添加復(fù)原乳對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

馬明，姚思含，商佳琦，王玥鑫，曹雪，劉寧*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.乳品科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150030）

復(fù)原乳，也稱(chēng)還原奶，是將一定量的水加入到濃縮乳或乳粉中，使水分與固體物質(zhì)的比例和生鮮乳中的比例相近的一種乳品[1]。近年來(lái)，由于生鮮乳的來(lái)源不穩(wěn)定、質(zhì)量參差不齊、生產(chǎn)成本高，而奶粉價(jià)格低、便于運(yùn)輸、質(zhì)量易控制，因此企業(yè)對(duì)復(fù)原乳的需求量逐漸增大[2]。目前，生產(chǎn)酸奶的原料沒(méi)有明確的規(guī)定，許多乳品企業(yè)為了降低成本，使用復(fù)原乳代替生鮮乳來(lái)生產(chǎn)酸奶。

因復(fù)原乳經(jīng)過(guò)多次高溫處理，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值會(huì)有所降低，維生素等被損失破壞，磷酸鈣發(fā)生沉淀，蛋白質(zhì)發(fā)生變性[3-5]。同時(shí)，高溫處理也會(huì)促使美拉德反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生更多的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，如糠氨酸等[6]。有研究表明，美拉德反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致食物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生損失，使食物中的某些蛋白質(zhì)減少或變得不可消化，同時(shí)可能對(duì)健康產(chǎn)生有害影響，如誘變性和代謝性疾病[7-8]。經(jīng)過(guò)多次高溫處理后的復(fù)原乳的理化性質(zhì)發(fā)生了改變，會(huì)對(duì)酸奶的微觀結(jié)構(gòu)和感官產(chǎn)生影響，導(dǎo)致利用復(fù)原乳生產(chǎn)的酸奶在產(chǎn)品質(zhì)量上存在一定的缺陷，降低了消費(fèi)者的可接受性[9]。

目前，對(duì)復(fù)原乳的研究主要集中在熱處理后結(jié)構(gòu)的變化以及蛋白復(fù)合物的形成，以及向酸奶中添加脫脂乳粉對(duì)酸奶的影響[10]，鮮有關(guān)于復(fù)原乳對(duì)酸奶品質(zhì)影響的研究。因此，本研究以添加復(fù)原乳的生鮮乳為原料，按照傳統(tǒng)工藝發(fā)酵酸奶，分析不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶的感官、理化性質(zhì)和糠氨酸含量等的影響，以期為提高酸奶的品質(zhì)及為消費(fèi)者選擇酸奶產(chǎn)品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生鮮乳：蘭州莊園牧場(chǎng)股份有限公司；全脂奶粉：Devondale公司；氫氧化鈉（分析純）：天津市大陸化學(xué)試劑廠；糠氨酸標(biāo)準(zhǔn)品：NeoMPS公司；甲醇（色譜純）：天津市津東天正精細(xì)化工試劑廠；三氟乙酸（色譜純）：格里斯醫(yī)藥化學(xué)技術(shù)有限公司；乙酸胺（分析純）：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

乳成分分析儀（Milko Scan FT 120）：丹麥福斯集團(tuán)公司；激光粒徑分析儀（Mastersizer2000）：英國(guó)馬爾文儀器有限公司；質(zhì)構(gòu)儀（TA.XT PLUS）：美國(guó)TA儀器公司；高壓均質(zhì)機(jī)（GYB40-10S）：上海華東高壓均質(zhì)機(jī)廠；高效液相色譜儀（2695）：美國(guó)Waters公司。

1.3 方法

1.3.1 酸奶的制備

準(zhǔn)確稱(chēng)取12.5 g全脂奶粉，加入適量50℃的蒸餾水，低速攪拌至溶解，定容至100mL，制成復(fù)原乳。分別向生鮮乳中添加0%、20%、40%、60%、80%和100%的復(fù)原乳，制成含有不同比例復(fù)原乳的混合乳。取50 mL混合乳，預(yù)熱至55℃，高壓均質(zhì)處理2次（20 MPa）后，在90℃條件下水浴殺菌5 min，冷卻至42℃，接種0.2%的菌種發(fā)酵劑，發(fā)酵6 h～8h，4℃保存。

1.3.2 乳成分分析

采用乳成分分析儀分析生牛乳和復(fù)原乳的乳品質(zhì)差異，主要指標(biāo)包括蛋白質(zhì)、脂肪、乳糖、非脂乳固體和總固形物。

1.3.3 感官評(píng)定

隨機(jī)抽取食品專(zhuān)業(yè)10人（男、女各5人），從酸奶的色澤、氣味、口感與組織狀態(tài)4個(gè)方面，對(duì)不同比例復(fù)原乳發(fā)酵的酸奶進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考RHB 103—2004《酸牛乳感官質(zhì)量評(píng)鑒細(xì)則》，具體見(jiàn)表1。

表1 酸奶的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The standard of sensory evaluation for yogurt

1.3.4 酸度的測(cè)定

按照GB 5009.239—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測(cè)定》測(cè)定酸奶的酸度，連續(xù)測(cè)定7 d。

1.3.5 粒度的測(cè)定

根據(jù)LEVY等[11]的方法，并做適當(dāng)修改。利用激光粒徑分析儀對(duì)酸奶的粒徑進(jìn)行測(cè)定。吸取5 mL酸奶，用蒸餾水稀釋50倍，混合均勻后測(cè)定，以D（4，3）平均值來(lái)衡量粒徑的大小。

1.3.6 質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)酸奶的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行測(cè)量[10]。測(cè)量過(guò)程中選用A/BE探頭，直徑為35 mm，測(cè)前速度與測(cè)試速度為1.0 mm/s，測(cè)后速度為10 mm/s，測(cè)試距離為20 mm。

1.3.7 乳清析出率的測(cè)定

參照K?RZEND?RFER等[12]的方法，并做適當(dāng)修改，取酸奶樣品10 mL，以3 000 r/min離心30 min，靜置10 min后，測(cè)定上清液質(zhì)量即為上層析出乳清質(zhì)量。乳清析出率計(jì)算公式如下。

式中：M1為上層析出乳清質(zhì)量，g；M為酸奶樣品總質(zhì)量，g。

1.3.8 糠氨酸含量的測(cè)定

牛奶在熱處理過(guò)程中會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生糠氨酸。根據(jù)NY/T 939—2016《巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳中復(fù)原乳的鑒定》所規(guī)定的方法，采用高效液相色譜法對(duì)糠氨酸進(jìn)行定量?？钒彼岬南疵撎荻葏?shù)如表2所示。

表2 糠氨酸梯度洗脫的參數(shù)Table 2 Parameters of gradient elution of furosine

1.3.9 數(shù)據(jù)分析

所有試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，利用Sigmaplot 12.5和Origin 8.6作圖軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳成分分析

酸奶的品質(zhì)以及營(yíng)養(yǎng)功能與原料乳中各成分含量有著密切的關(guān)系[13]。有研究發(fā)現(xiàn)，酪蛋白對(duì)酸奶凝膠結(jié)構(gòu)具有較大影響，提高乳清蛋白的含量也可以增加酸奶的保水性及持水力，適當(dāng)提高原料乳中的乳糖含量也有助于加快發(fā)酵[14-16]。為了判斷酸奶品質(zhì)的差異是否由原料乳的成分不同引起，本研究對(duì)復(fù)原乳和生鮮乳的成分進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 復(fù)原乳和生鮮乳的成分含量Table 3 The composition of reconstituted milk and fresh milk g/100 mL

由表3可知，復(fù)原乳和生鮮乳的成分沒(méi)有顯著差異，因此酸奶品質(zhì)的差異不是由原料乳的成分不同引起。

2.2 不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響結(jié)果如表4所示。

表4 不同比例復(fù)原乳酸奶的感官評(píng)分Table 4 Scores of yoghurts containing different proportions of reconstituted milk

由表4可知，以不同比例的復(fù)原乳作為原料制作的酸奶品質(zhì)存在顯著差異。以生鮮乳為原料發(fā)酵制得的酸奶細(xì)膩潤(rùn)滑、色澤均勻、凝乳較好且有純正酸奶香氣。隨著復(fù)原乳比例的增加，各項(xiàng)指標(biāo)的得分均有不同程度降低，酸奶的可接受程度也逐漸降低。總體來(lái)說(shuō)，當(dāng)原料乳中的復(fù)原乳比例等于或低于20%時(shí)，發(fā)酵所得的酸奶品質(zhì)更接近以生鮮乳為原料乳發(fā)酵所得的酸奶；當(dāng)原料乳中復(fù)原乳的比例大于40%時(shí)，酸奶的色澤出現(xiàn)輕微的黃色，稍有乳清析出，并伴有輕微的磨砂感；當(dāng)原料乳中復(fù)原乳的比例大于80%時(shí)，酸奶的色澤出現(xiàn)明顯的黃色，乳清析出嚴(yán)重，有顆粒感，略酸。造成這種現(xiàn)象的原因可能是高溫處理使乳粉發(fā)生了美拉德反應(yīng)，影響了復(fù)原后發(fā)酵酸奶的色澤和口感[17]。生鮮乳發(fā)酵所得酸奶的香氣成分中含有較多的低碳、低沸點(diǎn)的成分，而復(fù)原乳發(fā)酵所得的酸奶的香氣成分中高碳的成分相對(duì)較多，這可能是導(dǎo)致氣味發(fā)生顯著變化的原因[18]。生鮮乳在經(jīng)過(guò)高溫加工和噴霧干燥后，乳中的蛋白質(zhì)在一定程度上發(fā)生變性，進(jìn)而對(duì)復(fù)原后制得的酸奶的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[19]。綜上所述，利用復(fù)原乳發(fā)酵酸奶對(duì)酸奶的感官品質(zhì)有一定影響，復(fù)原乳的比例越高，酸奶的感官品質(zhì)越差。

2.3 不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶酸度的影響

將含有不同比例復(fù)原乳的酸奶在4℃條件下儲(chǔ)藏，在儲(chǔ)藏期（7 d）內(nèi)測(cè)定酸奶的酸度，結(jié)果如圖1所示。

圖1 含有不同比例的復(fù)原乳的酸奶的酸度Fig.1 The acidity of yoghurts containing different proportions of reconstituted milk

由圖1可知，所有酸奶樣品的酸度均大于70°T，且隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)酸度逐漸增加。這主要是由菌株在儲(chǔ)藏期間繼續(xù)產(chǎn)酸，發(fā)生后酸化引起[20]。隨著復(fù)原乳比例的增加，酸度逐漸增大。以生鮮乳為原料發(fā)酵所得的酸奶的酸度和以含有80%和100%復(fù)原乳的原料發(fā)酵所得的酸奶的酸度有顯著差異（P<0.05）。以生鮮乳和含有20%復(fù)原乳的原料乳發(fā)酵所得的酸奶的酸度上升幅度較小，有利于延長(zhǎng)貨架期。以含有80%和100%復(fù)原乳的原料乳發(fā)酵所得的酸奶酸度上升幅度較大，在第6天時(shí)酸奶樣品的酸度已超過(guò)100°T，酸味過(guò)重，對(duì)產(chǎn)品的感官產(chǎn)生影響[21]。綜上所述，以生鮮乳為原料更利于酸奶在儲(chǔ)藏期酸度的穩(wěn)定。

2.4 不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶粒徑的影響

體系的粒徑分布和微粒大小與酸奶的組織狀態(tài)、口感、穩(wěn)定性等密切相關(guān)[22]，本試驗(yàn)檢測(cè)酸奶的微粒大小和分布，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 含有不同比例的復(fù)原乳的酸奶的粒徑分布Fig.2 Particle size distribution of yoghurt containing different proportions of reconstituted milk

如圖2所示，在所有樣品中，以生鮮乳為原料的酸奶具有最小的粒徑。與以生鮮乳為原料的酸奶相比，含有復(fù)原乳的酸奶的粒徑分布都不同程度地向粒徑增大的方向移動(dòng)。這可能是由于蛋白質(zhì)在高溫噴霧干燥過(guò)程中發(fā)生了變性聚集，導(dǎo)致復(fù)原后發(fā)酵所得的酸奶的粒徑增大[23]。綜上所述，使用生鮮乳發(fā)酵的酸奶粒徑最小，組織狀態(tài)細(xì)膩，口感最佳。

2.5 不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)的影響

酸奶的質(zhì)構(gòu)特性與酸奶的物理特性密切相關(guān)，可以反映酸奶的品質(zhì)。不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)表5。

表5 不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)的影響Table 5 Effects of different proportions of reconstituted milk on the texture of yogurt

如表5所示，不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)的影響，主要體現(xiàn)在黏著性和硬度兩個(gè)方面，不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶的內(nèi)聚性沒(méi)有顯著影響。隨著復(fù)原乳比例的增加，酸奶的硬度逐漸增大，這與Cruz等[24]的研究結(jié)果一致。黏著性的變化與硬度的變化恰好相反，與以生鮮乳為原料發(fā)酵所得的酸奶相比，含有復(fù)原乳的酸奶的黏著性顯著下降（P<0.05）。硬度與黏著性在一定程度上反映了樣品的凝乳性能，即隨著原料乳中復(fù)原乳的比例的降低，發(fā)酵所得酸奶的硬度變小和黏著性變大，凝乳效果變好。

2.6 不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶乳清析出率的影響

酸奶在貯藏過(guò)程中會(huì)有乳清析出，當(dāng)乳清析出量過(guò)高時(shí)，酸乳的感官品質(zhì)將被嚴(yán)重破壞。不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶乳清析出率的影響見(jiàn)圖3。

圖3 不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶乳清析出率的影響Fig.3 Effects of different proportions of reconstituted milk on the whey separation of yogurt

如圖3所示，隨著復(fù)原乳比例的增加，酸奶乳清析出率逐漸增大。當(dāng)復(fù)原乳比例增加至60%時(shí)，發(fā)酵所得的酸奶乳清析出率顯著高于由生鮮乳發(fā)酵所得的酸奶（P<0.05），這種現(xiàn)象可能是乳粉在復(fù)原之前經(jīng)過(guò)高溫處理所導(dǎo)致的[25]。與生鮮乳相比，經(jīng)過(guò)高溫處理的復(fù)原乳中的蛋白質(zhì)粒徑較大，相對(duì)表面積較小，不利于與均質(zhì)后形成的小脂肪球結(jié)合，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)合物在酸乳中分布不均勻，使得酸奶在凝乳過(guò)程中不易形成均勻致密的蛋白網(wǎng)絡(luò)骨架，內(nèi)部持水能力下降。

2.7 不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶糠氨酸含量的影響

糠氨酸是蛋白質(zhì)在高溫條件下與乳糖發(fā)生美拉德反應(yīng)所形成的產(chǎn)物，糠氨酸含量可以反映賴(lài)氨酸的損失程度[26]。本研究測(cè)定不同比例復(fù)原乳的原料乳發(fā)酵所得的酸奶中的糠氨酸含量，結(jié)果如圖4～圖6所示。

圖4 由生鮮乳發(fā)酵的酸奶的色譜圖Fig.4 Chromatography of yogurt fermented from fresh milk

圖5 由100%復(fù)原乳發(fā)酵的酸奶的色譜圖Fig.5 Chromatography of yoghurt fermented from 100%reconstituted milk

圖6 不同比例的復(fù)原乳對(duì)酸奶中糠氨酸含量的影響Fig.6 Effects of different proportions of reconstituted milk on the furosine content of yogurt

由圖4和圖5可知，糠氨酸的出峰時(shí)間在7.4 min～7.5 min，且能夠與干擾峰完全分離。如圖6所示，隨著復(fù)原乳比例的增加，酸奶中的糠氨酸含量近似呈線(xiàn)性增加（R2=0.997），由14.5 mg/100 g蛋白質(zhì)（0%復(fù)原乳）增加至168.1 mg/100 g（100%復(fù)原乳），這與喬煦瑋等[27]的研究結(jié)果一致?？钒彼岷康牟煌赡苁怯捎趶?fù)原乳的原料（乳粉）經(jīng)歷過(guò)高溫處理[28]，而高溫條件有利于美拉德反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)而在弱酸性條件下產(chǎn)生乳糖基賴(lài)氨酸，水解成糠氨酸，影響酸奶的品質(zhì)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了不同比例（0%、20%、40%、60%、80%和100%）復(fù)原乳對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，與以生鮮乳為原料相比，隨著原料中復(fù)原乳比例的增加，發(fā)酵所得酸奶的品質(zhì)呈下降趨勢(shì)。含有80%和100%復(fù)原乳的酸奶的酸度顯著高于生鮮乳發(fā)酵所得酸奶（P<0.05），且在儲(chǔ)藏6 d后酸度超過(guò)100°T。含有復(fù)原乳的酸奶比以生鮮乳為原料發(fā)酵所得的酸奶具有較高的硬度，較低的黏著性，且體系中的顆粒具有更大的粒徑。當(dāng)原料中復(fù)原乳中比例較高（≥60%）時(shí)，發(fā)酵所得的酸奶乳清析出嚴(yán)重。酸奶中的糠氨酸含量與原料中復(fù)原乳的比例且正相關(guān)。因此，發(fā)酵酸奶的原料中可以少量添加復(fù)原乳，但大量添加復(fù)原乳會(huì)導(dǎo)致酸奶品質(zhì)降低，糠氨酸含量升高。