草莓汁对低脂酸奶品质的影响

李博 ，孙玥，梅俊,

1. 上海城建职业学院食品质量与安全系（上海 201415）；2. 上海城建职业学院城市食品安全研究所（上海 201415）；3. 上海交通大学食品科学与工程系（上海 200240）；4. 上海海洋大学食品科学与工程系（上海 201306）

酸奶具有改善肠道菌群、降低血清胆固醇、抗癌等功效[1-3]。近些年来，随着人们健康意识的提高，日常饮食中更注重对脂肪摄入量的控制，因此消费者对低脂酸奶的需求越来越多。但原料乳经过部分脱脂后，在发酵过程中由脂肪作为风味化合物的前体产生的风味物质减少，同时，原料乳中脂肪的减少会影响发酵乳质构，具体表现为发酵乳的顺滑感较差[4-5]，严重影响低脂发酵乳的推广。提高低脂发酵乳的方式主要依靠改善制作工艺、使用附属发酵剂和寻找脂肪替代物3种方式[6-8]。在现有技术条件下，提高低脂发酵乳品质的方式主要是寻找乳脂肪替代物。草莓营养高、香味浓、口感好而深受消费者喜爱，草莓中的芳香物质种类多，主要为酯类、醇类、醛类、酮类及含硫化合物等[9-10]。

试验将不同比例草莓汁添加到部分脱脂原料乳中，制作草莓汁凝固型低脂发酵酸奶，评价草莓汁作为脂肪替代物在低脂酸奶中应用的可行性，主要评价内容包括凝乳特性、质构特性、黏度、感官评价等内容。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酸奶发酵剂、原料乳（脂肪含量3.4%）（光明乳业股份有限公司）；新鲜草莓。

Whatman No.1滤纸（英国Whatman公司）；0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液（上海恪敏生物科技有限公司）。

1.2 仪器与设备

榨汁机（JYZ-V 911，九阳股份有限公司）；均质机（AH-BASIC，加拿大ATS公司）；旋转流变仪（R/S plus，美国Brookfield公司）；恒温培养箱（LRH-150 F，上海一恒科学仪器有限公司）；pH计（FE 20，梅特勒托利多公司）；多功能乳制品分析仪（Milko Scan FT 2，FOSS仪器公司）；物性测试仪（TA-XT 2i型，Stable Micro Systems仪器公司）；离心机（H 2050 R 1，湘仪离心机有限公司）。

1.3 草莓汁低脂酸奶的制作

新鲜草莓洗干净去叶去蒂后榨成草莓果汁，3层纱布过滤得到澄清的草莓果汁，冷藏备用。原料乳在使用前要进行低脂处理，使得脂肪含量1.5 g/100 g原料乳，冷藏备用。草莓汁添加量分别为10%，20%和30%，不添加草莓汁的全脂牛奶和低脂牛奶为对照组。原料乳和草莓汁混合均匀后利用均质机在20 MPa下进行均质，采用巴氏杀菌（63±1 ℃，30 min）处理后冷却至32 ℃。采用直投式加入1%发酵剂搅拌后在42 ℃下发酵6 h，发酵完成后在室温下保持30 min，转移入4 ℃冰箱中后熟24 h，此时记为0 d。继续在4 ℃冰箱中保藏，在0，6，12和18 d时取样检测。WMY（Whole milk yogurt）表示全脂奶发酵，LFY（Low fat yogurt）表示低脂酸奶，SLFY-10%（Strawberry low-fat yogurt）表示草莓汁添加量10%，SLFY-20%表示草莓汁添加量20%，SLFY-30%表示草莓汁添加量30%。具体工艺流程为：

1.4 pH测定

取50 mL样品经过高速均质（5 000 r/min）1 min，混匀后用pH计进行测量，重复3次。

1.5 滴定酸度的测定

根据GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》方法进行测定。

1.6 硬度的测定

按照Mousavi等[11]描述的方法进行测定。采用TATX2型质构仪对草莓低脂酸奶进行测定，采用柱形探头，其平端直径25 mm；测试前探头下降速度10.0 mm/s；测试速度1.0 mm/s；测试后探头回程速度5.0 mm/s；测试距离10.0 mm；触发力5 g。由质构特性曲线图得出以穿透过程中的最大压缩力所表示的硬度（N）。

1.7 黏度的测定

按照Fu等[12]描述的方法进行测定。采用R/S plus旋转流变仪，选用CC25的转子，圆筒长度为50.00 mm，转子半径12.50 mm，转子和圆筒空隙2.00 mm。在8±1℃下，以5 min内剪切速率（γ）从0变化到300 s-1获取流变曲线，取转速100 s-1时的黏度。

1.8 持水力的测定[13]

将25 g样品放入离心管中在4 ℃下以3 000 r/min进行离心，10 min后取出倒掉上清液，测量残余物。持水率以草莓低脂酸奶排出的乳清量百分数进行表示。

1.9 脱水收缩率的测定[14]

将30 g未经搅拌的低脂开菲尔放置于Whatman No.1滤纸中，在4 ℃下进行过滤2 h，用烧杯收集滤出的乳清。脱水收缩率以乳清析出量的百分数表示。

1.10 感官评价

由感官评定小组对冷藏保存14 d的草莓低脂酸奶进行感官评定，小组成员15人，其中男性8名，女性7名。试验感官评定采用百分制的评分法，通过看、闻、尝等方式对样品进行描述性评价并根据评分表打分。品评时将样品随机放置。感官品评为问答卷的形式。参照李俊芳等[15]的标准制定比较完整的评价指标及标准。评定指标及标准见表1。

表1 草莓低脂酸奶的感官评价指标和标准

1.11 统计分析

试验结果以平均值±标准差来表示，用SPSS 19.0软件对所获得的结果进行统计分析，显著性检验采用ANOVA程序中的Duncan法，p＜0.05即差异显著。

2 结果与分析

2.1 pH与滴定酸度

如图1可知，添加草莓汁会导致草莓低脂酸奶的pH低于全脂酸奶和低脂酸奶草莓汁添加量越大，pH下降幅度越大。在冷藏期间各个样品pH呈下降趋势，全脂酸奶和低脂酸奶冷藏时pH变化无显著性差异（p＞0.05），0 d时约pH 4.7，18 d时下降到pH 4.5左右。0 d时，添加10%，20%和30%草莓汁低脂酸奶分别为pH 4.43，4.32和4.25，18 d时，下降到pH 4.28，4.20和4.12。

如图2可知，滴定酸度变化与pH变化相对应，添加草莓汁使得草莓低脂酸奶滴定酸度增加，随着冷藏时间增加，滴定酸度增加。全脂酸奶和低脂酸奶在储藏期间吉尔涅尔度77～87 °T，添加10%草莓汁的低脂酸奶83～90 °T，添加20%草莓汁的低脂酸奶86～97°T，添加30%草莓汁的低脂酸奶90～98 °T。

低脂酸奶中草莓汁的添加会导致pH降低，滴定酸度升高，这可能和草莓汁中的有机酸有关，如柠檬酸、乳酸等[16]。草莓汁含有大量小分子糖类，为酸奶发酵剂中的乳酸菌提供碳源，促进乳酸产生[17]。因此，低脂酸奶中添加草莓汁可改善低脂酸奶pH偏高、滴定酸度偏低的问题[18]。

图1 草莓低脂酸奶储藏期间pH的变化

图2 草莓低脂酸奶储藏期间滴定酸度的变化

2.2 草莓低脂酸奶硬度

如图3所示，0 d时全脂酸奶的硬度（1.11 N）要比低脂酸奶（1.25 N）低，这是因为在低脂酸奶中，由于乳脂肪缺失，使得酪蛋白之间形成凝胶骨架结构致密，导致低脂酸奶硬度比全脂酸奶硬度大[19-20]。添加草莓汁后，低脂酸奶硬度上升（0 d时，添加10%和20%草莓汁的低脂酸奶硬度约1.25 N，添加30%草莓汁的低脂酸奶硬度为1.35 N）。添加草莓汁会改变低脂酸奶的酪蛋白凝胶结构，显著增加低脂酸奶硬度。草莓汁和水分连接，形成对酪蛋白凝胶结构重排。添加草莓汁的低脂酸奶由于pH要比对照组低，可能会导致凝胶结构收缩，形成高强度的凝胶。

图3 草莓低脂酸奶储藏期间硬度的变化

2.3 草莓低脂酸奶黏度

消费者在食用酸奶之前一般会进行搅拌，为了模拟典型的消费者行为，样品在测定前需要进行搅拌，并不会引起结构损失[21]。由图4可知，添加草莓汁使得低脂酸奶黏度上升0.01～0.02 Pa·s，这也和具有较低的pH有关，较低的pH使形成的蛋白质凝胶三维网状结构更紧密，使得黏度上升[22]。同时冷藏时间越长，其黏度也减小。

图4 草莓低脂酸奶储藏期间硬度的变化

2.4 草莓低脂酸奶持水率

低脂酸奶持水率与凝胶酪蛋白的持水能力有关，一般来讲，持水率越高，凝乳的稳定性就越高。如图5所示，与低脂酸奶相比，添加草莓汁可以导致持水率上升，外观表现为乳清析出量越少。添加的草莓汁量越多，持水率越大。低脂酸奶持水率最低，约63%。全脂酸奶持水率约69%。添加10%草莓汁的低脂酸奶持水率约67%，比低脂酸奶高。添加20%草莓汁的低脂酸奶持水率69%～70%，达全脂酸奶水平。添加30%草莓汁的低脂酸奶持水率继续增加。持水率的产生是由于酪蛋白凝胶网络结构的弱化导致酪蛋白持水能力下降，使得与酪蛋白结合的水分析出。发酵剂中的乳酸菌可改变pH，使酪蛋白胶束通过等电沉淀聚合，低脂酸奶冷藏过程中，酪蛋白胶束可以被打断，聚合度下降[23]。草莓汁中的分子通过氢键方式与水分子结合，阻止水分子自由移动，同时，草莓汁也可以和酪蛋白结合，使得酪蛋白凝胶束缚水分子能力增加。

图5 草莓低脂酸奶储藏期间持水率的变化

2.5 草莓低脂酸奶脱水收缩率

脱水收缩率是对低脂酸奶品质评价的重要指标之一，牛奶中的蛋白质形成凝胶时的收缩导致乳清分离，对低脂酸奶品质不利[24]。如图6可知，0 d时，低脂酸奶的脱水收缩率（15.1%）高于全脂酸奶（14.3%），添加10%或20%草莓汁可降低乳清分离率，与全脂酸奶脱水收缩率类似。添加30%草莓汁在0 d时脱水收缩率约12.9%，但随着储藏时间延长其脱水收缩率增加。

图6 草莓低脂酸奶储藏期间脱水收缩性的变化

2.6 草莓低脂酸奶感官评价

表2列出12 d时草莓低脂酸奶的感官评价结果。低脂酸奶的感官评价得分（74.6分）明显低于全脂酸奶（82.6分），尤其是气味和口感方面。由于脂肪的存在，对照组全脂酸奶有着更为顺滑的口感。草莓汁可使低脂酸奶具有更好的持水性，因此具有比全脂酸奶还要好的口感，草莓汁添加量30%时，草莓低脂酸奶的结构比较松散，有明显乳清析出。在风味方面，草莓汁添加量越多，滋气味越好，说明草莓汁中的风味化合物可以弥补低脂酸奶风味不足的问题。在色泽方面，添加草莓汁的颜色偏粉红色，而脱脂酸奶和全脂酸奶呈现微奶黄色，没有可比性。添加草莓汁后，明显改善低脂酸奶的气味不足、口感较差的缺点，添加10%草莓汁的低脂酸奶总分83.3分，其中气味17.6分、口感24.5分；添加20%草莓汁的低脂酸奶总分84.7分，其中气味17.8分、口感25.0分；添加30%草莓汁的低脂酸奶总分82.5分，其中气味18.2分、口感24.7分。

表2 草莓低脂酸奶的感官评价结果 分

3 结论

以10%，20%和30%草莓汁作为脂肪替代物改善低脂酸奶品质，草莓汁可使低脂酸奶的酸度升高，从而提高低脂酸奶的硬度、黏度和持水率，降低脱水收缩率。同时，草莓汁可改善低脂酸奶的口感和弥补低脂酸奶的风味不足。草莓汁添加量30%时，草莓低脂酸奶的结构比较松散，有明显的乳清析出。因此，推荐添加10%～20%的新鲜草莓汁作为脂肪替代物提高低脂酸奶品质。