生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳的制備

周 潔，羅冠儀，劉振民*

（乳業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心 光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海 200436）

生姜（Zingiber officinaleRosc）是姜科（Zingiberaceae）姜屬植物的根莖[1]，是人們熟悉和常用的佐食調(diào)味佳品[2]，生姜富含姜黃素[3]等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，除供食用外，也經(jīng)常被用于中醫(yī)藥研究和治療，多用于風(fēng)寒感冒、咳嗽、腹脹、泄瀉等[4]。是集營(yíng)養(yǎng)、調(diào)味、保健于一身，自古被醫(yī)學(xué)家視為藥食同源的保健品。紅糖是一種非分蜜糖[5]，含有大量糖蜜[6]，因沒有經(jīng)過高度精練，幾乎含有蔗汁中的全部成分，除了具備糖的功能外，還含有維生素、微量元素（如鐵、鋅、錳、鉻等）[7]及大量的蘇氨酸、天冬氨酸、組氨酸等多種人體必需氨基酸[8]。

生姜紅糖是一種功能性紅糖[9]，目前國內(nèi)很少對(duì)其進(jìn)行提純開發(fā)高端產(chǎn)品[10]。在國內(nèi)乳制品行業(yè)，生姜紅糖的應(yīng)用少之又少，發(fā)酵乳市場(chǎng)更是幾近為零，而生姜紅糖水作為一種驅(qū)寒暖胃的偏方，卻被廣為人知。本研究將生姜與紅糖搭配后應(yīng)用到發(fā)酵乳中，以保加利亞乳桿菌（Lactobacil-lus bulgaricus）為發(fā)酵劑，研制生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳，不僅可以增加發(fā)酵乳產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還可以開發(fā)生姜紅糖的附加值，極具市場(chǎng)發(fā)展前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

全脂牛乳（蛋白質(zhì)＞3.1%）、白砂糖、紅糖、生姜汁：市購；保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）Premium 1.0（含量1×1011）：丹麥科漢森公司。

體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇、氫氧化鈉、硫酸（均為分析純）：廣州化學(xué)試劑廠；厭氧產(chǎn)氣袋、厭氧盒：日本三菱化學(xué)株式會(huì)社；酚酞（指示劑）：天津市百世化工有限公司；異戊醇（分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；定氮片：瑞士FOSS公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JJ2000B電子天平：常熟市雙杰測(cè)試儀器廠；WPE45恒溫水浴鍋、HPP1恒溫恒濕培養(yǎng)箱：德國Memmert公司；APV1000均質(zhì)機(jī)：APV（中國）有限公司；RW20數(shù)顯電動(dòng)攪拌機(jī)：德國IKA公司；8200凱氏定氮儀：瑞士FOSS公司；FUNCE GERBER蓋博乳脂計(jì)、FUNCE GERBER離心機(jī)：德國GERBER公司；S220 酸度計(jì)：梅特勒-托利多（上海）有限公司；LC-20AD/T高效液相色譜儀：日本島津公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳的工藝流程及操作要點(diǎn)

全脂牛乳、白砂糖、紅糖、生姜汁→配料→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→破乳→冷卻→灌裝→冷藏→成品

操作要點(diǎn)：

原輔料混合配料：先將全脂牛乳預(yù)熱至45～50 ℃，在攪拌（450～600 r/min）過程中加入其他配料，并攪拌15～20 min，使得物料均勻分散。

均質(zhì)：在60～65 ℃、18～20 MPa進(jìn)行均質(zhì)，可破碎乳脂肪球，使乳脂肪均勻且充分的分散在奶中，防止脂肪上浮，也可使其口感更加細(xì)膩，提高乳香味。

菌種的活化：10 g脫脂奶粉溶于80 mL 45 ℃的溫水中，加熱煮沸后冷卻至43 ℃，加入10 g菌種Premium 1.0，制成菌種液待用。

殺菌：90～95 ℃殺菌5 min后，冷卻至（43±1）℃接種菌種液1 mL至1 L原料中，混勻。

發(fā)酵：發(fā)酵溫度（43±1）℃，酸度要求＞70°T，到達(dá)終點(diǎn)后冷卻至18～20 ℃。發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)約為5～7 h，酸度＞70°T時(shí)，即可停止發(fā)酵。

冷藏：灌裝完畢后立即在4～6 ℃條件冷藏，即得生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳。

1.3.2 生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳的工藝條件優(yōu)化

（1）單因素試驗(yàn)[11]：白砂糖添加量分別為4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，紅糖添加量分別為3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%，生姜汁添加量分別為1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%，發(fā)酵時(shí)間分別為4.0 h、4.5 h，5.0 h，5.5 h、6.0 h，研制生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳。測(cè)定發(fā)酵成品的酸度，并對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，分別考察白砂糖添加量、紅糖添加量、生姜汁添加量及發(fā)酵時(shí)間對(duì)生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳品質(zhì)的影響。

（2）正交試驗(yàn)：以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇影響產(chǎn)品品質(zhì)的4個(gè)主要因素：白砂糖添加量（A）、紅糖添加量（B）、生姜汁添加量（C）和發(fā)酵時(shí)間（D），根據(jù)單因素試驗(yàn)中的結(jié)果，設(shè)計(jì)4因素3水平L9（34）的正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for process optimization of ginger brown sugar flavor fermented milk

1.3.3 分析測(cè)定

（1）感官評(píng)價(jià)：根據(jù)《食品感官評(píng)定》[12]，以及中國乳制品工業(yè)行業(yè)規(guī)范RHB 103《酸牛乳感官質(zhì)量評(píng)鑒細(xì)則》[13]，制定生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，滿分100分，見表2。

表2 生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of ginger brown sugar flavor fermented milk

（2）理化指標(biāo)：產(chǎn)品中理化指標(biāo)按照國標(biāo)GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中理化指標(biāo)檢測(cè)方法，測(cè)定蛋白質(zhì)、脂肪和酸度，其中蛋白質(zhì)的測(cè)定采用凱氏定氮法[14]，脂肪的測(cè)定采用蓋博法[15]，酸度的測(cè)定采用酚酞指示劑法[16]。

（3）微生物指標(biāo)：產(chǎn)品中微生物指標(biāo)按照國標(biāo)GB19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中微生物限量的要求，檢測(cè)大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、霉菌和酵母，其中大腸菌群的檢測(cè)方法參考國標(biāo)GB 4789.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》中平板計(jì)數(shù)法[17]，金黃色葡萄球菌的檢測(cè)方法參考國標(biāo)GB 4789.10—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)金黃色葡萄球菌檢驗(yàn)》中定性檢驗(yàn)[18]，沙門氏菌的檢測(cè)方法參考國標(biāo)GB 4789.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)沙門氏菌檢驗(yàn)》[19]，霉菌和酵母的檢測(cè)參考國標(biāo)GB4789.15—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》[20]。產(chǎn)品中乳酸菌數(shù)指標(biāo)檢測(cè)方法參考國標(biāo)GB 4789.35—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》[21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 工藝條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 白砂糖添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

圖1 白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵乳品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of sugar addition on the quality of fermented milk

由圖1可知，隨著白砂糖添加量在4.0%～5.5%范圍內(nèi)的上升，感官評(píng)分隨之增高；感官評(píng)分在白砂糖添加量為5.5%的時(shí)候最高，為89分，此時(shí)產(chǎn)品風(fēng)味最佳；白砂糖添加量＞5.5%之后，感官評(píng)分隨之下降。而白砂糖的添加量對(duì)產(chǎn)品酸度的影響不明顯。因此，最佳白砂糖添加量為5.5%。

2.1.2 紅糖添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

隨著紅糖添加量在3.0%～3.5%的變化，感官評(píng)分隨之增高；感官評(píng)分在紅糖添加量為3.5%的時(shí)候最高，為88分；紅糖添加量＞3.5%之后，感官評(píng)分隨之下降。而紅糖的添加量對(duì)酸度的影響相對(duì)較小。因此，最佳紅糖添加量為3.5%。

圖2 紅糖添加量對(duì)發(fā)酵乳品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of brown sugar addition on the quality of fermented milk

2.1.3 生姜汁的添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

隨著生姜汁添加量在1.5%～2.5%的變化，感官評(píng)分隨之增高；生姜汁添加量為2.5%時(shí)感官評(píng)分最高，為89分，產(chǎn)品風(fēng)味最佳；生姜汁添加量＞2.5%之后，感官評(píng)分隨之下降。而紅糖的添加量對(duì)酸度的影響相對(duì)較小。因此，生姜汁的最佳添加量為2.5%。

圖3 生姜汁添加量對(duì)發(fā)酵乳品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of ginger juice addition on the quality of fermented milk

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

由圖4可知，發(fā)酵時(shí)間在4.0～4.5 h范圍內(nèi)增加時(shí)，感官評(píng)分隨之增高；發(fā)酵時(shí)間在4.5 h時(shí)感官評(píng)分最高，為87分，產(chǎn)品風(fēng)味最佳，酸甜可口；發(fā)酵時(shí)間＞4.5 h之后，感官評(píng)分隨之下降。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間在4.0～5.5 h范圍內(nèi)增加時(shí)，酸度隨之增高，而當(dāng)發(fā)酵時(shí)間＞5.5 h以后，酸度幾乎無變化。因此，最佳發(fā)酵時(shí)間為4.5 h。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵乳品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of fermentation time on the quality of fermented milk

2.2 工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為考察指標(biāo)，白砂糖添加量（A）、紅糖添加量（B）、生姜汁添加量（C）和發(fā)酵時(shí)間（D）為影響因素，設(shè)計(jì)4因素3水平L9（34）的正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表3，方差分析見表4。

由表3可知，4個(gè)因素對(duì)生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳感官評(píng)分的影響順序?yàn)榧t糖添加量（B）＞生姜汁添加量（C）＞白砂糖添加量（A）＞發(fā)酵時(shí)間（D），最佳工藝條件組合為A1B2C2D3，即白砂糖添加量為5.0%，紅糖添加量3.5%，生姜汁的添加量2.5%，發(fā)酵時(shí)間5.0 h。在此最佳工藝條件下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，感官評(píng)分為93分，酸度為74.8°T。

以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)的正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，分析結(jié)果見表4。由表4可知，紅糖添加量和生姜汁添加量對(duì)感官評(píng)分影響結(jié)果顯著（P＜0.05），而白砂糖添加量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)結(jié)果影響均不顯著（P＞0.05）。

表3 生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳工藝條件正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for ginger brown sugar flavor fermented milk process optimization

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

2.3 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)的分析

生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳，色澤呈紅褐色?？诟屑?xì)膩嫩滑、酸甜適中、紅糖風(fēng)味濃郁不發(fā)膩，生姜風(fēng)味明顯且辣感舒適；組織狀態(tài)良好，無乳清水析出，質(zhì)地細(xì)膩均勻。成品感官評(píng)分為93分。

生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳，其蛋白質(zhì)含量為（2.89±0.014）%，脂肪含量為（3.17±0.011）%，酸度為74.8°T。

在最佳組合下制得的生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳，其乳酸菌總數(shù)為5.1×108CFU/g，大腸菌群、霉菌、酵母菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌均未檢出。

生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳質(zhì)量指標(biāo)滿足國標(biāo)GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中要求。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定生姜紅糖風(fēng)味發(fā)酵乳的最佳工藝條件為白砂糖添加量5.0%，紅糖添加量3.5%，生姜汁的添加量2.5%，發(fā)酵時(shí)間為5.0 h。在此優(yōu)化工藝條件下，產(chǎn)品色澤呈紅褐色，組織細(xì)膩均勻，酸甜適中，口感順滑，紅糖風(fēng)味濃郁不發(fā)膩，生姜風(fēng)味明顯且辣感舒適，且具有紅糖相應(yīng)的色澤，感官評(píng)分為93分，酸度為74.8°T，理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均符合國標(biāo)GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》要求。