木糖醇金針菇酸奶發酵工藝研究

熊榮園 王黎明 羅通彪 尚 英 葉明芬 康林芝

（1南充職業技術學院，四川南充637000；2四川省華鎣市農業農村局，四川廣安638600；3韶關學院，廣東韶關512000）

金針菇質地柔軟，營養豐富，含有八種人體必需氨基酸，以及多種生物活性成分如金針菇多糖、多聚糖蛋白等[1-2]。因此，金針菇被稱為抗癌食品。金針菇也被稱為益智菇，主要是金針菇中鋅含量較高，對于兒童的大腦發育、提升智力具有積極的作用[3]。在人體代謝中，木糖醇不會受到胰島素的調節作用，也不會被口腔中的細菌發酵造成齲齒，能減少牙斑的形成，但同樣具備蔗糖的甜味，可以用來代替蔗糖作為甜味劑應用于酸奶發酵，更加適于糖尿病患者以及口腔易齲齒的兒童食用[4-6]。

研究旨在乳酸菌發酵酸奶的過程中，添加殘次金針菇的汁液，以木糖醇代替蔗糖作為甜味劑，以常規發酵時間為基礎，探究金針菇汁液、木糖醇、乳酸菌發酵劑的添加量，制定最佳的發酵工藝。發酵選擇的甜味劑為木糖醇，乳酸菌酸奶可以適于更多的人群特別是兒童、糖尿病人食用。原料金針菇是殘次的金針菇，可增加殘次金針菇的食用附加值，同時也為金針菇的深加工提供思路，對促進食用菌產業的發展具有推動作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金針菇：市購，采用外形殘次、質地新鮮的金針菇；乳酸菌：丹尼斯克菌種，嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種，購于山東悠樂滋生物科技有限公司；木糖醇：食品級，購于山東龍力生物科技股份有限公司；穩定劑：黃原膠，食品級，河南萬邦實業有限公司。

1.2 試驗設備

電子天平、恒溫發酵箱、組織搗碎機、均質機、冰箱、酸度計等。

1.3 工藝流程

金針菇浸提液制備→發酵劑的制備→原料混合→裝瓶→殺菌（90℃、5min）→冷卻（42℃）→接種→發酵→冷卻后熟→成品→評定

1.4 工藝要點

1.4.1 金針菇浸提液制備

選取新鮮、無污染、無腐爛的外形殘次金針菇，清洗干凈，切掉菌根，在熱水中熱燙1min，提高金針菇的出汁率。切碎，放入組織搗碎機中，加水打碎勻漿（料水比=1∶1（g∶mL），再用4層紗布過濾，收集濾液，冷藏備用。

1.4.2 發酵劑的制備

將低溫下保存的50DCU的嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種凍干粉以0.1%的比例添加至滅菌純牛乳中于42℃進行擴大培養，作為發酵劑備用。

1.4.3 原料混合

按設計的濃度梯度添加純牛乳、木糖醇、金針菇浸提汁液及0.3%的穩定劑，裝瓶并攪拌。

1.4.4 均質

將原料預熱并控制原料溫度低于70℃進行均質勻漿，并裝瓶。

1.4.5 殺菌冷卻

將瓶裝原料放入高壓滅菌鍋在90℃滅菌5min，快速冷卻至42℃。

1.4.6 接種

將冷卻至42℃的發酵瓶取出，按設計的濃度梯度加入乳酸菌發酵劑，混勻，再用保鮮膜密封并加蓋。

1.4.7 發酵

將接種后的發酵瓶放入培養箱中42℃恒溫培養8h。

1.4.8 冷卻后熟

將發酵后的發酵瓶置于4℃的冰箱中冷卻后熟12h。

1.5 發酵條件的單因素試驗

1.5.1 金針菇汁液添加量對酸奶品質的影響

以純牛乳為基質，添加6%的木糖醇、0.3%的穩定劑，金針菇汁液濃度梯度為4%、6%、8%、10%，混合均勻后進行均質，殺菌冷卻，添加2%的發酵劑，在42℃下恒溫發酵8h，取出冷卻后熟12h，并且進行感官評定。

1.5.2 木糖醇添加量對酸奶品質的影響

以純牛乳為基質，添加6%的金針菇汁液、0.3%的穩定劑，木糖醇濃度梯度為4%、6%、8%、10%，混合均勻后進行均質，殺菌冷卻，添加2%的發酵劑，在42℃下恒溫發酵8h，取出冷卻后熟12h，并且進行感官評定。

1.5.3 發酵劑添加量對酸奶品質的影響

以純牛乳為基質，添加6%的金針菇汁液、6%的木糖醇，0.3%的穩定劑，混合均勻后進行均質，殺菌冷卻，添加濃度梯度為1%、2%、4%、6%的發酵劑，在42℃下恒溫發酵8h，取出冷卻后熟12h，并且進行感官評定。

1.5.4 發酵條件的正交試驗

選取金針菇汁液、木糖醇、發酵劑3個因素，每個因素3個水平，對發酵條件進行L9（33）正交試驗，并進行感官評定。

表1 正交試驗的因素水平

1.6 檢測方法

1.6.1 感官檢驗的方法

采用模糊數學法進行感官評定[7]。隨機選出10人組成評價小組，采用目測、鼻嗅、口嘗等方式依次進行感官評定，填寫感官評定表，收集感官評定表進行統計分析。以乳清析出、香味、滋味、組織狀態為因素集，用U表示，以優良中差為評語集，用V表示，本研究中V=｛25，20，15，10｝，其中25，20，15，10分別代表25分（優）、20分（良）、15分（中）、10分（差）。根據U×V的模糊關系建立N個模糊矩陣R，確定權重集X，建立模糊關系的綜合評價集Y=X×R，并且將評價集進行歸一化便于評價。為了將最終評判結果轉化為具體的數值，規定一個分值區域H=（90，80，70，60）與評價集對應，將所得的模糊評定結果量化為具體分值[8-11]。

1.6.2 感官檢驗的標準

以乳清析出、香味、滋味、組織狀態為基本評價指標，具體評定標準見表2。

表2 感官檢驗評定標準

1.7 統計分析

采用MicrosoftExcle2016進行結果處理及統計分析。

2 結果與分析

2.1 金針菇汁液添加量對酸奶品質的影響

不同的金針菇汁液添加量對酸奶品質的影響見圖1。

由圖1可知，通過模糊數學法的感官評分可以看出，不同金針菇汁液添加量對酸奶的品質具有一定程度的影響。添加6%的金針菇汁液來發酵酸奶，模糊感官評分為84.35，品質較好。隨著金針菇汁液添加量的增加，酸奶的品質在下降。添加10%的金針菇汁液，酸奶的綜合品質偏低，模糊感官評分為79.65，說明金針菇汁液添加太多，乳酸菌發酵凝乳效果略差，口感細膩度不夠，整體協調性較差[12-13]。

圖1 金針菇汁液添加量對酸奶品質的影響

2.2 木糖醇添加量對酸奶品質的影響

不同木糖醇添加量對酸奶品質的影響見圖2。

圖2 木糖醇添加量對酸奶品質的影響

由圖2可知，通過模糊數學法的感官評分可以看出，不同木糖醇添加量對酸奶的品質具有一定程度的影響，添加6%的木糖醇來發酵酸奶，模糊感官評分為84.85，品質較好。隨著木糖醇添加量的增加，酸奶的品質在下降，添加10%的木糖醇，酸奶的綜合品質偏低，酸奶的模糊感官評分為79.20分。用木糖醇代替蔗糖可以讓高血糖人群以及糖尿病患者血糖升高，但是木糖醇在低溫下其甜度比蔗糖高，添加量多對酸奶的酸甜風味具有影響，進而影響酸奶的整體協調性[14-15]。

2.3 發酵劑添加量對酸奶品質的影響

不同發酵劑添加量對酸奶品質的影響見圖3。

由圖3可知，通過模糊數學法的感官評分可以看出，不同乳酸菌發酵劑添加量對酸奶品質的影響比較明顯。隨著增加發酵劑添加量，酸奶的模糊感官評分先升高后降低。添加2%的發酵劑來發酵酸奶，模糊感官評分為85.80，品質最好。隨著發酵劑添加量的增加，酸奶的品質在逐漸下降。添加6%的乳酸菌，酸奶的綜合品質最低，模糊感官評分為75.40。在一定的條件下，乳酸菌添加越多，發酵產生的乳酸含量越多，酸奶的甜酸比偏低，滋味不醇厚，與金針菇的風味協調性較差，整體品質偏低。

圖3 發酵劑添加量對酸奶品質的影響

2.4 發酵條件的正交試驗

在單因素試驗的基礎上，根據1.6.1的方法，選取金針菇汁液、木糖醇、發酵劑3因素進行正交試驗，優化發酵工藝條件。根據評價小組對9個處理的感官評分值所分別建立9個模糊矩陣，再根據模糊矩陣所對應的模糊關系建立9個綜合評價集，歸一化后，規定一個分值區域H=（90，80，70，60）與相應的評價集對應，就將所得的模糊評判結果量化為具體的分值，結果如下表3所示。

由表3可知，以模糊數學法進行感官評定的分值得出最佳的發酵條件組合為A2B1C2，模糊感官評分為85.00分，即發酵條件組合為金針菇汁液添加量為6%，木糖醇的添加量為4%，乳酸菌發酵劑的添加量為2%。通過極差分析可以看出，三種因素對酸奶感官品質影響大小的排序分別是金針菇汁液添加量＞木糖醇添加量＞發酵劑添加量。在酸奶發酵過程中，金針菇汁液添加量對酸奶的品質影響最顯著，主要源于金針菇汁液中營養豐富，多糖、氨基酸等成分對乳酸菌發酵有促進作用。但是添加汁液太多時，金針菇的味道將酸奶本身的風味掩蓋，同時也使得酸奶的細膩度降低，進而影響其感官品質[12]。添加不同量的木糖醇對酸奶的感官品質影響也較明顯，主要因為木糖醇的甜度和蔗糖相近。但在低溫下木糖醇甜度更高，添加過多木糖醇將影響酸奶的酸甜風味。不同添加量乳酸菌在42℃恒溫條件下發酵8h后，其代謝產生的乳酸含量具有一定的差別，但是在同時添加有木糖醇的作用下，其糖酸比差別降低，因而對酸奶的感官品質影響最小。

表3 正交設計及結果

3 小結

綜上所述，在單因素試驗的基礎上，選取金針菇汁液、木糖醇、乳酸菌發酵劑添加量3個因素進行正交優化試驗，通過模糊數學法進行感官評定得出木糖醇金針菇酸奶的最佳發酵工藝條件為：以純牛乳為原料，加入0.3%的穩定劑，添加6%的金針菇汁液、4%的木糖醇、2%的乳酸菌發酵劑，溫度為42℃發酵8h。本研究采用外形殘次、質地新鮮的金針菇作為原料，殘次金針菇經過修整，保留具有食用價值和營養價值的金針菇菇體，相比于鮮售，二次加工可以減少損失，提高了經濟價值，推動食用菌產業的發展。金針菇的氣味淡香，與酸奶能夠較好地融合，提升酸奶的香氣。金針菇中的游離氨基酸種類多，含量高，以金針菇的汁液來作為發酵的基質，可以大大地提升發酵酸奶游離氨基酸的含量，同時金針菇中含有生物活性物質，也大大地提升了發酵酸奶的營養價值。木糖醇代替蔗糖作為甜味劑，不易被人體吸收，對于糖尿病人以及易齲齒的兒童而言，具有積極的作用。