開菲爾榛子發(fā)酵乳的工藝研究

劉艷霞，周婷姍

（1.吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 食品工程學(xué)院，吉林 吉林 132101,2.吉林集安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，吉林 集安 134200）

開菲爾榛子發(fā)酵乳的工藝研究

劉艷霞1，周婷姍2

（1.吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 食品工程學(xué)院，吉林 吉林 132101,2.吉林集安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，吉林 集安 134200）

利用傳統(tǒng)酸牛乳酒(Kefir)的發(fā)酵劑—開菲爾粒(Kefir Grains)制作的發(fā)酵劑，對榛子乳與牛乳的混合原料進(jìn)行發(fā)酵，采用L16(45)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)篩選制備開菲爾榛子乳的最佳發(fā)酵條件。結(jié)果表明：當(dāng)榛子乳與鮮牛乳混合比例8∶2，接種量為3%，發(fā)酵溫度25℃，加糖量10%，發(fā)酵時間14 h時，所得的產(chǎn)品的酸度為83°T，乙醇體積分?jǐn)?shù)為0.26%，風(fēng)味柔和，口感獨(dú)特。

開菲爾；榛子乳；發(fā)酵

0 引 言

開菲爾粒由乳酸菌、明串珠菌和酵母菌及醋酸菌等多種有益微生物組成，其菌相復(fù)雜，包括水、黏性多糖、少量蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等。具有活性的開菲爾粒可在乳中繁殖，使顆粒由小變大，數(shù)量增加[1-3]。傳統(tǒng)的開菲爾[4]，又稱酸牛乳酒[5]、牛乳酒[6]、山羊乳酪[7]等，有很高的高營養(yǎng)價值，其活菌對一些病原微生物有強(qiáng)烈的抑制作用；對胃腸道疾病、代謝疾病、高血壓、心臟病等具有極好的療效；開菲爾中因有中等量的四碳雙羧酸而具有溶解有機(jī)體內(nèi)癌細(xì)胞的作用；由于酵母菌和醋酸菌的作用其中的B族維生素含量較普通酸乳多[2-4]。本研究中利用傳統(tǒng)開菲爾粒制作發(fā)酵劑，對榛子乳與牛乳的混合料進(jìn)行發(fā)酵，研制開菲爾榛子發(fā)酵乳。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

開菲爾粒，畜產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室；榛子，市購；鮮牛乳，奶牛場提供。

儀器與設(shè)備：壓力蒸汽滅菌鍋，250B型恒溫生化培養(yǎng)箱，冰箱，磨漿機(jī)，高壓均質(zhì)機(jī)，超凈工作臺，牛奶酸度、酒精度及微生物等檢測的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備[10]。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 工藝要點(diǎn)

（1）開菲爾粒的活化。 V開菲爾粒∶V滅菌鮮牛乳=1.5∶50接種，在25℃恒溫生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，用醫(yī)用紗布過濾，并用滅菌涼水對開菲爾粒沖洗3～4次，再放入滅菌鮮牛乳中于25℃培養(yǎng)24 h，過濾，用水沖洗。如此連續(xù)多次培養(yǎng)活化，直到25℃培養(yǎng)24 h后顆粒增大并能形成新顆粒為止。

(2)開菲爾粒的馴化。將榛子乳與牛乳按1∶9，2∶8，3∶7，4∶6，5∶5，6∶4，7∶3，8∶2，9∶1的體積比配成9種培養(yǎng)基，各加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的白砂糖，各用300 mL的三角瓶3個，每瓶裝150 mL混合料，0.1 MPa滅菌20 min，接種活化的開菲爾粒(2%)，于25℃恒溫培養(yǎng)24 h，按榛子乳含量由低到高逐級馴化培養(yǎng)。

（3）開菲爾榛子乳發(fā)酵劑的制備。在滅菌冷卻后的榛子乳牛乳混合料中接種3%的已馴化的開菲爾粒，于25℃恒溫培養(yǎng)24 h。用無菌紗布過濾，取濾出的發(fā)酵奶液放4℃冰箱中保存，供試驗(yàn)用，開菲爾粒則用涼開水沖洗后置冰箱內(nèi)保存。

（4）原料預(yù)處理。棒子仁要求顆粒飽滿，無腐爛變質(zhì)和蟲蛀。最好采用水選的方法，將棒子仁倒入清水中，棄去上層漂浮的癟粒和腐爛變質(zhì)的部分。

（5）脫皮。用0.5%的NaOH溶液2份加棒子1份，加熱到85～90℃，并保持10 min，然后迅速用清水沖洗，用膠輥式去皮機(jī)脫去外皮，并用清水反復(fù)沖洗至中性[6]。

（6）浸泡。經(jīng)脫皮后的原料用清水浸泡12～24 h，浸泡溫度以45℃左右為宜。為保持原料良好的色澤，浸泡時可加入適量的NaHSO3。

（7）磨漿。 按 V榛仁∶V水=1∶8加水磨漿，水溫控制在40～50℃；用水的pH值應(yīng)為7左右，磨漿分粗磨和細(xì)磨，粗磨采用砂輪磨，用100目的工業(yè)濾布漿渣分離，渣子可再行粗磨一次，粗磨得到的漿液再用膠體磨細(xì)磨。

（8）高壓均質(zhì)。將配好的原料加熱到80℃左右，打入高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，壓力控制在25 MPa左右。

（9）殺菌冷卻。將榛子乳與脫脂乳按照一定的比例混合后在95℃保持6 min進(jìn)行殺菌，中間添加一定量的蔗糖，殺菌結(jié)束后將混合乳冷卻至24～26℃，準(zhǔn)備接種。

（10）接種。 開菲爾粒與牛奶以1.5∶50(質(zhì)量比)混合，25℃下培養(yǎng)24 h后，用紗布濾出開菲爾粒，奶液即為開菲爾發(fā)酵劑，按一定添加量用于以下試驗(yàn)接種。

（11）發(fā)酵。將接種好的混合乳放入發(fā)酵室發(fā)酵，控制其發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間，以控制產(chǎn)品的酸度和甜度。

（12）冷卻。發(fā)酵后進(jìn)行分裝，置于4℃冰箱內(nèi)保存。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了研究各個因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，本試驗(yàn)選取榛子乳和牛乳體積比、加糖量、接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間5個因素設(shè)計(jì)L16（45）進(jìn)行正交試驗(yàn)，通過感官評分、酸度和乙醇體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行評分，篩選出榛子開菲爾發(fā)酵乳的最佳生產(chǎn)工藝。其因素水平如表1所示。

表1 L16（45）正交試驗(yàn)因素水平

1.2.4 評定方法

（1）感官評定。組織15人對產(chǎn)品的色澤 (乳白微黃，表面平滑有光澤，無異色)、組織狀態(tài)(黏稠狀，均勻一致，無乳清析出或析出較少)、滋味(具有天然的發(fā)酵乳兼豆香味)、口感(細(xì)膩、滑爽、酸甜適中)及喜愛程度等5個方面進(jìn)行評價計(jì)分，每項(xiàng)指標(biāo)滿分為20分。

（2）酸度的測定。用酚酞為指示劑，以濃度為0.1 mol/L的NaOH溶液滴定，以°T 表示[8]。

（3）乙醇體積分?jǐn)?shù)采用蒸餾-比重法測定[9]。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同比例對開菲爾榛子乳發(fā)酵的影響

榛子乳與牛乳的比例對開菲爾榛子乳的品質(zhì)影響顯著。表2為開菲爾榛子乳發(fā)酵工藝5因素4水平L16(45)正交試驗(yàn)結(jié)果。由表2可以看出，原料配比各水平對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響順序?yàn)锳k2＞Ak3＞Ak1＞Ak4，對產(chǎn)品酸度的影響順序?yàn)锳k2＜Ak3＜Ak1＜Ak4，對產(chǎn)品酒精體積分?jǐn)?shù)的影響順序?yàn)锳k4＞Ak3＞Ak1＞Ak2，由于原料的配比對產(chǎn)品的酸度和酒精體積分?jǐn)?shù)的影響不是很大，所以根據(jù)感官評定結(jié)果綜合考慮最終選A2為最佳水平，即確定榛子乳與牛乳的比例為8∶2。

2.2 接種量對開菲爾榛子乳發(fā)酵的影響

接種量對榛子開菲爾發(fā)酵乳的品質(zhì)有一定影響。若接種量太少，則菌種增長緩慢，發(fā)酵時間延長，增長生產(chǎn)周期。如果接種量太多，在發(fā)酵階段使酵母菌生長過快，會因過多地利用糖類而導(dǎo)致后發(fā)酵階段乳球菌產(chǎn)生乳酸量不足，同時，較多的接種量又會導(dǎo)致大量的酵母菌早衰和產(chǎn)生菌體自溶現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品具有苦味和酵母臭味，從而影響產(chǎn)品風(fēng)味品質(zhì)。由表2可知，接種量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響順序?yàn)锽k3＞Bk4＞Bk2＞Bk1，接種量4個水平對產(chǎn)品酸度的影響順序?yàn)锽k1＜Bk3＜Bk4＜Bk2，接種量對產(chǎn)品酒精含量的影響順序?yàn)锽k4＞Bk3＞Bk2＞Bk1，綜合判斷B4或B3水平較好，根據(jù)感官評定結(jié)果綜合考慮最終選B3為最佳水平，即確定開菲爾榛子乳的最佳發(fā)酵劑接種量為3%。

2.3 發(fā)酵溫度對開菲爾榛子乳發(fā)酵的影響

發(fā)酵溫度直接影響生產(chǎn)菌種的繁殖速度、代謝活力和代謝途經(jīng)，從而影響發(fā)酵最終產(chǎn)物的生成，繼而影響產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)的優(yōu)劣。若后發(fā)酵溫度較高，雖然高溫可促進(jìn)乳球菌繁殖，代謝旺盛，使之發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸能力增強(qiáng)，但產(chǎn)酸過快容易導(dǎo)致乳清析出，同時高溫發(fā)酵容易出現(xiàn)酵母菌衰老及菌體自溶現(xiàn)象，從而導(dǎo)致產(chǎn)品苦味增加，使產(chǎn)品風(fēng)味變劣。

此外，較高溫度的后發(fā)酵不利于產(chǎn)品口味柔和與風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生。若發(fā)酵溫度較低，雖然低溫有利于酵母菌生長，使之發(fā)酵糖類產(chǎn)生乙醇能力增強(qiáng)，但在低溫條件下乳球菌生長緩慢，產(chǎn)酸能力降低，導(dǎo)致產(chǎn)品酸味不足，從而影響產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)。由表2中可知，發(fā)酵溫度對產(chǎn)品的感官品質(zhì)的影響順序?yàn)镃k4＞Ck1＞Ck2＞Ck3，即C4水平較好，C3水平最差；對產(chǎn)品酸度的影響順序?yàn)镃k1＜Ck2＜Ck3＜Ck4， 即C4水平產(chǎn)酸最好，C1水平最差；對產(chǎn)品的酒精含量的影響順序?yàn)镃k4＞Ck3＞Ck2＞Ck1，即C4水平產(chǎn)酒精度較高，而C1水平較差。

綜合上述各指標(biāo)的分析，確定C4或C3為最佳水平。但考慮低溫后發(fā)酵有利于產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，可以提高產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)，根據(jù)感官評定結(jié)果綜合考慮最終選C4為最佳水平，即確定開菲爾牛奶酒的最佳發(fā)酵溫度為25℃。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

2.4 發(fā)酵時間對開菲爾榛子乳發(fā)酵的影響

發(fā)酵時間對開菲爾榛子乳的品質(zhì)影響顯著。酵母菌利用糖類產(chǎn)生乙醇，乳球菌利用乳糖產(chǎn)生乳酸，乳酸與乙醇作用生成乳酸乙酯，使開菲爾榛子乳香氣濃郁；同時，乳球菌產(chǎn)生的乳酸使發(fā)酵液的pH值降低至5左右，又促進(jìn)了酵母菌的生長繁殖。若發(fā)酵時間較短，則乳酸菌產(chǎn)生乳酸量不足而導(dǎo)致產(chǎn)品酸度降低；如果發(fā)酵時間過長，雖然在一定程度上提高了產(chǎn)品的酒精度和酸度，但是高濃度的的酒精不僅抑制了乳酸菌的繁殖，而且后期容易導(dǎo)致酵母菌衰老和菌體自溶，從而使產(chǎn)品苦味增加，適口性變差。

由表2可知，發(fā)酵時間對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響順序?yàn)镈k4＞Dk2＞Dk3＞Dk1， 對產(chǎn)品酸度的影響順序?yàn)镈k1＜Dk2＜Dk3＜Dk4， 對產(chǎn)品酒精含量的影響順序?yàn)镈k3＞Dk4＞Dk1＞Dk2，可見D4或D3水平較好。但考慮后發(fā)酵時間過長易導(dǎo)致產(chǎn)品感官品質(zhì)變劣，根據(jù)感官評定結(jié)果綜合考慮最終選D4為最佳水平，即確定開菲爾榛子乳的最佳后發(fā)酵時間為14 h。

2.5 加糖量對開菲爾榛子乳發(fā)酵的影響

加糖量對開菲爾榛子乳的品質(zhì)影響顯著，由表2可知，加糖量對感官品質(zhì)的影響順序?yàn)镋k3＞Ek4＞Ek1＞Ek2，對產(chǎn)品酸度的影響順序?yàn)镋k4＜Ek3＜Ek1＜Ek2，對產(chǎn)品酒精含量的影響 順 序 為 和Ek4＞Ek3＞Ek2＞Ek1，E4或E3水平較好，最后根據(jù)酒精含量結(jié)果綜合考慮最終選E4為最佳水平，即確定開菲爾榛子乳的加糖量為10%。

3 結(jié) 論

研究表明，利用傳統(tǒng)酸牛乳酒(Kefir)的發(fā)酵劑——開菲爾粒制作發(fā)酵劑，發(fā)酵榛子乳和牛乳的混合物，研制出榛子開菲爾發(fā)酵乳，其產(chǎn)品的組織狀態(tài)、風(fēng)味、口感、酸度及其乙醇含量，受榛子乳乳與牛乳的配比、發(fā)酵劑的接種量、發(fā)酵溫度、時間及加糖量等因素的影響，其中糖是影響開菲爾榛子乳風(fēng)味的主要因素。通過研究表明榛子開菲爾發(fā)酵乳的最佳發(fā)酵條件為:V榛子乳︰V牛乳=8∶2，發(fā)酵劑用量為3%，發(fā)酵溫度為25℃，發(fā)酵14 h，添加白砂糖10%。所得產(chǎn)品含乙醇的體積分?jǐn)?shù)為0.265%，為傳統(tǒng)開菲爾(0.5%～2%)的53%～13%，酸度為83°T；影響產(chǎn)品中乙醇體積分?jǐn)?shù)的主要因素是白砂糖，其余因素的影響大小依次為:白砂糖＞發(fā)酵時間＞發(fā)酵溫度＞V榛子乳:V牛乳＞接種發(fā)酵劑量。影響產(chǎn)品中酸度的主要因素是發(fā)酵溫度，其余因素的影響大小依次為:發(fā)酵時間＞白砂糖 ＞接種發(fā)酵劑量＞ V榛子乳:V牛乳。

[1]郭本.乳品化學(xué)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2001.

[2]蔣利明，姜竹茂.酸奶和發(fā)酵乳飲料生產(chǎn)工藝與配方[M].北京：輕工業(yè)出版社，2006.

[3]苗影志，張捷.乳酸菌發(fā)酵榛子乳飲料的研究[J]中國乳品工業(yè)，1996(2):11-13.

[4]虎觀穎，黃艾祥.開菲爾的保健功能及其加工工藝[J].中國食物與營養(yǎng)，2006(4):45-46.

[5]劉慧，李平蘭，王少軍,等.功能性開菲爾牛奶酒最佳發(fā)酵條件的研究[J].食品科學(xué)，2004,25(10):30-32.

[6]李延輝，鄭鳳榮，牛長鑫.榛子乳飲料加工工藝及其穩(wěn)定性研究[J].飲料工業(yè)，2009(1):10-11.

[7]周傳云，唐書澤，聶明,等.利用開菲爾粒制備酸豆奶酒最佳發(fā)酵條件的研究[J].食品科學(xué)，2004，25（12）：101-103.

[8]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 5009.4-1996）.乳與乳制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法：第三篇[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

[9]蔡定域.釀酒工業(yè)分析手冊[M].北京:中國輕工業(yè)出版社，1988：328-330.

Processing research on Hazelnut-Kefir fermented milk

LIU Yan-xia1，ZHOU Ting-shan2
（1.Jilin Agriculture Science and Technology College，Jilin 132101，China;2.Agriculture Technology Promotion Station，Jian 134200,China）

In this essay,the processing of Hazelnut-Kefir fermented milk,Hazelnut milk and milk as raw material,are studied in details.The optimal fermentation conditions are determined by L16(45)orthogonal tests.And the results are as follows:Hazelnut milk and the milk,with the ratio of 8∶2,fermented with 3%inoculation at 25 ℃ for 14 hours.The products have special taste and flavor,with 0.26%alcohol and 83 °T.

Kefir;hazelnut fermented milk;fermentation

TS252.54

A

1001-2230（2012）04-0055-03

2011-06-28

劉艷霞（1976-），女，講師，從事畜產(chǎn)品加工方面的研究。