酸豆乳發(fā)酵工藝優(yōu)化試驗

馬新新

上海清美綠色食品（集團(tuán)）有限公司（上海 201300）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活環(huán)境與生活方式發(fā)生了巨大的變化。而健康問題也日益凸顯，亞健康、肥胖癥、慢性病等日趨增多。同時，中國逐漸進(jìn)入老年社會，老齡化人口越來越多，隨著老齡化速度加快，老年病也成為重要的社會健康問題。而解決這些問題，迫切需要樹立大健康理念，發(fā)展大健康產(chǎn)業(yè)。通過健康飲食預(yù)防疾病是大健康理念的重要內(nèi)容。在我國，大豆及其制品是重要的植物蛋白來源，其不僅營養(yǎng)豐富而全面，而且具有多種功能因子。千百年來，豆制品一直是平衡膳食的重要組成部分，深受中國老百姓的喜愛。且從20世紀(jì)開始，不含膽固醇且富含大豆異黃酮等生物活性物質(zhì)的大豆食品在西方社會也越來越受到追捧[1-2]。隨著人們生活水平的不斷提高和對健康養(yǎng)生飲食的追求，在傳統(tǒng)豆制品基礎(chǔ)上的大豆食品多元化亟待實現(xiàn)。

發(fā)酵是食品加工的一個重要手段，可以使食品有效地產(chǎn)生某種生理活性物質(zhì)，或者使食品具備調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能的功效。傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品如腐乳及臭豆腐，味道鮮美且營養(yǎng)豐富，具有悠久的歷史。腐乳因其生產(chǎn)工藝特點，故具有較高的含鹽量；而臭豆腐發(fā)酵易發(fā)生致病菌污染等，因此這些食品不能長期或大量食用[3]。而益生菌發(fā)酵豆乳可以在克服上述問題的同時滿足消費(fèi)者對食品功能性和健康的需求。

豆乳經(jīng)益生菌發(fā)酵后，大分子蛋白質(zhì)被降解為小分子多肽，更易于人體消化吸收，并且與酸奶相比不含乳糖和膽固醇，是乳糖不耐癥、高血脂患者、肥胖癥及老年人的良好選擇；通過發(fā)酵還可極大程度地降低豆腥味[4-5]，增加消費(fèi)者尤其是對傳統(tǒng)豆制品接受度不高的青少年消費(fèi)者的認(rèn)可度。目前，發(fā)酵豆乳產(chǎn)品在歐美及日本已經(jīng)占有一定的市場份額。益生發(fā)酵豆乳的市場潛力巨大。通過對益生菌發(fā)酵豆乳工藝的研究，探索最佳發(fā)酵工藝參數(shù)，以期為國內(nèi)發(fā)酵酸豆乳的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 試驗材料

1.1 菌種

植物乳桿菌X7021凍干菌粉（華東理工大學(xué)生物工程學(xué)院提供）；德式保加利亞乳桿菌（購于杜邦）；嗜熱鏈球菌（購于杜邦）。

1.2 試劑與材料

脫皮特濃豆?jié){、蔗糖、大豆分離蛋白、小蘇打、檸檬酸等。

1.3 儀器與設(shè)備

超凈工作臺，蘇州金大凈化工程設(shè)備有限公司；恒溫培養(yǎng)箱，上海全脈科學(xué)儀器有限公司；電子天平（萬分之一），上海穎領(lǐng)電子衡器有限公司；酸度計，上海全脈科學(xué)儀器有限公司；電子稱，上海高致精密儀器有限公司；冰箱，海爾集團(tuán)。

2 試驗方法

2.1 單因素試驗

2.1.1 發(fā)酵菌種復(fù)配比例影響試驗

發(fā)酵菌種復(fù)配比例：植物乳桿菌X7021、德式保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌質(zhì)量比分別設(shè)置為1∶0∶0，1∶1∶1，1∶2∶2和2∶1∶1，編號分別為1，2，3和4號。

以自產(chǎn)的脫皮特濃豆?jié){為基礎(chǔ)原料，添加7%的蔗糖，然后分別將不同配比的發(fā)酵菌種按0.03 g/L接種至調(diào)配好的脫皮豆?jié){培養(yǎng)基中，于43 ℃恒溫厭氧培養(yǎng)，待凝乳后，記錄凝乳時間，測定活菌數(shù)與pH，并進(jìn)行感官評定。

2.1.2 發(fā)酵劑接種量影響試驗

以自產(chǎn)的脫皮特濃豆?jié){為基礎(chǔ)原料，添加7%的蔗糖，然后發(fā)酵菌劑分別按0.01，0.02，0.03和0.04 g/L接種，于43 ℃恒溫厭氧培養(yǎng)，待凝乳后，記錄凝乳時間，測定活菌數(shù)與pH，并進(jìn)行感官評定。

2.1.3 蔗糖添加量影響試驗

以自產(chǎn)的脫皮特濃豆?jié){為基礎(chǔ)原料，蔗糖添加量分別設(shè)置為5%，6%，7%，8%和9%，然后按0.03 g/L接種發(fā)酵劑，于43 ℃恒溫厭氧培養(yǎng)，待凝乳后，記錄凝乳時間，測定活菌數(shù)與pH，并進(jìn)行感官評定。

2.1.4 初始pH影響試驗[7]

以自產(chǎn)的脫皮特濃豆?jié){為基礎(chǔ)原料，添加7%的蔗糖，初始pH分別設(shè)置為6，6.5，7和7.5，然后按0.03 g/L接種發(fā)酵劑，于43 ℃恒溫厭氧培養(yǎng)，待凝乳后，記錄凝乳時間，測定活菌數(shù)與pH，并進(jìn)行感官評定。

2.1.5 發(fā)酵溫度影響試驗

以自產(chǎn)的脫皮特濃豆?jié){為基礎(chǔ)原料，添加7%的蔗糖，按0.03 g/L接種發(fā)酵劑后，發(fā)酵溫度分別設(shè)置為35，37，39，41，43和45 ℃，待凝乳后，記錄凝乳時間，測定活菌數(shù)與pH，并進(jìn)行感官評定。

2.2 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選擇主要影響因素，包括接種量、蔗糖添加量、發(fā)酵溫度，以活菌數(shù)和感官評分為測定指標(biāo)，設(shè)計L9(33)三因素三水平正交優(yōu)化試驗，進(jìn)一步優(yōu)化酸豆乳發(fā)酵工藝參數(shù)。

2.3 感官評定方法

感官評分標(biāo)準(zhǔn)[6]見表1。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與分析

3.1 發(fā)酵菌種復(fù)配比例影響試驗結(jié)果

由表2、圖1和圖2可以看出：當(dāng)發(fā)酵菌種復(fù)配比例（植物乳桿菌X7021、德式保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的質(zhì)量比）為1∶1∶1時，發(fā)酵豆乳的凝乳時間最短，活菌含量最高，pH最低，感官評定口感風(fēng)味最好，因此發(fā)酵菌種最佳復(fù)配比例為1∶1∶1。

3.2 發(fā)酵劑接種量影響試驗結(jié)果

由表3、圖3和圖4可以看出：當(dāng)發(fā)酵劑接種量達(dá)到0.04 g/L時，凝乳時間最短，活菌含量最高，pH最低，感官評定效果最好；但當(dāng)接種量為0.03 g/L時，活菌含量僅稍低于接種量0.04 g/L，pH適宜，感官評定效果基本一致，考慮成本問題，同時發(fā)酵劑接種量高在后酸化過程中產(chǎn)生的豆腥味重，故選擇最佳接種量0.03 g/L。

表2 不同發(fā)酵菌種復(fù)配比例發(fā)酵豆乳的凝乳時間及感官評定試驗結(jié)果

圖1 不同發(fā)酵菌種復(fù)配比例發(fā)酵豆乳活菌數(shù)試驗結(jié)果

圖2 不同發(fā)酵菌種復(fù)配比例發(fā)酵豆乳pH試驗結(jié)果

表3 不同發(fā)酵劑接種量的發(fā)酵豆乳凝乳時間及感官評定試驗結(jié)果

圖4 不同發(fā)酵劑接種量發(fā)酵豆乳pH試驗結(jié)果

3.3 蔗糖添加量影響試驗結(jié)果

由表4、圖5和圖6可以看出：蔗糖添加量對發(fā)酵豆乳凝乳時間沒有影響，當(dāng)添加量為7%時，感官評定效果最好，活菌含量最高，pH 4.5為發(fā)酵豆乳的適宜酸度，因此蔗糖的最佳添加量為7%。

3.4 初始pH影響試驗結(jié)果

由表5、圖7和圖8可以看出：當(dāng)初始pH為6.5時，發(fā)酵豆乳的活菌含量最高，感官評定結(jié)果最好，但與初始pH 7.0無顯著差異，因此發(fā)酵豆乳最適初始pH 6.5～7.0均可，此次試驗中調(diào)配完的脫皮特濃豆?jié){初始pH 6.7左右，在最適宜范圍內(nèi)，所以初始pH不用調(diào)整。

表4 不同蔗糖添加量的發(fā)酵豆乳凝乳時間及感官評定結(jié)果

圖5 不同蔗糖添加量發(fā)酵豆乳活菌數(shù)試驗結(jié)果

圖6 不同蔗糖添加量發(fā)酵豆乳pH試驗結(jié)果

表5 不同初始pH的發(fā)酵豆乳凝乳時間及感官評定結(jié)果

圖8 不同初始pH發(fā)酵豆乳的pH試驗結(jié)果

3.5 發(fā)酵溫度影響試驗結(jié)果

由表6、圖9和圖10可以看出：隨著發(fā)酵溫度的升高，發(fā)酵豆乳的凝乳時間縮短，豆乳品質(zhì)越來越好，在43 ℃條件下，活菌含量最高，pH適宜，感官評定分為口感最好，當(dāng)發(fā)酵溫度達(dá)到45 ℃時，活菌含量下降，感官評定酸度稍高，因此最佳發(fā)酵溫度為43 ℃。

圖9 不同發(fā)酵溫度下發(fā)酵豆乳活菌數(shù)試驗結(jié)果

圖10 不同發(fā)酵溫度下發(fā)酵豆乳pH試驗結(jié)果

3.6 正交試驗結(jié)果

由表7可知，以活菌數(shù)和感官評分作為觀察指標(biāo)，發(fā)酵豆乳的最佳培養(yǎng)條件組合均為A3B2C2，即最佳接種量為0.035 g/L，最佳蔗糖添加量為7%，最佳發(fā)酵溫度為43 ℃，對組合A3B2C2進(jìn)行驗證，活菌含量達(dá)到2.03×1011CFU/g，感官評分達(dá)到9.9分，發(fā)酵的豆乳效果最好。各因素對豆乳發(fā)酵的影響為A＞C＞B，即接種量對發(fā)酵豆乳活菌數(shù)與感官評分影響最大，其次是發(fā)酵溫度，蔗糖添加量影響最小。

表7 酸豆乳發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果

4 結(jié)論

以自產(chǎn)的脫皮豆?jié){為原料，采用菌種復(fù)配進(jìn)行發(fā)酵制作酸豆乳，同時進(jìn)行酸豆乳發(fā)酵工藝優(yōu)化的試驗研究。結(jié)果顯示，最優(yōu)菌種復(fù)配比例為1∶1∶1，最佳菌種接種量為0.035 g/L，蔗糖添加量為7%，培養(yǎng)溫度為43 ℃，在此發(fā)酵工藝條件下制作的酸豆乳產(chǎn)品豆腥味淡，酸度、黏度適中，風(fēng)味口感較好。隨著大健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和人們對健康、養(yǎng)生意識越來越強(qiáng)，以及豆腥味脫除難題的攻克，益生菌發(fā)酵酸豆乳產(chǎn)品必將得到消費(fèi)者的青睞，具有十分廣闊的發(fā)展空間和市場前景。此次關(guān)于酸豆乳產(chǎn)品發(fā)酵工藝的優(yōu)化研究，可為國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)發(fā)酵酸豆乳提供一定的理論指導(dǎo)和參考。