益生菌火龙果酸奶的研发

孙雪姣，王一然，丁瑞雪，明立艳，岳喜庆，武俊瑞，*

（1．沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110161；2.沈阳食品检验技术研究所，辽宁沈阳110136）

益生菌是指适量服用后，有利于其宿主健康的活的微生物。随着科学技术的不断发展，大量研究表明，益生菌不仅具有改善食品风味，延长食品保质期，提高食品营养价值的功能，而且其还具有调节胃肠道菌群正常和维持人体肠道卫生平衡的功能[1-5]。酸奶生产中常用的乳酸菌发酵剂中主要包括嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌。近年来，随着人们生活水平的不断提高和健康消费观念的不断加强，人们对酸奶的要求也越来越高。为提升酸奶的保健功效和品质，研究人员开始在酸奶中添加一些附属益生菌，如植物乳杆菌、双歧杆菌等。本试验采用的植物乳杆菌是乳酸菌的一种，多数是从植物中分离得到的。植物乳杆菌与人类的生活密切相关，无论是在食品发酵，还是工业乳酸发酵以及医疗保健领域中均有着广泛的应用[6]。

火龙果口感舒适，并且其氨基酸种类齐全，基本符合理想蛋白质的要求。除了含有常见的营养物质外，它还含有一般植物少有的植物性蛋白和花青素、丰富的维生素和水溶性膳食纤维。故本试验以植物乳杆菌单独发酵牛乳，并添加适量火龙果汁，制成火龙果酸奶。可以将两种优质元素结合，制作独特的益生菌火龙果酸奶。通过单因素试验和正交试验设计，利用感官评定及质构仪、粘度计等仪器进行质量评定，确定最优配方。最后进行蛋白质、脂肪、酸度等理化指标及微生物指标的测定口味。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜牛乳、火龙果、白砂糖：市售食品级；植物乳杆菌菌液：沈阳农业大学食品学院实验室。

1.2 仪器与设备

恒温培养箱：上海精宏实验仪器设备有限公司；UV-2700型紫外-可见分光光度计：日本SHIMEADZU公司；SNB-2数字粘度计：上海天美天平仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 益生菌酸奶的工艺流程

1.3.2 益生菌火龙果酸奶的最佳配方的确定

最佳配方采用单因素试验与正交试验的方法，通过感官评价来确定。

1.3.2.1 单因素试验确定各原料最佳用量范围

根据大量查阅文献[7-12]，拟定了益生菌火龙果酸奶配方单因素发酵时间、白砂糖添加量、植物乳杆菌菌液接种量、火龙果果汁添加量，以制成发酵乳的感官评价为评价标准，确定单因素的最佳配方的各因子的用量范围，为正交试验设计提供理论依据。

1）最佳发酵时间的确定

在火龙果汁添加量为10%，白砂糖添加量为9%，植物乳杆菌菌液的接种量为2%的情况下，发酵时间分别为 17、18、19、20、21 h，分别制成发酵乳，以感官评价为考察指标，确定最佳发酵时间。

2）白砂糖最佳添加量的确定

在火龙果汁添加量为10%，植物乳杆菌菌液接种量为2%，发酵时间为19 h的情况下，白砂糖的添加量分别为5%、7%、9%、11%、13%，分别制成发酵乳，以感官评价为考察指标，确定白砂糖的最佳添加量。

3）植物乳杆菌菌液最佳接种量的确定

在火龙果汁添加量为10%，白砂糖添加量为9%，发酵时间为19 h的情况下，植物乳杆菌菌液的接种量分别为1%、1.5%、2%、2.5%、3%，分别制成发酵乳，以感官评价为考察指标，确定植物乳杆菌菌液的最佳接种量。

4）火龙果汁最佳添加量的确定

在植物乳杆菌菌液接种量为2%，白砂糖添加量为9%，发酵时间为19 h的情况下，火龙果汁的添加量分别为6%、8%、10%、12%、14%，分别制成发酵乳，以感官评价为考察指标，确定火龙果汁的最佳添加量。

1.3.2.2 益生菌火龙果酸奶正交试验确定最佳配方

采用正交试验设计原理，结合单因素试验结果，设计最佳配方因素水平表见表1。试验重复验证3次。

表1 益生菌火龙果酸奶最佳配方L9（34）因素水平表Table 1 Probiotics dragon fruit yogurt optimal formula L9（34）factor level table

1.3.3 益生菌火龙果酸奶的感官评定

选择20名品评员对火龙果酸奶样品进行感官评分（100分），主要从组织状态是否稳定且均匀细腻、有或无乳清析出、是否有火龙果特有的果香味及口感是否细腻这4方面评判打分。

1.3.4 益生菌火龙果酸奶脂肪含量的测定

采用国标GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中罗兹-哥特里法测定益生菌火龙果酸奶中的脂肪含量。

1.3.5 益生菌火龙果酸奶蛋白质含量的测定

采用国标GB 5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中分光光度法测定益生菌火龙果酸奶中的蛋白质含量。

1.3.6 益生菌火龙果酸奶酸度的测定

采用国标GB 5009.239-2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》中的酸碱滴定法测定益生菌火龙果酸奶的酸度，以酚酞为指示剂，用0.100 0 mol/L的NaOH标准溶液滴定100 g试样至终点，记录所消耗的NaOH溶液的体积。

样品酸度=NaOH的摩尔浓度×消耗NaOH标准溶液的体积×100/试样质量×0.1

1.3.7 益生菌火龙果酸奶粘度的测定

取一杯样品，放到SNB-2数字粘度计的平台上，选择合适量程的转子，测定其粘度。

1.3.8 益生菌火龙果微生物指标的测定

1.3.8.1 乳酸菌测定

采用国标GB 4789.35-2016《食品安全国家标食品微生物学检验乳酸菌检验》中乳酸细菌培养基（MRS）培养基的方法对益生菌火龙果的乳酸菌数量进行检测，将样品涂布接种到MRS培养基中，37℃下培养48 h后，计数。

1.3.8.2 大肠杆菌测定

采用国标GB 4789.3-2016《食品安全国家标食品微生物学检验大肠菌群计数》中平板计数的方法对益生菌火龙果的大肠杆菌数量进行检测，将样品倾注接种到结晶紫中性红胆盐琼脂（VRBA）培养基中，37℃下培养24 h后，做验证试验，计数。

2 结果与分析

2.1 益生菌火龙果酸奶单因素试验结果

2.1.1 发酵时间单因素试验结果

发酵时间对酸奶感官评分的影响见图1。

图1 发酵时间对酸奶感官评分的影响Fig.1 Effect of fermentation time on sensory score of yogurt

由图1可得出，在其他因素相同时，发酵时间分别为 17、18、19、20、21 h，分别制成发酵乳。发酵完成后产品的感官评分平均值分别为 90、92、93、88、83 分。

由发酵后产品的评分可以看出，当发酵时间为19h时，发酵所得产品的感官评分最高。分析其原因可能当发酵时间较短时，难以形成良好的凝乳状。当发酵时间过长时，会使酸度增大，甚至乳清析出，影响产品的感官评分。因此，该试验选用的最佳发酵时间为19 h。

2.1.2 白砂糖添加量单因素试验结果

白砂糖添加量对酸奶感官评分的影响见图2。

图2 白砂糖添加量对酸奶感官评分的影响Fig.2 Effect of the amount of white sugar added on the sensory score of yogurt

由图2可得出，在其他因素相同时，白砂糖的添加量分别为5%、7%、9%、11%、13%，分别制成发酵乳。发酵完成后产品的感官评分平均值分别为86、89、93、90、88 分。

由发酵后产品的评分可以看出，当白砂糖的添加量为9%时，产品的感官评分最高。分析其原因可能为当白砂糖的添加量较少时，其甜味不足，发酵产生的酸味较大，影响了其感官评分。当白砂糖的添加量过多时，又会对酸奶本身以及火龙果汁的香味进行遮盖，影响了其感官评分。因此，该试验选用的最佳白砂糖添加量为9%。

2.1.3 植物乳杆菌菌液接种量单因素试验结果

植物乳杆菌菌液接种量对酸奶感官评分的影响见图3。

图3 植物乳杆菌菌液接种量对酸奶感官评分的影响Fig.3 Effect of inoculating amount of Lactobacillus plantarum on sensory score of yogurt

由图3可得出，在其他因素相同时，植物乳杆菌菌液的接种量分别为1%、1.5%、2%、2.5%、3%，分别制成发酵乳。发酵完成后产品的感官评分的平均值分别为 87、88、92、83、81 分。

由发酵后产品的评分可以看出，当植物乳杆菌菌液的接种量为2%时，产品的感官评分最高。分析其原因可能为当植物乳杆菌菌液的接种量较少时，造成发酵后产品的硬度不够，较难成为良好的凝乳状。当植物乳杆菌菌液的接种量较大时，制得酸奶硬度较大，甚至会乳清析出，发酵过度，影响了产品的感官评分。因此，该试验选用的最佳植物乳杆菌菌液的接种量为2%。

2.1.4 火龙果汁添加量单因素试验结果

火龙果汁添加量对酸奶感官评分的影响见图4。

图4 火龙果汁添加量对酸奶感官评分的影响Fig.4 Effect of the addition of dragon fruit juice on the sensory score of yogurt

由图4的结果可得出，在其他因素相同时，火龙果汁的添加量分别为6%、8%、10%、12%、14%，分别制成发酵乳。发酵完成后产品的感官评分平均值分别为 84、86、90、87、83 分。

由发酵后产品的评分可以看出，当火龙果汁添加量为10%时，产品的感官评分最高。分析其原因可能为当火龙果汁添加量较少时，基本上只有酸奶的香味，其果汁的香味较少，无法产生混合后应具有的水果奶香味。当火龙果汁添加量较大时，发酵后产品的水果香味又太浓，会遮住应有的奶香味，而使其奶香味不足。因此，该试验选用的最佳火龙果汁添加量为10%。

2.2 益生菌火龙果酸奶正交试验确定最佳配方结果分析

将益生菌火龙果酸奶中主要的影响因子进行综合研究，结果见表2。

表2 益生菌火龙果酸奶配方正交试验结果表Table 2 Probiotics dragon fruit yogurt formula determination orthogonal test results table

续表2 益生菌火龙果酸奶配方正交试验结果表Continue table 2 Probiotics dragon fruit yogurt formula determination orthogonal test results table

从试验结果可以看出，在制作益生菌火龙果酸奶过程中，白砂糖添加量对产品影响最大，其次是发酵时间，接着是火龙果汁添加量，影响最小的是植物乳杆菌菌液的接种量。由表2还可以看出，A2B3C2D3和A2B3C3D3均为最佳组合。经验证A2B3C2D3的评分最高，为最佳组合。

综合以上结论，可以得出最佳益生菌火龙果酸奶的工艺配方为：

火龙果汁12%、白砂糖11%、植物乳杆菌菌液接种量2%，发酵时间为19 h。

2.3 益生菌火龙果酸奶常规理化指标测定结果

对益生菌火龙果酸奶理化成分测定结果如表3所示。

表3 益生菌火龙果酸奶理化成分表Table 3 Probiotics dragon fruit yogurt physical and chemical composition table

酸度：75°T（国家标准≥70°T）

对益生菌火龙果酸奶矿物质含量测定结果如表4所示。

表4 益生菌火龙果酸奶矿物质含量表Table 4 Probiotics dragon fruit yogurt mineral content table

由表3、表4可以看出，益生菌火龙果酸奶的各项理化指标均符合GB 19302-2010《食品安全国家标准发酵乳》的要求，且蛋白质、脂肪含量、酸度均高于国家标准，益生菌火龙果酸奶营养价值更高。

2.4 益生菌火龙果酸奶流变特性结果

益生菌火龙果酸奶的黏度为（0.0072±0.0002）Pa·s。

2.5 益生菌火龙果酸奶微生物指标的测定

2.5.1 乳酸菌总数计数

益生菌火龙果酸奶中乳酸菌总数为1.54×109CFU/mL，国家标准要求≥1.0×106CFU/mL。符合GB 19302-2010《食品安全国家标发酵乳》的要求。

2.5.2 大肠杆菌计数

益生菌火龙果酸奶中未检出大肠杆菌，符合GB 19302-2010《食品安全国家标发酵乳》的要求。

3 结论

益生菌酸奶的研究与开发，是现代社会对食品营养与健康结合的大势所趋。通过单因素、正交试验设计，根据感官评分、理化指标、微生物指标分析，流变特性、质构分析等试验，得到如下结论：益生菌火龙果酸奶的最优配方为：火龙果汁12%、白砂糖11%、植物乳杆菌菌液接种量2%，发酵时间为37℃下培养19 h。研制开发出的益生菌火龙果酸奶各项指标均符合国家标准，营养丰富、口味独特，具有一定市场价值。