脱脂麦胚酸奶制备工艺技术研究

侯银臣，吕 行，黄继红，赵 祎，魏海龙，李 琰，杨盛茹*

（1.河南牧业经济学院食品与生物工程学院，河南郑州 450046；2.河南工业大学生物工程学院，河南郑州 450000；3.河南科谱特医药科技研究院有限公司，河南洛阳 471000）

麦胚存在于小麦籽粒的基部，占小麦籽粒质量的2%～3%，富含功能蛋白、多糖、凝集素、活性肽类等多种营养素[1]。麦胚作为小麦加工副产物之一，是我国传统的药食同源食物，其营养成分丰富，被营养学家誉为“人类天然的营养宝库”[2-6]。麦胚中含有的胆碱能起到保护大脑的作用，增加记忆力[7]。此外，麦胚中还含有麦胚凝集素、棉子糖和植酸等多种抗营养因子，所以人体不能直接摄取麦胚[8-9]。有研究表明，通过发酵能够去除麦胚中的抗营养因子，而且能够提高麦胚的抗菌和抗氧化活性[10]。

酸奶具有独特风味和营养价值，是以牛奶为原料，加入适量的发酵剂，在一定条件下发酵而成的一种乳制品[11]，长期食用能够促进消化、保护肝脏、肾脏、改善肠道环境、增强机体的免疫力[12-13]。酸奶相比较于牛奶而言，经过发酵后的蛋白质、碳水化合物、糖类会被转化成小分子，其营养成分更易被人体所吸收。酸奶中的乳糖含量有所降低，钙含量有所增加，同时发酵过程还可以产生大量人体必需的氨基酸、生物活性肽、维生素等。

将酸奶与各种不同的原料结合，制成各种风味的饮品，一方面能增加其营养价值，另一方面可以给消费者提供更多的选择，进而扩大市场[14]。因此，本研究将酸奶与麦胚结合制备脱脂麦胚酸奶。以感官评分为评价指标，研究脱脂麦胚添加量、发酵剂接种量、发酵时间对脱脂麦胚酸奶品质的影响，通过单因素和正交试验确定脱脂麦胚酸奶的最佳工艺条件，并与相同发酵条件下制备的原味酸奶进行比较，以期为麦胚资源的进一步开发利用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

脱脂麦胚：河南省鲲华生物技术有限公司；纯牛奶：内蒙古伊利实业有限公司；白砂糖（纯度98%）：天津市风船化学试剂有限公司；发酵剂：Danisco France SAS；果胶（纯度99%）：山东西亚化学工业有限公司；三氯乙酸（分析纯）：天津市致远化学试剂有限公司；双缩脲试剂（AB液）：上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

303A-3S数显电热培养箱：上海浦东荣丰科学仪器有限公司；ZHWY-100B恒温培养振荡器：上海智城分析仪器制造有限公司；TDZ4-WS低速离心机：上海卢湘离心机仪器有限公司；CS 501电热恒温水浴锅：上海新苗医疗器械制造有限公司；LDZX-立式压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂；FA224电子天平：常州市宏衡电子仪器厂；HG101-2电热鼓风干燥机：南京实验仪器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 脱脂麦胚酸奶发酵工艺流程及操作要点[13]

纯牛奶→配料→预热→均质→杀菌→冷却→接种→灌装→发酵→冷却→冷藏后熟→脱脂麦胚酸奶操作要点：

（1）纯牛奶：选择新鲜且其不能患有乳房炎奶牛生产的牛奶。

（2）配料：按纯牛奶质量添加6%脱脂麦胚、5%白砂糖、0.3%果胶。

（3）预热、均质、杀菌、冷却：将配制好的原液在50～60℃的条件下预热5 min，均质，当原液充分混匀后在90～95 ℃的条件下灭菌5～10 min，灭菌结束后，在无菌室内冷却至43～45 ℃。

（4）接种：搅拌均匀，使凝乳完全被破坏，严格控制操作卫生。按混合液的质量加入1.5%的发酵剂，搅拌10 min，注意保持乳温。

（5）灌装：将接种后充分搅拌的牛乳立即连续地灌装于玻璃瓶、塑料瓶或纸盒等。

（6）发酵：在42 ℃条件下发酵4.5 h。

（7）冷藏后熟：为了使发酵停止，促进香味产生，改善酸乳硬度。在4 ℃条件下冷藏后熟12 h。随机抽样，进行感官评价。

原味酸奶不添加脱脂麦胚，按照以上操作步骤进行制备，结束后进行感官评价。

1.3.2 脱脂麦胚酸奶发酵工艺优化单因素试验

按照脱脂麦胚酸奶发酵工艺，采用单因素轮换法依次考察脱脂麦胚添加量（2%、4%、6%、8%、10%）、发酵剂接种量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、发酵时间（3.5 h、4.0 h、4.5 h、5.0 h、5.5 h）对脱脂麦胚酸奶感官评分的影响。

1.3.3 脱脂麦胚酸奶发酵工艺优化正交试验

在单因素试验的基础上，以脱脂麦胚添加量（A）、发酵剂接种量（B）、发酵时间（C）作为试验因素，以感官评分（Y）为评价指标，采用L9（34）正交表进行3因素3水平正交试验，试验因素与水平见表1。

表1 脱脂麦胚酸奶发酵工艺优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization of degreased wheat germ yogurt

1.3.4 脱脂麦胚酸奶感官评价

选10名食品专业相关人员，对脱脂麦胚酸奶的口感、色泽、爽滑度、组织状态、稳定性5个方面进行感官评分，满分100分，具体感官评价标准见表2[15]。

表2 脱脂麦胚酸奶的感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of degreased wheat germ yogurt

1.3.5 检测分析

蛋白质含量：按照国标GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》[16]中的方法进行测定。羟自由基清除能力：按照文献[17]的方法进行测定。多肽含量：按照文献[18]的方法进行测定。酸度：按照国标GB 5009.239—2016《食品酸度的测定》[19]中的方法进行测定。质构：按照文献[20]的方法进行测定。

1.3.6 数据处理

每个试验值为3个平行数据的均值，结果用“平均值±标准偏差”表示，使用Excel制图，利用SPSS 25软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 脱脂麦胚酸奶发酵工艺优化单因素试验

2.1.1 脱脂麦胚添加量对脱脂麦胚酸奶品质的影响

图1 脱脂麦胚添加量对脱脂麦胚酸奶品质的影响Fig.1 Effect of degreased wheat germ addition on the quality of degreased wheat germ yogurt

由图1可知，随着脱脂麦胚添加量在2%～10%范围内的增加，脱脂麦胚酸奶的感官评分呈先升高后下降的趋势。麦胚经过发酵后，其中的蛋白被降解，产生风味肽，具有麦芽清香的口感。当脱脂麦胚添加量过多时，达不到预期的效果；当脱脂麦胚添加量过少时，麦芽清香的口感不充分。当脱脂麦胚添加量为4%时，感官评分最高，为93.9分。因此，确定脱脂麦胚的最佳添加量为4%。

2.1.2 发酵剂接种量对脱脂麦胚酸奶品质的影响

图2 发酵剂接种量对脱脂麦胚酸奶品质的影响Fig.2 Effect of fermentation starter inoculum on the quality of degreased wheat germ yogurt

由图2可知，随着发酵剂接种量在0.5%～2.5%范围内的增加，脱脂麦胚酸奶的感官评分呈先升高后降低的趋势。接种量是发酵过程中非常重要的因素，接种量过多不仅造成浪费，而且会影响发酵的效果；接种量过少，则达不到发酵的预期效果。当发酵剂接种量为1.5%时，脱脂麦胚酸奶的感官评分最高，为95.5分。因此，确定发酵剂的最佳接种量为1.5%。

2.1.3 发酵时间对脱脂麦胚酸奶品质的影响

图3 发酵时间对脱脂麦胚酸奶品质的影响Fig.3 Effect of fermentation time on the quality of degreased wheat germ yogurt

由图3可知，随着发酵时间在3.5～5.5 h范围内的延长，脱脂麦胚酸奶的感官评分呈先升高后降低的趋势，分析原因可能是由于发酵时间过短，发酵不充分；发酵时间过长，造成菌种争夺养分，导致生存空间变小，从而抑制发酵的进行。当发酵时间为4.5 h时，感官评分最高，为94.7分。因此，确定最佳的发酵时间为4.5 h。

2.2 脱脂麦胚酸奶发酵工艺条件优化正交试验

在单因素试验的基础上，以脱脂麦胚添加量（A）、发酵剂接种量（B）、发酵时间（C）为考察因素，感官评分（Y）为评价指标，选用L9（34）正交表进行3因素3水平正交试验，试验结果与分析见表3，方差分析结果见表4。

表3 脱脂麦胚酸奶发酵工艺条件优化正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation process optimization of degreased wheat germ yogurt

表4 正交试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表3极差R可知，各因素对脱脂麦胚酸奶感官评分的影响的主次顺序为发酵剂接种量＞脱脂麦胚添加量＞发酵时间，说明发酵剂接种量对脱脂麦胚酸奶感官品质的影响最大，脱脂麦胚添加量次之，发酵时间最小。最优发酵工艺为A2B2C2，即脱脂麦胚添加量4%、发酵剂接种量0.15%、发酵时间4.5 h，在此最优工艺条件下所制得的脱脂麦胚酸奶在口感、气味和组织状态等方面达到最佳，感官评分最高，为95.75分。由表4可知，脱脂麦胚添加量、发酵剂接种量、发酵时间对脱脂麦胚酸奶感官评分的影响均显著（P＜0.05）。

2.3 脱脂麦胚酸奶与原味酸奶的比较

采用最优发酵工艺制备脱脂麦胚酸奶及原味酸奶，比较两种酸奶的蛋白质含量、多肽含量、·OH清除率、酸度及质构，结果分别见表5和表6。

表5 脱脂麦胚酸奶与原味酸奶理化及抗氧化活性指标检测结果Table 5 Determination results of physicochemical and antioxidant activity indexes of degreased wheat germ yogurt and plain yogurt

表6 脱脂麦胚酸奶与原味酸奶质构的比较Table 6 Comparison of texture of degreased wheat germ yogurt and plain yogurt

由表5和表6可知，脱脂麦胚酸奶产品的各项指标均符合GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》中的要求，并且相比于原味酸奶，脱脂麦胚酸奶的营养价值更高，而且各项理化指标及质构均明显提高。除·OH清除率外，其余各项指标都具有极显著性差异（P＜0.01）。

3 结论

通过单因素及正交试验确定脱脂麦胚酸奶的最佳工艺为脱脂麦胚添加量4%、发酵剂接种量0.15%、发酵时间4.5 h，在此最优工艺条件下所制得脱脂麦胚酸奶在口感、气味和组织状态等方面达到最佳，感官评分最高，为95.75分。同时脱脂麦胚酸奶在蛋白质含量、多肽含量、抗氧化活性以及质构方面明显高于原味酸奶，说明添加脱脂麦胚发酵的酸奶，不仅能够增加酸奶的口感和风味，而且能够提高酸奶的理化指标并提升营养价值。