凝固型富锌酸奶研制及其主要品质分析

凝固型富锌酸奶研制及其主要品质分析

刘 冬，黄守敏，毕璋友，吴成方，叶红玲，姜晓斌，徐基艳

(安庆职业技术学院，安徽安庆 246003)

摘要以富锌的青春双歧杆菌ys01、德氏乳杆菌保加利亚亚种1.1480和嗜酸乳杆菌ysh2混合菌体作为富锌酸奶发酵剂发酵制备富锌酸奶，通过单因素试验和Box-Behnken试验对富锌酸奶的发酵条件进行优化，并考察其主要品质。富锌酸奶最佳发酵条件为：奶粉13%、蔗糖6%、葡萄糖酸锌39.1 mg/kg、变性淀粉1.3%，接种量4.2%、发酵温度41 ℃、发酵时间6 h。在该条件下，富锌酸奶感官总分为8.9，蛋白质、脂肪、非脂乳固体和乳酸菌数等主要技术指标符合GB19302的相关规定，其有机锌含量为6.2 mg/kg。

关键词富锌酸奶；双歧杆菌；富锌；凝固型酸奶

中图分类号S879.1;TS252.54

基金项目安徽省高等学校省级自然科学研究重点项目(KJ2014-A148)；安徽省省级教学研究项目(2012JYXM716)。

作者简介刘冬(1982- )，男，安徽淮北人，讲师，硕士，从事功能性乳制品和农产品加工与贮藏研究。

收稿日期2015-06-03

Development of Set-type Zn-enriched Yogurt and Analysis of Its Main Properties

LIU Dong, HUANG Shou-min, BI Zhang-you et al(Anqing Vocational&Technical College, Anqing, Anhui 246003)

AbstractZinc enrichment Bifidobacterium adolescentis ys01, Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus 1.1480, and Lactobacillus acidophilus ys2, which serve as the yogurt starter, were utilized to develop zinc enrichment yogurt. The fermentation conditions of zinc enrichment yogurt were optimized by single-factor and Box-Behnken design experiments. Then its main properties were investigated. The best fermentation condition were milk powder of 13%, sugar of 6%, zinc gluconate concentration of 39.1 mg/kg, modified starch of 1.3%, inoculum of 4.2%, fermentation temperature of 41 ℃ and cultivation period of 6 h. Under these conditions, the sensory score of the yogurt was 8.9. The main physicochemical parameters of protein, fat, non-fat milk solids and number of lactic acid bacteria conformed to the relative requirements in national standard GB19302, and the content of organic zinc was 6.2 mg/kg.

Key wordsZn-enriched yogurt; Bifidobacterium; Zinc enrichment; Set-type yogurt

酸奶通常是以鲜奶或复原乳为主要原料，经均质、杀菌、益生菌发酵制备的一种富含益生菌的发酵乳制品[1]，具有平衡肠道菌群、防治乳糖不耐症、提高机体免疫力等作用[2]。随生活水平的提高，人们对功能酸奶的需求日益增加。在酸奶中添加紫薯和牛蒡功能因子[3-4]，可提高酸奶的保健功能；水果多酚和茶多酚的添加可提高酸奶的抗氧化活性[5-7]。

锌是人体必需的微量元素之一，锌缺乏容易引起食欲不振、生长迟缓、智力低下和免疫下降等症状[8]。乳制品中富含锌元素，而富锌功能酸奶更是补锌的良好食物来源，笔者以富锌的青春双歧杆菌ys01、德氏乳杆菌保加利亚亚种1.1480和嗜酸乳杆菌ysh2组成富锌酸奶发酵剂发酵研制富锌功能酸奶，并对其主要品质进行的评价。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1主要原料与试剂。青春双歧杆菌ys01、德氏乳杆菌保加利亚亚种1.1480和嗜酸乳杆菌ysh2由合肥工业大学生物与食品工程学院微生物实验室保藏提供。雀巢全脂奶粉、光明脱脂奶粉和白砂糖购自家乐福超市。氢氧化钠、二硫腙、硼酸、浓硫酸等均为分析纯。葡萄糖酸锌、变性淀粉、果胶等为食品级，分别购自郑州瑞普生物工程有限公司和嘉吉亚太食品系统有限公司。

1.1.2主要仪器设备。PHS-3C pH仪，上海雷磁仪器厂；KXX-5-12马弗炉，上海索域试验设备有限公司；SKD-600自动凯氏定氮仪，上海沛欧分析仪器有限公司；Forma 1029型厌氧培养系统，Thermo；酸碱滴定装置，天津玻璃仪器厂等。

1.2试验方法。

1.2.1富锌发酵剂制备。将青春双歧杆菌ys01、德氏乳杆菌保加利亚亚种1.1480和嗜酸乳杆菌ysh2混合富锌培养物置于无菌离心管中，在8 ℃，10 000 r/min条件下冷冻离心5 min，用一定体积的脱脂复原乳(108 ℃灭菌10 min)将混合菌体洗下并调整至适宜浓度(约3×108cfu/ml)得富锌酸奶发酵剂。

1.2.2富锌酸奶感官评价。由7名具有食品专业背景的人员组成感官评定小组，参考孙科报道的方法略作调整[4]，从滋味、气味、色泽和组织状态进行评价，然后汇总评分为感官总分。

1.2.3富锌酸奶主要指标测定。富锌酸奶的蛋白质、脂肪、非质乳固体、pH、乳酸菌和脱水收缩值参考李祎和GB 19302[3，9]的报道进行测定，重复3次，以“平均值±标准偏差”表示。

1.2.4有机锌的测定。参考Sánchez-Segarra 等的方法对酸奶进行预处理[10]，以二硫腙比色法测定锌含量[11]。

1.2.5单因素试验和Box-Behnken试验。奶粉、蔗糖、葡萄糖酸锌、稳定剂添加量分别在11%～15%、5%～9%、20～60 mg/kg和0.5%～1.5%范围内，接种2%～6%(V/V)的富锌酸奶发酵剂于41 ℃下，发酵6 h。考察各因素对富锌酸奶感官品质等指标的影响，并选择主要影响因素进行Box-Behnken试验进一步优化发酵条件。试验重复3次，取其平均值。用Design Expert 7.0软件对Box-Behnken试验结果进行多元回归拟合，用F检验对数据进行方差分析，并进行验证试验。

2结果与分析

2.1奶粉添加量对富锌酸奶感官和蛋白质含量的影响如图1所示，复原乳中奶粉(全脂奶粉和脱脂奶粉的比例为5∶1)含量在11%～14%范围内，随奶粉含量的增加感官总分呈增加趋势，而奶粉含量大于14%时感官总分呈下降趋势。奶粉添加量在13%～14%范围内，富锌酸奶中蛋白质含量大于2.8%，符合GB 19302[9]关于风味发酵乳中关于蛋白质的相关规定(蛋白质≥2.3%)，此时富锌酸奶无乳清析出、组织均一、呈乳白色，具有酸奶香味，其感官总分均在8.0以上。为节约原料减少成本，故奶粉的添加量选择13%。

2.2蔗糖添加量对富锌酸奶感官、乳酸菌数和酸度的影响由图2可见，蔗糖添加量在5%～6%范围内时，感官总分和乳酸菌总数均呈增加趋势，而酸度基本没变化，当蔗糖的添加量大于6%时，富锌酸奶的感官总分和酸度呈下降趋势，这与Popa等的报道一致[12]，即添加5%的蔗糖，不影响保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的生长，但会抑制其发酵产生乳酸。蔗糖添加量在6%～7%范围内乳酸菌总数高于8.0 logcfu/ml，而蔗糖添加量高于7%时乳酸菌总数呈下降趋势，原因可能是蔗糖含量增加降低了富锌酸奶的水分活度，抑制了乳酸菌生长。

2.3葡萄糖酸锌对富锌酸奶感官的影响由图3可见，葡萄糖酸锌添加量在20～50 mg/kg范围内，感官总分均在8.0以上。其添加量大于50 mg/kg时，富锌酸奶口感微涩，所以选择添加40 mg/kg的葡萄糖酸锌。

2.4稳定剂对富锌酸奶感官品质和脱水收缩值的影响如图4所示，在相同的添加量下变性淀粉感官总分高于果胶和酪蛋白酸钠，而且添加1%变性淀粉使得富锌酸奶的脱水收缩值最小，表明1%变性淀粉可以提高富锌酸奶的持水能力，改善富锌酸奶的感官品质。

2.5接种量对富锌酸奶感官的影响由图5可见，接种量在2%～4%范围内，富锌酸奶的感官总分随接种量的增加而增加；而在4%～6%范围内，富锌酸奶的感官总分随接种量的增加而减少。可能是由于接种量过大导致发酵产酸过量使富锌酸奶乳清析出所致，为保证酸甜比例适当和富锌酸奶的感官品质，适宜的接种量为4%。

2.6Box-Behnken试验选择葡萄糖酸锌、接种量和变性淀粉，按表1进行Box-Behnken试验，感官结果如表2所示。利用Design-expert 7.0对试验数据进行分析，结果得出，对富锌酸奶感官影响程度从大到小依次为接种量、变性淀粉和葡萄糖酸锌，回归方程为：Y=9.06-0.025A+0.33B-0.075C-0.025AB-0.22AC+0.38BC-0.34A2-0.39B2-0.54C2。

对二次多项式模型回归系数和试验结果进行方差分析得出：F常数=5.86，P常数=0.014 7；FA=0.061，PA=0.811 7；FB=10.34，PB=0.014 7；FC=0.55，PC=0.482 2；FAB=0.031，PAB=0.866 1；FAC=2.48，PAC=0.159 4；FBC=6.88，PBC=0.034 2；FA2=6.04，PA2=0.043 6；FB2=7.94，PB2=0.025 9；FC2=15.16，FC2=0.005 9；F失拟=1.95，P失拟=0.262 9。Pmodel=0.014 7，回归方程显著；Plose=0.262 9>0.05，即无失拟因素存在；R2=0.882 8，说明回归方程能较好地反映参数与响应值之间的真实关系。此外，变异系数(C.V.)为3.38%<5%，方程具有良好的重现性[13]。根据回归方程任选其中2因素为变量，另一因素位于中心点作图6。

表1　Box-Behnken试验设计

表2　Box-Behnken试验设计与感官结果

接种量和变性淀粉的交互项对富锌酸奶的感官总分有显著影响(PBC<0.01)，而葡萄糖酸锌同接种量和变性淀粉的交互项均不显著。由图6可知，回归方程存在最大值点，感官总分为9.13，此时接种量、葡萄糖酸锌和变性淀粉添加量分别为4.21%、39.1 mg/kg和1.33%。

2.7富锌酸奶优化验证试验在上述最佳发酵条件下进行验证试验。富锌酸奶凝乳完全、无乳清析出、无气泡、组织均匀、呈乳白色、有光泽，具有酸奶固有滋味和香味、酸甜比例适中感官品质良好，感官总分为8.9。富锌酸奶冷主要技术指标结果如下：蛋白质(3.0±0.2)%，脂肪(3.2±0.1)%，脱水收缩值(22.5±0.6)%，非脂乳固体(8.3±0.1)%，pH(4.62±0.06)，乳酸菌数(8.83±0.32)logcfu/ml，有机锌(6.2±0.12)mg/kg。富锌酸奶蛋白质、脂肪、非脂乳固体和乳酸菌数等主要指标均符合GB 19302-2010[9]的相关规定，其有机锌含量为6.2 mg/kg。

3结论

通过单因素试验和Box-Behnken试验对富锌功能酸奶的发酵条件进行优化，其最佳发酵条件为：奶粉13%、蔗糖6%、葡萄糖酸锌39.1 mg/kg、变性淀粉1.3%，接种量4.2%、发酵温度41 ℃、发酵时间6 h。在该条件下，富锌酸奶感官总分为8.9，蛋白质、脂肪、非脂乳固体和乳酸菌数等主要技术指标符合GB19302的相关规定，其有机锌含量为6.2 mg/kg。

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