黄酒酒糟对酸乳质构的影响

付桂明， 潘菲， 李梦楚， 彭冬英， 刘成梅，刘婷，李文辉， 李莹， 万茵*

1(南昌大学，食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌，330047) 2(南昌大学 食品学院，江西 南昌，330031) 3(南昌大学，中德食品工程中心，江西 南昌，330047) 4(江西阳光乳业集团有限公司，江西 南昌，330000)

酸乳是以鲜牛乳为主要原料，利用嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌等微生物，通过乳酸发酵作用而得到的一种发酵型乳制品[1]。酸乳蛋白质来源是牛乳，目前随着乳制品消费水平快速增长，乳源供应日益紧张，因此急需寻找既经济又能保证营养的牛乳蛋白替代品。

黄酒糟是工业生产黄酒的主要副产物，是经压榨、分离酒液后留下的固形物。黄酒糟中的大米蛋白质含量高达29.58%～41.29%(干基)[2]，有生物价高[3]、致敏性低[4]等特点，有极高的营养价值和开发价值，是一种重要的蛋白资源。在中国传统工艺中，黄酒糟主要用于制作香糟卤[5]、食醋[6]、复合氨基调味品[7]，或只作为普通的饲料低价出售或作为发酵饲料[8-9]，甚至作为废物抛弃，利用率低。由于大米蛋白价格低廉，来源广泛，且营养丰富，为缓解我国乳源紧张的局面，可采用黄酒糟替代部分全脂乳粉生产酸奶，既可降低致敏性，又能够节约生产成本。

本研究在不改变产品总蛋白含量的前提下，以黄酒酒糟替代部分全脂牛乳(以蛋白替代率计)，接种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌进行发酵，研制一种口感接近酸乳的黄酒酒糟酸乳，既可以拓宽黄酒糟的利用途径，又可以缓解我国牛乳资源比较紧缺的现状。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

保加利亚乳杆菌(FEC101)和嗜热链球菌(FEC104)为实验室保藏，全脂乳粉购于雀巢公司，酒糟取自绍兴市古庄酒业有限公司南昌分公司，海藻酸钠、琼脂、黄原胶等均为食用级。

1.2 仪器与设备

DKS-24型不锈钢新型电热恒温水浴锅，嘉兴市中新医疗仪器有限公司；HJ-4A型数显四联磁力加热搅拌器，常州国华电器有限公司；PHS-3C型pH计，上海精密仪器雷磁仪器厂；HWS-250型恒温恒湿培养箱，上海森信实验仪器有限公司；GYB60型高压均质机、50LA型胶体磨，上海东华高压均质机厂；TA. XTplus质地分析仪，英国超技仪器有限公司；K9840 自动凯氏定氮仪，济南海能仪器有限公司；SNB-2型数字式黏度计，上海平轩科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 黄酒酒糟酸乳的制作工艺流程

原料预处理→黄酒酒糟→胶磨细化→均质→调配→杀菌并冷却→接种乳酸菌→发酵→冷藏后熟→黄酒酒糟酸乳

1.3.2 操作要点

(1)原料预处理：煮沸5 min使酒糟中残余的酒精完全挥发，用食用级的Na2CO3调节其至pH 6.2左右，得酒糟原料。

(2)胶磨细化：酒糟原液用胶体磨细化。

(3)均质：胶磨细化后的酒糟原浆用均质机在50 ℃，40 MPa下均质2遍，得酒糟原料液,调节干物质含量为25%。

(4)配料：以酒糟替代部分全脂奶粉，控制总蛋白含量为3%，随后依次添加蔗糖8%，食用胶(海藻酸钠、琼脂、磺原胺)0.3%，混合均匀。

(5)杀菌并冷却：将混合原料加热至95 ℃，并保持此温度15 min以保证灭菌效果，随后将物料急速冷却到42～45 ℃。

(6)接种：取保加利亚乳杆菌FEC101和嗜热链球菌FEC104以1∶1的比例混合，5%接种于混合乳中，混合均匀。装入酸乳瓶中于42 ℃发酵培养7 h。

(7)冷藏后熟：发酵所得凝乳发酵终止后，先于自然条件下冷却，使酸乳黏稠度高，再将冷却酸乳放置于4 ℃冰箱冷藏后熟约12 h。

1.3.3 酒糟基本成分含量的测定

总糖：蒽酮-硫酸法[5]。粗蛋白：凯氏定氮法[6]。粗脂肪：索氏抽提法[7]。灰分：灼烧法[8]。水分：直接干燥法。

1.3.4 酸乳产品质构的测定[9]

酸乳样品于100 mL烧杯中发酵制备，发酵完成，置于质地分析仪上，测定样品的质构。质地分析仪测定参数：测试前速度：1 mm/s；测试速度：1 mm/s；测试后速度：2 mm/s；测试距离：30 mm。每次测定可以得到硬度、黏着性和咀嚼性3个指标。

1.3.5 生产工艺优化

通过单因素试验研究酒糟替代全脂乳粉的蛋白替代率、发酵时间、食用胶种类和添加量、菌种比等各个因素对酸乳的质构影响，以全乳固态发酵乳制品为对照组，以发酵产品的质构为判断依据，选取最优单因素条件，每确定一项最优条件后，替换原有参数进行下一个试验。选择影响显著的因素进行L9(33)正交实验优化。用SPSS 19.0软件对结果进行分析，确定最佳工艺条件。

1.3.6 酸乳产品理化性质的研究

酸度：按照GB 5413.34—2010方法测定[10]。

黏度：SNB-2型数字式黏度计，选用四号测量头，测量时将测量头插入样品3 cm，待稳定后记录屏幕上的数据。

活菌数：按照GB 4789.35—2010方法测定。

持水率[11-12]：取样品5 mL，记为W0，于离心管中3 000 r/min离心30 min后，静置10 min，吸取上清液，记为W，按公式(1)计算样品持水率：

(1)

1.3.7 感官评分

根据黄酒酒糟酸乳的色泽、组织状态和品尝风、味口感进行感官评分，由10人随机品尝，每一试样评分3次，按照评分和权重计算，确定最佳感官评分结果。

表1 感官评分表及其评分标准[13]Table 1 Sense value and marking standard

2 结果与讨论

2.1 酒糟主要化学成分

经处理后得到的酒糟主要化学成分含量水分68.72%±0.74%，粗蛋白(干基)53.84%±0.17%，粗脂肪(干基)4.32%±0.13%，总糖23.92%±5.35%。

2.2 发酵工艺条件对产品质构的影响

2.2.1 蛋白替代率对酸乳质构的影响

酒糟粉对牛乳的蛋白替代率分别为0%、10%、20%、40%、60%、80%、100%，发酵后产品的质构结果见图1。

图1 蛋白替代率对产品质构的影响Fig.1 Effect of rate of protein replacement on the texture

从图1中可以看出，硬度和咀嚼性随着蛋白替代率的增加而下降，这说明由于酒糟脂肪含量低于牛乳，随着酒糟替代率的增加，脂肪球和蛋白质基质的交互作用体系会随之减弱，构成空间结构的分子之间的排列较为松散，硬度降低[14]。黏着性随着蛋白替代率的增加而上升，这表明凝胶内部分子间的相互作用力减小。这可能由于蛋白替代率的增加，乳酸菌能利用的能源越来越少，乳酸菌的产黏性物质能力降低有关[15]。在质构各指标中，硬度是影响酸乳口感最大的指标，蛋白替代比为40%时，产品与对照组的硬度值最接近。

2.2.2 食用胶种类和添加量对产品质构的影响

选择海藻酸钠、琼脂、黄原胶等3种食用胶，添加量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，发酵产品质构变化情况见图2。

由图2可以看出，随着食用胶添加量的增加，产品硬度和咀嚼性增加，黏着性下降，表明凝胶体系内部的作用力大于外部的吸引力。

图2 食用胶种类和添加量对产品质构的影响Fig.2 Effect of different hydrocolloid and additive amount on the texture

当琼脂添加量从0.3%增加到0.6%，产品的硬度急剧的增加，说明随着琼脂添加量的增多，琼脂分子互相缠绕，进而形成三维网状凝胶结构，导致凝胶结构更加紧密，特别是硬度明显增加[16]。

海藻酸钠对高价的阳离子有着较强的亲和力，可与钙离子发生离子交换，形成凝胶，随着海藻酸钠添加量的增多，更多的海藻酸钠与钙离子交换形成的网络状结构更加紧密，凝胶较致密，硬度等随之升高[17]。

随黄原胶添加量的增加，发酵酸乳产品的硬度增加值远小于琼脂和海藻酸钠，这可能是因为黄原胶主要提高产品的黏度，形成凝胶能力弱，添加不同浓度黄原胶均未能形成较好的酸乳凝固形态。通过与全乳酸乳(不加酒糟和琼脂)比较，琼脂添加量0.3%时产品硬度值与之最为接近。

2.2.3 菌种复配比例对产品质构的影响

保加利亚乳杆菌FEC101、嗜热链球菌FEC104的接种比例分别为1∶0、2∶1、1∶1、1∶2、0∶1，其对产品质构指标的影响如图3。

图3 菌种比例对产品质构的影响Fig.3 Effect of mixed culture with different proportion on the texture

如图3所示，保加利亚乳杆菌与嗜热链球复配使用时的硬度大于单一使用，原因可能是复配使用时产酸速度均衡[18]，有利于蛋白形成蛋白凝胶，提高产品的硬度，并且菌种间的共生也有利于优化发酵产品的感官指标[19]。当保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的配比在1∶1时，得到的产品有较好硬度，较好的黏着性和咀嚼性。综合考虑感官评价结果，选择菌种复配比例1∶1。

2.2.4 发酵时间对产品质构的影响

选择发酵5、6、7、8、9 h的酸奶产品，在4 ℃后熟12 h后，测量硬度、黏着性和咀嚼性3个质构指标。

从图4可以看出，随着发酵时间的增加，得到的产品的硬度和咀嚼性随之上升，黏着性随之下降。发酵时间越长，酸乳内部蛋白质的结构分散较为合理，凝胶的紧密度逐渐增大，产品的硬度升高[20]。与全乳酸乳相比较，发酵7 h后产品的硬度值与之最接近，有相似质构和口感。

图4 发酵时间对产品质构的影响Fig.4 Effect of fermentation time on the texture

2.2.5 发酵工艺条件优化实验

产品质构指标中，硬度为影响产品口感最重要的指标，因此在单因素实验基础上，选择对产品硬度影响较显著的蛋白替代率、琼脂添加量、发酵时间3个因素进行条件优化，确定正交试验因素水平见表2，通过正交试验优化黄酒酒糟酸乳发酵工艺条件。

按正交表L9(33)进行正交优化试验，以发酵产品的质构为判断依据，确定黄酒酒糟酸乳最佳发酵工艺条件，结果见表3。

由表4可知，校正模型一行是所用方差分析模型的检验，A、B的偏回归系数显著(p<0.05)，说明蛋白替代率和琼脂添加量对产品硬度有显著影响。各因素对硬度的影响大小依次为：琼脂添加量>蛋白替代率>发酵时间。琼脂形成的凝胶有较高硬度，有助于增强产品凝胶空间网络结构的稳定性和紧密度。

表2 正交试验因素和水平Table 2 Factors and levels used in the orthogonalarray design

表3 正交实验结果Table 3 The result of orthogonal experiment

表4 方差分析表Table 4 Inspection of intersubjective effects

注：**(p<0.01)：影响非常显著；*(p<0.05)：影响显著。

通过SPSS 19.0分析可知，均值最大的水平即为最优发酵条件，A1B3C3为最佳组合，此时硬度为53.453 g，远高于全乳酸乳(不加酒糟和琼脂)，故调整为A2B3C3，按此条件进行3次平行验证实验，测得黄酒酒糟酸乳的硬度平均值为45.94 g，与全乳酸乳较接近。综合考虑蛋白替代率40%，琼脂添加量0.3%，发酵8 h为最佳工艺条件。

2.3 产品感官和理化分析

2.3.1 感官指标分析

按前文最优条件制作黄酒酒糟酸乳，与全乳粉酸乳作为对照组进行感官评定比较。遮住标号，由10人分别随机品尝并评分，品尝前用清水漱口。

表5 产品感官评价结果Table 5 The table of sensory evaluation result

由表5结果可知，黄酒酒糟酸乳总得分略高于全乳粉酸乳，具有接近全乳酸乳的外观及相似的口感风味，且稍带酒糟的特有清香。成品呈均匀乳白色，略微浅黄，有浓郁的乳酸菌发酵香气，口感细腻、均匀，表面光滑。

2.3.2 理化指标分析

按前文最优条件制作黄酒酒糟酸乳，并与全乳酸乳对照组(总蛋白含量3%，不添加酒糟，不加琼脂，其他条件相同)进行理化指标比较，结果如表6。

表6 理化性质结果Table 6 The results of the physical and chemicalproperties

从表6可知，实验组滴定酸度和活菌数分别比对照组低5.84%和75.86%，因为乳酸菌利用乳蛋白能力高于利用大米蛋白的能力[15]，因此全乳酸乳的乳酸菌活菌数比实验组高，但两者同处一个数量级，且一定时间内更高的乳酸菌活菌数产酸量也更多；而持水率和黏度2个指标，实验组是高于全乳固态发酵乳制品。持水率的大小主要受到蛋白凝胶结构的紧密程度的影响，由于大米蛋白中的聚合乳清蛋白具有增稠剂的作用[21]，添加酒糟后，酸乳内部的网络结构更加致密，从而提高产品的黏度、持水率。结果表明，实验组的硬度、内聚性、胶着性和咀嚼性高于全乳固态发酵乳制品，黏着性的绝对值、弹性略低于对照组，表明成胶状态基本优于全乳固态发酵乳制品。可能是由于大米蛋白中的聚合乳清蛋白的增稠效果[21]，提高了黄酒酒糟酸乳的质构；也可能是添加琼脂有助于增强凝胶的空间网络状结构的稳定性和紧密度，蛋白质胶束之间的连接力增强，形成的凝胶状态更好。

黄酒酒糟酸乳与全乳酸乳对照组理化指标比较，均较接近，结合口感，得到与全乳酸乳接近的理化性质和相似口感的黄酒酒糟酸乳。

3 结论

通过实验得到黄酒酒糟酸乳的最佳配方为：蛋白替代率40%，琼脂添加量0.3%，发酵时间8 h，保加利亚乳杆菌FEC101、嗜热链球菌FEC104接种比1∶1，研制得到口感接近酸乳的凝固态酒糟制品。其中对硬度影响最显著的因素是琼脂的添加量。

研究以黄酒酒糟替代部分全脂乳粉，通过复合乳酸菌发酵制备口感接近全乳酸乳的黄酒酒糟酸乳，并与感官评定结合起来，获得一种具有酒糟发酵风味的黄酒酒糟酸乳。开发本产品既可以拓宽酒糟的利用途径，降低酸乳的成本，又可以缓解我国牛乳资源紧缺的局面，对提高黄酒行业原料利用率具有重大意义。

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