褐色酸奶產品品質的評價

韓千慧，劉丹丹，望詩琪，楊江，葛東穎，郭壯

（湖北文理學院食品科學技術學院，湖北襄陽 441053）

0 引 言

酸奶是以牛（羊）乳或乳粉為主要原料，經巴氏殺菌后添加保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發酵而成的發酵乳制品，因風味獨特、口感良好和營養價值豐富而備受消費者的青睞[1]。隨著經濟的發展，人民生活水平的改善，消費者對于酸奶產品多樣性的需求也隨之提高[2]。作為近兩年出現的一種新型酸奶制品，褐色酸奶雖在國內的產量相對較少，但具有較好的市場前景[3]。高溫美拉德反應賦予了褐色酸奶獨特的色澤、滋味及口感[4-5]，然而目前關于褐變酸奶產品品質評價的研究報道尚少。

通過模擬人體舌頭味覺細胞，電子舌實現了部分感官指標的數字化評價，在一定程度上排除了感官鑒評的不穩定性，在酸奶[6]、奶酪[7]和原料乳[8]等乳制品滋味品質評價中有著廣泛的應用。通過對食品多種作用力的測定，質構儀能夠較為靈敏客觀地評價食品的物性指標，在酸奶[9]和奶酪[10]等乳制品質構評價中亦有著廣泛的應用。

本研究選取10種市售酸奶發酵劑分別進行了褐色酸奶和普通酸奶的制備，同時結合多元統計學方法，從色度、滋味和質構等維度對兩類酸奶產品品質進行了評價，并對其有機酸種類和構成進行了解析，以期為后續褐變酸奶相關產品的開發提供數據參考和技術支撐。

1 實驗

1.1 試劑及儀器設備

1.1.1 材料

全脂乳粉，蔗糖，酸奶發酵劑。

內部溶液、陽離子溶液、陰離子溶液、預處理溶液和參比溶液。

普通化學試劑：草酸、琥珀酸、酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、乙酸、異丙醇和甲醇。

1.1.2 設備

DHP 9272型電熱恒溫培養箱，GYB120-3S型高壓均質機，DV-III Ultra型流變儀，TA.XT plus型質構儀；LXJ-IIB型低速大容量多管離心機，UltraScan PRO型全自動多功能色度儀，SA 402B型電子舌，LC-20ADXR型高效液相色譜儀，Inertsil ODS-SP型C18色譜柱。

1.2 酸奶的制作

分別按照質量比11.5%、6.5%和82.0%的比例將全脂奶粉、蔗糖和水混合均勻水合30 min后進行兩段均質（一段20 MPa，二段4 MPa），對照組復原乳95℃5 min加熱殺菌，試驗組121℃3 h加熱殺菌。復原乳冷卻至室溫后快速分裝入250 mL滅菌燒杯中，并分別接入1～10號發酵劑，置于42℃培養箱中恒溫發酵至p H值為4.5，放入冰水中快速冷卻后，4℃后熟24 h備用。

1.3 酸奶色度的測定

將混勻后的酸奶樣品置于50 mm×50 mm比色皿中，使用多功能色度儀對其各色度指標進行測定。測試條件為反射，結果以明亮度L*（暗→亮：0→100），紅綠值a*（綠－→紅+），黃藍值b*（藍－→黃+）表示。按照以下公式對色差進行計算

1.4 酸奶滋味指標的測定

取50 g酸奶樣品加入100 mL去離子水稀釋混勻，常溫下3 000 rpm離心10 min，取上清液用快速濾紙過濾，濾液備用。參照王玉榮的方法，使用SA 402B電子舌對酸奶樣品的酸、苦、澀、咸、鮮味及后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）和豐度（鮮的回味）等8個指標的相對強度進行測定[11]。

1.5 酸奶中有機酸的測定

取酸奶2 g，加入200μL磷酸使用流動相定容至10 mL，經0.22μm水相濾膜過濾后，置于2 mL進樣瓶中按照下述參數進行樣品測定：色譜柱為Inertsil C18液相色譜柱（4.6 mm×250 mm，5μm），柱溫為30℃，檢測器為紫外吸收檢測器，檢測波長為215 nm，流速為1.0 mL/min，流動相為0.01 mol/L p H值2.30磷酸二氫鉀溶液。

1.6 酸奶質構指標的測定

1.6.1 質構測定

將裝有酸奶的燒杯置于25℃水浴鍋30 min后按照下述參數進行樣品測定：A/BE探頭（直徑35 mm）；探頭測試前下降速度為1.5 mm/s，探頭測試中下降速度為2 mm/s，探頭測試后回升速度為2 mm/s；探頭進入樣品距離為30 mm；觸發類型為自動，觸發力為5 g。

1.6.2 脫水收縮敏感性測定

15 g酸奶倒入帶有濾紙（雙圈牌中速定性濾紙）的漏斗中，21℃處理90 min，收集濾液并稱重。脫水收縮性（%）=（濾液質量/15）×100%。

1.6.3 黏度測定

將裝有酸奶的燒杯置于25℃水浴鍋中30 min后，進行黏度測定：選用4#轉子，轉速為100 r/min，測試時間為20 s。

1.7 統計分析

使用配對t檢驗對酸奶各滋味、質構和有機酸指標進行分析；使用主成分分析法（principal component analysis，PCA）、多元方差分析法（multivariate analysis of variance，MANOVA）和非加權組平均法（unweighted pairgroup method with arithmetic means，UPGMA）對褐色酸奶和普通酸奶整體品質的差異性進行分析。使用Matlab 2010b軟件對數據進行分析，使用Origin 8.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 褐色酸奶和普通酸奶各色度指標的比較分析

褐色酸奶和普通酸奶各色度指標的比較分析如表1所示。

表1 褐色酸奶和普通酸奶各色度指標的比較分析（n=20）

由表1可知，通過配對t檢驗發現，較之普通酸奶，褐色酸奶顏色顯著偏紅和偏黃（P＜0.05），且亮度顯著偏暗（P＜0.05）。通過對色差△E*的計算發現兩組酸奶平均色差為14.65，即兩者明顯的顏色區別可被肉眼觀察到。

2.2 褐色酸奶和普通酸奶各滋味指標的比較分析

褐色酸奶和普通酸奶各滋味指標的比較分析如表2所示。

表2 褐色酸奶和普通酸奶各滋味指標的比較分析（n=20）

由表2可知，褐色酸奶的酸味和咸味要顯著低于普通酸奶（P＜0.05），而鮮味高于普通酸奶（P＜0.05）。Kobayashi Y等指出，使用電子舌對食品滋味品質進行評價時，若兩類樣品在同一指標上相對強度極差值小于1，則消費者通過感官鑒評的方法無法對其差異性進行分辨[12]。由表2亦可知，褐色酸奶和普通酸奶在苦味、澀味、后味A、后味B和豐度等5個滋味指標上差異不顯著（P＞0.05）。由此可見，相對于普通酸奶，褐色酸奶除酸味較弱外，其他滋味品質無明顯差異。本研究進一步對酸奶中的有機酸含量進行了測定，其結果如表3所示。

由表3可知，酸奶中主要有機酸為乳酸和乙酸。通過配對t檢驗發現，較之普通酸奶，褐色酸奶乳酸含量顯著偏低（P＜0.05），但檸檬酸和琥珀酸含量顯著偏高（P＜0.05）。值得一提的是，褐色酸奶中草酸、酒石酸、蘋果酸和乙酸含量與普通酸奶差異不顯著（P＞0.05）。

表3 褐色酸奶和普通酸奶機酸含量的比較分析（n=20）

2.3 褐色酸奶和普通酸奶各質構指標的比較分析

褐色酸奶和普通酸奶各質構指標的比較分析如表4所示。

表4 褐色酸奶和普通酸奶各質構指標的比較分析（n=20）

由表4可知，褐色酸奶的硬度、稠度、凝聚性、表觀黏度和黏度均顯著小于普通酸奶（P＜0.05），而脫水收縮敏感性呈現出相反的趨勢（P＜0.05）。究其原因可能在于在高溫褐變的過程中，復原乳中酪蛋白和乳清蛋白發生了變性，因而在后續酸奶發酵過程中不能形成穩定的網絡凝膠結構。

2.4 褐色酸奶和普通酸奶整體產品品質的評價

在采用配對t檢驗對酸奶各色度、滋味和質構指標進行顯著性分析的基礎上，本研究進一步采用PCA、MANOVA和UPGMA等多元統計學方法對褐色酸奶和普通酸奶的整體產品品質進行了評價，因兩類酸奶色度差異較大，肉眼即可以直接分辨出，所以本研究未將色度指標進一步納入多元統計學分析。經主成分分析發現，褐色酸奶和普通酸奶產品品質信息可由前4個主成分代表，其累計方差貢獻率為88.03%。其中第一主成分和第二主成分的貢獻率分別為48.44%和21.26%，褐色酸奶和普通酸奶整體產品品質PCA的因子載荷圖如圖1所示。

圖1 褐色酸奶和普通酸奶整體產品品質PCA的因子載荷圖

由圖1可知，第一主成分主要由稠度、酸味、黏度、鮮味和表觀黏度5個指標組成，第二主成分主要由澀味、苦味、后味A和豐度4個指標組成。

由圖2可知，當以酸奶類型為分組依據時，20個樣品可以分為2組，褐色酸奶和普通酸奶在空間排布上分別呈現出明顯的聚類趨勢，因此我們可以定性的認為兩類酸奶產品品質存在較大差異。本研究進一步使用MANOVA對不同類型酸奶品質的差異性進行了分析，結果發現其差異極其顯著（P＜0.001）。結合圖1可知，褐色酸奶較之普通酸奶在因子得分圖上的分布整體偏左，因此褐色酸奶的稠度、黏度、表觀黏度和酸奶明顯低于普通酸奶，而鮮味呈現出相反的趨勢，這與配對t檢驗結果一致。

圖2 褐色酸奶和普通酸奶品質PCA的因子得分圖

由圖2亦可知，當以發酵劑作為分組依據時，20個樣品可以分為10組，同一發酵劑制備的褐色酸奶和普通酸奶沒有呈現出明顯的聚類趨勢，使用MANOVA對不同發酵劑制備的酸奶品質差異性進行分析時，結果發現其差異不顯著（P＞0.05）。由此可見，褐色酸奶和普通酸奶產品品質存在顯著差異，且加熱使復原乳褐變這種加工方式對酸奶品質的影響要遠大于發酵劑菌株的影響。為了進一步驗證上述分析結果，本研究進一步采用基于UPGMA的聚類分析對兩類酸奶的品質進行了評價，如圖3所示。

圖3 基于UPGMA褐色酸奶和普通酸奶品質的聚類分析

由圖3可知，當平均距離取500時，20個酸奶樣品可以分為4個聚類，其中聚類I包含4個樣品，聚類II、聚類III各包含3個樣品，以上3個聚類均由普通酸奶樣品組成；聚類IV包含10個樣品，均由褐色酸奶樣品組成。由此可見，UPGMA結果與PCA結果一致，即褐色酸奶和普通酸奶產品品質存在顯著差異，且加熱使復原乳褐變這種加工方式對酸奶品質的影響要遠大于發酵劑菌株的影響。

3 結 論

研究表明，褐色酸奶和普通酸奶產品品質存在顯著差異。相對于普通酸奶，褐色酸奶的酸味、硬度、稠度、凝聚性、表觀粘度和粘度均顯著偏小，而脫水收縮敏感性偏大。本研究亦發現乳酸和乙酸為酸奶中的主要有機酸，且褐色酸奶乳酸含量顯著低于普通酸奶。