木糖醇金针菇酸奶发酵工艺研究

熊荣园 王黎明 罗通彪 尚 英 叶明芬 康林芝

（1南充职业技术学院，四川南充637000；2四川省华蓥市农业农村局，四川广安638600；3韶关学院，广东韶关512000）

金针菇质地柔软，营养丰富，含有八种人体必需氨基酸，以及多种生物活性成分如金针菇多糖、多聚糖蛋白等[1-2]。因此，金针菇被称为抗癌食品。金针菇也被称为益智菇，主要是金针菇中锌含量较高，对于儿童的大脑发育、提升智力具有积极的作用[3]。在人体代谢中，木糖醇不会受到胰岛素的调节作用，也不会被口腔中的细菌发酵造成龋齿，能减少牙斑的形成，但同样具备蔗糖的甜味，可以用来代替蔗糖作为甜味剂应用于酸奶发酵，更加适于糖尿病患者以及口腔易龋齿的儿童食用[4-6]。

研究旨在乳酸菌发酵酸奶的过程中，添加残次金针菇的汁液，以木糖醇代替蔗糖作为甜味剂，以常规发酵时间为基础，探究金针菇汁液、木糖醇、乳酸菌发酵剂的添加量，制定最佳的发酵工艺。发酵选择的甜味剂为木糖醇，乳酸菌酸奶可以适于更多的人群特别是儿童、糖尿病人食用。原料金针菇是残次的金针菇，可增加残次金针菇的食用附加值，同时也为金针菇的深加工提供思路，对促进食用菌产业的发展具有推动作用。

1 材料与方法

1.1 试验材料

金针菇：市购，采用外形残次、质地新鲜的金针菇；乳酸菌：丹尼斯克菌种，嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种，购于山东悠乐滋生物科技有限公司；木糖醇：食品级，购于山东龙力生物科技股份有限公司；稳定剂：黄原胶，食品级，河南万邦实业有限公司。

1.2 试验设备

电子天平、恒温发酵箱、组织捣碎机、均质机、冰箱、酸度计等。

1.3 工艺流程

金针菇浸提液制备→发酵剂的制备→原料混合→装瓶→杀菌（90℃、5min）→冷却（42℃）→接种→发酵→冷却后熟→成品→评定

1.4 工艺要点

1.4.1 金针菇浸提液制备

选取新鲜、无污染、无腐烂的外形残次金针菇，清洗干净，切掉菌根，在热水中热烫1min，提高金针菇的出汁率。切碎，放入组织捣碎机中，加水打碎匀浆（料水比=1∶1（g∶mL），再用4层纱布过滤，收集滤液，冷藏备用。

1.4.2 发酵剂的制备

将低温下保存的50DCU的嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种冻干粉以0.1%的比例添加至灭菌纯牛乳中于42℃进行扩大培养，作为发酵剂备用。

1.4.3 原料混合

按设计的浓度梯度添加纯牛乳、木糖醇、金针菇浸提汁液及0.3%的稳定剂，装瓶并搅拌。

1.4.4 均质

将原料预热并控制原料温度低于70℃进行均质匀浆，并装瓶。

1.4.5 杀菌冷却

将瓶装原料放入高压灭菌锅在90℃灭菌5min，快速冷却至42℃。

1.4.6 接种

将冷却至42℃的发酵瓶取出，按设计的浓度梯度加入乳酸菌发酵剂，混匀，再用保鲜膜密封并加盖。

1.4.7 发酵

将接种后的发酵瓶放入培养箱中42℃恒温培养8h。

1.4.8 冷却后熟

将发酵后的发酵瓶置于4℃的冰箱中冷却后熟12h。

1.5 发酵条件的单因素试验

1.5.1 金针菇汁液添加量对酸奶品质的影响

以纯牛乳为基质，添加6%的木糖醇、0.3%的稳定剂，金针菇汁液浓度梯度为4%、6%、8%、10%，混合均匀后进行均质，杀菌冷却，添加2%的发酵剂，在42℃下恒温发酵8h，取出冷却后熟12h，并且进行感官评定。

1.5.2 木糖醇添加量对酸奶品质的影响

以纯牛乳为基质，添加6%的金针菇汁液、0.3%的稳定剂，木糖醇浓度梯度为4%、6%、8%、10%，混合均匀后进行均质，杀菌冷却，添加2%的发酵剂，在42℃下恒温发酵8h，取出冷却后熟12h，并且进行感官评定。

1.5.3 发酵剂添加量对酸奶品质的影响

以纯牛乳为基质，添加6%的金针菇汁液、6%的木糖醇，0.3%的稳定剂，混合均匀后进行均质，杀菌冷却，添加浓度梯度为1%、2%、4%、6%的发酵剂，在42℃下恒温发酵8h，取出冷却后熟12h，并且进行感官评定。

1.5.4 发酵条件的正交试验

选取金针菇汁液、木糖醇、发酵剂3个因素，每个因素3个水平，对发酵条件进行L9（33）正交试验，并进行感官评定。

表1 正交试验的因素水平

1.6 检测方法

1.6.1 感官检验的方法

采用模糊数学法进行感官评定[7]。随机选出10人组成评价小组，采用目测、鼻嗅、口尝等方式依次进行感官评定，填写感官评定表，收集感官评定表进行统计分析。以乳清析出、香味、滋味、组织状态为因素集，用U表示，以优良中差为评语集，用V表示，本研究中V=｛25，20，15，10｝，其中25，20，15，10分别代表25分（优）、20分（良）、15分（中）、10分（差）。根据U×V的模糊关系建立N个模糊矩阵R，确定权重集X，建立模糊关系的综合评价集Y=X×R，并且将评价集进行归一化便于评价。为了将最终评判结果转化为具体的数值，规定一个分值区域H=（90，80，70，60）与评价集对应，将所得的模糊评定结果量化为具体分值[8-11]。

1.6.2 感官检验的标准

以乳清析出、香味、滋味、组织状态为基本评价指标，具体评定标准见表2。

表2 感官检验评定标准

1.7 统计分析

采用MicrosoftExcle2016进行结果处理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 金针菇汁液添加量对酸奶品质的影响

不同的金针菇汁液添加量对酸奶品质的影响见图1。

由图1可知，通过模糊数学法的感官评分可以看出，不同金针菇汁液添加量对酸奶的品质具有一定程度的影响。添加6%的金针菇汁液来发酵酸奶，模糊感官评分为84.35，品质较好。随着金针菇汁液添加量的增加，酸奶的品质在下降。添加10%的金针菇汁液，酸奶的综合品质偏低，模糊感官评分为79.65，说明金针菇汁液添加太多，乳酸菌发酵凝乳效果略差，口感细腻度不够，整体协调性较差[12-13]。

图1 金针菇汁液添加量对酸奶品质的影响

2.2 木糖醇添加量对酸奶品质的影响

不同木糖醇添加量对酸奶品质的影响见图2。

图2 木糖醇添加量对酸奶品质的影响

由图2可知，通过模糊数学法的感官评分可以看出，不同木糖醇添加量对酸奶的品质具有一定程度的影响，添加6%的木糖醇来发酵酸奶，模糊感官评分为84.85，品质较好。随着木糖醇添加量的增加，酸奶的品质在下降，添加10%的木糖醇，酸奶的综合品质偏低，酸奶的模糊感官评分为79.20分。用木糖醇代替蔗糖可以让高血糖人群以及糖尿病患者血糖升高，但是木糖醇在低温下其甜度比蔗糖高，添加量多对酸奶的酸甜风味具有影响，进而影响酸奶的整体协调性[14-15]。

2.3 发酵剂添加量对酸奶品质的影响

不同发酵剂添加量对酸奶品质的影响见图3。

由图3可知，通过模糊数学法的感官评分可以看出，不同乳酸菌发酵剂添加量对酸奶品质的影响比较明显。随着增加发酵剂添加量，酸奶的模糊感官评分先升高后降低。添加2%的发酵剂来发酵酸奶，模糊感官评分为85.80，品质最好。随着发酵剂添加量的增加，酸奶的品质在逐渐下降。添加6%的乳酸菌，酸奶的综合品质最低，模糊感官评分为75.40。在一定的条件下，乳酸菌添加越多，发酵产生的乳酸含量越多，酸奶的甜酸比偏低，滋味不醇厚，与金针菇的风味协调性较差，整体品质偏低。

图3 发酵剂添加量对酸奶品质的影响

2.4 发酵条件的正交试验

在单因素试验的基础上，根据1.6.1的方法，选取金针菇汁液、木糖醇、发酵剂3因素进行正交试验，优化发酵工艺条件。根据评价小组对9个处理的感官评分值所分别建立9个模糊矩阵，再根据模糊矩阵所对应的模糊关系建立9个综合评价集，归一化后，规定一个分值区域H=（90，80，70，60）与相应的评价集对应，就将所得的模糊评判结果量化为具体的分值，结果如下表3所示。

由表3可知，以模糊数学法进行感官评定的分值得出最佳的发酵条件组合为A2B1C2，模糊感官评分为85.00分，即发酵条件组合为金针菇汁液添加量为6%，木糖醇的添加量为4%，乳酸菌发酵剂的添加量为2%。通过极差分析可以看出，三种因素对酸奶感官品质影响大小的排序分别是金针菇汁液添加量＞木糖醇添加量＞发酵剂添加量。在酸奶发酵过程中，金针菇汁液添加量对酸奶的品质影响最显著，主要源于金针菇汁液中营养丰富，多糖、氨基酸等成分对乳酸菌发酵有促进作用。但是添加汁液太多时，金针菇的味道将酸奶本身的风味掩盖，同时也使得酸奶的细腻度降低，进而影响其感官品质[12]。添加不同量的木糖醇对酸奶的感官品质影响也较明显，主要因为木糖醇的甜度和蔗糖相近。但在低温下木糖醇甜度更高，添加过多木糖醇将影响酸奶的酸甜风味。不同添加量乳酸菌在42℃恒温条件下发酵8h后，其代谢产生的乳酸含量具有一定的差别，但是在同时添加有木糖醇的作用下，其糖酸比差别降低，因而对酸奶的感官品质影响最小。

表3 正交设计及结果

3 小结

综上所述，在单因素试验的基础上，选取金针菇汁液、木糖醇、乳酸菌发酵剂添加量3个因素进行正交优化试验，通过模糊数学法进行感官评定得出木糖醇金针菇酸奶的最佳发酵工艺条件为：以纯牛乳为原料，加入0.3%的稳定剂，添加6%的金针菇汁液、4%的木糖醇、2%的乳酸菌发酵剂，温度为42℃发酵8h。本研究采用外形残次、质地新鲜的金针菇作为原料，残次金针菇经过修整，保留具有食用价值和营养价值的金针菇菇体，相比于鲜售，二次加工可以减少损失，提高了经济价值，推动食用菌产业的发展。金针菇的气味淡香，与酸奶能够较好地融合，提升酸奶的香气。金针菇中的游离氨基酸种类多，含量高，以金针菇的汁液来作为发酵的基质，可以大大地提升发酵酸奶游离氨基酸的含量，同时金针菇中含有生物活性物质，也大大地提升了发酵酸奶的营养价值。木糖醇代替蔗糖作为甜味剂，不易被人体吸收，对于糖尿病人以及易龋齿的儿童而言，具有积极的作用。