纯大豆植物酸奶的研制

赵泰霞，徐新丽，范 俐

（武夷学院 茶与食品学院，福建 武夷山 354300）

大豆种植广泛、成本低廉、产品种类多样，是深受人们喜爱的传统农作物[1-4]。大豆营养丰富，其蛋白质含量高达40%，含有人体所必需的全部氨基酸，是植物中唯一类似于动物蛋白的完全蛋白质。大豆中富含多不饱和脂肪酸、异黄酮、皂苷、卵磷脂、水溶性膳食纤维等功能活性成分且不含胆固醇，具有抗癌、提高人体免疫力、降血糖、降血脂、防止血管硬化、延缓更年期、通便等功效[5-9]。

传统发酵乳制品是以牛、羊、马乳为原料，经乳酸菌、双歧杆菌和酵母菌等发酵制成的，其代表性产品有酸奶、干酪等。发酵使乳中的乳糖、蛋白质等被分解成为半乳糖、乳酸、小的肽链和氨基酸等小分子物质，使各营养物质更易消化和吸收，利用率也得以提高[10-13]。

纯大豆酸奶通常是以豆奶为主要原料，采用乳酸菌发酵加工而成，其中部分蛋白质在发酵过程中被分解为小分子肽和氨基酸等物质，豆乳的营养成分在发酵过程中发生变化，从而人体更易于吸收这些成分。发展纯植物基酸奶是充分利用我国大豆资源、解决牛奶资源匮乏的不二选择[14]。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

供试材料：大豆，市售；脱脂奶粉，完达山提供；葡萄糖（食品级）；氯化钠（AR），国药提供；MRS培养基、M17培养基、10%氯化钠胰酪胨大豆肉汤、7.5%氯化钠肉汤、血平板、Baird-Parker琼脂，青岛海博提供；保加利亚杆菌、嗜热链球菌，实验室菌种库自备。

仪器设备：BT-PS型高压灭菌锅，上海机械设备有限公司产品；GYB型均质机，上海东华高压均质机厂产品；DHP-9082型恒温培养箱，江苏恩泉机械制造机械厂产品；WYT-80型手持糖量计，海达精锐精密仪器有限公司产品；BT-PS-5型榨汁机，温州宝田轻工机械厂产品。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 乳酸菌的活化及驯化

（1）分别将嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌接种到灭菌降温后的M17培养基和MRS培养基上，于37±1℃下培养48 h。选择生长良好的菌落接种到新的培养基中培养，重复2～3次。

（2）驯化。①将活化的菌种以2%的接种量加入到牛奶与豆浆比例为7∶3的脱脂牛奶培养基试管中，放到恒温培养箱中以37℃培养，待发酵剂凝固后取出，放冰箱备用。②制备的发酵剂以2%体积分数接入牛奶与豆浆比例为5∶5的灭菌的培养基试管中。于37℃条件下培养，待发酵剂凝固后取出，放冰箱备用。③根据上述方法依次类推，直到将发酵剂培养到牛奶与豆浆比例为0∶10的混合培养基凝固，即菌种驯化结束。

（3）驯化好的菌种存于冰箱中备用。

1.2.3 操作要点

（1）原料挑选与准备。选取颗粒完整，无虫害、无霉变及无机械损伤的大豆，洗净，冷水浸泡，去皮。

（2）磨浆、过滤。按一定比例的料液比磨浆，用3层纱布过滤，使豆浆与豆渣充分分离。过滤完全的豆浆备用。

（3）加配料、均质。将白砂糖和葡萄糖按配比加入豆浆中。为了提高酸奶的稳定性，将调配好的豆浆于均质器中20 MPa下均质2 min。

（4）灭菌。于95℃下加热杀菌15 min。

（5）接种、发酵。按2%的接种量（嗜热链球菌∶保加利亚乳杆菌=1∶1）将2种乳酸菌接种到灭好菌的豆浆中。置于恒温培养箱中37℃下培养4 h。凝乳良好后于4～5℃的冰箱中后熟3 h，即得成品。

1.2.4 单因素试验设计

对工艺中的料液比、磨浆温度、白砂糖添加量、葡萄糖添加量、发酵温度、发酵时间6个因素进行单因素分析。由品评小组根据感官评分表进行感官评分并记录结果，以此确定影响因素的最佳工艺参数。

1.2.5 正交试验设计

根据单因素的结果分析，选取对纯大豆酸奶感官评分影响较大的因素及适宜水平进行四因素三水平正交试验。根据以上6个单因素结果分析，选取对纯大豆酸奶感官评分影响较大的4个因素及合适的水平四因素三水平L9（34）进行正交试验分析。

正交试验设计见表1。

表1 正交试验设计

1.2.6 纯大豆酸奶感官指标评定标准

感官评价从外形、色泽、香气、质地、口感进行评价，共计100分，邀请10名具有食品专业知识的学生对纯大豆酸奶成品进行感官评鉴，感官评分结果取平均值。

纯大豆植物酸奶感官评分标准见表2。

表2 纯大豆植物酸奶感官评分标准

1.3 纯大豆酸奶成品检验

1.3.1 理化检测指标

（1）总糖的测定。手持糖量计的工作原理：利用光线从一种介质进入到另一种介质时会产生折射现象。根据入射角正弦之比恒为定值的原理，先用蒸馏水校准，将待测液放入手持糖度计中即可读数，故能测得试验所需数值。

（2）酸度的测定。GB 5009.239—2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》中第一法酚酞指示剂法。

（3）脂肪的测定。GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中第一法索氏抽提法。

（4）蛋白质的测定。GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中第一法凯氏定氮法。

1.3.2 微生物检验指标

（1）乳酸菌总数的测定。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》。

（2）大肠杆菌的测定。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》中第二法平板计数法。

（3）金黄色葡萄球菌的测定。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》中第一法定性检验。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 料液比的确定

大豆5 g，磨浆温度90℃，白砂糖添加量3%，葡萄糖添加量6%，发酵剂接种量2%（保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶1），培养温度37℃，培养时间5 h，后熟时间5 h，按料液比为1∶8，1∶10，1∶12，1∶14，1∶16磨浆，发酵后熟，重复3次，进行感官评价并记录结果，确定出最佳料液比。

料液比结果分析见图1。

图1 料液比结果分析

大豆和水的研磨比例在一定程度上会影响纯大豆酸奶成品的质地和口感。当加水较少时，蛋白质含量较高，酸奶质地偏硬，口感稍腻；当加水过多时，蛋白质含量较低，容易导致凝结不完全或者成品质地松散，一摇即散。从图1中可以初步确定出最佳料液比为1∶12。

2.1.2 磨浆温度的确定

在料液比确定的条件下，大豆5 g，白砂糖添加量3%，葡萄糖添加量6%，接种量2%（保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶1），培养温度37℃，培养时间5 h，后熟时间5 h，分别用60，70，80，90，100℃的开水进行磨浆，发酵后熟，重复3次。进行感官评价并记录结果，确定出最佳磨浆温度。

磨浆温度结果分析见图2。

图2 磨浆温度结果分析

磨浆温度在一定程度上影响酸奶的气味，使其带有豆腥味。脂肪氧化酶的耐热性较低。当温度过低时，大豆中的脂肪氧化镁不能被破坏，使酸奶带有豆腥味，影响酸奶的感官评分。从图2中可以初步确定最佳磨浆温度为90℃。

2.1.3 白砂糖添加量的确定

在料液比和磨浆温度确定的条件下，大豆5 g，葡萄糖添加量6%，接种量2%（保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶1），培养温度37℃，培养时间5 h，后熟时间5 h，白砂糖添加量分别为2.0%，2.5%，3.0%，3.5%，4.0%，发酵后熟，重复3次。进行感官评价并记录结果，确定出白砂糖最佳添加量。

白砂糖添加量结果分析见图3。

图3 白砂糖添加量结果分析

白砂糖添加量在一定程度上影响酸奶的酸甜度。白砂糖具有调节甜度和为乳酸菌提供生长能量的作用。当白砂糖添加量过低时，酸奶的甜度不够，且影响乳酸菌生长；当白砂糖添加过量时，酸奶过于甜腻也可能导致产酸过多。从图3中可以初步确定出白砂糖的最佳添加量为3%。

2.1.4 葡萄糖添加量的确定

在料液比、磨浆温度和白砂糖确定的条件下，大豆5 g，接种量2%（保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶1），培养温度37℃，培养时间5 h，后熟时间5 h，葡萄糖添加量分别为7.0%，7.5%，8.0%，8.5%，9.0%进行发酵后熟，重复3次。进行感官评价并记录结果，确定出葡萄糖最佳添加量。

葡萄糖结果分析见图4。

图4 葡萄糖结果分析

葡萄糖添加量对酸奶的酸度有比较明显的影响。在发酵过程中，大部分葡萄糖被转化成乳酸。当葡萄糖添加量过低时，产酸不够，影响酸奶的酸度；当葡萄糖过量时，乳酸菌过度发酵产酸过量，且与糖产生协同效应，使效果更明显，口感过腻。从图4中可以初步确定出葡萄糖适宜添加量为8%。

2.1.5 发酵温度的确定

在料液比、磨浆温度、白砂糖和葡萄糖添加量确定的条件下，大豆5 g，接种量2%（保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶1），培养时间5 h，后熟时间5 h，将接好菌的豆浆分别放在31，34，37，40，43℃的恒温箱中发酵，然后放在冰箱后熟，重复3次。进行感官评价并记录结果，确定出最佳发酵温度。

发酵温度结果分析见图5。

图5 发酵温度结果分析

发酵温度在一定程度上影响酸奶的凝固状态。温度过低时，乳酸菌的生长发酵受抑制，产酸慢且延长凝固时间；温度过高时不利于菌种的生长。从图5中可以初步确定出最佳发酵温度为37℃。

2.1.6 发酵时间的确定

在其他因素确定的条件下，大豆5 g，接种量2%（保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶1），后熟时间5 h，将接好菌的豆浆放在恒温箱中分别发酵2，3，4，5，6 h，发酵后熟，重复3次。进行感官评价并记录结果，确定出最佳发酵时间。

发酵时间结果分析见图6。

图6 发酵时间结果分析

发酵时间在一定程度上影响酸奶的凝固状态。发酵时间不充分会导致发酵产物达不到最高值，而且口感不够细腻，分层显现明显；发酵时间过长发酵产物量影响口感，且发酵过程容易染菌。从图6中可以初步确定出最佳发酵时间为4 h。

2.2 正交试验结果分析

正交结果分析见表3。

极差R的大小反映了各因素水平的影响程度，由表3可知，对纯大豆酸奶成品影响的主次顺序为发酵温度＞葡萄糖添加量＞白砂糖添加量＞发酵时间。

表3 正交结果分析

K值反映了该因素水平对指标的影响，从正交试验结果显示，通过K值可得最佳配方为A3B3C2D1，即白砂糖添加量3.5%，葡萄糖添加量8.5%，发酵温度37℃，发酵时间4 h。该工艺条件下所得酸奶酸甜适口，稳定性最好。

2.3 验证试验结果

根据正交表试验结果中的最佳工艺配方进行验证试验。由表3可知，纯大豆酸奶的最佳配方为A3B3C2D1，以感官试验为指标，再做一次以A3B3C2D1为配方试验，并做3组平行试验。最终的感官评分平均值分别为90分，最佳配方组合感官评分高于正交试验所得出的，所以确定工艺条件A3B3C2D1为最佳配方组合。

2.4 理化检测结果

将最佳工艺配方条件下加工制得的纯大豆酸奶进行理化分析。

纯大豆酸奶理化检测结果分析见表4。

表4 纯大豆酸奶理化检测结果分析

结果表明，纯大豆酸奶理化指标均符合GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》中风味发酵乳的要求。由表4可知，纯大豆酸奶的酸甜比适宜，蛋白质、脂肪含量丰富。

2.5 理化微生物检测结果

将最佳工艺配方条件下加工制得的纯大豆酸奶进行微生物分析。

纯大豆酸奶微生物检测结果分析见表5。

表5 纯大豆酸奶微生物检测结果分析/CFU·mL-1

结果表明，纯大豆酸奶的乳酸菌指标符合GB 19302—2010酸奶的乳酸菌含量的标准即大于1×106。大肠杆菌和金黄色葡萄球菌符合GB 19302—2010的微生物要求。从表5可以得出，纯大豆酸奶的乳酸菌含量丰富，且不含大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等致病菌，安全健康。

3 结论

以大豆为原料，乳酸菌、白砂糖和葡萄糖等辅料来制作纯大豆蛋白酸奶。以感官评分为评价指标通过单因素试验和正交试验优化发酵参数，其中单因素试验分别选取了料液比、磨浆温度、白砂糖添加量、葡萄糖添加量、发酵温度、发酵时间为试验中的控制条件，通过单因素结果选择适宜的中心点，并选取对试验中影响较大的4个因素进行L9（34）工艺配方的正交试验。通过验证试验后，结果表明最佳的工艺配方为料液比1∶12，磨浆温度90℃，白砂添加量3.5%，葡萄糖添加量8.5%，发酵温度37℃，发酵时间4 h。在此工艺下得到的纯大豆酸奶色泽乳白，凝乳均匀，感官品质达到最佳。通过理化分析及微生物检验结果显示，酸奶产品营养丰富，健康安全。