黄精多糖酸奶的研制及其品质分析

王 杰，江润生，王秋艳，刘 辉，刘恩岐，巫永华

（徐州工程学院江苏省食品资源开发与质量安全重点建设实验室，江苏徐州 221111）

酸奶由于其良好的风味、极高的营养价值和具有一定的调理肠道微生物、促进消化等生理功能被广大消费者所喜爱，是一种包括乳糖不耐症人群都可以食用的老少皆宜的乳制品。近年来，为了增加酸奶的品种和提升其功能性质，许多研究者将一些果蔬、功能性肽类、低聚糖和多糖等加入到酸奶中，研究其对酸奶发酵特性的影响，并研制出了南瓜酸奶、山药酸奶、紫薯酸奶、多肽酸奶、低聚糖酸奶和多糖酸奶[1-6]等产品。这些物质的添加，不仅增加了酸奶的花色、品种，也在一定程度上提升了酸奶的品质和功能性质。有报道认为，酸奶中添加多糖会与益生菌协同起到抗氧化和抗衰老的作用[7]，而紫薯酸奶表现出一定的辅助降血压效果[8]。所以，添加功能成分的功能型酸奶的研发具有十分广阔的市场前景。

黄精多糖是黄精中重要的天然化学物质，研究表明其具有良好的抗氧化、抑菌、降血脂、抗肿瘤等生理功能，具有较好的开发应用前景。课题组前期研究了黄精多糖对乳酸菌发酵特性的影响，表明黄精多糖具有促进乳酸菌生长增殖的作用[9]。试验对黄精多糖凝固型酸奶的配方进行了研究，为黄精多糖的产业化应用和丰富酸奶品质提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

黄精，亳州千草药业有限公司提供；鲜牛乳，徐州私营牛奶厂提供；发酵粉，北京川秀有限公司提供；果胶，郑州仁康食品化工有限公司提供；改性木薯淀粉，中泰淀粉有限公司提供；乳清蛋白粉，河南万邦实业有限公司提供。

1.2 主要仪器设备

闪式提取仪，河南智晶生物科技发展有限公司产品；R206 型旋转蒸发仪，上海申生科技有限公司产品；TU-1810 型紫外分光光度计，北京普析通用有限公司产品；实验室pH 计，梅特勒-托利多国际股份有限公司产品；L550 型低速离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司产品；Alphal-2LDPLUS 型真空冷冻干燥机，德国Christ 公司产品；电热恒温培养箱，上海跃进医疗器械有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 黄精多糖的制备

参照课题组研究的闪式提取法制备黄精多糖[9]。取适量黄精粉末于提取容器中，按料液比1∶18（g∶mL） 加入纯水，充分混匀，用闪式提取器在50 V下提取40 s，以转速4 000 r/min 离心10 min，取上清液，再将滤渣在料液比1∶10（g∶mL），50 V 下闪式提取40 s，离心取上清液，合并所得上清液，减压浓缩至一定体积。用Sevage 法除蛋白3 次，加无水乙醇至终体积分数为80%，于4 ℃放置24 h后，离心取沉淀。用乙醚和丙酮分别清洗多糖3 次后，置于-80 ℃下过夜，冷冻干燥后置于自封袋中，于-20 ℃下保存备用。

1.3.2 黄精多糖酸奶的研究

（1） 鲜牛乳的预处理。在购买的新鲜牛奶中加入2%乳清蛋白粉，充分搅拌均匀后，置于4 ℃冰箱中备用。

（2） 白砂糖添加量对酸奶品质的影响。取适量的牛奶5 份，分别加入1%，3%，5%，7%，9%的白砂糖，分别进行均质、杀菌后按1 g/L 的剂量投入乳酸菌，充分混匀后于42 ℃培养箱中发酵6 h 后置于4 ℃冰箱中后熟，发酵期间每隔1 h 测1 次pH 值和滴定酸度，并测定产品的持水力，确定白砂糖的最佳添加量。

（3） 果胶添加量对酸奶品质的影响。取适量的牛奶5 份，按上述结果添加白砂糖，分别加入0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的果胶，分别进行均质、杀菌后按1 g/L 的剂量投入乳酸菌，按1.3.2（2） 操作，确定果胶的最佳添加量。

（4） 改性木薯淀粉（MCS） 添加量对酸奶品质的影响。取适量的牛奶5 份，按上述结果添加白砂糖和果胶，分别加入0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%的改性木薯淀粉，进行均质、杀菌后按1 g/L 的剂量投入乳酸菌，按1.3.2（2） 操作，确定改性木薯淀粉的最佳添加量。

（5） 黄精多糖添加量对酸奶品质的影响。取适量的牛奶6 等份，按上述结果添加白砂糖、果胶和改性木薯淀粉，分别加入0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的黄精多糖，进行均质、杀菌后按1 g/L的剂量投入乳酸菌，按1.3.2（2） 操作，确定黄精多糖的最佳添加量。

1.3.3 酸度测定

（1） pH 值测定。每隔1 h 从各样品中取20 mL发酵酸奶于25 mL 烧杯中，用pH 计测定其pH 值。

（2） 滴定酸度的测定。每隔1 h 从各样品中取5 mL 发酵酸奶至锥形瓶中，加入10 mL 煮沸冷却后的去离子，加2 滴0.5%酚酞乙醇溶液，摇匀。用0.1 mol/L NaOH 标准液进行滴定。滴定酸度用吉尔涅尔度表示。每组样品做3 次，取平均值。

1.3.4 持水性的测定

取洗净、干燥的50 mL 离心管，分别编号并称量，记为m0，在各离心管中按上述条件制备酸奶30 mL 左右，称量，记为m1。于室温下，以转速4 000 r/min离心10 min，弃去上清液，并将离心管倒置在实验台上10 min 沥干水分，称量记为m2，重复试验3 次，取平均值。样品的持水性按公式（1） 计算。

1.3.5 感官评定

由实验室10 名食品质量与安全的大四学生（6 名女生和4 名男生） 组成评定小组，进行感官评定，该小组成员均系统地学习过食品感官鉴评的理论和实践课程，先期针对产品的评分标准进行培训后进行评定，收集成员的评定结果，并去除最高和最低分后取平均值。

感官评分标准见表1。

表1 感官评分标准

1.3.6 成品酸奶成分测定

（1） 蛋白质含量。参照GB 5009.5—2016[10]中凯氏定氮法测定黄精多糖酸奶中的蛋白质含量，重复试验3 次，取平均值。

（2） 脂肪含量。参照GB 5009.6—2016[11]，以索氏提取法测定黄精多糖酸奶中的脂肪含量，重复试验3 次，取平均值。

（3） 固形物含量。取干净、烘干至恒质量的培养皿，称量，记为m0，取酸奶样品置于培养皿内，称量，记为m1，将样品烘干至恒质量，记为m3。同一样品进行3 次测定，取平均值，固形物含量按公式（2） 计算。

（4） 灰分测定。参照GB 5009.4—2016[12]，将样品用乙酸镁试剂混合后静置10 min，水浴蒸干后先于小电炉上炭化，然后置于马弗炉灼烧至恒质量，参照用乙酸镁作为空白，做3 组取平均值。

1.3.7 乳酸菌菌落总数测定

参照GB 4789.35—2016[13]，将后熟24 h 的酸奶样品稀释至1×10-4，1×10-5，1×10-6，1×10-7，1×10-8，1×10-9这6 个稀释度，每个稀释度吸取0.1 mL样液均匀涂布在MRS 培养基上。培养后计数。

1.3.8 黄精多糖酸奶保藏期试验

按照试验获得的最佳配方制备黄精多糖酸奶，作为试验组，同时以不加黄精多糖的酸奶为对照组，发酵完成后置于4 ℃下保藏，每隔1 d 进行1 次滴定酸度与pH 值测定。

2 结果与分析

2.1 黄精多糖酸奶的研制

2.1.1 白砂糖添加量的确定

白砂糖添加量对酸奶pH 值的影响见图1，白砂糖添加量对酸奶滴定酸度的影响见图2，白砂糖添加量对酸奶持水力的影响见图3。

图1 白砂糖添加量对酸奶pH 值的影响

由图1 ～图3 可知，在白砂糖添加量为7%时，样品酸奶的发酵状况最好，pH 值与滴定酸度最先达到酸奶发酵所要求的指标。同时，白砂糖添加量小于5%时，酸奶甜味不足，组织状态不稳定，持水能力较差；白砂糖添加量过多，可能影响乳酸菌的发酵效果导致酸奶凝乳不好，后熟后乳清析出较多，持水性差，味道甜腻。故试验选择7%的白砂糖添加量。

2.1.2 果胶添加量的确定

图2 白砂糖添加量对酸奶滴定酸度的影响

图3 白砂糖添加量对酸奶持水性的影响

果胶在酸奶产品起稳定作用是由于果胶能与酸奶中蛋白质形成亲水性复合物，从而避免蛋白聚合。

果胶添加量对酸奶pH 值的影响见图4，果胶添加量对酸奶滴定酸度的影响见图5，果胶添加量对酸奶持水力的影响见图6。

图4 果胶添加量对酸奶pH 值的影响

图5 果胶添加量对酸奶滴定酸度的影响

图6 果胶添加量对酸奶持水力的影响

由图4 ～图6 可知，果胶添加量对样品酸奶的发酵效果影响不大，但对酸奶的持水力影响较大，总体上，随着果胶添加量的增加，酸奶持水性增加。但是，当果胶添加量达到0.7%时，酸奶会有明显的涩味。廖芬等人[14]研究不同稳定剂对香蕉凝固型酸奶品质的影响试验表明，添加0.5%的果胶能达到较好的效果。所以试验确定果胶添加量为0.5%。

2.1.3 改性木薯淀粉添加量的确定

有报道认为变性淀粉的加入能够改善酸奶的稳定性和品质。

改性木薯淀粉对酸奶pH 值的影响见图7，改性木薯淀粉对酸奶滴定酸度的影响见图8，改性木薯淀粉对酸奶持水力的影响见图9。

图7 改性木薯淀粉对酸奶pH 值的影响

图8 改性木薯淀粉对酸奶滴定酸度的影响

图9 改性木薯淀粉对酸奶持水力的影响

由图7 ～图9 可知，改性木薯淀粉的添加对样品酸奶发酵过程中段影响较大，可明显提高乳酸菌的产酸能力，使得酸奶滴定酸度能较快地达到酸奶国标的酸度要求（≥70 °T）。改性木薯淀粉添加量越高，发酵速度越快，在添加0.5%时，酸奶已经表现出良好的持水性。秦海丽[15]探讨了交联酯化木薯淀粉在凝固型酸奶中的应用，得出其适宜添加量为0.5%～1.0%。孙慢慢[16]认为变性淀粉会在灭菌时吸水膨胀，增加蛋白凝胶粒子的密度，使酸奶的黏度和持水力增加，稳定性增强，从而改善酸奶的品质。王冠群[17]认为在酸奶中加入乙酰化交联淀粉，可以增强蛋白质网络结构，防止酪蛋白的絮凝，并且有可能在胶束表面形成厚的水化吸附层，从而增强酸奶的稳定性和持水能力。综上所述，试验选择改性木薯淀粉添加量为0.5%。

2.1.4 黄精多糖添加量的确定

黄精多糖添加量对酸奶pH 值的影响见图10，黄精多糖添加量对酸奶滴定酸度的影响见图11，黄精多糖添加量对酸奶持水力的影响见图12。

图10 黄精多糖添加量对酸奶pH 值的影响

图11 黄精多糖添加量对酸奶滴定酸度的影响

图12 黄精多糖添加量对酸奶持水力的影响

由图10 ～图12 可知，添加黄精多糖的试验组的滴定酸度的增加速度要小于对照组，说明黄精多糖的添加会抑制乳酸菌在发酵过程中的产酸能力，同时，发酵结束后，添加黄精多糖的酸奶酸度低于对照组。多糖的添加对酸奶持水力的影响较小，当黄精多糖添加量为0.2%时，持水力最好。崔国庭等人[18]研究表明，添加1.0%的红枣多糖能够提高酸奶的持水力。梁海艳等人[19]研究表明，人参多糖的添加对酸奶的持水性没有明显影响。张岩等人[20]报道认为，添加0.04%的松茸多糖能提高酸奶的持水力并改善酸奶组织性状。由于该试验添加的多糖是粗多糖，有一定的黄精药材味道，当黄精添加量高于0.5%时，会使产品药材风味过重，影响产品品质。故试验选择黄精多糖添加量为0.4%。

综合以上试验，最终确定黄精多糖酸奶的配方在鲜牛奶中加入乳清蛋白粉2%，白砂糖7%，果胶0.5%，改性木薯淀粉0.5%和黄精多糖0.4%。在此参数下制备获得的黄精多糖酸奶品质良好，有略微的黄精风味，酸甜适中，口感细腻，色泽均一，质构紧密，形态稳定，无分层现象。

2.2 酸奶滴定酸度、持水力、感官评分和营养成分分析结果

以试验所得的最优配方制备的酸奶为试验组，并以不加黄精多糖的酸奶为对照组，试验组和对照组的酸奶发酵完成并于4 ℃下保藏24 h 后，对其滴定酸度、持水力和主要成分进行测定。

酸奶滴定酸度、持水力、感官得分和营养成分试验结果见表2。

表2 酸奶滴定酸度、持水力、感官得分和营养成分试验结果

由表2 可知，试验组和对照组的滴定酸度、持水力、蛋白质、脂肪和灰分含量基本一致，试验组的固形物含量要高于对照组，但无显著性差异，可能是由于加入黄精多糖所导致。试验组的感官评分略高于对照组；黄精多糖酸奶中的乳酸菌菌落数显著高于对照组（p＜0.05），这可能是由于黄精多糖对乳酸菌具有一定的增殖作用，说明黄精多糖酸奶不仅品质明显优于普通酸奶，在调节胃肠道功能、促进消化等方面也有较大的优势。

2.3 黄精多糖酸奶的保藏期试验结果

酸奶保藏期滴定酸度的变化见图13，酸奶保藏期pH 值变化见图14。

图13 酸奶保藏期滴定酸度的变化

图14 酸奶保藏期pH 值变化

酸奶在保藏过程中，虽然温度较低，但乳酸菌依然在缓慢发酵，产品会产生后酸化，而后酸化会对酸奶的风味产生不良影响，酸奶后酸化的程度越大这种不良影响也越大，pH 值与滴定酸度的变化能在一定程度上体现样品的后酸化程度。由图13 和14可知，黄精多糖酸奶与对照组酸奶随着保藏时间的延长滴定酸度都在缓慢上升，但黄精多糖酸奶的滴定酸度一直低于对照组，而其pH 值高于对照组，说明黄精多糖酸奶在保藏期的后酸化程度明显低于对照组，因此黄精多糖的添加会抑制保藏期乳酸菌的产酸。同时，酸奶的乳清析出量也较对照组少，可能是由于黄精多糖以化学键的形式与酸奶中的蛋白质分子相互作用，增强了凝胶结构，使其持水能力更强，防止了乳清的析出[18]。

3 结论

试验考查了白砂糖、果胶、改性木薯淀粉和黄精多糖添加量对酸奶发酵特性的影响，确定黄精酸奶的最优配方，并对成品的品质进行分析。试验确定了黄精多糖酸奶的最佳配方，即在鲜牛奶中加入乳清蛋白粉2%，白砂糖7%，果胶0.5%，改性木薯淀粉0.5%和黄精多糖0.4%，经均质、灭菌后于42 ℃下发酵6 h，于4 ℃后熟24 h 后制得的黄精多糖酸奶制品品质良好，有略微的黄精风味，酸甜适中，口感细腻，色泽均一，质构紧密，形态稳定，无分层现象。可滴定酸为101.02 °T，持水力为90.72 g/g。产品含蛋白质6.46%，脂肪10.9%，固形物含量21.1%，灰分7.25%，乳酸菌菌落总数为9.3×108CFU/mL，其中乳酸菌菌落总数显著高于对照组，这说明黄精多糖对乳酸菌具有一定的益生元效果。保藏期试验表明，相较于对照组而言，黄精多糖酸奶在保藏期的后酸化较为缓慢，说明黄精多糖在保藏期能抑制乳酸菌的产酸能力，从而在一定程度上延长了酸奶的保藏期。