膳食纖維添加量對發(fā)酵羊乳品質(zhì)的影響

于小磊，孟鑫，李博志，穆靜

錦州醫(yī)科大學食品科學與工程學院（錦州 121001）

膳食纖維是指不被人體消化酶消化的多糖類[1]，如纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)、植物膠質(zhì)，此外還包括不屬于多糖類的多聚物木質(zhì)素等[2]。直到20世紀60年代，在大量研究事實與流行病調(diào)查結(jié)果基礎(chǔ)上，膳食纖維的重要生理功能才被了解，并逐漸得到公認，被列入繼蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物元素和水之后的第七營養(yǎng)素[3]。結(jié)合酸羊乳與膳食纖維的功能，向羊乳中添加膳食纖維，制作膳食纖維酸羊乳，探究膳食纖維對酸羊乳營養(yǎng)成分、發(fā)酵性及風味的影響，探索膳食纖維酸羊乳的最佳工藝條件。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

鮮羊奶（市售）、白砂糖、水溶性膳食纖維、工作發(fā)酵劑、0.1 mol/L的NaOH溶液。

1.2 試驗儀器與設(shè)備

UL40AC乳成分分析儀（杭州浙大優(yōu)創(chuàng)科技有限公司）；DHP-9082數(shù)顯電熱保溫箱（電熱恒溫培養(yǎng)箱）；SRH60-70高速分散均質(zhì)機（上海申鹿均質(zhì)機有限公司）；YXQ-LS-50SII立式壓力蒸汽滅菌器（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）；SW-GJ-2FD超凈工作臺（蘇州凈化設(shè)備有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 膳食纖維酸羊乳制作的工藝流程

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 原料乳的檢驗

原料乳的驗收是乳品加工的重要環(huán)節(jié)。在檢驗過程中不僅要對原料乳進行理化檢驗，還要對原料乳中的微生物和藥物殘留等其他項目進行檢測[4]。為除去乳中的機械雜質(zhì)，并減少微生物數(shù)量，可采用紗布過濾凈化原料乳。

1.3.2.2 均質(zhì)

均質(zhì)可提高發(fā)酵產(chǎn)品的穩(wěn)定性和稠度，均質(zhì)破碎羊乳中的脂肪球，使酸奶質(zhì)地細膩[5]。試驗采用高速分散均質(zhì)，每次均質(zhì)量為500 g，均質(zhì)時間根據(jù)需要不同進行變化。

1.3.2.3 殺菌、冷卻

酸羊乳是一種經(jīng)發(fā)酵的乳制品，由于羊乳是一種富含營養(yǎng)的食品，也是微生物良好的培養(yǎng)基。乳中常常會污染各種致病菌和有害微生物，若不將它們殺死，在發(fā)酵和冷藏的過程中這些微生物可能生長繁殖，并產(chǎn)生各種有害物質(zhì)或毒素，人食用后會出現(xiàn)腹瀉甚至食物中毒等現(xiàn)象，殺菌主要是殺滅這些致病菌和有害微生物[6]。采用95 ℃殺菌5 min巴氏殺菌方式進行殺菌。將殺菌后的乳冷卻至46～48 ℃后準備接種。

1.3.2.4 接種、灌裝

為使發(fā)酵劑的菌體從凝乳塊中游離分散出來，接種之前應將工作發(fā)酵劑進行充分攪拌[7]。根據(jù)發(fā)酵劑活力大小確定接種量，菌種正常時，接種量為3%。接種時應該注意無菌操作，防止雜菌污染。接種后經(jīng)充分攪拌的羊乳要立即連續(xù)地灌裝到塑料杯中。

1.3.2.5 發(fā)酵

發(fā)酵是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要工序，對這個工序的管理主要是對發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間、發(fā)酵終點判斷的管理，制作酸奶一般的培養(yǎng)溫度是41～42 ℃[8]。將灌裝后的羊乳放入42 ℃恒溫箱中發(fā)酵，發(fā)酵0.5 h后就要嚴密監(jiān)視整個發(fā)酵過程，定時抽樣測定酸奶的酸度以確定發(fā)酵終點，一般酸度達到70～75 °T，剛好有乳清析出即可終止發(fā)酵。如果發(fā)酵終點確定過早，則酸奶組織軟嫩，風味差，過遲則酸度過高，乳清析出過多，風味也差[9]。

1.3.2.6 冷卻后熟

冷卻是應用最為普遍的控制發(fā)酵劑以及由其產(chǎn)生的酶的新陳代謝活性的方法。冷卻可以終止發(fā)酵，使酸奶產(chǎn)品特征（質(zhì)地、口感、風味、酸度等）達到設(shè)定要求。發(fā)酵好的凝固酸奶可采用二步冷卻工藝。凝乳放于空氣中自然冷卻至20～25 ℃，在2～5 ℃的冰箱中保存12～24 h，這種方式的優(yōu)點是酸乳黏稠度較高。冷卻的目的是防止發(fā)酵繼續(xù)進行而造成酸度過高。同時，使其成熟產(chǎn)香，經(jīng)氧化后，生成具有芳香味的丁二酮，另外，能使發(fā)酵時析出的少量乳清被酸乳吸收，使組織狀態(tài)更加結(jié)實，并保持整潔而光滑的表面[10]。

1.3.2.7 成品

進行感官、理化和微生物檢驗，以確定成品質(zhì)量。

1.3.3 膳食纖維對酸羊乳品質(zhì)的影響

1.3.3.1 膳食纖維對乳成分的影響

分別取100 mL的鮮羊奶置于4只小燒杯中，向其中分別添加0，2%（2 g），4%（4 g）和6%（6 g）膳食纖維，充分攪拌靜置10 min后，用乳成分分析儀檢測待測乳成分[11]。

1.3.3.2 膳食纖維對酸羊乳發(fā)酵性的影響

酸羊乳制作：酸羊乳配方是鮮羊奶89%、白砂糖8%、工作發(fā)酵劑3%。在配料時向羊奶中分別添加2%，4%和6%的水溶性膳食纖維，制成膳食纖維含量不同的酸羊乳[12]。另外，制作普通酸羊乳作為空白進行對照。

酸度測定：在發(fā)酵過程中，每0.5 h測定1次發(fā)酵酸度[13]。隨機抽取酸羊乳1杯，用吸量管吸取5 mL待測乳，注入到錐形瓶中，加入3滴酚酞指示劑，用0.1 mol/L的NaOH標準液滴定至淺紅色為止，消耗NaOH體積數(shù)乘以20即為酸羊乳的發(fā)酵酸度[14]。

1.3.3.3 膳食纖維對酸羊乳風味的影響

為檢驗膳食纖維對酸羊乳風味的影響，制作3種膳食纖維酸羊乳：（1）含2%膳食纖維的酸羊乳；（2）含4%膳食纖維的酸羊乳；（3）含6%膳食纖維的酸羊乳[15]。選用10名評價員進行評分檢驗。評分標準：4表示風味很好；3表示風味好；2表示風味一般；1表示風味不佳；0表示風味很差[16]。

2 試驗結(jié)果

2.1 膳食纖維酸羊乳的正交試驗設(shè)計

2.1.1 試驗因素的確定

在制作膳食纖維酸羊乳的過程中，有很多因素影響酸羊乳的品質(zhì)。其中，主要有膳食纖維添加量、白砂糖添加量及均質(zhì)時間。試驗將膳食纖維添加量、白砂糖添加量及均質(zhì)時間作為影響酸羊乳品質(zhì)的3個因素，各取3個水平，進行L9(33)正交試驗設(shè)計，見表1，結(jié)果分析見表3。

表1 膳食纖維酸羊乳因素水平表

2.1.2 感官評定標準及評定結(jié)果

選用10名評價員對產(chǎn)品進行感官評定，具體評定標準見表2。對產(chǎn)品的打分結(jié)果見表3。

表2 膳食纖維酸羊乳的感官評定標準

表3 L9(33)正交試驗結(jié)果

從表3得出，A2B1C2為最佳工藝條件。在試驗方案中相對應于試驗號4，即膳食纖維添加量4%、白砂糖添加量7%、均質(zhì)時間12 min。利用極差分析得出RA＞RC＞RB。因此，膳食纖維添加量是影響酸羊乳品質(zhì)的主要因素，其次是均質(zhì)時間，再者是白砂糖添加量。

2.2 乳成分測定

使用乳成分分析儀測定膳食纖維含量不同的4種乳中蛋白質(zhì)、脂肪、非脂乳固體、乳糖的含量，結(jié)果見表4和圖1。

表4 乳成分測定結(jié)果 單位：%

由圖1可知：膳食纖維添加量越大，乳中蛋白質(zhì)、非脂乳固體、乳糖的含量越高；膳食纖維的添加不影響乳中脂肪含量的變化。

圖1 乳成份測定柱狀圖

2.3 酸羊乳發(fā)酵酸度測定

在發(fā)酵過程中，每0.5 h測定1次發(fā)酵酸度，結(jié)果見表5，并將其制成折線圖，見圖2。

圖2 酸度變化圖

表5 發(fā)酵過程中酸度變化

在相同時間點上，普通酸羊乳的酸度最高，其次是2%膳食纖維酸羊乳、4%膳食纖維酸羊乳，6%膳食纖維酸羊乳酸度最低，即普通酸羊乳最先達到發(fā)酵酸度，發(fā)酵時間最短。由此可以推出，膳食纖維添加量越大，酸羊乳發(fā)酵時間越長。

2.4 感官評定膳食纖維酸羊乳風味

對10名評價員的評分結(jié)果進行統(tǒng)計，見表6。

表6 檢驗結(jié)果

其中，A1=1×4+2×4+3×2+4×0=18。

同理：A2=25，A3=19。

根據(jù)表值，用方差分析進行計算。T=18+25+19=62，CF=T2/30=128.1。

總平方和=42×（0+1+0）+32×（2+4+2）+22×（4+4+5）+12×（4+1+3）-CF=19.9。

樣品平方和=1/10×（182+252+192）-CF=2.9。

因此，誤差平方和=19.9-2.9=15；總自由度=30-1=29；樣品自由度=3-1=2；誤差自由度=29-2=27；樣品方差=2.9/2=1.45；誤差方差=15/27=0.56；兩者方差比F0=1.45/0.56=2.6。

列出方差分析表，見表7。

表7 方差分析表

因F表中自由度為2和27的5%誤差水平時，有F2,27,0.05≈3.3＞F0。故可得出，這3種膳食纖維酸羊乳的風味沒有差別。

3 結(jié)論

膳食纖維酸羊乳的最佳工藝條件：膳食纖維添加量4%、白砂糖添加量7%、均質(zhì)時間12 min。膳食纖維的添加量越大，乳中蛋白質(zhì)、非脂乳固體、乳糖含量越高；膳食纖維的添加不影響乳中脂肪含量。膳食纖維添加量過多不利于酸羊乳的發(fā)酵，膳食纖維添加量越大，酸羊乳發(fā)酵時間越長。膳食纖維添加量分別為2%，4%和6%的3種膳食纖維酸羊乳的風味無差別。