溫培養(yǎng)振蕩器：上海智城分析儀器制造有限公司；TDZ4-WS低速離心機：上海盧湘離心機儀器有限公司；CS 501電熱恒溫水浴鍋：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；LDZX-立式壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；FA224電子天平：常州市宏衡電子儀器廠；HG101-2電熱鼓風干燥機：南京實驗儀器廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝流程及操作要點[13]

純牛奶→配料→預熱→均質→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發(fā)酵→冷卻→冷藏后熟→脫脂麥胚酸奶操作要點：

（1）純牛奶：選擇新鮮且其不能患有乳房炎奶牛生產的牛奶。

（2）配料：按純牛奶質量添加6%脫脂麥胚、5%白砂糖、0.3%果膠。

（3）預熱、均質、殺菌、冷卻：將配制好的原液在50～60℃的條件下預熱5 min，均質，當原液充分混勻后在90～95 ℃的條件下滅菌5～10 min，滅菌結束后，在無菌室內冷卻至43～45 ℃。

（4）接種：攪拌均勻，使凝乳完全被破壞，嚴格控制操作衛(wèi)生。按混合液的質量加入1.5%的發(fā)酵劑，攪拌10 min，注意保持乳溫。

（5）灌裝：將接種后充分攪拌的牛乳立即連續(xù)地灌裝于玻璃瓶、塑料瓶或紙盒等。

（6）發(fā)酵：在42 ℃條件下發(fā)酵4.5 h。

（7）冷藏后熟：為了使發(fā)酵停止，促進香味產生，改善酸乳硬度。在4 ℃條件下冷藏后熟12 h。隨機抽樣，進行感官評價。

原味酸奶不添加脫脂麥胚，按照以上操作步驟進行制備，結束后進行感官評價。

1.3.2 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗

按照脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝，采用單因素輪換法依次考察脫脂麥胚添加量（2%、4%、6%、8%、10%）、發(fā)酵劑接種量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、發(fā)酵時間（3.5 h、4.0 h、4.5 h、5.0 h、5.5 h）對脫脂麥胚酸奶感官評分的影響。

1.3.3 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以脫脂麥胚添加量（A）、發(fā)酵劑接種量（B）、發(fā)酵時間（C）作為試驗因素，以感官評分（Y）為評價指標，采用L9（34）正交表進行3因素3水平正交試驗，試驗因素與水平見表1。

表1 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization of degreased wheat germ yogurt

1.3.4 脫脂麥胚酸奶感官評價

選10名食品專業(yè)相關人員，對脫脂麥胚酸奶的口感、色澤、爽滑度、組織狀態(tài)、穩(wěn)定性5個方面進行感官評分，滿分100分，具體感官評價標準見表2[15]。

表2 脫脂麥胚酸奶的感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of degreased wheat germ yogurt

1.3.5 檢測分析

蛋白質含量：按照國標GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》[16]中的方法進行測定。羥自由基清除能力：按照文獻[17]的方法進行測定。多肽含量：按照文獻[18]的方法進行測定。酸度：按照國標GB 5009.239—2016《食品酸度的測定》[19]中的方法進行測定。質構：按照文獻[20]的方法進行測定。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

每個試驗值為3個平行數(shù)據(jù)的均值，結果用“平均值±標準偏差”表示，使用Excel制圖，利用SPSS 25軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結果與分析

2.1 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗

2.1.1 脫脂麥胚添加量對脫脂麥胚酸奶品質的影響

圖1 脫脂麥胚添加量對脫脂麥胚酸奶品質的影響Fig.1 Effect of degreased wheat germ addition on the quality of degreased wheat germ yogurt

由圖1可知，隨著脫脂麥胚添加量在2%～10%范圍內的增加，脫脂麥胚酸奶的感官評分呈先升高后下降的趨勢。麥胚經過發(fā)酵后，其中的蛋白被降解，產生風味肽，具有麥芽清香的口感。當脫脂麥胚添加量過多時，達不到預期的效果；當脫脂麥胚添加量過少時，麥芽清香的口感不充分。當脫脂麥胚添加量為4%時，感官評分最高，為93.9分。因此，確定脫脂麥胚的最佳添加量為4%。

2.1.2 發(fā)酵劑接種量對脫脂麥胚酸奶品質的影響

圖2 發(fā)酵劑接種量對脫脂麥胚酸奶品質的影響Fig.2 Effect of fermentation starter inoculum on the quality of degreased wheat germ yogurt

由圖2可知，隨著發(fā)酵劑接種量在0.5%～2.5%范圍內的增加，脫脂麥胚酸奶的感官評分呈先升高后降低的趨勢。接種量是發(fā)酵過程中非常重要的因素，接種量過多不僅造成浪費，而且會影響發(fā)酵的效果；接種量過少，則達不到發(fā)酵的預期效果。當發(fā)酵劑接種量為1.5%時，脫脂麥胚酸奶的感官評分最高，為95.5分。因此，確定發(fā)酵劑的最佳接種量為1.5%。

2.1.3 發(fā)酵時間對脫脂麥胚酸奶品質的影響

圖3 發(fā)酵時間對脫脂麥胚酸奶品質的影響Fig.3 Effect of fermentation time on the quality of degreased wheat germ yogurt

由圖3可知，隨著發(fā)酵時間在3.5～5.5 h范圍內的延長，脫脂麥胚酸奶的感官評分呈先升高后降低的趨勢，分析原因可能是由于發(fā)酵時間過短，發(fā)酵不充分；發(fā)酵時間過長，造成菌種爭奪養(yǎng)分，導致生存空間變小，從而抑制發(fā)酵的進行。當發(fā)酵時間為4.5 h時，感官評分最高，為94.7分。因此，確定最佳的發(fā)酵時間為4.5 h。

2.2 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝條件優(yōu)化正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以脫脂麥胚添加量（A）、發(fā)酵劑接種量（B）、發(fā)酵時間（C）為考察因素，感官評分（Y）為評價指標，選用L9（34）正交表進行3因素3水平正交試驗，試驗結果與分析見表3，方差分析結果見表4。

表3 脫脂麥胚酸奶發(fā)酵工藝條件優(yōu)化正交試驗結果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation process optimization of degreased wheat germ yogurt

表4 正交試驗結果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表3極差R可知，各因素對脫脂麥胚酸奶感官評分的影響的主次順序為發(fā)酵劑接種量＞脫脂麥胚添加量＞發(fā)酵時間，說明發(fā)酵劑接種量對脫脂麥胚酸奶感官品質的影響最大，脫脂麥胚添加量次之，發(fā)酵時間最小。最優(yōu)發(fā)酵工藝為A2B2C2，即脫脂麥胚添加量4%、發(fā)酵劑接種量0.15%、發(fā)酵時間4.5 h，在此最優(yōu)工藝條件下所制得的脫脂麥胚酸奶在口感、氣味和組織狀態(tài)等方面達到最佳，感官評分最高，為95.75分。由表4可知，脫脂麥胚添加量、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時間對脫脂麥胚酸奶感官評分的影響均顯著（P＜0.05）。

2.3 脫脂麥胚酸奶與原味酸奶的比較

采用最優(yōu)發(fā)酵工藝制備脫脂麥胚酸奶及原味酸奶，比較兩種酸奶的蛋白質含量、多肽含量、·OH清除率、酸度及質構，結果分別見表5和表6。

表5 脫脂麥胚酸奶與原味酸奶理化及抗氧化活性指標檢測結果Table 5 Determination results of physicochemical and antioxidant activity indexes of degreased wheat germ yogurt and plain yogurt

表6 脫脂麥胚酸奶與原味酸奶質構的比較Table 6 Comparison of texture of degreased wheat germ yogurt and plain yogurt

由表5和表6可知，脫脂麥胚酸奶產品的各項指標均符合GB 19302—2010《食品安全國家標準發(fā)酵乳》中的要求，并且相比于原味酸奶，脫脂麥胚酸奶的營養(yǎng)價值更高，而且各項理化指標及質構均明顯提高。除·OH清除率外，其余各項指標都具有極顯著性差異（P＜0.01）。

3 結論

通過單因素及正交試驗確定脫脂麥胚酸奶的最佳工藝為脫脂麥胚添加量4%、發(fā)酵劑接種量0.15%、發(fā)酵時間4.5 h，在此最優(yōu)工藝條件下所制得脫脂麥胚酸奶在口感、氣味和組織狀態(tài)等方面達到最佳，感官評分最高，為95.75分。同時脫脂麥胚酸奶在蛋白質含量、多肽含量、抗氧化活性以及質構方面明顯高于原味酸奶，說明添加脫脂麥胚發(fā)酵的酸奶，不僅能夠增加酸奶的口感和風味，而且能夠提高酸奶的理化指標并提升營養(yǎng)價值。