褐色益生菌乳飲料的研制

李海燕，喬成亞，劉振民，龔廣予，梅芳

（1.光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院華北研究所，北京101300；2.乳業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心，上海200436）

褐色益生菌乳飲料的研制

李海燕1，喬成亞1，劉振民2，龔廣予2，梅芳1

（1.光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院華北研究所，北京101300；2.乳業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心，上海200436）

以脫脂乳粉、果葡糖漿、蔗糖為主要原料，以可溶性大豆多糖為穩(wěn)定劑，制成褐色益生菌飲料。通過不同蔗糖、可溶性大豆多糖、檸檬酸、褐變時間等工藝配方組合，確定產(chǎn)品最佳工藝配方。試驗結(jié)果表明，蔗糖、可溶性大豆多糖、檸檬酸的最適添加量分別是10%、0.4%、0.2%，褐變時間為120 min時，制備的褐色益生菌飲料的感官和穩(wěn)定性較好。產(chǎn)品口感清爽，酸甜適宜，顏色呈均勻淺褐色，狀態(tài)穩(wěn)定，在保質(zhì)期內(nèi)無明顯蛋白沉淀和乳清析出。

褐變；乳酸菌飲料；益生菌

LI Haiyan1,QIAO Chengya1,LIU Zhenmin2,GONG Guangyu2,MEI Fang1
(1.North China Research Institute,Dairy Industry Research Institute of Bright Dairy Co.,Ltd.,Beijing 101300,China;2.State Key Laboratory of Dairy Biotechnology,Shanghai Engineering Research Center of Dairy Biotechnology,Dairy Research Institute,Shanghai 200436,China)

browning;lactic acid bacteria beverage;probiotic

褐色乳酸菌飲料是一類高糖高酸、含有活性乳酸菌的飲料。由于牛乳與還原糖經(jīng)過一定時間的高溫處理而發(fā)生美拉德反應，呈現(xiàn)出的一種特有的褐色。美拉德反應是氨基化合物與羰基化合物之間發(fā)生的反應，包括縮合、脫水、降解、裂解、聚合等一系列反應[1]。王惠英等[2]指出，美拉德反應生成羧酸類、酮類、醛類等棕色、甚至黑色的大分子物質(zhì)，除能提供特殊的風味與色澤外，還具有抗氧化等特點。

益生菌對于人體健康的積極作用，相關(guān)學者均有大量研究[3]。任大勇等[4-8]指出，益生菌可以在人體腸道內(nèi)黏附定植，促進腸道健康，從而提高宿主的免疫調(diào)節(jié)功能。此外，肖琳琳等[9-13]在相關(guān)文獻中指出，益生菌在減肥和降低血清膽固醇等方面均有顯著效果，并對其機理進行了闡述。益生菌主要包含干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌等乳酸菌[14-16]。

本試驗以脫脂乳粉、益生菌干酪乳桿菌LC2W[17-18]、可溶性大豆多糖、白砂糖、檸檬酸等為原料，經(jīng)配料、均質(zhì)、殺菌、褐變等工藝制備褐色益生菌飲料，研究不同因素條件對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，探索得出褐色益生菌飲料最佳工藝與配方[19-20]，為干酪乳桿菌在褐色乳酸菌飲料中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脫脂乳粉（蛋白質(zhì)含量32%～34%）：新西蘭新萊特乳業(yè)公司；干酪乳桿菌（Lactobacilluscasei）LC2W：光明乳業(yè)股份有限公司；可溶性大豆多糖：不二富吉科技有限公司；蔗糖（食品級）：廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團股份有限公司；果葡糖漿：嘉吉食品（天津）有限公司；檸檬酸：北京中柏貿(mào)易有限公司；孟加拉紅培養(yǎng)基、MRS培養(yǎng)基：北京陸橋技術(shù)有限責任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CP124S電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；APV-1000均質(zhì)機：丹麥APV公司；EUROSTAR攪拌器：德國IKA公司；PHB-4型精密pH計：上海精密科學儀器有限公司；Water Baths恒溫水浴鍋：德國GFL公司；320A/C粘度計：美國BROOKFIELD公司；GNP-9080型防水式恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實驗設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 褐色發(fā)酵乳基料制備工藝流程

凈化水→升溫至40～45℃→溶解脫脂乳粉、果葡糖漿→水合30 min→均質(zhì)→預殺菌→褐變→冷卻→接種、72 h發(fā)酵→攪拌均勻→褐色發(fā)酵乳

1.3.2 褐色益生菌飲料制備工藝流程

1.3.3 操作要點

褐色發(fā)酵乳基料的制備[21]：以脫脂乳粉12%，果葡糖漿10%的比例，將其溶解于凈化水中水合制成還原乳，經(jīng)18 MPa、65℃均質(zhì)預升溫至95℃進入發(fā)酵罐，95～98℃、保溫1.5～2.0 h褐變后降溫至38～40℃，發(fā)酵菌種LC2W以1×106CFU/mL添加量按無菌操作添加至還原乳中，混勻后發(fā)酵70～72 h，待發(fā)酵乳酸度到達180°T時終止發(fā)酵，冰水冷卻后攪拌均勻，4℃冷藏備用。

褐色益生菌飲料的制備：凈化水預熱至40℃，溶解可溶性大豆多糖與蔗糖，95℃、300 s殺菌后冷卻至30℃，與褐色發(fā)酵乳基料混合。將檸檬酸溶解于凈化水中，濃度＜30%。保持飲料為高速攪拌狀態(tài)，緩慢加入檸檬酸溶液，調(diào)整成品的酸度在60～68°T。調(diào)酸結(jié)束后經(jīng)18 MPa、20℃均質(zhì)、灌裝、2～6℃冷藏，即得成品。

1.3.4 單因素試驗

以感官評分為評價指標，進行單因素試驗，分別研究蔗糖、可溶性大豆多糖、檸檬酸添加量及褐變時間這4個因素對褐色益生菌飲料感官評分的影響[22]。

1.3.5 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以蔗糖、可溶性大豆多糖、檸檬酸添加量及褐變時間為正交試驗的4個因素，每個因素選擇3個水平，采用L9（34）正交試驗確定產(chǎn)品的最佳配方，正交試驗因素與水平見表1。

表1 褐色益生菌飲料配方優(yōu)化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for the optimization formula of brown milk beverage with probiotics

1.3.6 測定方法

成品的感官評價：由30名專業(yè)人員進行品嘗，分別從產(chǎn)品的組織狀態(tài)、黏度、酸甜度、風味、色澤進行打分（滿分100分），作出綜合感官評價，感官評分標準見表2。

表2 褐色益生菌飲料感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of brown milk beverage with probiotics

理化指標檢測：pH值采用精密pH計測定；發(fā)酵乳酸度測定按國標GB5009.239—2016《食品酸度的測定》；蛋白質(zhì)按國標GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》的方法測定；脂肪按國標GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》的方法檢測。

微生物指標檢測：霉菌與酵母菌按照國標GB4789.15—2010《食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數(shù)》的方法檢測。乳酸菌按照國標GB 4789.35—2010《食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》的方法檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 褐色益生菌飲料配方優(yōu)化單因素試驗

2.1.1 蔗糖添加量對褐色益生菌飲料感官評分的影響

在可溶性大豆多糖添加量為0.4%，檸檬酸添加量為0.2%，褐變時間為120 min的條件下，研究不同蔗糖添加量對褐色益生菌飲料感官評分的影響，結(jié)果見表3。

表3 蔗糖添加量對褐色益生菌飲料感官品質(zhì)的影響Table 3 Effect of sucrose addition on sensory quality of brown milk beverage with probiotics

由表3可知，蔗糖添加量為6%～8%時，產(chǎn)品穩(wěn)定性較差，較多蛋白沉淀與乳清析出，口感較差；添加量為10%～12%時，產(chǎn)品狀態(tài)較為穩(wěn)定，酸甜適口；添加量為14%時，穩(wěn)定性較好，但是口感太甜。從產(chǎn)品成本及穩(wěn)定性綜合考慮，蔗糖添加量為10%時，產(chǎn)品穩(wěn)定性及口感較好，感官評分最高，為87分。因此選擇蔗糖添加量為10%。

2.1.2 可溶性大豆多糖添加量對褐色益生菌飲料感官評分的影響

在蔗糖添加量為10%，檸檬酸添加量為0.2%，褐變時間為120 min的條件下，研究不同可溶性大豆多糖添加量對褐色益生菌飲料感官評分的影響，結(jié)果見表4。

表4 可溶性大豆多糖添加量對褐色益生菌飲料感官品質(zhì)的影響Table 4 Effect of soluble soybean polysaccharides addition on sensory quality of brown milk beverage with probiotics

由表4可知，可溶性大豆多糖添加量為0.2%～0.3%時，產(chǎn)品口感稀薄，穩(wěn)定性較差，有乳清析出和蛋白沉淀；添加量為0.4%～0.5%時，產(chǎn)品黏度適宜，口感清爽，穩(wěn)定性較好。添加量為0.6%時，產(chǎn)品穩(wěn)定性較好，但口感不清爽。從產(chǎn)品成本和穩(wěn)定性綜合考慮，添加量為0.4%時，產(chǎn)品感官評分最高，為85分。因此選擇可溶性大豆多糖添加量為0.4%。2.1.3檸檬酸添加量對褐色益生菌飲料感官評分的影響

在蔗糖添加量為10%，可溶性大豆多糖添加量為0.4%，褐變時間120min的條件下，研究不同檸檬酸添加量對褐色益生菌乳飲料感官評分的影響，結(jié)果見表5。

表5 檸檬酸添加量對褐色益生菌飲料感官品質(zhì)的影響Table 5 Effect of citric acid addition on sensory quality of brown milk beverage with probiotics

由表5可知，檸檬酸添加量為0.1%時，有大量蛋白沉淀和乳清析出，產(chǎn)品狀態(tài)不穩(wěn)定，口感偏甜；添加量為0.15%～0.25%時，產(chǎn)品穩(wěn)定性基本符合要求，口感略有差異。檸檬酸添加量為0.30%時，有大量蛋白沉淀和乳清析出，口感偏酸。檸檬酸添加量為0.20%時，產(chǎn)品穩(wěn)定性及口感較好，感官評分最高，為86分。因此選擇檸檬酸添加量為0.20%。

2.1.4 褐變時間對褐色益生菌飲料感官評分的影響

在蔗糖添加量為10%，可溶性大豆多糖添加量為0.4%，檸檬酸添加量為0.2%條件下，研究不同褐變時間對褐色益生菌飲料感官評分的影響，結(jié)果見表6。

表6 褐變時間對褐色益生菌飲料感官品質(zhì)的影響Table 6 Effect of browning time on sensory quality of brown milk beverage with probiotics

由表6可知，褐變時間為60～90 min時，產(chǎn)品有少量乳清析出與沉淀，顏色偏淺，褐變產(chǎn)生的香味物質(zhì)較少；褐變時間為120～150 min時，產(chǎn)品狀態(tài)穩(wěn)定，褐變明顯，香氣濃郁；褐變時間為180 min時，產(chǎn)品有少量乳清析出與沉淀，顏色較深，呈現(xiàn)焦糊味。從生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)綜合考慮，褐變時間為120 min時，產(chǎn)品穩(wěn)定性及色澤較好，感官評分最高，為89分。因此選擇褐變時間為90min、120min、150min進行正交試驗。

2.2 褐色益生菌飲料配方優(yōu)化正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以蔗糖、可溶性大豆多糖、檸檬酸的添加量及褐變時間為評價因素，每個因素選擇3個水平，以產(chǎn)品感官評分為評價指標，采用L9（34）正交試驗確定產(chǎn)品的最佳配方，正交試驗結(jié)果與分析見表7，方差分析見表8。

由表7可知，4個因素對產(chǎn)品感官評分的影響作用分別是C＞A＞B＞D，檸檬酸對褐色益生菌飲料的品質(zhì)影響最大，其次是蔗糖、可溶性大豆多糖的添加量及褐變時間。這是由于，在酸性乳酸菌飲料中，產(chǎn)品在調(diào)酸過程中，pH值經(jīng)過牛乳的等電點pH值4.6。加酸太少，未到等電點，蛋白質(zhì)不穩(wěn)定；加酸太多，酸度較高，酸甜比不適宜，影響口感。工藝配方最優(yōu)組合為A2B2C2D2，即蔗糖10%，可溶性大豆多糖0.4%，檸檬酸0.2%，褐變時間120 min，在此試驗條件下進行驗證試驗，產(chǎn)品感官評分為90分。

由表8可知，檸檬酸、蔗糖的添加量對褐色益生菌飲料的感官評價有極顯著影響（P＜0.01），可溶性大豆多糖添加量與褐變時間對結(jié)果的影響不顯著（P＞0.05）。

表7 褐色益生菌飲料配方優(yōu)化正交試驗結(jié)果與分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiments for the formula of brown milk beverage with probiotic optimization

表8 正交試驗結(jié)果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal test results

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量標準

2.3.1 感官指標

產(chǎn)品組織狀態(tài)均勻，顏色呈淺褐色，無肉眼可見雜質(zhì)。口味清爽，甜酸適宜，具有獨特的美拉德反應的香味。

2.3.2 理化指標

pH值4.13，酸度65°T，蛋白質(zhì)1.12%，脂肪0.3%，總固形物含量15.1%。

2.3.3 微生物指標

乳酸菌數(shù)≥1×106CFU/mL，大腸菌群＜2MPN/100mL，霉菌＜10 CFU/mL，酵母菌＜10 CFU/mL，致病菌未檢出。

產(chǎn)品的感官、理化、微生物指標均符合國標GB/T21732—2008《含乳飲料》中要求。

3 結(jié)論

以脫脂乳粉、蔗糖、果葡糖漿等為主要原料，以可溶性大豆多糖為穩(wěn)定劑，研制褐色益生菌飲料。通過正交試驗和感官測評，確定褐色益生菌飲料中蔗糖添加量為10%，檸檬酸添加量為0.2%，可溶性大豆多糖的添加量為0.4%，褐變時間為120 min條件下制成的褐色益生菌飲料口感清爽，酸甜適宜，顏色呈均勻淺褐色，狀態(tài)穩(wěn)定，在保質(zhì)期內(nèi)無明顯蛋白沉淀和乳清析出。

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TS252.54

0254-5071（2017）05-0183-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.05.039

2016-11-17

國家“十二五”科技支撐計劃課題（2013BAD18B01）；上海市科委項目（16DZ2280600）；上海市閔行區(qū)領(lǐng)軍人才項目（201443）

李海燕(1980-)，女，工程師，碩士，研究方向為乳制品研究與開發(fā)。