添加復原乳對酸奶品質的影響

馬明，姚思含，商佳琦，王玥鑫，曹雪，劉寧*

（1.東北農業大學食品學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.乳品科學教育部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150030）

復原乳，也稱還原奶，是將一定量的水加入到濃縮乳或乳粉中，使水分與固體物質的比例和生鮮乳中的比例相近的一種乳品[1]。近年來，由于生鮮乳的來源不穩定、質量參差不齊、生產成本高，而奶粉價格低、便于運輸、質量易控制，因此企業對復原乳的需求量逐漸增大[2]。目前，生產酸奶的原料沒有明確的規定，許多乳品企業為了降低成本，使用復原乳代替生鮮乳來生產酸奶。

因復原乳經過多次高溫處理，其營養價值會有所降低，維生素等被損失破壞，磷酸鈣發生沉淀，蛋白質發生變性[3-5]。同時，高溫處理也會促使美拉德反應的發生，產生更多的美拉德反應產物，如糠氨酸等[6]。有研究表明，美拉德反應會導致食物中營養物質發生損失，使食物中的某些蛋白質減少或變得不可消化，同時可能對健康產生有害影響，如誘變性和代謝性疾病[7-8]。經過多次高溫處理后的復原乳的理化性質發生了改變，會對酸奶的微觀結構和感官產生影響，導致利用復原乳生產的酸奶在產品質量上存在一定的缺陷，降低了消費者的可接受性[9]。

目前，對復原乳的研究主要集中在熱處理后結構的變化以及蛋白復合物的形成，以及向酸奶中添加脫脂乳粉對酸奶的影響[10]，鮮有關于復原乳對酸奶品質影響的研究。因此，本研究以添加復原乳的生鮮乳為原料，按照傳統工藝發酵酸奶，分析不同比例的復原乳對酸奶的感官、理化性質和糠氨酸含量等的影響，以期為提高酸奶的品質及為消費者選擇酸奶產品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生鮮乳：蘭州莊園牧場股份有限公司；全脂奶粉：Devondale公司；氫氧化鈉（分析純）：天津市大陸化學試劑廠；糠氨酸標準品：NeoMPS公司；甲醇（色譜純）：天津市津東天正精細化工試劑廠；三氟乙酸（色譜純）：格里斯醫藥化學技術有限公司；乙酸胺（分析純）：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

乳成分分析儀（Milko Scan FT 120）：丹麥福斯集團公司；激光粒徑分析儀（Mastersizer2000）：英國馬爾文儀器有限公司；質構儀（TA.XT PLUS）：美國TA儀器公司；高壓均質機（GYB40-10S）：上海華東高壓均質機廠；高效液相色譜儀（2695）：美國Waters公司。

1.3 方法

1.3.1 酸奶的制備

準確稱取12.5 g全脂奶粉，加入適量50℃的蒸餾水，低速攪拌至溶解，定容至100mL，制成復原乳。分別向生鮮乳中添加0%、20%、40%、60%、80%和100%的復原乳，制成含有不同比例復原乳的混合乳。取50 mL混合乳，預熱至55℃，高壓均質處理2次（20 MPa）后，在90℃條件下水浴殺菌5 min，冷卻至42℃，接種0.2%的菌種發酵劑，發酵6 h～8h，4℃保存。

1.3.2 乳成分分析

采用乳成分分析儀分析生牛乳和復原乳的乳品質差異，主要指標包括蛋白質、脂肪、乳糖、非脂乳固體和總固形物。

1.3.3 感官評定

隨機抽取食品專業10人（男、女各5人），從酸奶的色澤、氣味、口感與組織狀態4個方面，對不同比例復原乳發酵的酸奶進行感官評價。感官評價標準參考RHB 103—2004《酸牛乳感官質量評鑒細則》，具體見表1。

表1 酸奶的感官評價標準Table 1 The standard of sensory evaluation for yogurt

1.3.4 酸度的測定

按照GB 5009.239—2016《食品安全國家標準食品酸度的測定》測定酸奶的酸度，連續測定7 d。

1.3.5 粒度的測定

根據LEVY等[11]的方法，并做適當修改。利用激光粒徑分析儀對酸奶的粒徑進行測定。吸取5 mL酸奶，用蒸餾水稀釋50倍，混合均勻后測定，以D（4，3）平均值來衡量粒徑的大小。

1.3.6 質構特性的測定

利用質構儀對酸奶的質構特性進行測量[10]。測量過程中選用A/BE探頭，直徑為35 mm，測前速度與測試速度為1.0 mm/s，測后速度為10 mm/s，測試距離為20 mm。

1.3.7 乳清析出率的測定

參照K?RZEND?RFER等[12]的方法，并做適當修改，取酸奶樣品10 mL，以3 000 r/min離心30 min，靜置10 min后，測定上清液質量即為上層析出乳清質量。乳清析出率計算公式如下。

式中：M1為上層析出乳清質量，g；M為酸奶樣品總質量，g。

1.3.8 糠氨酸含量的測定

牛奶在熱處理過程中會發生美拉德反應，產生糠氨酸。根據NY/T 939—2016《巴氏殺菌乳和UHT滅菌乳中復原乳的鑒定》所規定的方法，采用高效液相色譜法對糠氨酸進行定量。糠氨酸的洗脫梯度參數如表2所示。

表2 糠氨酸梯度洗脫的參數Table 2 Parameters of gradient elution of furosine

1.3.9 數據分析

所有試驗重復3次，結果以平均值±標準差表示，采用SPSS 22.0軟件對數據進行顯著性分析，利用Sigmaplot 12.5和Origin 8.6作圖軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 乳成分分析

酸奶的品質以及營養功能與原料乳中各成分含量有著密切的關系[13]。有研究發現，酪蛋白對酸奶凝膠結構具有較大影響，提高乳清蛋白的含量也可以增加酸奶的保水性及持水力，適當提高原料乳中的乳糖含量也有助于加快發酵[14-16]。為了判斷酸奶品質的差異是否由原料乳的成分不同引起，本研究對復原乳和生鮮乳的成分進行測定，結果見表3。

表3 復原乳和生鮮乳的成分含量Table 3 The composition of reconstituted milk and fresh milk g/100 mL

由表3可知，復原乳和生鮮乳的成分沒有顯著差異，因此酸奶品質的差異不是由原料乳的成分不同引起。

2.2 不同比例的復原乳對酸奶感官品質的影響

不同比例的復原乳對酸奶感官品質的影響結果如表4所示。

表4 不同比例復原乳酸奶的感官評分Table 4 Scores of yoghurts containing different proportions of reconstituted milk

由表4可知，以不同比例的復原乳作為原料制作的酸奶品質存在顯著差異。以生鮮乳為原料發酵制得的酸奶細膩潤滑、色澤均勻、凝乳較好且有純正酸奶香氣。隨著復原乳比例的增加，各項指標的得分均有不同程度降低，酸奶的可接受程度也逐漸降低。總體來說，當原料乳中的復原乳比例等于或低于20%時，發酵所得的酸奶品質更接近以生鮮乳為原料乳發酵所得的酸奶；當原料乳中復原乳的比例大于40%時，酸奶的色澤出現輕微的黃色，稍有乳清析出，并伴有輕微的磨砂感；當原料乳中復原乳的比例大于80%時，酸奶的色澤出現明顯的黃色，乳清析出嚴重，有顆粒感，略酸。造成這種現象的原因可能是高溫處理使乳粉發生了美拉德反應，影響了復原后發酵酸奶的色澤和口感[17]。生鮮乳發酵所得酸奶的香氣成分中含有較多的低碳、低沸點的成分，而復原乳發酵所得的酸奶的香氣成分中高碳的成分相對較多，這可能是導致氣味發生顯著變化的原因[18]。生鮮乳在經過高溫加工和噴霧干燥后，乳中的蛋白質在一定程度上發生變性，進而對復原后制得的酸奶的微觀結構產生影響[19]。綜上所述，利用復原乳發酵酸奶對酸奶的感官品質有一定影響，復原乳的比例越高，酸奶的感官品質越差。

2.3 不同比例的復原乳對酸奶酸度的影響

將含有不同比例復原乳的酸奶在4℃條件下儲藏，在儲藏期（7 d）內測定酸奶的酸度，結果如圖1所示。

圖1 含有不同比例的復原乳的酸奶的酸度Fig.1 The acidity of yoghurts containing different proportions of reconstituted milk

由圖1可知，所有酸奶樣品的酸度均大于70°T，且隨著儲藏時間的延長酸度逐漸增加。這主要是由菌株在儲藏期間繼續產酸，發生后酸化引起[20]。隨著復原乳比例的增加，酸度逐漸增大。以生鮮乳為原料發酵所得的酸奶的酸度和以含有80%和100%復原乳的原料發酵所得的酸奶的酸度有顯著差異（P<0.05）。以生鮮乳和含有20%復原乳的原料乳發酵所得的酸奶的酸度上升幅度較小，有利于延長貨架期。以含有80%和100%復原乳的原料乳發酵所得的酸奶酸度上升幅度較大，在第6天時酸奶樣品的酸度已超過100°T，酸味過重，對產品的感官產生影響[21]。綜上所述，以生鮮乳為原料更利于酸奶在儲藏期酸度的穩定。

2.4 不同比例的復原乳對酸奶粒徑的影響

體系的粒徑分布和微粒大小與酸奶的組織狀態、口感、穩定性等密切相關[22]，本試驗檢測酸奶的微粒大小和分布，結果見圖2。

圖2 含有不同比例的復原乳的酸奶的粒徑分布Fig.2 Particle size distribution of yoghurt containing different proportions of reconstituted milk

如圖2所示，在所有樣品中，以生鮮乳為原料的酸奶具有最小的粒徑。與以生鮮乳為原料的酸奶相比，含有復原乳的酸奶的粒徑分布都不同程度地向粒徑增大的方向移動。這可能是由于蛋白質在高溫噴霧干燥過程中發生了變性聚集，導致復原后發酵所得的酸奶的粒徑增大[23]。綜上所述，使用生鮮乳發酵的酸奶粒徑最小，組織狀態細膩，口感最佳。

2.5 不同比例的復原乳對酸奶質構的影響

酸奶的質構特性與酸奶的物理特性密切相關，可以反映酸奶的品質。不同比例的復原乳對酸奶質構的影響見表5。

表5 不同比例的復原乳對酸奶質構的影響Table 5 Effects of different proportions of reconstituted milk on the texture of yogurt

如表5所示，不同比例的復原乳對酸奶質構的影響，主要體現在黏著性和硬度兩個方面，不同比例的復原乳對酸奶的內聚性沒有顯著影響。隨著復原乳比例的增加，酸奶的硬度逐漸增大，這與Cruz等[24]的研究結果一致。黏著性的變化與硬度的變化恰好相反，與以生鮮乳為原料發酵所得的酸奶相比，含有復原乳的酸奶的黏著性顯著下降（P<0.05）。硬度與黏著性在一定程度上反映了樣品的凝乳性能，即隨著原料乳中復原乳的比例的降低，發酵所得酸奶的硬度變小和黏著性變大，凝乳效果變好。

2.6 不同比例的復原乳對酸奶乳清析出率的影響

酸奶在貯藏過程中會有乳清析出，當乳清析出量過高時，酸乳的感官品質將被嚴重破壞。不同比例的復原乳對酸奶乳清析出率的影響見圖3。

圖3 不同比例的復原乳對酸奶乳清析出率的影響Fig.3 Effects of different proportions of reconstituted milk on the whey separation of yogurt

如圖3所示，隨著復原乳比例的增加，酸奶乳清析出率逐漸增大。當復原乳比例增加至60%時，發酵所得的酸奶乳清析出率顯著高于由生鮮乳發酵所得的酸奶（P<0.05），這種現象可能是乳粉在復原之前經過高溫處理所導致的[25]。與生鮮乳相比，經過高溫處理的復原乳中的蛋白質粒徑較大，相對表面積較小，不利于與均質后形成的小脂肪球結合，進而導致結合物在酸乳中分布不均勻，使得酸奶在凝乳過程中不易形成均勻致密的蛋白網絡骨架，內部持水能力下降。

2.7 不同比例的復原乳對酸奶糠氨酸含量的影響

糠氨酸是蛋白質在高溫條件下與乳糖發生美拉德反應所形成的產物，糠氨酸含量可以反映賴氨酸的損失程度[26]。本研究測定不同比例復原乳的原料乳發酵所得的酸奶中的糠氨酸含量，結果如圖4～圖6所示。

圖4 由生鮮乳發酵的酸奶的色譜圖Fig.4 Chromatography of yogurt fermented from fresh milk

圖5 由100%復原乳發酵的酸奶的色譜圖Fig.5 Chromatography of yoghurt fermented from 100%reconstituted milk

圖6 不同比例的復原乳對酸奶中糠氨酸含量的影響Fig.6 Effects of different proportions of reconstituted milk on the furosine content of yogurt

由圖4和圖5可知，糠氨酸的出峰時間在7.4 min～7.5 min，且能夠與干擾峰完全分離。如圖6所示，隨著復原乳比例的增加，酸奶中的糠氨酸含量近似呈線性增加（R2=0.997），由14.5 mg/100 g蛋白質（0%復原乳）增加至168.1 mg/100 g（100%復原乳），這與喬煦瑋等[27]的研究結果一致。糠氨酸含量的不同可能是由于復原乳的原料（乳粉）經歷過高溫處理[28]，而高溫條件有利于美拉德反應的發生，進而在弱酸性條件下產生乳糖基賴氨酸，水解成糠氨酸，影響酸奶的品質。

3 結論

本試驗研究了不同比例（0%、20%、40%、60%、80%和100%）復原乳對酸奶品質的影響。結果顯示，與以生鮮乳為原料相比，隨著原料中復原乳比例的增加，發酵所得酸奶的品質呈下降趨勢。含有80%和100%復原乳的酸奶的酸度顯著高于生鮮乳發酵所得酸奶（P<0.05），且在儲藏6 d后酸度超過100°T。含有復原乳的酸奶比以生鮮乳為原料發酵所得的酸奶具有較高的硬度，較低的黏著性，且體系中的顆粒具有更大的粒徑。當原料中復原乳中比例較高（≥60%）時，發酵所得的酸奶乳清析出嚴重。酸奶中的糠氨酸含量與原料中復原乳的比例且正相關。因此，發酵酸奶的原料中可以少量添加復原乳，但大量添加復原乳會導致酸奶品質降低，糠氨酸含量升高。