刺槐花发酵乳饮料工艺优化研究

吴丽萍,朱 妞，李宏宇

（黄山学院 生命与环境科学学院，安徽 黄山 245041）

刺槐（Robinia pseudoacacia L.），又称洋槐，其花色乳白，香气宜人，花期短但是产量大，目前除少数被食用外，大部分落地废弃[1]。据隋道庆等人报道，制干刺槐花的蛋白质含量高达19.73g/100g，氨基酸总量为19.50g/100g，含有17种氨基酸，包括所有人体必需的氨基酸，其中抗疲劳的天冬氨酸高达4.47g/100g[2]。同时刺槐花具有消痈化瘀，清热解毒，疗咽治痣，健胃通肠等功效，花中含有邻氨基苯甲酸甲酯、橙花醇、芳樟醇、苄醇等具有养颜护肤功效。[3]目前，欧洲不少国家已经对刺槐花进行研究开发,而我国虽然刺槐资源丰富，但是资源开发利用程度仍处于落后阶段，因此，全方面开发刺槐花的营养及药用价值可进一步实现刺槐的经济效益及生态效益。

发酵乳饮料是经乳酸菌发酵后而得的一类营养保健饮料，其中的益生菌对肠道功能紊乱、牛奶不耐症患者[4]尤为适宜，是一种老少皆宜的日常保健营养品。但在发酵乳饮料的加工制作过程中因为要调节酸度、口感、风味与产品稳定性之间的矛盾，这便给发酵乳饮料的工艺增加了难度。因此，本文以刺槐花为原材料，对其蛋白质进行生物降解后采用双歧杆菌、嗜热链球菌混合菌种发酵的方法，研究具有保健功能的刺槐花发酵乳饮料生产工艺，并对产品的稳定性问题进行了探讨，旨在为功能性乳饮料的研究与开发提供新思路，同时也为刺槐花的资源开发提供新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜牛奶(光明乳业有限公司生产)；刺槐花(江苏淮安干制花)；双歧杆菌、嗜热链球菌（江西中德联合研究院生产）；柠檬酸、蔗糖（市售，食品级）；CMC、HLM、PGA、黄原胶、瓜尔豆胶、刺槐豆胶、卡拉胶（均为食品级）。

SLF-320粉碎机（曲阜圣鲁机械厂生产）；冰之乐单门酸奶机 （上海超承机械科技有限公司生产）；JJ-56均质机（廊坊市盛通机械有限公司生产）；LT-2型高温瞬时灭菌机 （温州龙泰轻工机械有限公司生产）；GK-9灌装封盖机（北京鹏洋华俊科技有限公司生产）；KDN-04蛋白质测定仪 （沈阳分析仪器厂生产）；pH-S3型酸度计（上海精密仪器仪表厂生产）。

1.2 方法

1.2.1 刺槐花发酵乳饮料工艺流程

刺槐花发酵乳饮料工艺流程如下：

1.2.2 操作要点

1.原料选择：选择色泽均一，无霉变，气味幽香的干刺槐花。

2.浸提、打浆、酶解：按料液比 1：6 于 55℃温水中浸提3h，将得到的浸提液打浆，浆液用滤网过滤，按刺槐花浆-水的质量比4：1混合均匀，于55℃，pH6.5条件下加入0.4%的木瓜蛋白酶，酶解2h，灭酶，硅藻土过滤，得到澄清的酶解液，待用。

3.配料和接种：将刺槐花酶解液-鲜牛乳以体积比 1：3 为发酵基料，经超高温瞬时灭菌（125℃，3s）后，冷却至37℃添加3.0%混合发酵菌种（嗜热链球菌：双歧杆菌=1：1），然后置于42℃恒温酸奶机中发酵5h，得到发酵原液。

4.乳化、调酸和调香：在发酵原液中加入0.5%复配乳化稳定剂和6%蔗糖，调匀后2000r/min乳化15min，冷却后加入适量奶油香精、刺槐花香精增加产品风味。

5.均质：将混合后的发酵乳均质2次，均质压力为20-25MPa。

6.无菌灌装：将均质后的发酵乳饮料进行无菌灌装，并于4℃条件下经5-7d保温贮存，检查有无染菌、分层以及产生异味等异常现象。

1.2.3 理化指标的测定

蛋白质含量：采用蛋白质测定仪测定；

脂肪的测定：重量测定法；

pH值的测定：精密pH计；

酸度的测定：吉尔涅尔度（0T）法[5]；

总糖的测定：菲林试剂法；

细菌总数：根据GB4789.2-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验》方法测定。

1.2.4 离心沉淀率的测定[6]

以离心管取待测样品30mL，并测定样品质量m0后，放入离心机，以3000r/min离心15min后，取出离心管，静置10min后，除去上清液，测残余物的质量m。每个样品进行3次平行测定，取平均值。离心沉淀率按下式计算：

2 结果与分析

2.1 刺槐花发酵乳饮料配方参数的确定

通过大量单因素试验确定了影响刺槐花发酵乳饮料口感及风味因素的适宜范围（见表1），为了得出最优的发酵乳饮料配方参数，本文以感官评分即以产品的风味及口感为主要评定标准，暂不考虑产品稳定性为考察指标，采用L9(34)正交试验研究确定刺槐花酶解液、牛乳、接种量、发酵时间对发酵乳饮料感官质量的影响，试验结果见表2。

表1 优化刺槐花发酵乳饮料配方的L9(34)正交试验因素水平表

表2 优化刺槐花发酵乳饮料配方的L9(34)正交试验结果与分析

由表2极差R值可知，影响刺槐花乳饮料发酵原液配方各因素的主次顺序为D〉A〉B〉C，即发酵时间〉刺槐花酶解液〉牛乳〉接种量，从K值可以得出刺槐花发酵乳饮料最佳配方组合为A2B2C2D2，而此项配方组合在正交试验中并未出现，因此针对正交试验结果得出的配方组合A2B2C2D2进行验证试验，结果表明A2B2C2D2配方组合的感官评分为93分，优于试验结果中的最优配方组合A2B3C1D2的分值，因此确定A2B2C2D2为最佳工艺组合，即刺槐花酶解液15%，牛乳45%，接种量2.5%，发酵时间5h。

2.2 刺槐花发酵乳饮料稳定性参数的确定

2.2.1 稳定剂的选择

含乳饮料是一种客观不稳定体系，在制作酸性乳饮料时，由于加入了酸，pH会下降，当pH值降低到接近酪蛋白的等电点4.6时，牛乳中的酪蛋白发生沉淀，进一步增加酸性，则酪蛋白趋向分散溶解，使凝聚的大粒子分散开，形成不稳定的溶胶。因此，解决牛乳中酪蛋白在酸性条件下的稳定性是解决发酵乳饮料产生分层、沉淀等质量问题的关键所在[7]。

在实际生产中，往往使用复合稳定剂来增强产品的稳定性，以便充分利用单体稳定剂之间的协同交互作用，降低生产成本；同时也可避免某种稳定剂添加量过大对产品的风味及口感造成影响[8]。本文选用耐酸性强的稳定剂CMC、PGA、HMP进行稳定性研究。在大量预试验及单因素试验的基础上，研究不同添加量的稳定剂对产品离心沉淀率的影响，如图1所示。

图1 不同稳定剂用量对产品离心沉淀率的影响

图1显示，CMC的用量为0.2-0.3%，PGA的用量为0.3-0.4，HMP的用量为0.3-0.4时，离心沉淀率较低，产品稳定性较好。这是因为它们除了以增加黏度来提高产品的稳定性外，它们主要通过和在等电点以下带正净电荷的酪蛋白发生络合作用，吸附在酪蛋白的表面形成保护膜，利用它们之间的静电排斥力或空间位阻作用防止酪蛋白的聚集沉淀，从而提高含乳饮料产品的稳定性[9]。

2.2.2 刺槐花乳饮料稳定剂优化正交试验

在图1的基础上，初步确定各种稳定剂的适宜范围，以产品的离心沉淀率为考察指标，进行L9(33)正交试验设计，因素水平见表3，正交试验见表4，方差分析见表5。

表3 优化复配稳定剂因素水平表

表4 优化复配稳定剂正交试验结果与分析

表5 正交试验结果方差分析

由表4，通过直观法可以看出第5号试验组合的离心沉淀率最低，对应的组合为A2B2C3。由极差分析可知，复配稳定剂对刺槐花发酵乳饮料稳定性的主次因素为B〉C〉A，即影响刺槐花发酵乳饮料稳定性的因素为HMP〉PGA〉CMC，由k值可以得出复配稳定剂的最佳组合为A2B3C3。通过方差分析（见表5）可知，B因素HMP对产品的离心沉淀率影响显著，这与极差分析结果相同，因此针对A2B3C3组合进行验证试验，结果表明A2B3C3组合的产品离心率为0.6%，低于正交试验表中A2B2C3的离心沉淀率，因此，确定复配稳定剂的最佳组合为A2B2C3，即CMC用量0.25%,HMP用量0.15%,PGA用量0.25%。

3 产品质量指标

3.1 感官指标

色泽乳白；组织均匀细腻，无乳清析出、分层、沉淀等现象；风味柔和，具有刺槐花香及乳香的独特香气；口感酸甜，细腻柔滑，香气宜人。

3.2 理化指标

蛋白质含量1.5%；脂肪含量1.8%；酸度760T；总糖69.6ug/kg；细菌总数40个/mL

4 结 论

本文首先利用木瓜蛋白酶对刺槐花中蛋白质进行生物降解，可为后续发酵乳饮料的稳定性提供良好条件。在大量预实验及单因素试验分析的基础上对刺槐花发酵乳饮料的配方参数及稳定性参数进行了研究，通过正交试验确定了刺槐花发酵乳饮料的优化配方为：刺槐花酶解液15%，牛乳45%，接种量2.5%，发酵时间5h；复配稳定剂的优化组合为CMC用量0.25%,HMP用量0.15%,PGA用量0.25%。该产品口感柔滑，酸甜适口，有刺槐花的清新香气，具有一定的营养及保健功能。在贮藏期间无变质、沉淀、乳清析出现象，稳定性良好。

[1]宋永芳.刺槐资源的开发利用[J].林业科技开发，2002,16（5）：11-13.

[2]隋道庆,孙蕾，朱凤涛，等.刺槐花营养成分及其饮料的研制[J].山东林业科技，1997，（10）：66-68.

[3]刺槐花营养功能成分及其开发利用[J].食品科学，2006,27（2）：274-276.

[4]候祥川,等.现代营养学手册[M].北京：人民卫生出版社，1983：70-76.

[5]骆承庠.乳与乳制品工艺学[M].北京：中国农业出版社，1999：32.

[6]李向东,李娟.粒径分析法研究稳定剂对含乳饮料稳定性的影响[J].食品科学,2011，32（13）：58-62.

[7]Corredig M,Wicker L.Changes in the molecular weight distribution of three commercial pectin after valve homogenization[J].Food Hydrocolloids,2001,15(1)：17-23.

[8]罗玲泉.调配型酸性乳饮料稳定剂的复配研究[J].食品科学，2009,30（6）：288-291.

[10]Kruif M A,Boulenguer P.Stability mechanism of acid dairy drinks (ADD) induced by pectin [J].Food Hydrocolloids,2003,17(4)：445-454.