檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的工藝研究及質(zhì)構(gòu)分析

陳嘉慧，顧欣*，李迪，汪開拓，張幫奎，馬莉

1. 重慶三峽學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，三峽研究院（重慶 404000）；2. 重慶匯達檸檬科技集團有限公司（重慶 402660）

檸檬[Citrus limon（L.）Burm. f]為蕓香科植物黎（Citrus）屬常綠小喬木，因其有較高的營養(yǎng)價值，又稱宜母子、里木子、藥果等。檸檬富含有較高含量的Ca、Mg、Fe、Mn等多種微量元素，可以滿足人體對這些營養(yǎng)元素的需求[1-2]。此外，檸檬富含維生素C、黃酮醇、蘆丁、橙皮苷、檸檬酸等多種功能成分，藥用價值較高[3-4]。池閩川等[5]通過給予60例乳腺癌化療患者嗅聞檸檬皮切片氣味及給予新鮮檸檬汁含漱及服用，發(fā)現(xiàn)檸檬對乳腺癌患者化療所致惡心嘔吐有一定防治效果。翟培等[6]發(fā)現(xiàn)扁實檸檬汁對羥基自由基和DPPH自由基具有較好的清除能力。除此之外，檸檬具有降低腎結(jié)石含量、抗炎癥、降血壓、降血脂等功效[7-10]。檸檬因其較高的營養(yǎng)價值，被廣泛應(yīng)用于餐飲、美容、化工、制藥等行業(yè)。

酸奶是以純牛乳為主要原材料，通過添加一定比例的保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌發(fā)酵后而產(chǎn)生的乳制品。酸奶因其酸甜的口感和豐富的營養(yǎng)而受到歡迎。研究發(fā)現(xiàn)，酸奶在發(fā)酵過程中可以產(chǎn)生許多功能性成分，具有抗菌、防止便秘、抑制病菌、抗癌、防衰老、降血壓并治療糖尿病等保健功效[11]。新鮮的酸奶中存在乳糖酶活性，能夠促進乳糖的分解，防止乳糖不耐癥[14]。近年來，隨著健康意識提高，越來越多的植物性產(chǎn)品被運用在酸奶中，使得各種營養(yǎng)成分得到充分利用，極大豐富了酸奶的營養(yǎng)價值[12-13]。

以新鮮的檸檬果粒和純牛乳為原料對酸奶的發(fā)酵工藝進行探究，通過探究不同發(fā)酵條件對酸奶綜合評分的影響，確定最佳發(fā)酵工藝條件，制作出一種具有市場潛力的新型檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳，為該類產(chǎn)品提供可行性的理論性依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗材料

檸檬（重慶匯達檸檬科技有限公司）；白砂糖（市售）；203食品級檸檬香精（杭州天藝香精有限公司）；純牛乳（內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團股份有限公司）。發(fā)酵劑：保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌（北京川秀科技有限公司）。氫氧化鈉（四川西隴科學(xué)有限公司）；酚酞（北京瀛海精細化工廠）；磷酸二氫鉀（四川省高新技術(shù)企業(yè)）；鄰苯二甲酸氫鉀（汕頭市西隴化工廠有限公司）。

1.1.2 試驗設(shè)備與儀器

智能酸奶機（濰坊華億康電子科技有限公司）；FA2004電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；ATAGO pocket refractometer PAL-1手持式數(shù)顯糖度計（日本艾拓）；C21-RH2133型電磁爐（廣東美的生活電器制造有限公司）；FOSS-凱式定氮儀（上海技越國際貿(mào)易有限公司）；食品物性分析儀（美國TA）。

1.2 試驗方法

1.2.1 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的生產(chǎn)工藝

檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的工藝流程如圖1所示。

圖1 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳工藝流程

1.2.2 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳單因素試驗

分別改變發(fā)酵時間（4，6，8，10和12 h）、檸檬果粒添加量（4%，6%，8%，10%和12%）、白砂糖添加量（4%，6%，8%，10%和12%）和接種量（0.025%，0.05%，0.10%，0.20%和0.30%）探究各個因素對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的影響。

1.2.3 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳正交試驗設(shè)計

以感官評分為指標，選擇檸檬果粒添加量、白砂糖添加量、接種量及發(fā)酵時間作為影響因素進行L9(34)正交試驗，正交試驗的因素水平見表1。

表1 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳正交試驗的因素水平

1.3 指標測定方法

1.3.1 感官分析方法

選擇20名食品專業(yè)相關(guān)人員對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳進行感官評價，評定標準見表2。

1.3.2 理化指標測定方法

持水性采用何余堂測定方法測定[15]；可溶性固形物含量采用手持便捷式糖度計進行測定，結(jié)果用%表示[16]；總酸度按照GB 5413.34—2010食品酸度方法測定[17]；蛋白質(zhì)含量按照GB 5009.5—2016食品中蛋白質(zhì)的測定方法測定[18]；脂肪含量按照GB 5413.3—2016食品中脂肪的測定方法測定[19]。

表2 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳感官評定標準表

1.3.3 微生物指標檢測

細菌總數(shù)，采用平板計數(shù)法；大腸桿菌，采用MPN計數(shù)法。

1.3.4 物性指標測定

利用TPA質(zhì)構(gòu)分析法，對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的彈性、硬度、黏性等進行分析，同時與市售同類凝固型酸奶進行比較研究。物性質(zhì)構(gòu)分析儀的測試條件：柱形探頭平端直徑50 mm，形變量20%，觸發(fā)點負載5 g，測試速率1 mm/s。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 發(fā)酵時間對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

由圖2可知，發(fā)酵時間低于8 h時，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的感官評分值隨發(fā)酵時間增長顯著提高，但發(fā)酵時間8 h時感官評分值達到峰值，繼續(xù)增長發(fā)酵時間，其感官評分值逐漸降低；通過觀察成品發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵時間少于8 h的檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的組織狀態(tài)較差，發(fā)酵不完全，因而影響其口感和風(fēng)味；發(fā)酵時間超過8 h以后，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的酸度較高，乳清析出較多，導(dǎo)致檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的整體風(fēng)味較差。因此，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的發(fā)酵時間8 h時風(fēng)味最佳。

2.1.2 檸檬果粒添加量對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

由圖3可知，檸檬果粒添加量對酸奶的影響呈S型曲線，檸檬果粒添加量較少時，雖然感官評分值最高，但通過感官評定發(fā)現(xiàn)，由于酸乳發(fā)酵時自身產(chǎn)生的風(fēng)味會掩蓋檸檬果粒的風(fēng)味，故該組探究結(jié)果對于檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳工藝條件的研究意義不大；檸檬果粒添加量大于6%時，隨著檸檬果粒添加量增加，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳感官評分值逐步增加，并在檸檬果粒添加量10%時達到峰值。檸檬果粒添加量大于10%時，由于檸檬果粒含有豐富的檸檬酸，導(dǎo)致檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的酸度偏高，感官評分值有所下降。因此，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的檸檬果粒添加量10%時風(fēng)味最佳。

圖2 發(fā)酵時間對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

圖3 檸檬果粒添加量對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

2.1.3 白砂糖添加量對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

由圖4可知，白砂糖添加量少于8%時，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的感官評分值隨著白砂糖添加量增多而增加，但白砂糖添加量8%時感官評分值達到峰值；通過現(xiàn)場評分可知，白砂糖添加量越大，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的甜度就越高，符合大眾口味，但白砂糖添加量大于8%時，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的甜度偏高而使感官評分值呈下降趨勢。因此，白砂糖添加量8%時，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的口感最佳。

圖4 白砂糖添加量對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

2.1.4 接種量對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

由圖5可知，發(fā)酵劑添加量較少時，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的感官評分值變化不大。接種量較少，酸乳不能夠完全發(fā)酵，從而影響酸乳的綜合評分；發(fā)酵劑含量0.1%時，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的感官評分達到最高值，隨著接種量升高，發(fā)酵乳感官評分逐漸下降，這是由于發(fā)酵菌種添加量越大，酸乳發(fā)酵越快，導(dǎo)致檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳酸度偏高，且乳清析出較嚴重[20]，產(chǎn)生不適宜的品質(zhì)和風(fēng)味。因此，接種量0.1%時檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的風(fēng)味為最佳。

圖5 接種量對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

2.2 正交試驗結(jié)果與分析

由表3試驗結(jié)果可知，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的發(fā)酵條件的最優(yōu)組合為A2B2C1D3，即檸檬果粒添加量10%、白砂糖添加量8%、接種量0.1%、發(fā)酵時間8 h；根據(jù)極差分析結(jié)果可知，各因素對檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳感官影響程度的主次順序是：D（發(fā)酵時間）＞A（檸檬果粒添加量）＞B（糖添加量）＞C（接種量）。按最優(yōu)方案進行發(fā)酵，得到最優(yōu)組合下的檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳感官評分值為85分，比各組配方試驗所得的綜合評分更高，組織狀態(tài)和口感更佳。故認為正交試驗設(shè)計所得的參數(shù)為檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳最佳發(fā)酵條件。

表3 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳正交設(shè)計試驗結(jié)果

2.3 質(zhì)量指標分析結(jié)果

2.3.1 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的感官分析結(jié)果

在最佳發(fā)酵條件下所制得的檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳色澤呈乳白色，表層帶有檸檬果粒，光滑細膩，無雜質(zhì)，組織狀態(tài)良好，乳清析出較少，口感細膩，具有良好的乳酸風(fēng)味和檸檬特有的清香。

2.3.2 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的理化指標結(jié)果

根據(jù)測定，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳持水性69.455%，可溶性固形物含量13.9%，細菌總數(shù)≤100 CFU/100 g，致病菌未檢出。均符合國標GB 19302—2010《發(fā)酵乳》的質(zhì)量要求。

表4 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的理化指標結(jié)果

2.3.3 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的物性指標結(jié)果

將檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳與市售普通酸奶進行TPA質(zhì)構(gòu)分析對比，得到結(jié)果如表5所示。

經(jīng)TPA質(zhì)構(gòu)儀檢測結(jié)果表明，檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的硬度71.363 g、咀嚼性10.632 mJ、膠著性32.348 g，均比普通酸乳高，表明檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳咀嚼性較好，但彈性、內(nèi)聚性、斷裂性及黏性卻低于市售普通酸奶，故檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳在彈性、斷裂性等方面有待加強。

表5 檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳與普通酸奶的物性指標對比結(jié)果

3 結(jié)論

將新鮮檸檬果與純牛乳結(jié)合，采用單因素試驗法，并結(jié)合正交分析驗證試驗得出檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的最佳發(fā)酵條件為：檸檬果粒添加量10%、白砂糖添加量8%、接種量0.1%、發(fā)酵時間8 h。在此條件下發(fā)酵制得的檸檬果粒凝固型發(fā)酵乳的持水性69.455%、可溶性固形物含量13.9%、酸度117 °T，均符合國家發(fā)酵乳標準，并且組織狀態(tài)細膩，口感爽滑，硬度、咀嚼性、膠著性均比普通市售酸乳高，但在彈性、斷裂性等方面還有待加強。