鐵鹽強化羊奶酸奶發酵特性的研究*

吳月紅，張富新

(陜西師范大學食品工程與營養科學學院，陜西西安，710062)

鐵鹽強化羊奶酸奶發酵特性的研究*

吳月紅，張富新

(陜西師范大學食品工程與營養科學學院，陜西西安，710062)

研究了鐵鹽種類及強化劑量對羊奶酸奶發酵特性的影響。結果表明，強化鐵鹽可使羊奶酸奶的黏度和持水力明顯下降，凝乳時間縮短，其中NaFeEDTA對酸奶的發酵特性影響較大，而硫酸亞鐵和乳酸亞鐵在強化劑量為4mg/100mL時有利于提高酸奶的黏度和持水力，縮短酸奶凝乳時間，提高酸奶中乳酸菌的菌數。

羊奶酸奶，鐵鹽，酸度，黏度，持水力，乳酸菌

羊奶營養豐富，容易被人體消化吸收，并富含多種礦物質元素，是人們膳食中攝入鈣元素的主要來源之一，但羊奶中鐵含量缺乏［1－2］，僅為 0.5mg/kg［3］，約為牛奶中的15%［4］。在羊奶酸奶中強化鐵是預防缺鐵性貧血的一個有效途徑，因為酸奶中的乳酸菌能合成VC，促進鐵在人體內的吸收利用［5］。本研究利用目前食品工業中常用的NaFeEDTA、乳酸亞鐵和硫酸亞鐵作為強化劑制作羊奶酸奶，研究其對羊奶酸奶發酵特性的影響，為富鐵羊奶酸奶的生產奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

脫脂牛乳:英格蘭進口;全脂羊奶粉:陜西富平紅星乳業有限公司生產的出口級無抗全脂羊奶粉;蔗糖:市售白砂糖;發酵劑:Danisco公司生產的 Yo-Mix499酸奶發酵劑，由 Lactobacillus bulgaricus和Streptococcus thermophilus組成;鐵鹽強化劑:NaFeEDTA和乳酸亞鐵均為食品級，由北京維他科技有限公司生產;硫酸亞鐵，為分析純，由天津市恒興化學試劑制造有限公司生產。

1.2 主要儀器設備

旋轉式黏度計，同濟大學機電廠;冷凍高速離心機，Sigma公司;隔水式恒溫培養箱，上海福瑪試驗設備有限公司;電熱恒溫水浴鍋，北京科偉永興儀器有限公司。

1.3 酸奶的制作

1.3.1 發酵劑的制備

將Yo-Mix499粉末發酵劑在無菌條件下接種到12%滅菌羊乳中，43℃培養至凝乳，然后按2%的接種量再接種到12%滅菌羊乳中，反復活化2～3次，在4℃下冷藏備用。

1.3.2 羊奶酸奶的制作

將全脂羊奶粉與水配制成12%的復原乳，在4℃下貯藏12 h，使乳蛋白充分水化后，預熱到50～60℃，添加7%的蔗糖后再添加鐵鹽，充分攪拌。90℃下殺菌10 min，迅速冷卻到43～45℃。以2%的接種量接種酸奶發酵劑，43℃下發酵4～5 h，待酸奶凝固后在5℃下后發酵24h，即為成品。

1.4 測定方法

1.4.1 酸度的測定

采用GB5409方法［6］。用0.1mol/L的NaOH溶液滴定，酸度以0T表示。

1.4.2 黏度的測定

采用旋轉式黏度計［9］，根據黏度范圍，選用二單元1×10轉子，在25℃下測試。在第30s記錄數據，分別測量3組數據后取平均值。

1.4.3 持水力的測定

采用 Hassan的方法［10］。取 15～20 g樣品，在10℃下，13 500 g離心30 min，傾去上清物，使離心管保持倒置狀態10 min，稱量沉淀物質量，計算酸奶的持水力。

1.4.4 乳酸菌的測定

1.4.4.1 培養基

M17 基礎培養基［9－10］: 胰蛋白胨 2.50 g，蛋白胨2.50 g，大豆蛋白胨5.0g，酵母浸膏2.50 g，肉浸膏 5.0 g，β-磷酸甘油10.0 g，MgSO4·7H2O 0.25 g，抗壞血酸0.50 g，瓊脂粉10 g，蒸餾水950mL，用1mol/L NaOH溶液調pH值至7.1。

酸化 MRS培養基［9－10］: 蛋白胨 10.0g，牛肉膏10.0 g，酵母膏5.0g，葡萄糖20.0 g，吐溫80 1mL，(NH4)2C6H5O72 g，K2HPO42 g，MgSO4·7H2O 0.2 g，MnSO4·4H2O 0.05 g，CH3COONa·3H2O 5 g，瓊脂粉10.0g，蒸餾水1 000mL，用冰醋酸溶液調pH至5.4。

1.4.4.2 計數培養方法［9］

無菌操作條件下，將融化的培養基倒入滅菌培養皿，冷卻后形成培養平板。酸奶樣品充分混勻，依次做10倍遞減稀釋至適當稀釋度，吸取1mL在培養平板上涂布均勻。嗜熱鏈球菌菌株接入M17培養基平板，37℃恒溫培養48 h;保加利亞乳桿菌菌株接入酸化MRS培養基平板后，再倒入一層冷卻至50℃的酸化MRS培養基形成雙層平板，將培養皿放入燭缸，37℃恒溫培養72 h，然后記錄培養基平板中的菌落數。酸奶中乳酸菌總數為保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌之和。

1.5 試驗設計

根據我國衛生部公布的《營養強化劑使用衛生標準》(GB14880－1994)［11］，本研究選用食品工業中常用的NaFeEDTA、乳酸亞鐵和硫酸亞鐵作為羊奶酸奶鐵鹽強化劑。根據中國營養學會推薦的《中國居民膳食營養素參考攝入量(DRIs)》規定，我國成年(18歲以上)男子每日鐵的適宜攝入量為15mg/d，成年女子為20mg/d［5］。考慮到膳食鐵的攝入，本研究設計每100mL酸奶中強化鐵分別為2，3，4 mg，即每天攝取250mL羊奶酸奶可滿足成年男子鐵推薦攝入量的 1/3，1/2，2/3。

1.6 數據處理

采用DPS數據處理系統分析數據，并用Duncan新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 強化鐵鹽對羊奶酸奶酸度的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復原乳，用NaFeEDTA、乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復原乳中分別強化鐵0，2，3，4mg制作羊奶酸奶，分別測定酸奶凝乳時及后發酵24h時的酸度，結果見表1。

由表1可知，在羊奶中強化鐵鹽后，酸奶在凝乳時和后發酵24h時的酸度分別在77.9～81.8oT和91.6～96.0oT，與沒有強化的對照組無顯著差異(P＞0.05)。統計分析表明，鐵鹽種類及強化劑量對羊奶酸奶凝乳時和后發酵24h時的酸度也無顯著差異(P ＞0.05)。

表1 強化鐵鹽對羊奶酸奶酸度的影響

2.2 強化鐵鹽對羊奶酸奶黏度的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復原乳，用NaFeEDTA，乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復原乳中分別強化鐵0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分別測定酸奶凝乳時及后發酵24h時的黏度，結果見表2。

表2 強化鐵鹽對羊奶酸奶黏度的影響

由表2可以看出，3種鐵鹽對羊奶酸奶的黏度有一定的影響，在羊奶中強化鐵鹽后，酸奶在凝乳時和后發酵24 h時的黏度均低于對照組(P＜0.05)，表明強化鐵鹽可使酸奶的黏度下降。同時，3種鐵鹽強化劑對酸奶黏度也有不同影響，其中NaFeEDTA強化的羊奶酸奶凝乳時和后發酵24h時的黏度明顯低于其他試驗組(P＜0.05)。從3種鐵鹽強化劑量來看，隨著強化量的增大，酸奶黏度有下降的趨勢，其強化劑量為4 mg/100mL NaFeEDTA羊奶酸奶的黏度在凝乳時和后發酵24h時最低(P＜0.05)，而用硫酸亞鐵和乳酸亞鐵強化的劑量水平之間黏度變化不大(P＞0.05)。黏度是影響酸奶物理特性的重要指標之一，在酸奶發酵過程中，乳酸菌產酸使乳中的酪蛋白在酸的作用下變性，由原來的球狀顆粒伸展成線性的酪蛋白分子，并凝固成網絡狀的凝膠狀態，導致酸奶黏度增大。然而在乳中強化鐵鹽后，鐵可連接在酪蛋白膠體上，導致乳中的酪蛋白水合作用變差［12－13］，酪蛋白聚凝形成的蛋白質網絡結構松散，在酸奶凝乳形成的過程中黏度下降，同時鐵鹽也會干擾乳中的鹽類平衡，從而影響酸奶的黏度［14］。

2.3 強化鐵鹽對羊奶酸奶持水力的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復原乳，用NaFeEDTA，乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復原乳中分別強化鐵0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分別測定酸奶凝乳時及后發酵24 h時的持水力，結果見表3。

表3 強化鐵鹽對羊奶酸奶持水力的影響

由表3知，鐵鹽種類對羊奶酸奶凝乳時持水力沒有顯著差別(P＞0.05)，但顯著低于對照組(P＜0.05)。鐵鹽強化劑量也對羊奶酸奶凝乳時和后發酵24h時的持水力影響不大，但明顯低于對照組(P＜0.05)。在酸奶發酵期間，乳中的酪蛋白凝結形成網絡結構，可封閉大量水分，同時，乳蛋白表面的活性部位可通過氫鍵結合大量的水分，當在乳中強化鐵鹽后，鐵與酪蛋白結合，使其凝乳形成的網絡結構松散，同時，乳蛋白表面的活性部位與水的結合能力降低［5，13］，引起酸奶的持水力變差。

2.4 強化鐵鹽對羊奶酸奶凝乳時間的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復原乳，用NaFeEDTA，乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復原乳中分別強化鐵0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分別測定酸奶凝乳時間，結果見表4。

表4 強化鐵鹽對羊奶酸奶凝乳時間的影響

由表4可以看出，當羊奶酸奶中未強化鐵鹽時，酸奶的凝乳時間為4.5 h，而鐵鹽強化后凝乳時間均明顯縮短(P＜0.05)，其中強化硫酸亞鐵或NaFeEDTA的羊奶酸奶比強化乳酸亞鐵的凝乳時間縮短更為明顯(P＜0.05)，這表明在羊奶酸奶中強化鐵鹽可促進酸奶的凝乳，有利于縮短生產周期。

2.5 強化鐵鹽對羊奶酸奶中乳酸菌的影響

將全脂羊奶粉用水配成乳固形物濃度為12%的復原乳，用NaFeEDTA，乳酸亞鐵和硫酸亞鐵3種鐵鹽按每100mL復原乳中分別強化鐵0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分別測定酸奶凝乳時及后發酵24 h時的乳酸菌數，結果見表5。

表5 強化鐵鹽對羊奶酸奶乳酸菌數的影響

由表5可以看出，3種鐵鹽對羊奶酸奶中乳酸菌的影響各不相同。強化NaFeEDTA的羊奶酸奶在凝乳時和后發酵24h時的乳酸菌數最低，明顯低于其他強化組(P＜0.05);同時也低于對照組(P＜0.05)。從3種鐵鹽的強化劑量來看，隨著強化劑量的增大，酸奶在凝乳時和后發酵24h時的乳酸菌數也呈上升趨勢，較低的強化劑量(2 mg/100mL)可使酸奶中乳酸菌數降低，甚至低于對照組(P＜0.05)，這表明低濃度鐵可能對乳酸菌有抑制作用，而高濃度鐵可促進乳酸菌繁殖。總體來看，強化鐵鹽后，無論是凝乳時還是后發酵24h時酸奶中的乳酸菌數均符合GB2746－1999［17］中不得低于1 ×106CFU/mL 的要求。

3 結論

在羊奶酸奶中強化鐵鹽對酸奶的發酵特性有一定的影響。強化鐵鹽對羊奶酸奶的酸度無明顯影響，但可使羊奶酸奶的黏度降低，持水力下降，而使酸奶凝乳時間縮短。3種鐵鹽強化劑中NaFeEDTA對羊奶酸奶的發酵特性影響較大，而乳酸亞鐵和硫酸亞鐵在較高劑量時，可使酸奶具有較高的黏度和持水力，特別是較高劑量可促進酸奶中乳酸菌生長繁殖。

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Study on the Fermentation Properties of Iron-Fortified Goat’s Yoghurt

Wu Yue-hong，Zhang Fu-xin
(College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China)

Fermentation properties of goat＇s yogurt were studied by supplementing different kinds and dosage of iron salts.The results showed significant decrease in viscosity，water holding capacity and clotting time as the consequence of iron fortification，and the fermentation properties of goat＇s yogurt were evidently affected more by NaFeEDTA fortification.However，fortified yogurt with ferrous lactate or ferrous sulfate at the level of 4mg Fe/100mL could obviously increase viscosity，water holding capacity and the numbers of lactic acid bacteria，and also reduce clotting time of yogurt.

goat’s yoghurt，iron salts，acidity，viscosity，water holding capacity，lactic acid bacteria

碩士研究生(張富新教授為通訊作者)。

*陜西省農業攻關項目(2009K01－08);陜西省農業科技創新項目(2010NKC－10);國家公益性行業(農業)科研專項(3－45)

2010－07－28，改回日期:2010－10－15