大豆發(fā)酵型酸豆乳飲料的工藝研究

時文芳，焦婷婷*

（漯河食品職業(yè)學(xué)院，河南 漯河 462300）

現(xiàn)代生活水平越來越高，人們開始更加注重食品的功能性和營養(yǎng)性。日常膳食中的優(yōu)質(zhì)蛋白除了從肉類、奶類、蛋類攝取之外，植物性優(yōu)質(zhì)蛋白主要來源于大豆，我國的大豆資源比較豐富，其產(chǎn)量居世界第3位。大豆營養(yǎng)價值比較豐富，其蛋白含量約為35%，脂肪含量約為18%，碳水化合物含量約為34%，同時，還含有天然的抗癌成分——大豆異黃酮。大豆含鐵量豐富，適用于缺鐵性貧血人群的長期食用；大豆中含有較多的低聚糖，可改善腸道內(nèi)菌群環(huán)境等[1-3]。本實驗以優(yōu)質(zhì)大豆為主要原料經(jīng)發(fā)酵制作酸豆乳制品，通過調(diào)整輔料添加量，經(jīng)過單因素和正交試驗研究確定最佳發(fā)酵型酸豆乳飲料的制備工藝，對大豆新產(chǎn)品的研究開發(fā)及深加工利用提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

保加利亞乳桿菌，嗜熱鏈球菌，北京華越洋生物科技有限公司提供；優(yōu)質(zhì)大豆，食用優(yōu)質(zhì)綿白糖及食鹽，當(dāng)?shù)爻匈徺I；鮮奶、蔗糖酯、蔗糖、果膠和碳酸鉀，河南德大食品有限公司。

1.2 主要儀器和設(shè)備

表1 主要實驗儀器

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

圖1 工藝流程圖

1.3.2 工藝操作要點

（1）豆乳的制備：選擇優(yōu)質(zhì)大豆進行清洗、熱燙、浸泡、磨漿后，用紗布（相當(dāng)于160目篩）進行過濾

（2）調(diào)配：向磨好的豆乳中添加40%的鮮奶和輔料（蔗糖酯、蔗糖、果膠）。

（3）均質(zhì)：在一定的溫度和壓力下對調(diào)配好的豆乳進行均質(zhì)。

（4）滅菌、冷卻：在 115℃下，將豆乳滅菌 15 min，然后迅速冷卻至40℃。

（5）接種：先將菌種分別進行活化，后按一定比例進行接種。

（6）發(fā)酵：在適宜溫度下發(fā)酵一定的時間，得到表層呈均勻細密的凝塊。然后，將上述產(chǎn)品在2～4℃下后熟12～14 h即可得到酸豆乳。

1.4 輔料添加量的確定

本實驗添加輔料為果膠、蔗糖和蔗糖酯。通過L9（33）正交試驗設(shè)計，對輔料的添加量進行優(yōu)化。具體因素水平見表2。

表2 正交試驗水平表 %

1.5 均質(zhì)溫度、壓力和時間的確定

參照朱玉昌等[3]的實驗方法，對均質(zhì)機的溫度和壓力設(shè)置了4個組合。均質(zhì)參數(shù)組合見表3。

表3 均質(zhì)參數(shù)組合表

1.6 感官評分標準

請10位專業(yè)人士組成感官評定小組，運用綜合評分的方法評定發(fā)酵酸豆乳的口味、氣味和外觀形態(tài)，評分的主要依據(jù)見表4。

表4 感官評分指標

1.7 酸度的測定

按照GB 5009.239-2016中對食品酸度的測定方法進行測定。

1.8 單因素實驗和正交試驗設(shè)計

1.8.1 單因素試驗

通過分析發(fā)酵型酸豆乳的感官品質(zhì)，對料水比、接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間進行單因素分析。

1.8.2 正交實驗

在單因素試實驗的基礎(chǔ)上，對料水比、接種量、發(fā)酵溫度及發(fā)酵時間這四個因素進行四因素三水平的正交實驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 輔料添加量的優(yōu)化結(jié)果

在發(fā)酵型酸豆乳的制作過程中，除發(fā)酵劑對豆乳風(fēng)味的影響外，輔料的添加也直接影響酸豆乳的色、香、味、形[4]?？商砑臃€(wěn)定劑如：果膠、蔗糖酯增加酸豆乳中乳蛋白在酸性條件下的穩(wěn)定性，防止酸豆乳在貯存中的出現(xiàn)沉淀；添加甜味劑，如蔗糖不僅能來改善產(chǎn)品的口感，還能影響發(fā)酵效果[5]。通過正交試驗確定果膠、蔗糖酯和蔗糖3種輔料添加劑的最佳用量，如表5所示。

由表5可知，3種輔料對產(chǎn)品感官評價的影響次序為C＞B＞A，蔗糖用量對產(chǎn)品感官評價的影響最大，其次是蔗糖酯，最后是果膠用量。從表中可以看出最佳的實驗組合為A3B3C2，即三者的添加量分別為果膠0.3%、蔗糖酯0.3%、蔗糖6%。

表5 輔料添加量正交試驗結(jié)果

2.2 均質(zhì)溫度、壓力和時間的確定

均質(zhì)可使脂肪球及其它粒子更加微?；?、均勻化，從而提高酸豆乳的穩(wěn)定性[6]，改善成品口感及品質(zhì)。豆乳的均質(zhì)效果主要是受均質(zhì)溫度、壓力和時間的影響。實驗結(jié)果見表6。

由表6可知，組合2、3、4相比，豆乳的色澤逐漸變淺，口感略有下降；而組合1、2相比較，豆乳色澤變化不明顯，口感基本無差別。因此，均質(zhì)條件應(yīng)該選擇組合2，即最適均質(zhì)溫度為85℃，壓力為20MPa，時間為 5 min。

表6 均質(zhì)溫度、壓力和時間對豆乳色澤和口感的影響

2.3 單因素試驗結(jié)果與分析

2.3.1 料水比對酸豆乳發(fā)酵品質(zhì)的影響

從表7中可以看出，料水比小于1:6（g/mL）的豆乳，酸度較高，凝乳時間較長，感官評分有所下降。料水比大于1:6（g/mL）的豆乳，酸度較低，發(fā)酵時間較長，感官評分亦有所下降。酸豆乳凝乳的形成是因為蛋白質(zhì)達到等電點時蛋白質(zhì)發(fā)生凝固，因此蛋白質(zhì)的含量影響蛋白質(zhì)的凝固程度，而蛋白質(zhì)的含量跟豆乳的濃度密切相關(guān)，所以豆乳的濃度對發(fā)酵酸豆乳的質(zhì)量有很大影響[7]。綜上所述，料水比為1:6時豆乳發(fā)酵效果較好。

表7 料水比對酸豆乳發(fā)酵的影響

2.3.2 接種量對酸豆乳發(fā)酵品質(zhì)的影響

由表8可以看出，接種量過高或過低都會對產(chǎn)品造成一定影響：接種量過高，溶氧不足，影響凝乳；接種量過低，產(chǎn)酸太慢，延長凝乳時間，進而影響產(chǎn)品的組織狀態(tài)和食用品質(zhì)[8-9]。當(dāng)接種量從2%增加到4%時，豆乳的酸度逐漸上升，但接種量在4%以上時，酸度基本保持不變；凝乳時間隨著接種量的增加而縮短；接種量為2%～5%時，感官評分隨著接種量增加而增加。所以接種量為5%時，豆乳發(fā)酵效果較好。

表8 接種量對酸豆乳發(fā)酵的影響

2.3.3 發(fā)酵溫度對酸豆乳發(fā)酵品質(zhì)的影響

發(fā)酵溫度對菌種的生長、代謝及代謝產(chǎn)物都有較大的影響，進而影響產(chǎn)品的特性。

從表9中可看出，發(fā)酵溫度從35℃到46℃時，酸乳酸度逐漸升高，但凝乳時間呈現(xiàn)先縮短后增加的趨勢，這是因為發(fā)酵溫度在一定范圍為升高，接近菌種的最適宜生長溫度，有利于菌種的生長繁殖，加速凝塊形成，從而縮短發(fā)酵時間[10]，但發(fā)酵溫度繼續(xù)升高時，超過菌種最適宜溫度，影響菌種的生長代謝，延長凝乳時間，并破壞酸乳的組織結(jié)構(gòu)和風(fēng)味特性[11]，進而影響其感官評分。所以，發(fā)酵酸豆乳的發(fā)酵溫度應(yīng)在為40℃較為適宜。

表9 發(fā)酵溫度對酸豆乳發(fā)酵的影響

2.3.4 發(fā)酵時間對酸豆乳發(fā)酵品質(zhì)的影響

從表10中可看出，發(fā)酵時間對酸豆乳的酸度影響較大。發(fā)酵初期，酸度幾乎沒有變化，這主要是因為菌種處于適應(yīng)調(diào)整期。發(fā)酵8 h后，在保加利亞桿菌和嗜熱鏈球菌的共同作用下，發(fā)酵速度明顯加快，酸度迅速上升，8～12 h是酸度上升最快的時期。但在發(fā)酵時間大于10 h時，產(chǎn)品的感官評分有一定的下降，可能是由于酸度增加抑制了菌種的活力[12]，使發(fā)酵過程減緩的緣故，故發(fā)酵時間控制在10h較好。

表10 發(fā)酵溫時間對酸豆乳發(fā)酵的影響

2.4 正交試驗

采用4因素3水平的正交實驗，對料水比、接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間進行進一步優(yōu)化，試驗因素水平見表11，試驗結(jié)果見表12。

表11 試驗因素水平

從表12所示結(jié)果得到，料水比、接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間四因素對發(fā)酵品質(zhì)的影響順序依次為：接種量＞料水比＞發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時間，最好的發(fā)酵條件為D2E2F2G3，即料水比為 1:6，接種量5%，發(fā)酵溫度40℃，發(fā)酵時間為12 h。但在正交實驗表中，得分最高組合為D2E2F3G1，通過對這兩個組合進行對比試驗，得出由組合D2E2F2G3得到的酸豆乳感官評分更高為90，高于正交試驗表中D2E2F3G1的感官評分，所以最佳發(fā)酵條件為料水比為1:6，接種量為5%，發(fā)酵溫度為40℃，發(fā)酵時間12 h。

表12 酸豆乳發(fā)酵正交試驗結(jié)果

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量分析

2.5.1 感官檢驗評價結(jié)果

發(fā)酵酸豆乳的感官檢驗結(jié)果如下:

口味：口感細膩、爽滑，無腥味，酸甜適中。

香味：發(fā)酵后的酸豆乳具有大豆的香氣以及乳酸菌發(fā)酵特有的發(fā)酵風(fēng)味。

外觀形態(tài)：發(fā)酵酸豆乳為乳白色，色澤均勻一致；質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定，無沉淀。

2.5.2 理化指標分析結(jié)果

總酸度為 50～75°T；pH 為 4.6～4.8；脂肪含量≥3.5 g/100g；蛋白質(zhì)含量≥2.3g/100g；總糖含量≥6%。

3 結(jié)論

通過單因素和正交試驗確定發(fā)酵型酸豆乳飲料的最佳工藝配方：酸豆乳輔料添加量為果膠0.3%，蔗糖酯0.3%，蔗糖6%，最適均質(zhì)溫度為85℃，壓力為20 MPa，時間為5 min；最佳優(yōu)化工藝條件為料水比1:6、接種量5%、發(fā)酵溫度40℃、發(fā)酵時間為12h。此條件下發(fā)酵后的酸豆乳為乳白色，色澤均勻一致；質(zhì)構(gòu)穩(wěn)定，無沉淀，無乳清析出；口感細膩、爽滑，無腥味，酸甜適中；具有大豆的香氣以及乳酸菌發(fā)酵特有的發(fā)酵風(fēng)味。