罗汉果燕麦酸奶制备及其质构性质研究
2024-10-19王正扬庞俊奇孙克阳高育哲
摘要:为开发新型植物基酸奶,以燕麦和罗汉果为原料,以感官评分为指标,利用单因素试验和正交试验,确定最优配方和工艺条件并对产品的质构特性进行研究。结果表明,当燕麦添加量为200 g、菌种添加量为0.45 g、罗汉果浆添加量为0.30 g、发酵温度为43 ℃、发酵时间为7 h时,罗汉果燕麦酸奶具有酸奶特有的酸甜滋味和谷味香味,质地均匀细腻。
关键词:燕麦;酸奶;罗汉果;最优配方;质构性质
中图分类号:TS252.4 文献标志码:A DOI:10.16465/j.gste.cn431252ts.20240324
基金项目:辽宁省自然科学基金面上项目(2022-MS-307);大学生创新创业训练计划项目(X202310166131)。
Study on the preparation of Siraitia grosvenorii oat yoghurt and its texture characteristics
Wang Zhengyang, Pang Junqi, Sun Keyang, Gao Yuzhe
( Grain Science and Technology College of Shenyang Normal University, Shenyang, Liaoning 110034 )
Abstract: In order to develop a new type of plant based yogurt, oats and Siraitia grosvenorii were used as raw materials, and sensory scores were used as indicators. Single factor experiments and orthogonal experiments were used to determine the optimal formula and processing conditions, and the texture characteristics of the product were studied. The results showed that when the addition amount of oats was 200 g, the addition amount of bacteria was 0.45 g, the addition amount of S. grosvenorii pulp was 0.30 g, the fermentation temperature was 43 ℃, and the fermentation time was 7 h, the S. grosvenorii yogurt had the unique sour sweet taste and grain flavor of yogurt, and the texture was uniform and delicate.
Key words: oat; yogurt; Siraitia grosvenorii; optimal formula; texture properties
随着现代生活水平和人们健康意识的提高,更多人追求素食主义来维持健康,因此植物奶开始得到推广。目前人们利用燕麦做植物奶、咖啡、饮料等,但对植物基酸奶的研究少有报道。植物基酸奶有很多种,例如燕麦酸奶、椰子酸奶、坚果酸奶。燕麦是一种低糖、高营养、高能食品,性味甘、平,能益脾养心、敛汗[1],还富含膳食纤维,能促进肠胃蠕动,利于排便[2]。燕麦还被认定为功能性食物,具有降低胆固醇[3]、平稳血糖[4]、维持新陈代谢[5]等功效。罗汉果浆是一种代糖,可以代替动物基酸奶中的糖,使乳糖不耐受的人群更好地消化吸收[6]。
植物基发酵酸奶因其健康、环保的特性而具有广阔的发展前景[7-9]。本文以燕麦为主要基料,用罗汉果浆代替蔗糖,利用单因素实验和正交试验确定酸奶的最优配方,并对质构性质进行研究,以期为拓宽燕麦在植物基酸奶中的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
燕麦米: 十月稻田集团股份有限公司;罗汉果浆:市售;乳酸菌:北京川秀科技有限公司;α-淀粉酶(5万 U/g):山东科隆特酶制剂有限公司;糖化酶(10万 U/g):上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
1.2 仪器与设备
OJ38A805型烤箱:苏泊尔股份有限公司;BCD-607WKPZM(E)型冰箱:美的集团股份有限公司;HP-ZGY-TA型食品质构仪:恒品机电设备有限公司;HWS-26型恒温水浴锅:上海一恒科学仪器有限公司;PJ02型打浆机:英凯仕科技有限公司;I-2000型电子天平:德清拜杰电器有限公司;100 μL移液枪:赛默飞世尔科技有限公司;HB-68型酸奶机:浩博食品机械科技有限公司。
1.3 工艺流程[10-11]
燕麦米→烘烤→浸泡→打浆→糊化→过滤→糖化→燕麦乳→复配(复原乳)→灭菌→接种→发酵→冷藏后熟→燕麦酸奶
1.4 操作要点
1.4.1 烘烤
将燕麦米于200 ℃下烘烤15 min,其间不断翻动燕麦米让其受热均匀,避免出现焦糊现象。
1.4.2 浸泡
取一定质量烘好的燕麦米与水充分混合,并浸泡8~10 h。
1.4.3 糊化
向样品打浆液中加入0.24%的α-淀粉酶,70 ℃水浴50 min。
1.4.4 糖化
向过滤后的样品中加入0.12%的糖化酶,60 ℃水浴70 min。
1.4.5 灭菌
将样品与容器放在酸奶机中灭菌10 min。
1.5 单因素试验
1.5.1 燕麦添加量的确定
燕麦添加量分别为100、150、200、250、300 g,菌种添加量为0.40 g,罗汉果浆的添加量为0.30 g,于43 ℃下发酵7 h,对不同条件下的酸奶风味进行感官评分,确定最佳燕麦添加量。
1.5.2 菌种添加量的确定
燕麦添加量为200 g,罗汉果浆的添加量为0.30 g,菌种添加量分别为0.30、0.35、0.40、0.45、0.50 g,于43 ℃下发酵7 h,对不同条件下的酸奶风味进行感官评分,确定最佳菌种添加量。
1.5.3 罗汉果浆添加量的确定
燕麦添加量为200 g,菌种添加量为0.40 g,罗汉果浆添加量分别为0.20、0.25、0.30、0.35、0.40 g,于43 ℃下发酵7 h,对不同条件下的酸奶风味进行感官评分,确定最佳罗汉果浆添加量。
1.5.4 发酵温度的确定
燕麦添加量为200 g,菌种添加量为0.40 g,罗汉果浆添加量为0.30 g,样品分别在41、42、43、44、45 ℃下发酵7 h,对不同条件下的酸奶风味进行感官评分,确定最佳发酵温度。
1.5.5 发酵时间的确定
燕麦添加量为200 g,菌种添加量为0.40 g,罗汉果浆添加量为0.30 g,样品分别在43 ℃下发酵5、6、7、8、9 h,对不同条件下的酸奶风味进行感官评分,确定最佳发酵时间。
1.6 感官评价
以消费者调查问卷的形式随机挑选10人对产品进行感官评价,从酸奶的色泽、组织状态、风味及口感四方面进行评分、满分为100分,评分标准见表1。
1.7 质构特性测定
将制作好的罗汉果燕麦酸奶冷藏12 h后采用质构仪进行质构测定。选择TA4型探头,采用TPA模式,预测试速度2 mm/s,测试速度1 mm/s,返回速度1 mm/s,循环次数为两次[14]。
1.8 统计分析
所有试验重复3次,采用SPSS 26.0软件进行单因素ANOVA分析,显著性差异采用95%的置信区间,利用Origin 2021绘制柱状图。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 燕麦添加量对酸奶感官评分的影响
由图1可知,罗汉果燕麦酸奶的感官评分随着燕麦添加量的增加先升高后降低,在燕麦添加量为200 g时,酸奶的感官评分达到最高。燕麦添加量<200 g时,酸奶较稀,水分析出明显;燕麦添加量>200 g时,酸奶较黏稠,失去了酸奶的味道,所以最佳的燕麦添加量为200 g。
2.1.2 菌种添加量对酸奶感官评分的影响
由图2可知,罗汉果燕麦酸奶的感官评分随着菌种添加量的增加先升高后降低,在菌种添加量为0.40 g时,酸奶的感官评分达到最高。菌种添加量<0.40 g时,酸奶较甜,无法形成固定的形状,黏稠度较差;菌种添加量>0.40 g时,酸奶整体的风味过酸,口感较差,所以最佳的菌种添加量为0.40 g。
2.1.3 罗汉果浆添加量对酸奶感官评分的影响
由图3可知,罗汉果燕麦酸奶的感官评分随罗汉果浆添加量的增加先升高后逐渐降低,在罗汉果浆添加量为0.30 g时,酸奶的感官评分达到最高值。罗汉果浆添加量<0.30 g时,酸奶的风味没有过多变化,没有其独特的味道;罗汉果浆添加量>0.30 g时,酸奶味道过于甜,失去了酸奶本身的风味。由此可见,最佳的罗汉果浆添加量为0.30 g。
2.1.4 发酵温度对酸奶感官评分的影响
由图4可知,罗汉果燕麦酸奶感官评分随发酵温度的增加先升高后逐渐降低,当发酵温度达到43 ℃时,酸奶的感官评分最高。发酵温度<43 ℃时,酸奶凝固度较低,析出的乳清蛋白也少,导致营养价值不足;发酵温度>43 ℃时,酸奶风味过酸,品质较硬。所以最佳的发酵温度为43 ℃。
2.1.5 发酵时间对酸奶感官评分的影响
由图5可知,罗汉果燕麦酸奶的感官评分随着发酵时间的加长先增加后降低,在酸奶连续发酵7 h时,酸奶的感官评分达到最高。酸奶连续发酵时间<7 h时,酸奶的凝固度不高,口感较软,口味偏甜;酸奶连续发酵时间>7 h时,酸奶味道过酸,口感较硬。综上所述,最佳的酸奶发酵时间为7 h。
2.2 正交试验
根据单因素试验结果,以燕麦添加量、菌种添加量、罗汉果浆添加量、发酵温度、发酵时间来设计五因素四水平的正交试验。试验因素水平设计见表2。
由表3可知,影响酸奶感官评分的主要影响因素顺序为燕麦添加量>菌种添加量>发酵时间>罗汉果浆添加量>发酵温度,最佳发酵条件为燕麦添加量200 g、菌种添加量0.45 g、罗汉果浆添加量 0.30 g、发酵温度43 ℃、发酵时间7 h。按该工艺组合进行验证试验,寻找5名同学进行感官评价,其得分为93、94、90、91、93分,平均得分为92分,与表3正交试验最优结果对比,发现试验结果接近,可知预测值可靠。
2.3 罗汉果燕麦酸奶质构分析
由表4可知,罗汉果燕麦酸奶的黏性和内聚性较低,但胶着性和咀嚼性明显高于市售酸奶。罗汉果燕麦酸奶黏性较低的原因可能是杀菌过程中采用低温巴氏杀菌,而且植物蛋白比动物蛋白凝胶结构松散,导致水分析出过少,黏性降低[15];此外,冷藏时间过短导致酸奶凝固不完全[16]。罗汉果燕麦酸奶的胶着性和咀嚼性可以反映酸奶的凝胶性,两者高的原因可能是酸化的植物蛋白会导致弱凝胶的形成,使酸奶的蛋白质结构过于稳定,但酸奶胶着性和咀嚼性越高,口感更浓郁,回味更长[17]。总而言之,罗汉果燕麦酸奶有较好的质构特性,拥有良好的发展前景。
3 结 论
通过单因素试验和正交设计试验进一步优化了罗汉果燕麦酸奶的口味和发酵过程中的制作工艺,最佳配方为燕麦添加量200 g、菌种添加量0.45 g、罗汉果浆添加量0.30 g、发酵温度43 ℃、发酵时间7 h。此条件下的酸奶口感圆润,凝固度适中,酸甜可口,植物基酸奶的优点可以完美展现,理化工艺质量指标和其他微生物指标完全符合国家标准。
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