希臘式酸羊奶的研制

劉 婕，朱 青，王小然，姜竹茂*

(煙臺(tái)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 2640050）

羊奶業(yè)是我國(guó)奶業(yè)的重要組成部分，是部分地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)[1]。羊奶因其營(yíng)養(yǎng)豐富、易于吸收等優(yōu)點(diǎn)被視為乳品中的精品，被稱為“奶中之王”，營(yíng)養(yǎng)組成和功能作用與母乳接近，具有獨(dú)特的生物活性性質(zhì)，乳脂肪球和酪蛋白膠粒較小，更易于人體消化吸收，可作為治療營(yíng)養(yǎng)不良兒童的最佳牛乳替代品[2-3]。同時(shí)，羊奶還有獨(dú)特的保健作用。我國(guó)古代對(duì)羊奶保健作用有詳細(xì)的記載，《本草綱目》記載“羊乳甘溫?zé)o毒、潤(rùn)心肺、治消渴、療虛勞、益精氣、補(bǔ)肺腎氣”，也被醫(yī)學(xué)界稱為細(xì)胞的保護(hù)神、健腦的食品、血管的清道夫等，是天然的保健食品[4]。過去羊奶制品開發(fā)主要是羊奶粉、液態(tài)羊奶等產(chǎn)品[5]，與其他羊奶制品比較，目前對(duì)發(fā)酵羊奶的研究相對(duì)較少。宋社果等[6]開發(fā)了玫瑰蘆薈復(fù)合酸羊奶飲品，并對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化。陳合等[7]對(duì)凝固型酸羊奶的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，魏怡[8]研究了攪拌型酸羊奶的關(guān)鍵加工技術(shù)，任江紅等[9]研發(fā)了果味清新自然、風(fēng)味獨(dú)特且具有保健、食療等多重功效的櫻桃活性乳酸菌羊奶飲品，李鈺等[10]采用響應(yīng)面法研發(fā)了高鈣酸羊奶。近年來，酸性羊奶產(chǎn)品開發(fā)的種類不斷增加，但其僅局限于市場(chǎng)上常見的大同小異的產(chǎn)品，在產(chǎn)品的品類上仍然需要進(jìn)行不斷地創(chuàng)新。

目前對(duì)酸羊奶產(chǎn)品的研究還很少，目前希臘式酸奶是乳制品行業(yè)中增長(zhǎng)最快的產(chǎn)品[11]。希臘式酸奶又稱濃縮酸奶，通過去除酸奶中的一部分乳清或者添加部分乳清蛋白使其更加稠厚，其乳糖含量低，固形物和蛋白質(zhì)含量高，口感細(xì)膩，組織狀態(tài)好，是介于酸奶與干酪之間的一種酸奶[12-14]。目前我國(guó)市面上銷售的希臘式酸奶以伊利安慕希、和潤(rùn)等產(chǎn)品為代表。雖然近年來相繼推出多種經(jīng)典風(fēng)味的希臘式酸奶，但并未出現(xiàn)希臘式酸羊奶系列產(chǎn)品。因此本實(shí)驗(yàn)旨在開發(fā)一款以添加羊乳清粉的希臘式酸羊奶，主要是以新鮮羊奶為原料，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)口感細(xì)膩濃郁，風(fēng)味獨(dú)特的希臘式酸羊奶，從而豐富希臘式酸奶的種類，充分利用羊奶資源，為推動(dòng)羊奶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮羊奶：市售；脫鹽羊乳清粉D90：云南省建水縣鴻輝種養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)有限公司；白砂糖：濟(jì)南大城小愛食品有限公司；乳酸菌發(fā)酵劑：北京川秀科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LDZM-50KBS立式壓力蒸汽滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；CRJ-0.03/60高壓均質(zhì)機(jī)：廊坊市成瑞機(jī)械設(shè)備有限公司；EMS-30磁力攪拌水浴鍋：常州市人和儀器廠；FA1004電子分析天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；SW-CJ-ID型超凈工作臺(tái)：蘇州凈化設(shè)備有限公司；DNP-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；PHS-3E酸度計(jì)：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 希臘式酸羊奶的生產(chǎn)工藝流程

1.3.2 希臘式酸羊奶的操作要點(diǎn)

（1）均質(zhì)：將混合調(diào)配（新鮮羊奶+羊乳清粉+白砂糖）好的羊奶升溫至60℃，在20 MPa條件下進(jìn)行均質(zhì)處理。

（2）殺菌：將均質(zhì)好的羊乳在95℃條件下殺菌5 min。

（3）接種和發(fā)酵：將殺菌后的混合羊乳冷卻至42℃左右，在無菌條件下接入4%的酸奶發(fā)酵劑，搖勻，置于42℃的恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵6～7 h至pH值為4.4～4.6。

（4）后熟：發(fā)酵后的酸奶經(jīng)過攪拌破乳后，置于4℃的冰箱后熟12～24 h。

1.3.3 希臘式酸羊奶發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

以羊乳清粉添加量、接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間為試驗(yàn)影響因素，以感官評(píng)價(jià)和酸度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察這4個(gè)因素對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響進(jìn)行研究。固定接種量4%，發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間7 h，分別在羊乳清粉添加量0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%的條件下進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)羊乳清粉添加量進(jìn)行優(yōu)化；固定羊乳清粉添加量1.0%，發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間7 h，分別在接種量3%、4%、5%、6%、7%的條件下進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)接種量進(jìn)行優(yōu)化；固定羊乳清粉添加量1.0%，接種量4%，發(fā)酵時(shí)間7 h，分別在發(fā)酵溫度36℃、38℃、40℃、42℃、44℃的條件下進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)發(fā)酵溫度進(jìn)行優(yōu)化；固定羊乳清粉添加量1.0%，接種量4%，發(fā)酵溫度42℃，分別在發(fā)酵時(shí)間5 h、6 h、7 h、8 h、9 h、10 h的條件下進(jìn)行發(fā)酵，對(duì)發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。

1.3.4 希臘式酸羊奶發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以羊乳清粉添加量（A）、接種量（B）、發(fā)酵溫度（C）和發(fā)酵時(shí)間（D）為影響因素，采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)希臘式酸羊奶工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳工藝參數(shù)，正交試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 希臘式酸羊奶發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization of Greek yoghurt

1.3.5 理化及微生物指標(biāo)測(cè)定方法

理化指標(biāo)：酸度的測(cè)定按GB 5009.239—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測(cè)定》中的酸度滴定法[15]。蛋白質(zhì)的測(cè)定按GB5009.5—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的凱氏定氮法[16]。脂肪的測(cè)定按GB 5413.3—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嬰幼兒食品和乳品中脂肪的測(cè)定》中蓋勃氏法[17]。

微生物指標(biāo)：乳酸菌數(shù)、大腸桿菌（Escherichia coli）及致病菌按GB 4789.18—2010《食品微生物學(xué)檢測(cè)乳與乳制品檢驗(yàn)》中的方法[18]。

1.3.6 希臘式酸羊奶感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

隨機(jī)選用10名具有感官評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)定，滿分100分，對(duì)希臘式酸羊奶按表2評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評(píng)定[19]。

表2 希臘式酸羊奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of Greek goat yogurt

2 結(jié)果與分析

2.1 希臘式酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

2.1.1 羊乳清粉添加量對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響

生產(chǎn)羊奶酸奶時(shí)，凝固性較差，凝乳時(shí)間較長(zhǎng)，乳清易析出，利用羊乳清粉提高羊奶中乳清蛋白含量生產(chǎn)酸奶，可以改善酸奶的風(fēng)味和質(zhì)地，減少乳清的析出從而延長(zhǎng)保質(zhì)期[20-21]，羊乳清粉添加量對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響見圖1及圖2。由圖1和圖2可知，當(dāng)羊乳清粉添加量為1.0%和1.2%時(shí)，感官評(píng)分均為84分，酸度分別為96°T和97°T，其中羊乳清粉添加量對(duì)酸奶的滋味影響最大，當(dāng)羊乳清粉添加量為1.0%時(shí)，對(duì)酸奶的香氣影響最大，酸奶的乳香味明顯，酸甜較適中；當(dāng)羊乳清粉添加量為1.2%時(shí)，酸奶酸甜適中，組織相對(duì)濃稠；當(dāng)羊乳清粉添加量＞1.2%之后，酸奶的口感明顯下降，組織過于黏稠，且細(xì)膩度比較差。因此，最佳羊乳清粉添加量為1.0%。

圖1 羊乳清粉添加量對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of whey protein addition on Greek goat yogurt quality

圖2 羊乳清粉添加量對(duì)希臘式酸羊奶感官評(píng)價(jià)的影響Fig.2 Effect of whey protein addition on sensory evaluation of Greek goat yogurt

2.1.2 接種量對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響

酸奶發(fā)酵劑是直接影響酸奶最終品質(zhì)的主要因素之一[22]，酸奶發(fā)酵劑的種類會(huì)影響酸奶的風(fēng)味和品質(zhì)，接種量對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響見圖3及圖4。由圖3和圖4可知，酸奶的感官評(píng)分隨著接種量的增加先升高后下降，酸度呈直線上升。同樣接種量對(duì)酸奶的香氣影響最大，當(dāng)接種量為6%時(shí)，酸奶感官評(píng)分最高，為84分，此時(shí)酸奶的香氣和滋味最好，酸甜適中，風(fēng)味柔和，組織狀態(tài)細(xì)膩綿柔，酸奶黏度高；當(dāng)接種量＞6%之后，酸奶的組織狀態(tài)和香氣評(píng)分下降，此時(shí)酸奶稍有乳清析出且有氣泡出現(xiàn)，且酸度過高導(dǎo)致過酸。因此，最佳接種量為6%。

圖3 接種量對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of inoculum on Greek goat yogurt quality

圖4 接種量對(duì)希臘式酸羊奶的感官評(píng)價(jià)的影響Fig.4 Effect of inoculum on sensory evaluation of Greek goat yogurt

2.1.3 發(fā)酵溫度對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響

發(fā)酵溫度的控制對(duì)酸奶品質(zhì)至關(guān)重要，嗜熱鏈球菌的最適生長(zhǎng)溫度為37～42℃，保加利亞乳桿菌的最適生長(zhǎng)溫度為42～45℃，因此酸奶的發(fā)酵溫度應(yīng)該在42℃左右[23]，發(fā)酵溫度對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響見圖5及圖6。

圖5 發(fā)酵溫度對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of fermentation temperature on Greek goat yogurt quality

圖6 發(fā)酵溫度對(duì)希臘式酸羊奶的感官評(píng)價(jià)的影響Fig.6 Effect of fermentation temperature on sensory evaluation of Greek goat yogurt

由圖5和圖6可知，酸奶的感官評(píng)分隨著發(fā)酵溫度升高先增加后下降，發(fā)酵溫度對(duì)酸奶的香氣影響最大。當(dāng)發(fā)酵溫度為42℃時(shí)，酸奶的感官評(píng)分最高，為86分，酸度達(dá)到95°T，酸奶的香氣和滋味最好，此時(shí)酸奶組織狀態(tài)最佳，酸甜適中，發(fā)酵溫度對(duì)酸奶的色澤影響不大；當(dāng)發(fā)酵溫度＞42℃之后，酸奶的酸度達(dá)到103°T，酸奶滋味和香氣下降，感官評(píng)分也隨之下降。因此，最佳發(fā)酵溫度為42℃。

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響

在發(fā)酵過程中，酸奶中會(huì)產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)和芳香活性物質(zhì)[24]，因此在酸奶的發(fā)酵過程中需要控制發(fā)酵時(shí)間，發(fā)酵溫度對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響見圖7及圖8。由圖7和圖8可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，酸奶的感官評(píng)分先升高后下降，發(fā)酵溫度對(duì)酸奶的滋味影響最大，其次是酸奶香氣。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為4～8 h時(shí)，酸奶未能全部凝固，產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)不夠，酸度和香氣不足；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為8 h時(shí)，感官評(píng)分最高，為83分，酸度為99°T；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間＞8 h之后，乳酸菌大量繁殖，酸度升高，使口感過酸，乳清析出較多，影響口感，破壞組織狀態(tài)[25]。因此，最佳發(fā)酵時(shí)間是8 h。

圖7 發(fā)酵時(shí)間對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響Fig.7 Effect of fermentation time on Greek goat yogurt quality

圖8 發(fā)酵時(shí)間對(duì)希臘式酸羊奶感官質(zhì)量的影響Fig.8 Effect of fermentation time on sensory evaluation of Greek goat yogurt

2.2 希臘式酸羊奶發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分及酸度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以羊乳清粉添加量（A）、接種量（B）、發(fā)酵溫度（C）和發(fā)酵時(shí)間（D）為評(píng)價(jià)因素，進(jìn)行4因素3水平正交試驗(yàn)優(yōu)化希臘式酸羊奶工藝參數(shù)，正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表3，方差分析見表4。

表3 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation process optimization

由表3分析可知，以感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，影響希臘式酸羊奶的品質(zhì)的主次順序?yàn)锽＞D＞C＞A；以酸度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，影響酸羊奶品質(zhì)的主次順序?yàn)锽＞A＞D＞C，其中接種量對(duì)酸奶的感官品質(zhì)和酸度影響最大，因此在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)控制好接種量。

由表3可知，以感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，希臘式酸羊奶最佳工藝參數(shù)組合為A1B1C2D2，即羊乳清粉添加1.0%，接種量為4%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時(shí)間8 h；以酸度為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，希臘式酸羊奶最佳工藝參數(shù)組合為A1B2C2D2，即羊乳清粉添加1.0%，接種量為5%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時(shí)間8h。由于接種量越大，酸度也會(huì)越大，同時(shí)感官評(píng)價(jià)是描述和判斷食品的特征品質(zhì)和質(zhì)量要求最直觀的指標(biāo)[26]，因此酸度優(yōu)化出來的組合不如感官評(píng)價(jià)優(yōu)化出的結(jié)果，因此選擇最佳工藝參數(shù)組合為A1B1C2D2。

表4 以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal tests results using sensory score as evaluation index

由表4分析可知，所有影響因素對(duì)希臘式酸羊奶品質(zhì)的影響不顯著（P＞0.05）。

2.3 希臘式酸奶驗(yàn)證試驗(yàn)

為了驗(yàn)證最終優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)最佳工藝參數(shù)組合A1B1C2D2進(jìn)行3次平行試驗(yàn)。得到希臘式酸羊奶的最終感官評(píng)分為87分，整體狀態(tài)很好，質(zhì)地均勻，細(xì)膩濃稠，酸甜適中，帶有極少的羊膻味，有明顯的發(fā)酵乳香味。對(duì)最終的產(chǎn)品進(jìn)行理化指標(biāo)測(cè)定，希臘式酸羊奶的酸度為97°T，蛋白質(zhì)含量3.2 g/100 g，脂肪含量2.9 g/100 g，乳酸菌數(shù)＞1×106CFU/mL，大腸桿菌＜5 MPN/100 mL，致病菌未檢出，各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》要求[27]。

3 結(jié)論

通過試驗(yàn)確定了希臘式酸羊奶的最佳工藝參數(shù)，即羊乳清粉添加量為1.0%，接種量為5%，在42℃條件下，發(fā)酵8 h。此最佳工藝下發(fā)酵的希臘式酸羊奶組織狀態(tài)好，質(zhì)地均勻，口感細(xì)膩，酸甜可口，發(fā)酵乳香味明顯，羊膻味不明顯，其理化及微生物指標(biāo)均符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。其中接種量對(duì)其品質(zhì)的影響最大，因此在生產(chǎn)中需要特別注意控制接種量和發(fā)酵時(shí)間，本研究為工業(yè)化生產(chǎn)提供了前期探索。