柑橘汁木糖醇酸奶的工艺

熊荣园，王黎明，罗通彪，尚英，冉茂中，康林芝

1.南充职业技术学院（南充 637000）；2.四川省南充市农业农村局（南充 637000）；3.韶关学院英东食品学院（韶关 512000）

柑橘是柑、桔、橙等水果的总称，其优良品种较多，是世界上第一大水果。柑橘酸甜可口、营养丰富，具有很高的食药用价值[1]。柑橘中不仅含有蛋白质、脂肪、糖、多种矿物质，以及苹果酸、柠檬酸等有机酸，还含有多种生物活性物质，如类黄酮、单萜、香豆素、类胡萝卜素等[2-3]。为提高柑橘的附加值，柑橘常被用来加工成柑橘果酒[4]、柑橘罐头[5]、柑橘果汁[6]等。南充素有“果城”之称，柑橘的品种多，产量大，优果适于鲜售，选择残次的柑橘加工酸奶可提升其经济价值。

酸奶的生产制作核心技术是乳酸菌发酵，它决定着酸奶的口味与质量。乳酸菌具有改善胃肠道功能、降低血清胆固醇、增强免疫力、增加营养等功效[7-10]。发酵酸奶的菌种来源不同，其发酵特性，酸奶的品质、风味也各不相同[11]。目前生产上，发酵酸奶常用的菌种有嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌两类。发酵酸奶也添加各种配料来调整酸奶的口味和品质，多数添加果蔬，如红枣[12]、石榴[13]、绿豆[14]等，丰富酸奶的口感及营养。

试验以南充的残次柑橘作为原料，取汁为发酵基质，选择植物乳杆菌、嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种作为发酵菌种进行混合发酵，用木糖醇代替传统的蔗糖作为甜味剂，通过单因素试验及正交试验，以模糊数学法进行感官评定，确定柑橘汁木糖醇酸奶的最佳工艺条件，并对发酵成熟的酸奶进行理化指标和微生物指标测定，为柑橘汁木糖醇酸奶的工业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

柑橘：采用本地质地新鲜、无污染、无腐烂的残次柑橘。

植物乳杆菌（泡菜中分离得到，实验室自行保存）；嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种（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）；黄原胶、果胶（食品级，市售）。

1.2 试验设备

电子天平；榨汁机；恒温发酵箱；均质机；凯氏定氮仪；超净工作台；等。

1.3 工艺流程及工艺要点

柑橘汁的制备→发酵菌种的制备→原料混合→装瓶→均质→巴氏灭菌（95 ℃、5 min）→冷却（42℃）→加发酵液→恒温发酵→冷却后熟→成品

1.3.1 柑橘汁的制备

原料选择→预处理→榨汁→灭酶→澄清→冷却备用

1) 原料选择：选用新鲜、无污染、无腐烂的残次柑橘。

2) 预处理：清洗、去皮、去籽。

3) 榨汁：放入榨汁机中，破碎榨汁，再用过滤网过滤取汁，加入适量的抗坏血酸进行护色。

4) 灭酶：于100 ℃煮沸2 min，灭酶、杀菌，并快速冷却至室温。

5) 澄清：柑橘汁中添加0.2%果胶酶，温度50℃，时间3 h，分解柑橘汁中的果胶物质而使得柑橘汁澄清。

1.3.2 发酵菌种的制备

将低温下保存的植物乳杆菌、嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种以1∶1∶1比例添加至灭菌纯牛乳中，于42 ℃进行扩大培养，作为接种柑橘汁的发酵剂备用。

1.3.3 原料混合

按设计的浓度梯度添加纯牛乳、木糖醇、柑橘汁及0.3%稳定剂，装瓶并搅拌。

1.3.4 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。

1.3.5 巴氏杀菌

将瓶装原料在95 ℃下杀菌5 min，迅速冷却至42 ℃。

1.3.6 加发酵液

按设计的浓度梯度添加发酵菌种至发酵瓶，混匀，加盖密封。

1.3.7 恒温发酵

将接种后的发酵瓶置于42 ℃培养箱中进行恒温发酵。

1.3.8 冷却后熟

将发酵后的酸奶置于4 ℃冰箱中冷却后熟12 h。

1.4 发酵条件的单因素试验

以纯牛乳为基质，添加0.3%稳定剂，选用柑橘汁添加量（2%，4%，6%，8%和10%）、木糖醇添加量（2%，4%，6%，8%和10%）、发酵菌种添加量（1%，2%，3%，4%和5%）、发酵时间（4，5，6，7和8 h）为考察因素，混合均匀后进行均质，杀菌冷却，在42 ℃下恒温发酵，取出冷却后熟12 h，并进行感官评定。

1.5 发酵条件的正交试验

选取柑橘汁添加量、木糖醇添加量、发酵菌种添加量、发酵时间4个因素，每因素3个水平，对发酵条件进行L9(34)正交试验及验证试验，并进行感官评定。

表1 正交试验的因素水平

1.6 感官检测

1.6.1 感官检验的方法

采用模糊数学法进行感官评定[15-16]。

1.6.2 感官检验的标准

以色泽、香味、滋味、组织状态为基本评定指标，具体评定标准见表2。

表2 感官检验评定标准

1.7 酸奶品质的测定

1.7.1 理化指标的测定

总蛋白、总酸的测定参照GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》。

1.7.2 微生物指标的测定

乳酸菌活菌数的测定参照GB 4789.35—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳酸菌检验》；大肠菌群的测定参照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数》的平板计数法；致病菌金黄色葡萄球菌的测定参照GB 4789.10—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 金黄色葡萄球菌检验》定性检验，沙门菌的测定参照GB 4789.4—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验沙门氏菌检验》。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 柑橘汁添加量的单因素试验结果

不同柑橘汁添加量对酸奶的模糊感官评定结果如图1所示。

由图1可知，不同柑橘汁添加量对发酵酸奶的模糊感官评分具有一定影响，随着柑橘汁添加量增加，酸奶品质呈现先升高后降低趋势，柑橘汁添加量过少或过多，酸奶的品质都略差，柑橘汁添加量6%时，模糊评分最高，为84.00分，品质最好。柑橘汁中含有大量果胶物质、有机酸、芳香物质、苦味物质等，不同柑橘汁添加量对酸奶的香味、滋味及组织状态具有不同程度影响[17]。

图1 柑橘汁添加量的模糊感官评分

2.1.2 木糖醇添加量的单因素试验结果

不同木糖醇添加量对酸奶的模糊感官评定结果如图2所示。

由图2可知，通过模糊数学法的感官评分结果可以看出，以不同木糖醇添加量进行酸奶发酵，酸奶品质先升高后降低，木糖醇添加量过少或过多，其酸奶滋味及组织状态等品质都较差。木糖醇添加量太少，酸奶滋味较酸；木糖醇添加量过多，乳酸菌对木糖醇的消耗少，且木糖醇在低温下甜度较高，导致酸奶比较甜腻，滋味不协调[18]。木糖醇添加量6%时，酸奶的模糊感官评分最高，为83.00分，品质最佳。

图2 木糖醇添加量的模糊感官评分

2.1.3 发酵菌种添加量的单因素试验结果

不同发酵菌种添加量对酸奶的模糊感官评定结果如图3所示。

由图3可知，不同发酵菌种添加量对酸奶的品质影响较大。发酵菌种添加量1%～2%时，随着发酵菌种添加量增加，酸奶的模糊感官评分升高；发酵菌种添加量2%时，酸奶的模糊感官评分达到最高，为83.70分，酸奶的综合品质最好；发酵菌种添加量3%～5%时，酸奶品质呈现明显降低趋势；发酵菌种添加量5%时，酸奶的模糊感官评分最低，为73.80分，酸奶的品质最差。发酵菌种对于酸奶的发酵来说，其影响是明显的，添加量越多，发酵酸奶产生的有机酸乳酸含量越多，对于酸奶的酸甜风味影响越大。

2.1.4 发酵时间的单因素试验结果

不同发酵时间对酸奶的模糊感官评定结果如下图4所示。

由图4可知，酸奶的发酵时间长短对于酸奶的模糊感官评分也非常明显。发酵时间4～8 h，随着发酵时间延长，酸奶的感官评分先增加后降低；发酵时间6 h，酸奶的模糊感官评分最高，为83.60分，品质最佳；发酵时间6～8 h，酸奶的品质逐渐降低，但降低不明显，模糊感官评分比4 h都高。发酵时间太短，酸奶的香味、滋味及凝乳状态都较差；发酵时间太长，酸奶的有机酸含量多，乳清析出较多，品质也相对不佳。

图4 发酵时间的模糊感官评分

2.2 发酵工艺的正交试验

根据1.5的方法，选取柑橘汁添加量、木糖醇添加量、发酵菌种添加量、发酵时间进行四因素三水平正交优化试验，9个发酵组合的模糊感官评分如表3所示。

由表3可知，在正交试验的4个因素中，对酸奶影响最大的是发酵菌种添加量，其次是发酵时间、柑橘汁添加量，影响最小的是木糖醇添加量。极差分析的最优组合为A1B2C1D2，在酸奶的发酵过程中，发酵菌种添加量2%，酸奶制品的香味、滋味、凝乳状态等感官品质相对较好。发酵时间越长，乳酸产生越多，但同时增加了生产成本，最佳发酵时间为6 h。模糊感官评分最高分为84.30分，发酵条件组合为A2B3C1D2，即柑橘汁添加量6%、木糖醇添加量8%、发酵菌种添加量2%、发酵时间6 h。

表3 正交设计及结果分析

2.3 验证试验

将正交试验中极差分析所得的发酵最佳组合与模糊感官评分最高的发酵条件组合同时分别进行3次平行验证试验，结果如表4所示。

表4 验证试验

由表4可知，组合A1B2C1D2的验证实验模糊感官评分较高，为83.93分，即柑橘汁添加量4%、木糖醇添加量6%、发酵菌种添加量2%、发酵时间6 h。在此条件下，发酵的酸奶成品没有出现分层现象，且与木糖醇及乳酸菌发酵产生的乳酸等呈味物质协调性较好，具有淡淡的柑橘清香味，口感达到最佳。

2.4 酸奶品质的测定

2.4.1 理化指标的测定结果

以最佳发酵工艺条件平行发酵3瓶柑橘汁木糖醇酸奶，根据1.7.1测定酸奶的总酸含量，其平均值为80.6 °T，总蛋白质含量＞2.9%，高于国标要求。

2.4.2 微生物指标的测定结果

根据1.7.2测定酸奶的微生物指标，乳酸菌数1.8×108CFU/mL，大肠菌群40 MPN/100 mL，致病菌未检出，因此，微生物指标均符合国家标准。

3 结论

结果表明，发酵柑橘汁木糖醇酸奶的最佳工艺为：以纯牛乳为原料，加入0.3%稳定剂、4%柑橘汁、6%木糖醇、2%发酵菌种，发酵温度42 ℃，发酵时间6 h。在该条件下发酵的酸奶品质细腻，口感润滑，酸甜适中，组织状态稳定，整体协调性好，并有淡淡的柑橘果香。柑橘本身含有有机酸以及类黄酮等多种营养成分，与植物乳杆菌、嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种混合菌种发酵产生的乳酸等有机酸共同参与了酸奶酸度的调节。该酸奶产品兼具了柑橘、木糖醇及酸奶的营养成分，适于糖尿病人群及儿童青少年等，市场前景广阔，也是解决柑橘采后保鲜加工的一种较好的加工方法。