生姜紅糖風味發酵乳的制備

周 潔，羅冠儀，劉振民*

（乳業生物技術國家重點實驗室 上海乳業生物工程技術研究中心 光明乳業股份有限公司乳業研究院，上海 200436）

生姜（Zingiber officinaleRosc）是姜科（Zingiberaceae）姜屬植物的根莖[1]，是人們熟悉和常用的佐食調味佳品[2]，生姜富含姜黃素[3]等營養物質，除供食用外，也經常被用于中醫藥研究和治療，多用于風寒感冒、咳嗽、腹脹、泄瀉等[4]。是集營養、調味、保健于一身，自古被醫學家視為藥食同源的保健品。紅糖是一種非分蜜糖[5]，含有大量糖蜜[6]，因沒有經過高度精練，幾乎含有蔗汁中的全部成分，除了具備糖的功能外，還含有維生素、微量元素（如鐵、鋅、錳、鉻等）[7]及大量的蘇氨酸、天冬氨酸、組氨酸等多種人體必需氨基酸[8]。

生姜紅糖是一種功能性紅糖[9]，目前國內很少對其進行提純開發高端產品[10]。在國內乳制品行業，生姜紅糖的應用少之又少，發酵乳市場更是幾近為零，而生姜紅糖水作為一種驅寒暖胃的偏方，卻被廣為人知。本研究將生姜與紅糖搭配后應用到發酵乳中，以保加利亞乳桿菌（Lactobacil-lus bulgaricus）為發酵劑，研制生姜紅糖風味發酵乳，不僅可以增加發酵乳產品的營養價值，還可以開發生姜紅糖的附加值，極具市場發展前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

全脂牛乳（蛋白質＞3.1%）、白砂糖、紅糖、生姜汁：市購；保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）Premium 1.0（含量1×1011）：丹麥科漢森公司。

體積分數為95%乙醇、氫氧化鈉、硫酸（均為分析純）：廣州化學試劑廠；厭氧產氣袋、厭氧盒：日本三菱化學株式會社；酚酞（指示劑）：天津市百世化工有限公司；異戊醇（分析純）：天津市大茂化學試劑廠；定氮片：瑞士FOSS公司。

1.2 儀器與設備

JJ2000B電子天平：常熟市雙杰測試儀器廠；WPE45恒溫水浴鍋、HPP1恒溫恒濕培養箱：德國Memmert公司；APV1000均質機：APV（中國）有限公司；RW20數顯電動攪拌機：德國IKA公司；8200凱氏定氮儀：瑞士FOSS公司；FUNCE GERBER蓋博乳脂計、FUNCE GERBER離心機：德國GERBER公司；S220 酸度計：梅特勒-托利多（上海）有限公司；LC-20AD/T高效液相色譜儀：日本島津公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 生姜紅糖風味發酵乳的工藝流程及操作要點

全脂牛乳、白砂糖、紅糖、生姜汁→配料→均質→殺菌→冷卻→接種→發酵→破乳→冷卻→灌裝→冷藏→成品

操作要點：

原輔料混合配料：先將全脂牛乳預熱至45～50 ℃，在攪拌（450～600 r/min）過程中加入其他配料，并攪拌15～20 min，使得物料均勻分散。

均質：在60～65 ℃、18～20 MPa進行均質，可破碎乳脂肪球，使乳脂肪均勻且充分的分散在奶中，防止脂肪上浮，也可使其口感更加細膩，提高乳香味。

菌種的活化：10 g脫脂奶粉溶于80 mL 45 ℃的溫水中，加熱煮沸后冷卻至43 ℃，加入10 g菌種Premium 1.0，制成菌種液待用。

殺菌：90～95 ℃殺菌5 min后，冷卻至（43±1）℃接種菌種液1 mL至1 L原料中，混勻。

發酵：發酵溫度（43±1）℃，酸度要求＞70°T，到達終點后冷卻至18～20 ℃。發酵時長約為5～7 h，酸度＞70°T時，即可停止發酵。

冷藏：灌裝完畢后立即在4～6 ℃條件冷藏，即得生姜紅糖風味發酵乳。

1.3.2 生姜紅糖風味發酵乳的工藝條件優化

（1）單因素試驗[11]：白砂糖添加量分別為4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，紅糖添加量分別為3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%，生姜汁添加量分別為1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%，發酵時間分別為4.0 h、4.5 h，5.0 h，5.5 h、6.0 h，研制生姜紅糖風味發酵乳。測定發酵成品的酸度，并對其進行感官評價，分別考察白砂糖添加量、紅糖添加量、生姜汁添加量及發酵時間對生姜紅糖風味發酵乳品質的影響。

（2）正交試驗：以感官評分為評價指標，選擇影響產品品質的4個主要因素：白砂糖添加量（A）、紅糖添加量（B）、生姜汁添加量（C）和發酵時間（D），根據單因素試驗中的結果，設計4因素3水平L9（34）的正交試驗，正交試驗因素與水平見表1。

表1 生姜紅糖風味發酵乳工藝優化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for process optimization of ginger brown sugar flavor fermented milk

1.3.3 分析測定

（1）感官評價：根據《食品感官評定》[12]，以及中國乳制品工業行業規范RHB 103《酸牛乳感官質量評鑒細則》[13]，制定生姜紅糖風味發酵乳的感官評價標準，滿分100分，見表2。

表2 生姜紅糖風味發酵乳感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standards of ginger brown sugar flavor fermented milk

（2）理化指標：產品中理化指標按照國標GB 19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》中理化指標檢測方法，測定蛋白質、脂肪和酸度，其中蛋白質的測定采用凱氏定氮法[14]，脂肪的測定采用蓋博法[15]，酸度的測定采用酚酞指示劑法[16]。

（3）微生物指標：產品中微生物指標按照國標GB19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》中微生物限量的要求，檢測大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、霉菌和酵母，其中大腸菌群的檢測方法參考國標GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》中平板計數法[17]，金黃色葡萄球菌的檢測方法參考國標GB 4789.10—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗金黃色葡萄球菌檢驗》中定性檢驗[18]，沙門氏菌的檢測方法參考國標GB 4789.4—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗沙門氏菌檢驗》[19]，霉菌和酵母的檢測參考國標GB4789.15—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數》[20]。產品中乳酸菌數指標檢測方法參考國標GB 4789.35—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》[21]。

2 結果與分析

2.1 工藝條件優化單因素試驗結果

2.1.1 白砂糖添加量對產品品質的影響

圖1 白砂糖添加量對發酵乳品質的影響Fig.1 Effect of sugar addition on the quality of fermented milk

由圖1可知，隨著白砂糖添加量在4.0%～5.5%范圍內的上升，感官評分隨之增高；感官評分在白砂糖添加量為5.5%的時候最高，為89分，此時產品風味最佳；白砂糖添加量＞5.5%之后，感官評分隨之下降。而白砂糖的添加量對產品酸度的影響不明顯。因此，最佳白砂糖添加量為5.5%。

2.1.2 紅糖添加量對產品品質的影響

隨著紅糖添加量在3.0%～3.5%的變化，感官評分隨之增高；感官評分在紅糖添加量為3.5%的時候最高，為88分；紅糖添加量＞3.5%之后，感官評分隨之下降。而紅糖的添加量對酸度的影響相對較小。因此，最佳紅糖添加量為3.5%。

圖2 紅糖添加量對發酵乳品質的影響Fig.2 Effect of brown sugar addition on the quality of fermented milk

2.1.3 生姜汁的添加量對產品品質的影響

隨著生姜汁添加量在1.5%～2.5%的變化，感官評分隨之增高；生姜汁添加量為2.5%時感官評分最高，為89分，產品風味最佳；生姜汁添加量＞2.5%之后，感官評分隨之下降。而紅糖的添加量對酸度的影響相對較小。因此，生姜汁的最佳添加量為2.5%。

圖3 生姜汁添加量對發酵乳品質的影響Fig.3 Effect of ginger juice addition on the quality of fermented milk

2.1.4 發酵時間對產品品質的影響

由圖4可知，發酵時間在4.0～4.5 h范圍內增加時，感官評分隨之增高；發酵時間在4.5 h時感官評分最高，為87分，產品風味最佳，酸甜可口；發酵時間＞4.5 h之后，感官評分隨之下降。當發酵時間在4.0～5.5 h范圍內增加時，酸度隨之增高，而當發酵時間＞5.5 h以后，酸度幾乎無變化。因此，最佳發酵時間為4.5 h。

圖4 發酵時間對發酵乳品質的影響Fig.4 Effect of fermentation time on the quality of fermented milk

2.2 工藝條件優化正交試驗結果與分析

在單因素試驗基礎上，以感官評分為考察指標，白砂糖添加量（A）、紅糖添加量（B）、生姜汁添加量（C）和發酵時間（D）為影響因素，設計4因素3水平L9（34）的正交試驗，正交試驗結果與分析見表3，方差分析見表4。

由表3可知，4個因素對生姜紅糖風味發酵乳感官評分的影響順序為紅糖添加量（B）＞生姜汁添加量（C）＞白砂糖添加量（A）＞發酵時間（D），最佳工藝條件組合為A1B2C2D3，即白砂糖添加量為5.0%，紅糖添加量3.5%，生姜汁的添加量2.5%，發酵時間5.0 h。在此最佳工藝條件下進行3次平行驗證試驗，感官評分為93分，酸度為74.8°T。

以感官評分為評價指標的正交試驗結果進行方差分析，分析結果見表4。由表4可知，紅糖添加量和生姜汁添加量對感官評分影響結果顯著（P＜0.05），而白砂糖添加量和發酵時間對結果影響均不顯著（P＞0.05）。

表3 生姜紅糖風味發酵乳工藝條件正交試驗結果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for ginger brown sugar flavor fermented milk process optimization

表4 正交試驗結果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

2.3 產品品質指標的分析

生姜紅糖風味發酵乳，色澤呈紅褐色?？诟屑毮伳刍⑺崽疬m中、紅糖風味濃郁不發膩，生姜風味明顯且辣感舒適；組織狀態良好，無乳清水析出，質地細膩均勻。成品感官評分為93分。

生姜紅糖風味發酵乳，其蛋白質含量為（2.89±0.014）%，脂肪含量為（3.17±0.011）%，酸度為74.8°T。

在最佳組合下制得的生姜紅糖風味發酵乳，其乳酸菌總數為5.1×108CFU/g，大腸菌群、霉菌、酵母菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌均未檢出。

生姜紅糖風味發酵乳質量指標滿足國標GB 19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》中要求。

3 結論

通過單因素試驗和正交試驗確定生姜紅糖風味發酵乳的最佳工藝條件為白砂糖添加量5.0%，紅糖添加量3.5%，生姜汁的添加量2.5%，發酵時間為5.0 h。在此優化工藝條件下，產品色澤呈紅褐色，組織細膩均勻，酸甜適中，口感順滑，紅糖風味濃郁不發膩，生姜風味明顯且辣感舒適，且具有紅糖相應的色澤，感官評分為93分，酸度為74.8°T，理化指標和微生物指標均符合國標GB 19302—2010《食品安全國家標準發酵乳》要求。