鹰嘴豆营养发酵乳生产工艺及产品特性研究

陈夏菁 刘红玉 黎雁泽 王颖, 2 王长远, 2 姚 笛

(1. 黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江 大庆 163319；2. 国家杂粮工程技术研究中心，黑龙江 大庆 163319)

鹰嘴豆是一种豆科植物，含有多种营养成分[1]，其脂肪含量较低，约为5%～6%，不饱和脂肪酸含量较丰富[2]。丰富的异黄酮等成分使鹰嘴豆具有一定的药用价值[3]，如降血糖[4]、抗氧化[5]、延缓衰老[6]等。但鹰嘴豆适口性差、难消化的成分易引发胀气等制约了其开发利用[7]。

乳酸菌发酵是一种有效解决上述问题的途径，而且乳酸菌活菌及其代谢产物还能促进人体肠道有益菌群的生长[8-9]。此外，乳酸菌在生长代谢过程中不仅能够有效降低豆乳中的豆腥味，还能产生醇香、清爽的酸奶香味，因此，相较于豆乳，发酵豆乳的风味品质具有更为广泛的接受度。此外，乳酸菌还能利用鹰嘴豆中的碳源产酸，赋予发酵乳细腻的凝乳质地和酸甜滑润的口感[10-11]。

试验拟以鹰嘴豆和牛乳为原料，利用SL和LSB复配菌种分别制备鹰嘴豆发酵乳，结合感官评定对鹰嘴豆发酵乳的工艺条件进行优化，同时对产品的理化特性和营养成分进行分析，并确定产品的货架期，以期开发出营养价值高且风味独特的鹰嘴豆发酵乳产品。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与试剂

鹰嘴豆、纯牛奶、白砂糖：市售；

羧甲基纤维素钠：食品级，河南万邦实业有限公司；

葡萄糖、硫酸、氢氧化钠、DNS等均为国产分析纯。

1.1.2 仪器与设备

离心机：H1650-W型，长沙湘仪离心机仪器有限公司；

立式压力灭菌器：LDZM-8KCS型，上海甲安医疗器械厂；

pH计：PHS-C型，上海仪电科学仪器股份有限公司；

全自动酸奶机：DX-199型，大熊电子有限公司；

紫外—可见光分光光度计：A360型，上海翱艺仪器有限公司；

电热恒温培养箱：DHG-9145A型，上海一恒科学仪器有限公司；

豆浆机：DJ12B-A11型，九阳股份有限公司；

均质机：GJB1000-25型，常州市均质机械有限公司；

流变仪：TC-650型，上海君翼仪器设备有限公司。

1.1.3 菌种

嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)与保加利亚乳杆菌(Lactobacillusbulgaricus)混合菌种(SL)：分离自市售酸奶，按1∶1混合；

干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)与嗜热链球菌和乳双歧杆菌(Bifidobacteriumlactis)混合菌种(LSB)：按1∶1∶1混合，其中，干酪乳杆菌为黑龙江八一农垦大学食品生物技术实验室保存，乳双歧杆菌V9为内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室馈赠。

1.1.4 培养基

(1) MRS培养基：按照MRS培养基说明书配方进行配制，121 ℃灭菌15 min。

(2) 脱脂乳：10 g脱脂乳粉加入100 mL蒸馏水中配制成10%脱脂乳，110 ℃灭菌15 min。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

(1) 鹰嘴豆豆浆的制备：

鹰嘴豆→挑选→称量→泡豆→剥皮→煮豆(去豆腥味)→热磨浆→过滤→豆浆

(2) 鹰嘴豆发酵乳的制备：

牛乳→灭菌(110 ℃，15 min)→按比例加入豆浆→加入白砂糖→混匀→加入稳定剂→混匀→接种→发酵→后熟(4 ℃冰箱，24 h)→成品→冷藏[12-13]

(3) 操作要点：挑选完好无损的、未发霉和无异味的鹰嘴豆，清洗后在清水中浸泡5 h后剥皮，蒸煮除掉豆腥味，以1∶20(g/mL)比例磨浆，3层纱布过滤，得到豆浆[14]。以SL混合菌种制备发酵乳的豆乳与牛乳比例为2∶1，以LSB混合菌种制备发酵乳的豆乳与牛乳比例为3∶1，混匀后加入6%白砂糖，搅拌溶解，再加入0.1%稳定剂，均质溶解，冷却后为发酵底物[15-16]。

根据文献[17]进行修改，取复配的SL和LSB菌种接种至10%脱脂乳中，37 ℃培养至凝乳，以5%接种量将混合菌种接入发酵底物中，42 ℃发酵8 h后，放入4 ℃冰箱进行后熟。

1.2.2 单因素试验设计

(1) 接种量对产品感官特性的影响：鹰嘴豆浸泡5 h，42 ℃发酵8 h，以4%，5%，6%，7%，8%为接种量进行发酵。

(2) 发酵时间对产品感官特性的影响：鹰嘴豆浸泡5 h，SL和LSB接种量分别为6%，7%，42 ℃分别发酵7，8，9，10，11 h进行鹰嘴豆发酵乳的制备。

(3) 发酵温度对产品感官特性的影响：鹰嘴豆浸泡5 h，SL和LSB接种量分别为6%，7%，发酵时间分别为8，10 h，在发酵温度41，42，43，44，45 ℃下进行鹰嘴豆发酵乳的制备。

(4) 浸泡时间对产品感官特性的影响：SL和LSB接种量分别为6%，7%，发酵时间分别为8，10 h，发酵温度分别为43，44 ℃，在浸泡时间3，4，5，6，7 h下进行鹰嘴豆发酵乳的制备。

1.2.3 正交试验设计 在单因素试验的基础上，以接种量、发酵时间、发酵温度和浸泡时间为变量，以感官评定为评价指标设计L9(34)正交试验。

1.2.4 感官评定 参考酸奶感官评分标准[18]，并结合GB 19302—2010，根据产品的色泽、气味和滋味、组织状态设计评分标准，具体如表1所示。由黑龙江八一农垦大学食品学院的10名教师和学生进行评分，最终评分取平均值。

1.2.5 理化及流变特性测定

(1) pH值的测定：用pH计进行测定。

(2) 酸度值的测定：按GB/T 12456—90执行。

(3) 蛋白质的测定：按GB 5009.5—2016执行。

(4) 脂肪的测定：按GB 5009.6—2016执行。

(6) 钠的测定：按GB/T 5009.91—2017执行。

(7) 氨基酸的测定：按GB 5009.124—2016执行。

(8) 灰分的测定：按GB 5009.5—2010执行。

表1 感官评定评分表

(9) 还原糖的测定：按GB/T 5009.7—2008执行。

(10) 水分的测定：按GB/T 5009.3—2016执行。

(11) 灰分测定：按GB/T 5009.4—2016执行。

(12) 流变特性的测定：根据文献[19]，修改如下，利用流变仪进行产品黏度和剪切率的测定，测试温度4 ℃，利用0.1～10.0 Hz频率进行扫描，剪切速率先从0增大到100 s-1，再从100 s-1减小到0。

1.2.6 产品贮存货架期的确定 测定产品发酵成熟后7，14，21，28 d内的pH值、菌落总数和大肠菌群，菌落总数按GB 4789.2—2016执行，大肠菌群按GB 4789. 3—2016执行，结合各指标的变化情况分析确定产品的货架期。

1.3 数据处理

正交试验利用SPSS 22.0进行极差分析。

2 结果与分析

2.1 发酵工艺条件的确定

根据单因素分析结果取最优取值范围，选取3个水平进行正交试验，因素水平表如表2所示，极差分析结果如表3、4所示。

由表3可知，影响SL发酵乳感官评分的主次因素为A>D>C>B，最优发酵组合为A1B1C1D2，用最佳组合进行验证实验(n=3)，得到的鹰嘴豆发酵乳感官评分为92，其口感最好，即浸泡时间5 h，接种量6%，发酵温度43 ℃，发酵时间8 h为最佳优化工艺。

由表4可知，影响LSB发酵乳的主次因素为D>B>C>A，最佳发酵组合为A2B2C3D2，经验证实验(n=3)得到最佳发酵组合的评分为95，即浸泡时间5 h，接种量7%，发酵温度44 ℃，发酵时间10 h为最佳发酵条件。

表2 因素水平表

表3 SL正交试验极差分析结果

表4 LSB正交试验极差分析结果

2.2 流变特性分析

由图1可知，以SL为菌种的发酵乳黏度值比SLB略高，两种产品的黏度随时间延长逐渐趋于稳定，无明显差异；随着剪切率的变化短时间内黏度未发生较大变化，说明产品的黏度性质比较稳定。

2.3 理化指标分析

由表5可知，SL、LSB菌种发酵乳的蛋白质、脂肪和钠的含量相差不大，与两种产品的原料一致有关，而LSB组的酸度和几种氨基酸含量高于SL组，说明不同菌种代谢相同原料过程中产生的有机酸及游离氨基酸的类型和含量不同，同时，LSB组的感官评分高于SL组，说明产品的理化性质与感官评分具有一定的相关性。

2.4 贮存期pH及微生物指标分析

由图2、3可知，两种产品的pH值随贮藏期的延长逐渐降低，说明产品的酸度越来越高；活菌数随贮藏期的延长逐渐减少，但活菌数仍符合GB 19302-2010标准(≥106CFU/mL)。大肠菌群结果显示，7，14，21 d的MPN值为0 MPN/mL，而28 d的MPN值为3 MPN/mL，说明28 d时出现了大肠菌群的污染，且产品色泽和口感有改变。因此，产品的有效保质期应为4 ℃下21 d。

图1 流变特性分析

表5 产品的理化指标结果

图2 贮藏期28 d内菌落数变化

图3 贮藏期28 d内pH值变化

3 结论

试验以发酵乳常用的嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌(SL)为菌种，同时以干酪乳杆菌、嗜热链球菌和乳双歧杆菌(LSB)为复配菌种进行鹰嘴豆乳的发酵并确定最佳发酵工艺，研究结果表明，菌种的接种量、发酵温度、发酵时间以及浸泡时间对产品的感官评定均有一定程度的影响。通过对鹰嘴豆发酵乳的各项指标检测结果进行分析，以LSB菌种发酵的鹰嘴豆乳相较于SL菌种发酵的营养更加丰富，感官评分更高。在傅樱花[20]研究基础上，探讨了多个因素对产品品质的影响，同时检测了多个指标以确定产品特性，获得了感官评分更高、各方面特性良好的鹰嘴豆发酵乳。试验在多个菌种复配的选择和比较方面仍有不足，需进一步探讨菌种对鹰嘴豆乳发酵的影响。