凝固型紫菜酸奶的研制

宋亚茹，刘舒，林璐（大连海洋大学食品科学与工程学院，辽宁省水产品加工及综合利用重点开放实验室，辽宁大连116023）



凝固型紫菜酸奶的研制

宋亚茹，刘舒*，林璐
（大连海洋大学食品科学与工程学院，辽宁省水产品加工及综合利用重点开放实验室，辽宁大连116023）

研究目的在于探索具有营养保健功能的凝固型紫菜酸奶的加工工艺和配方，以紫菜、牛乳为主要原料，添加乳酸菌及白砂糖，设计单因素和正交试验。紫菜经过酶解脱腥后得到酶解液，再经复配、发酵等技术，通过感官评定、理化指标测定等方法确定最佳工艺参数。结果表明，凝固型紫菜酸奶的最佳配方为：紫菜酶解液添加量5%，菌种添加量0.25%，白砂糖添加量10%；最佳工艺参数为，发酵时间4h，发酵温度45℃，冷藏温度4℃，冷藏时间12h～24h。

紫菜；酶解；发酵；凝固型酸奶

我国的海域面积辽阔，海藻的种类多、产量高、海藻蛋白资源丰富。其中，紫菜是蛋白质含量较高的海藻之一，蛋白含量可达到30%左右［1］，它还含有大量维生素、矿物质、微量元素以及降血压、降低胆固醇、血脂和活化血管的生物活性物质和药用成分［2］，是深受消费者喜爱的健康食品，有巨大的开发潜力。酸奶是以生牛（羊）乳或乳粉为原料，经杀菌、接种嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌（德氏乳杆菌保加利亚种）发酵制成的产品［3］，有凝固型和搅拌型两种。长期饮用酸奶，可促进人体对钙、磷、铁的吸收，维持B族维生素的平衡，缓解乳糖不适症，降低胆固醇，预防心血管及肝脏疾病的发生，对便秘和细菌性腹泻起到预防作用［4］，酸奶还能提高人体免疫力、抑制癌症、抗衰老，具有明目固齿、健发等美容作用［5］。从世界范围来看，酸奶是发展最快的乳制品，是当今乳制品研究开发的一个主流。随着生活水平的提高，人们对食品需求已由营养、安全上升为保健功效，而酸奶由于其特有的营养价值和保健功能，越来越受人们的关注和认可［6］。

本研究以紫菜和牛乳为主要原料，将海洋植物的各种营养成分与牛乳中的动物蛋白以及功能性物质互补，通过酶解、复配、乳酸菌发酵等技术，得到一种天然的绿色营养食品，特别适合作为婴幼儿、老年人的健康保健食品，为海洋资源保健品的研制提供新的途径。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

紫菜；白砂糖（蔗糖）：符合GB 317-2006《白砂糖》标准规定；直投式酸奶发酵剂（保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶1，g/g）：北京川秀科技有限公司；软化水：符合食品用水标准的纯净水；牛奶：大连三寰乳业有限公司；中性蛋白酶：上海蓝季科技发展有限公司；NaOH（AR）等。

1.2仪器与设备

BS224S电子分析天平：北京赛多利斯天平有限公司；HH.B11.420-BS电热恒温培养箱：上海跃进医疗器械厂；FW177粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；台式高速冷冻离心机：Thermo Fisher Scientific；酸度计：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；恒温水浴锅：常州国华电器有限公司。

1.3方法

1.3.1工艺流程

1.3.2操作要点

1.3.2.1紫菜酶解液的制备

准确称取20 g的干紫菜置于500 mL烧杯中，加1∶20（g/mL）水充分溶胀，然后按照10 000 U/g加入特定酶，在合适的pH条件、特定的温度下恒温水浴一定的时间，之后将酶解液在98℃下水浴20 min灭酶终止反应，然后冷却至室温，8 000 r/min离心15 min，取上清液冷藏备用。

1.3.2.2酸奶酿造

酶解液在灭酶的同时进行杀菌，鲜牛奶经巴氏杀菌，一切接触到的容器煮沸15 min杀菌。将容器冷却至40℃以下，加入定量发酵菌计［1∶1（g/g）的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌］，倒入少量加热至40℃左右的牛奶搅拌活化5 min，将剩余牛奶与定量紫菜酶解液、白砂糖混合后加入并搅拌均匀，将容器密封后放入培养箱中在一定温度下培养一定时间。将样品从培养箱中取出，放入4℃冷藏箱中，冷藏一段时间后即得到成品。

1.3.2.3检验

对所得到的样品进行感官检验，理化指标以及质构测定。

1.4设计

1.4.1紫菜酶解液最适酶的选择

选择中性蛋白酶［7］、木瓜蛋白酶、复合蛋白酶（纤维素酶∶果胶酶∶木瓜蛋白酶=1∶3∶3，g/g/g）［8］3种酶在各自最适的条件下，以10 000 U/g的添加量对紫菜进行酶解，对最终得到的酶解液进行感官检验并检测其游离氨基酸含量（Free Amino Acid，FAA）及总糖含量。

1.4.2酸奶工艺研究

1.4.2.1单因素试验设计

对酸奶制作过程中所需要的紫菜酶解液添加量、白砂糖、菌种、发酵温度、发酵时间、冷藏时间等，分别设计单因素试验，通过感官评价确定对产品质量影响较大的因素。

1.4.2.2正交试验设计

在单因素的基础上设计正交试验，以紫菜酶解液添加量、白砂糖添加量、菌种添加量、发酵时间4个因素设计L9（34）正交表，确定凝固型紫菜酸奶的最佳工艺参数。因素水平表见表1。

表1　凝固型紫菜酸奶调配正交试验因素水平表Table 1　Factors and levels of orthogonal-text table about setplain yoghurt of Laver

1.4.3分析检验方法

1.4.3.1感官评定方法

酸奶制成后，由实验室的同学们对酸奶进行感官评分，每次评分前用温开水漱口，依据评分标准打分。评分标准根据所查阅的资料以及各因素所占的权重进行制定，具体标准见下表所示。

单因素试验感官评价为满分5分制，评分标准见表2，采用10人评分法进行感官评价；正交试验感官评价为满分100分，评分标准见表3，采用10人评分法进行感官评价。确定最佳试验组后采用嗜好性试验，收集大量数据统计人们对产品的接受度。

表2　单因素试验感官评价标准Table 2　Sensory evaluation standards of single-factor experiment

表3　正交试验感官评价标准Table 3　Sensory evaluation standards of orthogonal experiment

1.4.3.2理化指标测定

产品需要测定滴定酸度、总糖、蛋白质及可溶性固形物的含量，测定方法如下。

1）滴定酸度的测定方法：NaOH滴定法［9］；

称取10 g（精确到0.001 g）已混匀的试样，置于150 mL锥形瓶中，加20 mL新煮沸冷却至室温的水，溶解混匀后的试样中加入2.0 mL酚酞指示液，混匀后用氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，并在30 s内不褪色，记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液毫升数，代入公式（1）中进行计算。试样中的酸度数值以滴定酸度（°T）表示，按下式计算：

式中：X2为试样的酸度，°T；C2为氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度，mol/L；V2为滴定时消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL；m2为试样的质量，g；0.1为酸度理论定义氢氧化钠的摩尔浓度，mol/L。

2）总糖：硫酸苯酚法［10］；

①制作标准曲线：

准确称取105℃干燥至恒重的标准葡萄糖20 mg置于500 mL容量瓶中，加水至刻度。分别吸取0.4、 0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8 mL，各以水补至2 mL，然后加入6%苯酚1 mL及浓硫酸5.0 mL，摇匀，静置20 min冷却至室温，于490 nm处测量吸光度值，以2.0 mL水按同样显色操作作为空白对照，得标准曲线。

②样品测定：

吸取样品液1.0 mL，按上述步骤操作，测吸光度，以标准曲线计算样品总糖含量。

③计算公式：

糖含量/%=V×C×100/W

式中：V为样品溶液体积，mL；C为标准比色曲线上查得的糖浓度，g/mL；W为样品重量，g。

3）其他指标：可溶性固形物含量用手持式糖度计测定；蛋白质含量采用凯氏定氮法测定。

1.4.3.3质构测定

选用小型圆柱挤压探头，盘径25 mm，选择模式TPA-25N.lif，测试速度60 mm/min，形变百分量15%，起始力0.1N。测定时，每个样品重复测定3次。商品酸奶选用锦州双八乳液有限公司生产的凝固型风味酸牛奶。

2　结果与分析

2.1紫菜酶解液最适酶的选择

采用3种蛋白酶酶解得到的紫菜溶液，通过感官观测其颜色发现，中性蛋白酶酶解液颜色呈现亮丽的紫红色，且其酶解液中的总糖含量和游离氨基酸含量均高于其它两种蛋白酶，结果如表4所述。故选用中性蛋白酶，以10 000 U/g的添加量，在50℃pH7.5条件下酶解2.5 h，之后98℃灭酶20 min，8 000 r/min离心15 min取上清，效果最好。

表4　不同蛋白酶酶解紫菜的效果分析Table 4　The result of hydrolysis for different proteinase on laver

2.2凝固型紫菜酸奶的单因素试验结果

各单因素不同添加量对产品质量的影响见图1。

图1　各单因素不同添加量对产品质量的影响Fig.1　The effect of addition of different factors on product quality

从图1a上可以看出，当紫菜酶解液添加量在5%时感官评分最高，随着紫菜酶解液添加量的增大，产品的品质逐渐下降，且当紫菜酶解液添加量大于10%时，发酵后的酸奶凝固效果不好，有明显分层，且腥味较重难以被接受。从图1b上可以看出，当白砂糖添加量为8%时感官评分最高，此时的凝固乳酸甜可口口感最佳。白砂糖添加过少时，凝固乳酸度过大，而糖添加量过多则会引入过多不必要的能量。从图1c可以看出，菌种添加量在0.5%时感官评分已经达到最高，此时的凝固乳有醇正的发酵乳香，凝乳均匀细腻，无乳清析出。菌种添加量再增加使得多余的菌种已无法利用牛乳，不能再提高产品品质。从图1d上可以看出，本产品添加的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌最适合的发酵温度为45℃。从图1e上可以看出，随着发酵时间的延长，产品的质量逐渐提高，在发酵时间为6 h时产品质量已达到较好的要求。从图1f可以看出，未经4℃条件下冷藏的产品感官评价很差，当冷藏12 h以后口感基本及已经恒定且口感达到最佳状态，因为冷藏可以使得产品有后熟作用，并且在低温下品尝其酸甜度能更好的体现。

从以上几种单因素的感官评价结果得出结论，对产品质量影响较明显的因素有紫菜酶解液添加量，白砂糖添加量，菌种接种量，发酵时间，选取这4个因素设计后续的正交试验，发酵温度选定45℃，冷藏时间为12 h～24 h。

2.3凝固型紫菜酸奶的正交试验结果

凝固型紫菜酸奶的正交试验结果见表5。

表5　正交试验结果Table 5　Results of orthogonal experimental

由正交试验组可以看出，4个因素的影响程度分别为白砂糖添加量＞菌种添加量＞紫菜酶解液＞发酵时间；紫菜凝固型酸奶工艺理论最优组合为A2B3C2D1。重复实际最优组A3B3C2D1与理论最优组A2B3C2D1再进行感官评定，此时，实际最优组评分为88.750分，理论最优组评分为93.667分，表明优化后的工艺参数确实提高了产品的口感与接受度，有一定的实际应用价值。故本研究选用的最佳工艺参数为理论最优组，即紫菜酶解液添加量为5%，白砂糖添加量为10%，菌种添加量为0.25%，发酵时间为4 h。

2.4凝固乳理化指标测定结果与分析

凝固乳理化指标测定结果见表6。

表6　凝固乳理化指标测定结果Table 6　Physics and chemistry index of solidification yoghurt with laver

由表6可知，本研究所研制的凝固乳营养理化参数指标均符合食品安全国家标准［11］的要求。

2.5凝固型紫菜酸奶的质构测定结果

凝固乳质构测定结果见表7。

表7　凝固乳质构测定结果Table 7　Texture index of solidification yoghurt with laver

与商业酸奶进行质构各参数对比发现，凝固型紫菜酸奶的硬度咀嚼性均有大幅度的提高，且结合感官评价，样品酸奶的凝固性较好基本无乳清析出，且质地均匀，比商品酸奶的质感有很大提升。

3　结论

试验结果表明，制备紫菜酶解液最佳酶解工艺参数为：中性蛋白酶酶加量10 000 U/g，50℃、pH7.5条件下酶解2.5 h，98℃灭酶20 min，8 000 r/min离心15 min取上清。凝固型紫菜酸奶的最佳配方为，紫菜酶解液添加量5%，白砂糖添加量10%，菌种接种量0.25%；最佳加工工艺为，45℃条件下发酵4 h，之后在4℃条件下冷藏12 h～24 h。本工艺制作出的酸奶口感细腻，颜色呈现均一柔和的淡紫色，味道醇香浓厚，有淡淡的紫菜香，且其质感与商业酸奶相比有所提高，具有较高的市场推广价值。

［1］陈人弼.坛紫菜主要营养成分的分析［J］.台湾海峡，1999，18（4）: 465-467

［2］张翼，李晓明，王斌贵.海藻生物活性物质研究的回顾与展望［J］.世界科技研究与发展，2005，27（5）:56-62

［3］中华人民共和国卫生部.GB 19302-2010食品安全国家标准发酵乳［S］.北京:中国标准出版社，2010:1-3

［4］罗茂春，胡晓冰.凝固型平菇酸奶的加工工艺［J］.食品科学，2013，34（12）:38-40

［5］朱彦群，肖承芳.功能性酸奶的标准研究［J］.广西轻工业，2010（8）: 7-8

［6］王资生.芦荟山药酸奶的研制［J］.食品科学，2007，28（9）:675-678

［7］王茵，刘淑集，吴成业.紫菜降血压肽酶法制备工艺的优化［J］.福建水产，2008，26（4）:64-68

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［9］中华人民共和国卫生部.GB 5413.34-2010食品安全国家标准乳和乳制品酸度的测定［S］.北京:中国标准出版社，2010:1-5

［10］张维杰.糖复合物生化研究技术［M］.杭州:浙江大学出版社，1999: 40-41

Preliminary Study on the Solidification Yoghurt with Laver

SONG Ya-ru，LIU Shu*，LIN Lu
（1.Key and Open Laboratory of Aquatic Product Processing and Utilization of Liaoning Province，College of Food Science and Engineering，Dalian Ocean University，Dalian 116023，Liaoning，China）

This paper studied on the technology and formulations of solidification yoghurt with laver and milk were used as the main material，and lactic acid bacteria and sugar was added.The optimum fermentation and technological conditions were determined through single factor and orthogonal experiment.The results showed that the best formula of the products was：laver hydrolyzate 5%，the amount of strain 0.25%，sugar 10%；and the optimum technological conditions for solidification yoghurt with laver were as the following：fermentation time 4 h，fermentation temperature 45℃，refrigerator temperature 4℃，cold storage time 12 h-24 h.

laver；enzymatic hydrolysis；fermentation；solidification yoghurt

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.020

宋亚茹（1991—），女（汉），学士，研究方向：食品质量与安全。

刘舒（1987—），女，助理实验师，硕士，研究方向：水产品加工与贮藏工程。

2015-07-08