凝固型大米风味酸奶的研制

万红霞，孙海燕，刘冬*

(1.广州城市职业学院 食品系， 广东 广州 510405；2.深圳职业技术学院 应用技术研究院，广东 深圳 518055)

大米蛋白是过敏性低而营养价值高的一种优质食用蛋白[1-4]，其具有平衡合理的氨基酸组成，很接近WHO/FAO的推荐模式。且具有多种重要保健功能，如降胆固醇、抗糖尿病、抗高血压、预防肿瘤等[5-8]，大米蛋白的功能特性与酪蛋白可相提并论，为开发特殊人群营养食品和婴幼儿食品的优质基料[9-10]。酸奶风味独特、质构爽滑、营养价值高和保健功能良好，因而一直以来深受国内外消费者的欢迎。近十几年来很多学者研究用植物蛋白部分或完全代替牛乳粉，开发含植物蛋白的酸奶或者活性乳酸菌饮料。其中用大豆蛋白原料部分或完全代替牛乳制造大豆风味酸奶[11-14]研究的最多，但由于口感酸涩和脱腥技术等问题未能彻底解决，至今产业化仍难以实现。大米蛋白无论是从价格成本还是营养角度，都是用于酸奶制品新型蛋白原料的可靠选择。

课题组以全脂乳粉和大米蛋白水解物为主要原料，以前期筛选的谷糠乳杆菌(Lactobacillusfarraginis，简称LF)和乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcuslactissubsp.Lactis，简称LL.L)为发酵菌种，探讨了用大米蛋白水解物部分替代全脂乳粉发酵生产大米风味酸奶的可行性，并初步优化了基于筛选菌种的大米风味酸奶基础培养基。既能较好利用大米蛋白的营养价值和保健作用，又能降低产品生产成本，使消费者对益生菌类食品的多样化需求得到满足，大米风味酸奶具有较好的市场前景。

一、材料与方法

(一)材料与仪器

谷糠乳杆菌(Lactobacillusfarraginis)筛选于新疆伊宁市奶疙瘩；乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcuslactissubsp.Lactis)筛选于法国奶酪；大米蛋白(蛋白质含量76.35%)由深圳市银波米业有限公司提供；全脂乳粉(蛋白含量24.26%，乳糖含量39.10%，产地新西兰)、蔗糖(食品级)由绿雪生物工程(深圳)有限公司提供；碱性蛋白酶Alcalase2.4 L购于丹麦Novozymes公司；其它试剂均为国产分析纯。

EUROSTAR型搅拌器 德国IKA公司；877型自动电位滴定仪 瑞士Metrohm公司；超高压纳米均质机 上海诺尼轻工机械有限公司；BSC-1300ⅡA2系列生物安全柜 苏净安泰有限公司；高压蒸汽灭菌锅 上海申安医疗器械；电热恒温水浴槽 上海精宏实验设备有限公司。

(二)方法

1.乳酸菌菌种的筛选

乳酸菌菌种分别从奶酪和奶疙瘩进行筛选,详细方法见文献[15]，筛选流程如下：

样品前处理→涂布分离培养→划线纯化培养→革兰氏染色镜检→接触酶实验→产气实验→糖发酵实验(梅里埃API试剂盒鉴定→16S rDNA PCR扩增→比对数据库→全脂乳凝固实验(添加20%大米蛋白)筛选

2.菌种活化

将一定量的全脂乳粉制成蛋白含量为3%的全脂乳，50℃，400 r/min搅拌条件下，充分溶胀30 min，置于高压均质机中，30 Mpa循环均质3次，105℃，湿热灭菌20 min，将全脂乳培养基冷却至40～45℃备用(溶胀、均质和灭菌方法下同)。将谷糠乳杆菌(LF)和乳酸乳球菌乳酸亚种(LL.L)按1:1比例接种于冷却后的全脂乳培养基中(总接种量为5%)，40 ℃恒温发酵至全脂乳呈凝固状态，连续活化3代后，菌种即可用于实验。

3.大米蛋白和大米蛋白水解物完全替代牛乳粉

将大米蛋白粉和大米蛋白水解物干粉(具体制备方法和水解度计算详细见文献[15-16])分别制成3%蛋白含量的溶液，分别补加乳糖至含量为39.10%(与全脂乳中乳糖量相等)，将溶液进行溶胀、均质和灭菌。将活化后的LF菌和LL.L菌分别接种(5%接种量，下同)至大米蛋白培养基和大米蛋白水解物培养基中，40℃恒温发酵培养36 h后，测定其酸度(测定方法参照GB 5413.34—2010食品安全国家标准乳和乳制品酸度的测定)，并观察发酵过程中培养液的凝固情况。

4.大米蛋白添加量对大米风味酸奶发酵的影响

大米蛋白粉与全脂乳粉按蛋白百分比0∶100、5∶95、10∶90、15∶85、20∶80制成溶液(蛋白总含量保持为3%，下同)，补加乳糖至含量为39.10%，溶液经溶胀、均质、灭菌和接种后进行发酵培养10 h，发酵结束后将产品置于4℃冰箱后熟12 h得发酵终产品(下同)，测定不同大米蛋白添加量的产品酸度并进行感官评价。

5.大米蛋白水解度对大米风味酸奶发酵的影响

将水解度分别为0、2.5、5、7.5、10.0、12.5%的大米蛋白水解物干粉与全脂乳粉按蛋白百分比20:80制成溶液，补加乳糖，溶液经溶胀、均质、灭菌和接种后进行发酵培养10 h及后熟，测定不同大米蛋白水解度的产品酸度及感官评价。

6.大米蛋白水解物添加量对大米风味酸奶发酵的影响

将7.5%水解度的大米蛋白水解物干粉与全脂乳粉按蛋白百分比0∶100、5∶95、10∶90、15∶85、20∶80、25∶75、30∶70、35∶65、40∶60制成溶液，补加乳糖，溶液经溶胀、均质、灭菌和接种后进行发酵培养10 h及后熟，测定不同大米蛋白水解物添加量的产品酸度及感官评价。

7.补加乳糖对大米风味酸奶发酵的影响

将7.5%水解度的大米蛋白水解物干粉与全脂乳粉按蛋白百分比40:60制成补加乳糖和不补加乳糖的两种溶液，经溶胀、均质、灭菌和接种后进行发酵培养10 h及后熟，测定补加乳糖和不补加乳糖两种产品的酸度及感官评价。

8.蔗糖添加量对大米风味酸奶发酵的影响

将7.5%水解度的大米蛋白水解物干粉与全脂乳粉按蛋白百分比40:60制成溶液(不补加乳糖)，添加0～8%的蔗糖，溶液经溶胀、均质、灭菌和接种后进行发酵培养10 h及后熟，测定不同蔗糖添加量的产品酸度及感官评价。

9.大米风味酸奶的感官评定

产品得分为12位感官鉴评员评分的平均值。大米风味酸奶的感官评分表见表1，其评分标准参考食品安全国家标准(GB 19302-2010)并稍作改进，感官评分在70分以上为合格产品。

表1 大米风味酸奶感官评分指标及标准

注：a未添加蔗糖的大米风味酸奶采用酸味标准，添加蔗糖的大米风味酸奶采用酸甜味标准。

10.统计分析

数据结果用平均值±SD来表示，文中图用Sigmaplot 13.0软件进行作图，实验数据的差异显著性用SPSS 22.0统计软件中的one-way ANOVA法检验，p<0.05视为差异具有显著性。

二、结果与分析

(一)大米蛋白和大米蛋白水解物完全替代牛乳粉

大米蛋白溶液大米蛋白水解物溶液abbbbbba403020100酸度/?T1224360发酵时间/h

图1 大米蛋白溶液和大米蛋白水解物对发酵酸度的影响

注：图中无共同字母表示差异显著(p<0.05)

大米蛋白溶液和大米蛋白水解物溶液(水解度为10%)的发酵产酸情况如图1所示。在大米蛋白溶液和全大米蛋白水解物溶液培养24h过程中0～12 h酸度有显著升高(p<0.05)，12～36 h酸度有所增加但增加不显著(p>0.05)；大米蛋白水解物溶液的总体酸度显著高于大米蛋白溶液(p<0.05)，可能由于水解物中所含游离的氨基酸所致。实验还发现，大米蛋白溶液或大米蛋白水解物溶液培养36 h后，培养基pH稳定在6.0左右，均远离大米蛋白等电点(pI=4.8)，故两者均未呈现凝固状态。

乳酸菌在生长代谢过程中所需的营养物质和生长因子较复杂，需要可发酵的碳水化合物、矿物质元素、维生素、盐类、肽类、氨基酸、核酸衍生物、脂肪酸或脂肪酸酯类，且每种乳酸菌都有自身特殊的营养需求，而大米蛋白及其水解物溶液中相对全脂乳来说其营养比较简单，不能完全满足乳酸菌的生长代谢，发酵过程中产酸能力很弱而无法使培养基凝固，用大米蛋白及其水解物溶液全部替代全脂乳粉发酵生产大米风味酸奶的工艺设计难以实现。因此，以下大米风味酸奶发酵培养基的优化研究只考虑用大米蛋白或其水解物部分替代全脂乳粉。

(二)大米蛋白添加量对大米风味酸奶发酵的影响

大米蛋白不同添加量对发酵产酸的影响情况及感官评分如图2所示。由图2A可见，大米蛋白发酵液的酸度随着大米蛋白添加比例的增大而降低；大米蛋白添加为0%时(即100%全脂乳培养基)，发酵10 h经后熟，大米风味酸奶酸度为88.14±1.30°T，当大米蛋白添加比例达到20%时，大米风味酸奶酸度降低为67.73±1.08°T。实验还发现，当酸度达40°T以上时，大米风味酸奶开始变稠并出现凝乳现象。当酸度达60°T以上时，大米风味酸奶已基本呈凝固状态。因此，大米蛋白添加量为20%的大米风味酸奶基本呈凝乳状态。

大米蛋白不同添加量的大米风味酸奶感官得分如图2B所示，大米风味酸奶的感官得分随大米蛋白添加比例的增大而降低，大米蛋白添加比例越高，大米风味酸奶的凝乳稳定状态越差，口感越粗糙。大米蛋白添加为0%的大米风味酸奶感官得分最高为92.13±2.86分。当大米蛋白添加为20%(保加利亚乳杆菌)时，产品口感粗糙、酸味不足，感官得分降低为60.25±2.24分。实验还发现，即使将大米蛋白添加量控制在15%以内，产品虽然能基本凝固，但容易出现乳清析出情况，且口感均较粗糙，感官得分不合格(合格分数为70分)，所以，用大米蛋白部分替代全脂乳粉生产大米风味酸奶，大米蛋白会严重影响产品的酸度和感官。

(三)大米蛋白水解度对大米风味酸奶发酵的影响

大米蛋白添加量/%1009080706050酸度/?T10152005Aabcdc1009080706050感官得分Babccd大米蛋白添加量/%10152005

图2 大米蛋白不同添加量对大米风味酸奶酸度和感官的影响

图3 大米蛋白不同水解度对大米风味酸奶酸度和感官的影响

注：图中无共同字母表示差异显著(p<0.05)

不同水解度的大米蛋白水解物(大米蛋白水解物添加量为20%)的产品酸度及感官得分见图3。如图3A所示，水解度在0%至7.5%范围内，酸度随着水解度增大升高显著(p<0.05)，水解度大于7.5%以后，酸度没有显著增加(p>0.05)。水解度为0%的大米风味酸奶酸度最低为70.67±1.27°T，水解度12.5%的发酵酸度为86.65±1.31°T。水解后大米蛋白因含有更多游离的氨基酸和寡肽类易于乳酸菌的生长和代谢。不同大米蛋白水解度的大米风味酸奶感官得分如图3B所示，水解度在0%～7.5%时，感官得分随水解度增加而升高，水解度大于7.5%后，感官得分又随之降低。水解度为7.5%和12.5%的米风味酸奶感官得分分别为88.63±2.35分和 67.50±2.07分。酸奶感官劣变的原因主要是大米蛋白水解产生了苦味肽，故而，用大米蛋白水解物部分替代全脂乳粉生产大米风味酸奶，大米蛋白水解度应该控制在7.5%以下。

(四)大米蛋白水解物添加量对大米风味酸奶发酵的影响

大米蛋白水解物不同添加量(水解度7.5%)的大米风味酸奶酸度和感官评分见图4。如图4A所示，大米风味酸奶的酸度随着大米蛋白水解物的增加而降低，大米蛋白水解物添加量为40%时，其产品酸度为74.28±1.32°T，大米风味酸奶的凝乳状态均良好。大米风味酸奶的感官评分如图4B所示，感官得分亦是随大米蛋白水解物的增加而随之降低，当大米蛋白水解物添加量达40%时，大米风味酸奶的感官得分为77.50±1.72分，大米风味酸奶即判断为合格产品，若大米蛋白水解物继续增加将影响酸奶的整体风味和口感。因此，用大米蛋白水解物部分替代全脂乳粉生产大米风味酸奶，大米蛋白水解物添加量应控制在40%以下。

(五)补加乳糖对大米风味酸奶发酵的影响

补加乳糖与不补加乳糖(大米蛋白水解物添加量为40%)对大米风味酸奶酸度和产品感官的影响如图5所示，补加乳糖与不补加乳糖对发酵酸度和产品感官均无显著影响(p>0.05)，可能由于全脂乳粉中乳糖相对乳酸菌来说是过量的，全脂乳粉添加量为60%时的乳糖已充分满足乳酸菌的分解和产生乳酸。因此，用大米蛋白水解物部分替代全脂乳粉生产大米风味酸奶，无需额外补加乳糖。

(六)蔗糖添加对大米风味酸奶发酵的影响

不同蔗糖添加量对大米风味酸奶酸度和感官的影响见图6，大米蛋白水解物添加为40%(水解度为7.5%，未补加乳糖)，由图6A可看出，蔗糖添加量对产品的酸度没有影响(p>0.05)。蔗糖添加量对大米风味酸奶的感官评分有显著影响(见图6B)，这是由于蔗糖可显著改变产品的酸甜度。蔗糖添加量为4～6%时感官得分最高(p>0.05)，蔗糖添加量为5%的产品感官得分为93.38±2.74。该大米风味酸奶外观及感官表现为色泽均匀，质地较细腻，未见乳清析出，凝乳稳定，口感较细腻柔滑，酸甜度适中，米香风味浓郁。

1009080706050酸度/?T大米蛋白水解物添加量/%1015202530354005b1009080706050感官得分Bacdbcdaaabab大米蛋白水解物添加量/%1015202530354005Abacdbcdaaabc

图4 大米蛋白水解物不同添加量对大米风味酸奶酸度和感官的影响

图5 补加乳糖对发酵大米风味酸奶酸度和感官的影响

图6 蔗糖不同添加量对大米风味酸奶酸度和感官的影响

注：图中无共同字母表示差异显著(p<0.05)

三、结论

用大米蛋白粉或大米蛋白水解物完全代替牛乳粉发酵生产大米风味酸奶的工艺设想难以实现。用大米蛋白粉部分替代牛乳粉发酵制备大米风味酸奶时，大米蛋白添加量越多，大米风味酸奶发酵酸度越低，口感越粗糙，产品感官越劣。用大米蛋白水解物部分替代牛乳粉发酵制备大米风味酸奶时，产品酸度随着大米蛋白水解度增加而增大，但酸奶苦味也随之加重，当水解度为7.5%时，产品感官最佳；产品酸度随大米水解物添加量的增加而逐渐减小，酸奶产品的口感也随之逐渐变差，大米蛋白水解物(水解度7.5%)添加量控制在40%(以蛋白百分比计)以内时，均可生产出合格的大米风味酸奶。补加乳糖或添加蔗糖均对发酵酸度无显著影响，但蔗糖添加对产品感官影响显著。蔗糖添加量在4～6%时，大米风味酸奶的感官最佳，表现为色泽均匀，质地较细腻，未见乳清析出，凝乳稳定，口感较细腻柔滑，酸甜度适中，米香风味浓郁。