海帶多糖對(duì)酸奶品質(zhì)的改善

王廣震 李韻 張瀟予 郭峻伊 陳浩

摘 要：目的：研究海帶多糖的添加對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。方法：將海帶多糖添加至脫脂乳中，經(jīng)發(fā)酵后，通過測(cè)定酸奶的黏度、pH、酸度等指標(biāo)，獲得海帶多糖的最佳添加濃度。結(jié)果：將酸奶于4 ℃下儲(chǔ)存7 d后，當(dāng)海帶多糖添加量為2.0%（以每100 g脫脂乳中海帶多糖質(zhì)量計(jì)，w/w）時(shí)，黏度下降率僅為 14.04%，持水力下降率僅為21.07%;當(dāng)海帶多糖添加量為1.0%時(shí)，酸度提升率僅為5.37%，而相同條件下未添加海帶多糖的酸奶黏度下降率為31.05%，持水力下降率為26.79%，酸度提升率為6.71%。酸奶黏度得到了顯著提高且在儲(chǔ)存過程中具有較好的保持作用，酸奶的持水力和酸度的保持作用也得到了提高。結(jié)論：當(dāng)海帶多糖添加量為2.0%時(shí)，海帶多糖對(duì)酸奶品質(zhì)的改善作用最為顯著。

關(guān)鍵詞：酸奶;感官評(píng)價(jià);黏度;酸度

酸奶是指以鮮牛乳為主要原料，經(jīng)均質(zhì)、殺菌處理后接種濕熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌等有益乳酸菌而制成的具有特殊風(fēng)味的乳制品[1]。酸奶在日常生活中作為老少皆宜、價(jià)格低廉的健康飲品，含有較高生物價(jià)值的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和利于吸收的糖類，以及含量豐富的維生素和礦物質(zhì)[2]，具有豐富的營養(yǎng)和較好的保健功能。但目前酸奶仍存在保質(zhì)期短、質(zhì)量不穩(wěn)定、風(fēng)味不足等缺點(diǎn)。因此，如何提高酸奶的品質(zhì)和穩(wěn)定性是一個(gè)亟待解決的問題。近年來，研究表明，在酸奶發(fā)酵過程中添加多糖有助于酸奶質(zhì)構(gòu)、口感的改善。在酸奶中添加多糖，可以提高酸奶的粘稠度并改善其質(zhì)地、狀態(tài)與口感。盧玉容等[3]關(guān)于銀耳多糖的研究表明，適量的銀耳多糖（0.37 mg/mL）的添加可增加發(fā)酵微生物的數(shù)量，縮短發(fā)酵時(shí)間，改善低脂酸奶的持水力和質(zhì)構(gòu)，提升低脂酸奶的感官品質(zhì)。

海帶多糖是一類存在于海帶細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)的天然生物大分子物質(zhì)，具有來源豐富、容易提取、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。作為海帶中非常重要的生物活性成分，海帶多糖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生理活性多樣，具有抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、防輻射、降血糖、降血脂和排毒等多種生理活性，在食品和保健品研發(fā)方面具有廣闊前景，已經(jīng)在各種食品中作為穩(wěn)定劑、保水劑、保鮮劑、風(fēng)味劑、抑菌劑、降脂劑、降糖劑等食品添加劑使用，用以改善食品感官品質(zhì)和延長(zhǎng)食品儲(chǔ)存期限[4]。本研究以添加不同濃度海帶多糖的酸奶作為研究對(duì)象，測(cè)定海帶多糖的添加對(duì)酸奶的酸度、pH、持水力和食品感官評(píng)價(jià)等指標(biāo)的影響，為進(jìn)一步拓寬海帶多糖在發(fā)酵制品中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

海帶多糖（食品級(jí)），山東旭升生物科技有限公司;乳酸菌酸奶發(fā)酵劑，北京川秀科技有限公司;脫脂乳粉，恒天然（中國）有限公司;白砂糖，太古（中國）有限公司;氫氧化鈉（分析純），淄博君冠化工有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

PHS-25 型pH 計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;SC-3610 型低速離心機(jī)，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司;95-2 型數(shù)顯恒溫磁力攪拌器，常州市國旺儀器制造有限公司;H H·S 21-6-S 型電熱恒溫水浴鍋，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;立式全溫震蕩培養(yǎng)箱，上海旻泉儀器有限公司;NDJ-5S 型數(shù)字旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，上海方瑞儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 海帶多糖發(fā)酵酸奶的制備 （1）復(fù)原脫脂乳的制備：將脫脂乳粉加入65 ℃純凈水中充分溶解，復(fù)原脫脂乳固形物含量為12%，分別向其中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的海帶多糖。（2）均質(zhì)：在60～65 ℃、20 MPa條件下對(duì)復(fù)原脫脂乳進(jìn)行均質(zhì)處理。（3）冷卻、添加白砂糖：定量稱取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的白砂糖，添加到40 ℃的復(fù)原脫脂乳中，充分?jǐn)嚢枞芙?。?）接種發(fā)酵：將3%的乳酸菌酸奶發(fā)酵劑接種于上述復(fù)原脫脂乳中，充分?jǐn)嚢韬?，?2 ℃條件下發(fā)酵約7.5 h。（5）終止發(fā)酵：當(dāng)pH下降至4.5～4.6時(shí)終止發(fā)酵。（6）冷藏后熟：將發(fā)酵結(jié)束后的酸奶置于4 ℃冰箱中靜置12～24 h后熟，得到海帶多糖發(fā)酵酸奶。

1.3.2 pH 和酸度的測(cè)定 根據(jù) GB 5009.239—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度》[5]的測(cè)定，稱取4 g樣品（精確到 0.01 g）于 250 mL 錐形瓶中。用量筒量取96 mL約20 ℃的水，使樣品復(fù)溶，攪拌，然后靜置20 min。用滴定管向錐形瓶中滴加氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1 mol/L），直到pH 穩(wěn)定在（8.30±0.01）處4～5 s。滴定過程中，始終用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，同時(shí)向錐形瓶中吹氮?dú)?，防止溶液吸收空氣中的二氧化碳。整個(gè)滴定過程應(yīng)在1 min內(nèi)完成。記錄所用氫氧化鈉溶液的毫升數(shù)，精確至0.05 mL，代入式（1）中，以重復(fù)性條件下獲得的2次獨(dú)立測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值表示。

式（1）中，X為試樣酸度（T°）;C為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度（mol/L）;V為滴定時(shí)所消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）;V0為空白試驗(yàn)所消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（mL）;m為試樣質(zhì)量（g）。

1.3.3 持水力（WHC）的測(cè)定 參照Kocher等[6]的離心法測(cè)量，首先稱量10 mL離心管質(zhì)量，記為W（g），每個(gè)離心管中加入5 g（精確到0.01 g）酸奶樣品，并稱量總質(zhì)量，記為W1（g）。在4 ℃條件下，使用SC-3610 型低速離心機(jī)離心 10 min，轉(zhuǎn)速3 000 r/min。離心后靜置10 min，棄置上清液，準(zhǔn)確稱量殘?jiān)碗x心管總質(zhì)量，記為W2（g），代入式（2）中獲得測(cè)定結(jié)果。

1.3.4 黏度的測(cè)定 參照李慧等[7]的方法，將酸奶裝入樣品瓶，裝樣高度8 cm，旋上蓋子，置于25 ℃恒溫水浴鍋中，靜置30 min后將樣品瓶移到NDJ-5S 型數(shù)字旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)轉(zhuǎn)子正下方，采用常規(guī)4號(hào)轉(zhuǎn)子，慢慢將轉(zhuǎn)子插入樣品至浸沒刻度線。設(shè)定轉(zhuǎn)速為12 r/min，開始測(cè)試，待示數(shù)穩(wěn)定后讀取結(jié)果。每個(gè)樣品進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，結(jié)果取平均值。

1.3.5 食品感官評(píng)價(jià) 依照國標(biāo) GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[8]，從外觀色澤、組織狀態(tài)、風(fēng)味、組織狀態(tài)四個(gè)方面制定海帶多糖發(fā)酵酸奶的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，樣品隨機(jī)提供給10位審評(píng)人員，分別打分，取平均分為感官總分。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)結(jié)果利用Excel 2013軟件進(jìn)行誤差分析;利用SPSS 17軟件進(jìn)行方差分析，差異顯著性標(biāo)準(zhǔn)為P<0.05;利用Origin 8.5 軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 海帶多糖對(duì)發(fā)酵酸奶酸度和 pH 的影響

酸度是酸奶儲(chǔ)存過程中影響其保質(zhì)期的重要因素。由圖 1 可見，儲(chǔ)存天數(shù)從1～7 d，5組海帶多糖添加濃度不同的發(fā)酵酸奶的酸度值（T°）均大于70，符合 GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中酸度的要求[8]。隨著海帶多糖添加濃度的增多，發(fā)酵酸奶的酸度值無明顯升高，不同添加濃度的海帶多糖發(fā)酵酸奶的酸度值十分接近，但是隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)酵酸奶的酸度值呈現(xiàn)明顯升高趨勢(shì)，其中，未添加海帶多糖的發(fā)酵酸奶7 d中酸度升高了6.71%，海帶多糖添加濃度為 1.0%的發(fā)酵酸奶在7 d中酸度值僅升高了5.37%，由此可見，當(dāng)海帶多糖添加濃度為1.0%時(shí)，海帶多糖發(fā)酵酸奶的酸度上升趨勢(shì)最小，并且其酸度在儲(chǔ)存過程中最穩(wěn)定，這是由于海帶多糖對(duì)酸奶發(fā)酵菌種的發(fā)酵產(chǎn)酸具有一定的抑制作用，有利于延長(zhǎng)發(fā)酵酸奶的保質(zhì)期、提高發(fā)酵酸奶的品質(zhì)。由圖2可見，海帶多糖的添加濃度對(duì)發(fā)酵酸奶的pH影響并不明顯，發(fā)酵酸奶的酸度主要是乳酸菌發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸引起的，其酸度高低與pH相對(duì)應(yīng)，pH越低，表明酸度值越高，pH越高，表明酸度值越低。由于有機(jī)酸解離不完全，所以pH計(jì)測(cè)得的發(fā)酵酸奶的pH并不準(zhǔn)確，因此酸度是評(píng)測(cè)發(fā)酵酸奶品質(zhì)更為準(zhǔn)確的指標(biāo)，酸度對(duì)發(fā)酵酸奶的風(fēng)味和口感都有十分重要的影響，因此通過測(cè)定發(fā)酵酸奶的酸度和pH可以判斷發(fā)酵酸奶的儲(chǔ)存時(shí)間和新鮮程度。

2.2 海帶多糖對(duì)發(fā)酵酸奶持水力的影響

持水力是衡量酸奶品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，它決定了酸奶的組織狀態(tài)以及酸奶的風(fēng)味。持水力一般與酸奶中的總固形物含量以及蛋白質(zhì)的含量有關(guān)，持水力越高說明凝膠體系的大分子可以通過較強(qiáng)的作用力與較多的水分子結(jié)合，穩(wěn)定性也就越高。由圖 3 可見，隨著海帶多糖添加濃度的增加，酸奶的持水力明顯提高，且隨著海帶多糖酸奶儲(chǔ)存天數(shù)的增加，添加海帶多糖酸奶的持水力下降速率明顯小于未添加海帶多糖的酸奶。4 ℃的條件下儲(chǔ)藏7 d后，添加海帶多糖的酸奶持水力均顯著高于空白組，其中，未添加海帶多糖的空白組的持水力下降了26.79%，添加2.0%的海帶多糖的酸奶的黏度下降了21.07%。這是由于酸奶的持水力主要受到酸奶中酪蛋白含量的影響，酪蛋白在一定的酸性條件下凝膠形成具有空間網(wǎng)狀的膠體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以容納水分和其他小分子物質(zhì)及乳酸菌。加入多糖后，在發(fā)酵過程中多糖在酸奶的凝膠結(jié)構(gòu)中以化學(xué)鍵的形式與蛋白質(zhì)分子相互作用，能夠增強(qiáng)凝膠結(jié)構(gòu)，從而更有效地截留水分，防止乳清析出，從而提高了酸奶的持水力[9] 。持水力的提高有助于改善酸奶的品質(zhì)，使其組織狀態(tài)得到明顯的改善。

2.3 海帶多糖對(duì)發(fā)酵酸奶黏度的影響

由圖 4可見，隨著海帶多糖添加濃度的增加，酸奶的黏度明顯升高，且隨著酸奶儲(chǔ)存天數(shù)的增加，添加海帶多糖的酸奶的黏度下降速率明顯小于未添加海帶多糖的酸奶。在4 ℃的條件下儲(chǔ)藏7 d后，添加海帶多糖的酸奶黏度均顯著高于空白組，其中，未添加海帶多糖的空白組的黏度下降了31.05%，添加2.0%的海帶多糖的酸奶的黏度下降了14.04%，因此當(dāng)海帶多糖添加濃度為2%時(shí)，海帶多糖對(duì)酸奶黏度的保持作用顯著。酸奶的黏度來自于蛋白質(zhì)和乳酸的相互作用，蛋白質(zhì)是酸奶黏度的主要影響因素，多糖的添加可以提高酸奶中蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，因此在酸奶中添加海帶多糖作為增稠劑和凝膠劑，對(duì)酸奶的黏度具有明顯的改善作用。

2.4 不同海帶多糖添加濃度對(duì)發(fā)酵酸奶感官品質(zhì)的影響

由表2可見，隨著海帶多糖添加濃度的增加，酸奶的各項(xiàng)指標(biāo)均呈上升趨勢(shì)。當(dāng)添加濃度為2.0%時(shí)，酸奶的各項(xiàng)指標(biāo)均為最高。從外觀色澤來看，酸奶的色澤更加偏乳白色，更加均勻有光澤;從組織狀態(tài)來看，酸奶更富有黏度和彈性;從風(fēng)味來看，酸奶無異味或刺激性氣味，且具有明顯特殊的清香味;從口感來看，酸奶口感細(xì)膩酸甜適中，且無明顯顆粒感。隨著海帶多糖添加濃度的增加，酸奶的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)逐漸增加，但增加幅度逐漸減小。當(dāng)海帶多糖添加濃度為2.0%時(shí)，酸奶感官評(píng)價(jià)指標(biāo)最高。這是由于海帶多糖屬于高聚合度天然高分子化合物，分子質(zhì)量大，本身具有出色的凝膠性質(zhì)和膠黏性質(zhì)，因此可以起到穩(wěn)定蛋白質(zhì)，減少渾濁和沉淀產(chǎn)生的作用，進(jìn)而起到改善外觀色澤、組織狀態(tài)和口感的作用。此外，由于海帶多糖中的褐藻膠屬于典型的膠體，粘性大、持水力強(qiáng)，嚴(yán)密的膠狀結(jié)構(gòu)中含有大量的呈味物質(zhì)[10]，因此隨著海帶多糖添加濃度的升高，特殊清香味也更加濃郁。但隨著海帶多糖添加濃度的升高，評(píng)分差距愈發(fā)縮小，可能是由于黏度過高導(dǎo)致口感下降和海帶多糖味道過重導(dǎo)致風(fēng)味下降，因此可預(yù)測(cè)，如果繼續(xù)提高海帶多糖的添加濃度，感官品質(zhì)評(píng)分可能會(huì)保持穩(wěn)定甚至出現(xiàn)下降。因此，綜合數(shù)據(jù)來看，當(dāng)海帶多糖添加濃度為2.0%時(shí)，酸奶的感官評(píng)價(jià)最高。

3 結(jié)論

本研究以脫脂乳粉為主要原材料，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌為發(fā)酵劑，添加海帶多糖以提高發(fā)酵酸奶的品質(zhì)和穩(wěn)定性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)海帶多糖添加濃度為2.0%時(shí)，海帶多糖發(fā)酵酸奶感官指標(biāo)最高，對(duì)發(fā)酵酸奶的持水力、黏度的改善最為顯著，發(fā)酵酸奶的持水力7 d后僅下降21.07%，黏度僅下降14.04%;當(dāng)海帶多糖添加濃度為1.0%時(shí)，對(duì)發(fā)酵酸奶儲(chǔ)存過程中酸度升高的抑制作用最為顯著，發(fā)酵酸奶的酸度7 d后僅上升5.37%。添加海帶多糖后，產(chǎn)品呈乳白色，質(zhì)地均勻，有光澤，具有特殊清香氣味，同時(shí)具有較好的黏度和持水性，酸奶品質(zhì)和穩(wěn)定性得到了一定的提高。綜合各項(xiàng)指標(biāo)來看，當(dāng)海帶多糖添加量為2.0%時(shí)，海帶多糖對(duì)酸奶品質(zhì)的改善作用最為顯著。

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