发酵型牛初乳果冻的工艺研究

王筠钠，熊晓辉*

（南京工业大学食品与轻工学院，江苏南京211816）

发酵型牛初乳果冻的工艺研究

王筠钠，熊晓辉*

（南京工业大学食品与轻工学院，江苏南京211816）

发酵型牛初乳果冻以牛初乳、牛常乳、复合乳酸菌、明胶、琼脂、淀粉为原料，主要工艺流程为制胶、均质、杀菌、注模、成型。通过单因素试验，确定复合酸乳比例为牛初乳/牛常乳=1∶10，发酵温度43℃，发酵时间4h，蔗糖量为乳量6%，接种量3%；采用L9（3）4正交试验确定发酵型牛初乳果冻优化配方为复合酸乳95%，明胶2%，琼脂2%，淀粉1%。在此最佳条件下，果冻感官评分为96分。

牛初乳；果冻；发酵；乳酸菌

牛初乳是牛分娩后一周内分泌的具有特殊乳腥味的黄稠乳汁，为分娩前干乳期积于乳腺的血清与乳糜管分泌物的混合物，与常乳明显不同，除具有高热量、高蛋白质的特征外，还富含珍贵的生长因子和免疫因子等功能性组分，其中蛋白质及钙（Ca）、钠（Na）、锌（Zn）、铁（Fe）、锰（Mn）、铜（Cu）等矿物质的含量均高于常乳，脂溶性维生素VA、VD、VE以及水溶性维生素VB12的含量是常乳的3～4倍，具有增强免疫力、调节胃肠道功能、促进生长发育、改善记忆力、延缓衰老、抑制肿瘤及美容养颜等功效[1-6]。

发酵酸奶将牛奶中的酪蛋白、乳脂、乳糖等经乳酸菌发酵变成易消化吸收的乳糜微粒、氨基酸、蛋白质多肽类等，能改善部分人群的乳糖不耐症，提高产品的保藏性并赋予其良好的风味[7-14]。本实验在牛常乳中增添牛初乳，利用保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）与嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）复合乳酸菌进行发酵，不仅能促进乳酸菌产酸，还可提高酸奶黏度和持水力，改善传统果冻因过量添加人工色素、香精和防腐剂等而导致的营养价值较低、保健功能有限、影响人体健康等不足，尤其帮助处在生长发育期的青少年和体弱多病的老年人增强免疫力、补充营养、促进消化[15-20]。发酵型牛初乳果冻在赋予果冻形式及营养多元化的同时，为牛初乳的综合利用提供新途径，将受到广大消费者喜爱。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牛常乳、牛初乳：庄园乳品有限公司；乳酸菌菌种（保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按1∶1混合）：南京工业大学食品学院微生物实验室筛选；明胶：漯河市五龙明胶有限公司；琼脂：青岛琼脂制造公司；蔗糖：广西湘桂糖业集团有限公司；变性淀粉：无锡金陵塔有限公司。

1.2 仪器与设备

CP214电子分析天平：美国奥豪斯仪器（上海）有限公司；GDJS-100恒温烘箱：无锡科隆试验设备有限公司；APV 1000型高压均质机：丹麦APV公司。

1.3 试验方法

1.3.1 发酵型牛初乳果冻制备工艺流程

操作说明：将明胶、琼脂、淀粉按7∶5∶1的比例混合均匀，加入490mL纯净水，在搅拌下缓慢加热至沸腾，完全溶解后，制成复合胶液，待用。量取一定量牛初乳、牛常乳、蔗糖添加到250mL烧杯中搅拌均匀，煮沸待用，然后冷却至（70±5）℃，倒入均质机中，在20～22MPa的条件下进行均质，得到乳白色复合乳，冷却至45℃，接入适量乳酸菌混合菌种（保加利亚乳杆菌/嗜热链球菌1∶1），搅拌均匀，放入恒温培养箱一定温度（43℃）进行接种发酵4h。待发酵完成后，取一定量复合酸乳，加入一定量复合胶液，均质，注模，用保鲜膜密封，冷却成型，得乳白色发酵型牛初乳果冻。

1.3.2 主要性能指标检测方法

凝胶强度测定：将横截面为1cm2的有机玻璃棒垂直固定在支架上，并与放在托盘天平左盘烧杯里的果冻表面接触，在天平右盘里慢慢添加砝码，直至果冻表面破裂，此时砝码的质量即为凝胶强度值，测5次取其平均值。

含水率测定：取适量样品（约1g）称量后放入恒温干燥烘箱中，在105℃烘至质量恒定，含水率按下式计算：

式中：m1为烘干前试样质量，g；m2为烘干后试样质量，g。

pH值测定：选用精密pH计，根据pH值测定发酵型酸乳的酸度。

微生物指标测定：参照GB/T4789.1—2008《食品卫生微生物学检验》进行检测。

固形物含量测定：用烧杯盛装一定量果冻样品，总质量m1，置于105℃电热鼓风干燥箱中，烘干，干燥的样品和烧杯的总质量m2，彻底移除烘干的样品，空烧杯的质量m3，做3次平行试验，取平均值。果冻中固形物的含量计算公式：

式中：m1为果冻样品总质量，g；m2为干燥的样品和烧杯的总质量，g；m3为空烧杯的质量，g。

1.3.3 复合乳和发酵型牛初乳果冻的感官评价

复合乳和发酵型牛初乳果冻的感官评定标准（满分100分）分别见表1和表2。

表1 复合乳感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standard of compound milk

表2 发酵型牛初乳果冻的感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standard of fermented bovine colostrums jelly

2 结果与分析

2.1 复合乳配比确定

牛初乳营养价值远高于牛常乳，其蛋白质含量是常乳的3倍，除了含与常乳类似的α-乳白蛋白，β-乳球蛋白外，还含有免疫球蛋白、乳铁蛋白、乳过氧化酶、生长因子等功能组分。但由于牛初乳中含较多的热稳定差的乳清蛋白和较少的热稳定性好的酪蛋白，所以加热至60～70℃就会形成蜂窝状凝块并散发乳腥味，影响外观和口感，不宜单独使用，需与牛常乳复配，才能独具特色风味和品质。改变初乳和常乳相对比例进行感官评定，评定结果见表3。

表3 不同牛初乳和牛常乳配比的复合乳感官评价Table 3 Sensory evaluation of compound milk with different bovine coloctrum to normal milk ratio

由表3可知，牛初乳/牛常乳为1∶10时复合乳感官评分最高，据此定为复合乳配比。

2.2 单因素试验

2.2.1 蔗糖用量对发酵型牛初乳感官性能影响

蔗糖用量与发酵效率关系甚大，本试验量取150mL复合乳（牛初乳/牛常乳=1∶10）、分别添加复合乳量的2%、4%、6%、8%、10%的蔗糖接入适量混合乳酸菌种，密封，在恒温43℃培养箱中发酵4h，蔗糖用量对酸乳品质影响见图1。

由图1可知，不加蔗糖，酸乳口感稍酸，乳香不浓，淡而无味；随着蔗糖用量增加，酸甜味逐渐变浓，添加量为6%时，酸甜爽口，奶香浓郁，但超过8%时，酸乳渐甜，酸味不足，口感下降，这说明适量添加蔗糖不但对发酵有较强的促进作用，而且还能改善酸甜度，提高口感质量。

图1 蔗糖用量对发酵型牛初乳感官性能影响Fig.1 Effect of sucrose addition on the performance of fermented bovine colostrums

2.2.2 接种量对酸乳品质的影响

接种量的大小直接影响菌株在发酵过程中生长繁殖及代谢产物的积累。接种量低，菌体繁殖总速率低，不利于产物的积累；接种量大，菌体繁殖总速率提高，缩短延迟期和发酵周期。量取150mL复合乳（牛初乳/牛常乳=1∶10）、复合乳量6%的蔗糖加到250mL烧杯中，搅拌、煮沸、均质、冷却至室温，加入适量混合乳酸菌种（保加利亚乳杆菌/嗜热链球菌=1∶1），在接种量分别为乳量的1%、2%、3%、4%、5%，恒温43℃的条件下发酵4h，考察接种量和酸乳品质的关系，检测结果见表4。

表4 接种量对酸乳品质影响Table 4 Effect of inoculum on yogurt quality

由表4可知，随着接种量的增加，pH值下降，酸度增加，发酵时间缩短、感官变化较明显，综合感官评分，认为菌种用量为乳量的3%～4%为宜。

2.3 发酵型牛初乳果冻配方优化

发酵型复合酸乳虽为凝固态，但形状不稳定，易破碎，发酵后会析出乳清，若用酸乳制果冻，必需添加适量食用胶，以确保果冻的凝胶强度和成型状态。各种胶性能迥异，考虑不同胶体复合的协同增效作用及成本因素，试验确定明胶、琼脂、淀粉为果冻的复合胶，以确保果冻风味和储存稳定性。

取适量复合酸乳、明胶、琼脂和淀粉，发酵温度为43℃条件下，选用3因素3水平的L9（33）正交试验进行配方优化，以果冻感官评分为考察指标。果冻配方正交试验因素水平见表5，正交试验结果与分析见表6，正交试验结果方差分析见表7。

表5 果冻配方优化正交试验因素水平Table 5 Factors and levels of orthogonal experiment for jelly formula optimization

表6 果冻配方优化正交试验结果与分析Table 6 Result and analysis of orthogonal experiment for jelly formula optimization

表7 正交试验结果方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal experiment for jelly formula optimization

由表6和表7可知，影响感官评分显著性因素次序为A＞B＞C，其中明胶、琼脂对果冻品质影响显著，淀粉对果冻配方影响不显著。综合考虑果冻外观光滑无破损、口感细腻韧弹、酸甜适中、奶香浓郁、产品成本等指标，确定最佳配方为A2B3C2，即明胶2%，琼脂2%，淀粉1%。将最优组合进行验证试验，在此最佳条件下，发酵型牛初乳果冻的感官评分为96分。

3 牛初乳果冻产品质量指标

3.1 感官指标

感官指标：具有浓郁奶香的细腻乳白色固体；外观平整光滑，无絮状物；无气泡；酸甜可口，无异味。

3.2 理化指标

发酵型牛初乳果冻的理化指标见表8。

表8 果冻理化指标Table 8 Physicochemical index of jelly

3.3 微生物指标

发酵型牛初乳果冻的微生物指标见表9。

表9 果冻微生物指标Table 9 Microbiological index of jelly

4 结论

以牛初乳、牛常乳、乳酸菌、明胶、琼脂和蔗糖为主要原料制成发酵型牛初乳果冻，较传统果冻营养丰富，宜于消化吸收，能够改善胃肠微生态平衡、防癌抗衰老、增强肌体免疫力、促进细胞生长、缓解疲劳等。通过单因素试验，确定酸乳发酵工艺参数为牛初乳/牛常乳=1∶10，发酵温度43℃，发酵时间4h，蔗糖量为6%，接种量3%；采用L9（33）正交试验确定发酵型牛初乳果冻优化配方为复合酸乳95%，明胶2%，琼脂2%，淀粉1%。在此最佳条件下果冻感官评分为96分。

发酵型牛初乳果冻在添加珍稀牛初乳的基础上有机结合保健发酵工艺，在确保免疫因子、生长因子不被破坏的同时，更易被人体消化吸收，具有牛初乳和酸奶的双重功效，特别为患有乳糖不耐症和胃肠消化不良人群提供果冻新品种。产品不仅营养丰富质量稳定，而且外观和口感别具一格，满足消费者“营养、天然、健康”的需求，具有良好开发前景。

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Technology of fermented bovine colostrums jelly

WANG Yunna,XIONG Xiaohui*
(College of Food Science and Light Industry,Nanjing Tech University,Nanjing 211816,China)

The nutritional fermented bovine colostrums jelly was developed,taking bovine colostrums,milk,lactic acid bacteria,gelatin,agar and starch as raw materials.The technology included processes such as dissolving,homogenizing,sterilizing,injection and molding.The formula of compound yogurt was determined by single factor experiment as follows:bovine colostrums to bovine milk ratio 1/10,fermentation temperature 43℃, fermentation time 4 h,sucrose 6%of milk,and inoculum 3%.The formula of jelly was determined by orthogonal experiment as follows:compound yogurt 95%,gelatin 2%,agar 2%,and starch 1%.Under this condition,the jelly sensory score was 96.

bovine colostrums;jelly;fermentation;lactic acid bacteria

TS255.43

B

0254-5071（2014）03-0151-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.03.036

2014-01-08

“十二五”农村领域国家科技计划课题（2013BAD19B09）；江苏省科技基础设施建设计划（BM2012026）

王筠钠（1992-），女，本科生，研究方向为食品科学与工程。

*通讯作者：熊晓辉（1964-），男，教授，博士，研究方向发酵工程和食品生物技术。