凝固型嫩豌豆酸奶的發(fā)酵工藝研究

侯小歌，王俊英，舒學(xué)香，胡炳義,*，賈留敏

（1.周口師范學(xué)院生命科學(xué)系，河南周口466001；2.河南蓮花味精股份有限公司，河南項(xiàng)城466200）

凝固型嫩豌豆酸奶的發(fā)酵工藝研究

侯小歌1，王俊英1，舒學(xué)香1，胡炳義1,*，賈留敏2

（1.周口師范學(xué)院生命科學(xué)系，河南周口466001；2.河南蓮花味精股份有限公司，河南項(xiàng)城466200）

以嫩豌豆、鮮牛奶為主要原料，保加利亞乳桿菌和乳酸嗜熱鏈球菌為發(fā)酵菌種研制凝固型嫩豌豆酸奶。采用單因素和正交試驗(yàn)研究發(fā)酵工藝條件。結(jié)果表明：嫩豌豆與水比為1∶1（質(zhì)量比）時打漿，豆?jié){在加入0.5%α-淀粉酶75℃條件下酶解60 min，酶解液與鮮牛奶按1∶2比例（體積比）混合，添加0.3%羧甲基纖維素（CMC）、6%的白砂糖，接入3%的1∶1混合乳酸菌，40℃發(fā)酵3.5 h，可獲得優(yōu)良的嫩豌豆酸奶成品品質(zhì)，具有乳酸菌發(fā)酵香味和嫩豌豆的清香味，顏色呈淡綠色，口感細(xì)膩，酸度在78°T~102°T之間。

嫩豌豆；凝固型酸奶；發(fā)酵工藝

Abstract：Green peas yogurt was processed using green peas and fresh milk as the main raw materials and Lactobacillus bulgaricus,Streptococcus thermophilus as main lactic acid bacteria.The optimum fermentation conditions of green pea yogurt were determined through single factor and orthogonal experiments.The results showed that:the better ratio of green peas and water was 1∶1 when it was squeezed,the optimal condition of pea treated with enzyme hydrolysis was obtained by adding 0.5%α-amylase after 60 min hydrolysis at 75℃;then the hydrolyzed soybean milk mixed with fresh milk at ratio of 1∶2,the green pea yogurt with unique fermented flavor,fresh pea taste,uniform light green color and tasting delicate was made by adding 6%sugar,0.3%CMC and 3%lactic acid bacteria mixed with Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus at ratio of 1∶1,fermenting 3.5 h at 40℃.The yogurt acidity of lactic acid is 78°T-102°T.

Key words:green peas;yogurt;fermentation technology

酸奶制品是以牛奶或含有牛奶同等無脂乳固體的其他乳，經(jīng)乳酸菌或乳酵母發(fā)酵而獲得的產(chǎn)品[1]，酸奶制品的營養(yǎng)價值及保健作用已被大家所熟知。隨著人民的生活水平不斷提高，全國的酸奶市場也在迅速擴(kuò)大，消費(fèi)量呈逐年遞增之勢。為迎合廣大消費(fèi)者的需求，花色品種酸奶也不斷涌現(xiàn)市場?；ㄉ崮淌侵改淘显诎l(fā)酵時加入新鮮水果、蔬菜、糧食等調(diào)制出符合消費(fèi)者口味的酸奶制品，花色酸奶不僅有酸奶的營養(yǎng)價值，也有其添加物的獨(dú)特味道。根據(jù)發(fā)酵工藝不同，酸奶可分為凝固型酸奶和攪拌型酸奶[2]。目前，我國市場上供應(yīng)的酸奶多以牛奶為主加工而成，且不同花色酸奶又以攪拌型為主，在糧食花色酸奶制品中,常見添加物為豆類和薯類。

豌豆俗稱青豆，是一種豆類蔬菜,它主要產(chǎn)于南方。營養(yǎng)極為豐富，除含較高水份之外，還含有人體必需的礦物質(zhì)營養(yǎng)元素，如鈉、鈣、鎂、磷等和微量元素如錳、鋅、銅、鐵、硒等，嫩豌豆除了含有成熟豌豆的以上營養(yǎng)元素外，VC含量高于成熟豌豆[3]。然而豌豆成熟后，硬度較大，不易被人們咀嚼，通常并不作為糧食使用，目前豌豆主要用途是加工飼料，在食品加工中主要做食品配料[3]。如果以嫩豌豆與牛奶為原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后制作酸凝乳，其制品不僅具有植物蛋白和動物蛋白，而且還具有乳酸菌發(fā)酵特有的風(fēng)味與豌豆的清香味道，有利于人體的消化吸收，提高機(jī)體的免疫能力，是老少皆宜的保健性食品。豌豆在河南周口種植面積廣，產(chǎn)量高，價格便宜。嫩豌豆酸奶的研究不僅可充分利用周口的資源優(yōu)勢，還可以豐富花色酸奶的種類，提高營養(yǎng)價值，為花色酸奶的工業(yè)化研究和生產(chǎn)提供參考，為農(nóng)產(chǎn)品深加工提供有力的技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮青豌豆由河南周口地區(qū)產(chǎn)，八成熟；鮮牛奶周口市售；淀粉酶酶活力為2000 U/g，卡拉膠和CMC,由河南蓮花味精股份有限公司提供；保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵菌種：由周口師范學(xué)院生命科學(xué)系微生物實(shí)驗(yàn)室保存；硫酸銅、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉等其他試劑均為化學(xué)分析級純,周口市化學(xué)試劑公司購買。

1.2 主要設(shè)備

LDZX-40KBS立式電熱壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠生產(chǎn)；CGJB型均質(zhì)機(jī)：鄭州玉祥機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)；SW-CT-2FD型無菌操作臺：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)；HZQ-F250A型高低溫恒溫培養(yǎng)箱：上海悅豐儀器廠生產(chǎn)；JD200-3型電子天平：沈陽龍騰電子有限公司生產(chǎn)；DS-1型高速組織搗碎機(jī)：上海標(biāo)本模型廠生產(chǎn)；2W型阿貝折光儀：上海光學(xué)儀器五廠生產(chǎn)。

1.3 工藝流程

1.4 主要試驗(yàn)方法

1.4.1 嫩豆?jié){的制備

購買市售八成熟、籽粒飽滿、體積加大的硬莢青豌豆，去莢，挑選無蟲蛀、無霉變、無腐爛的籽粒，清洗塵土雜質(zhì)。添水打漿，用兩層和四層紗布分別過濾兩遍。打漿時加水的比例直接影響豆?jié){固形物的含量，從而影響到酸奶的凝固效果[4]。故嫩豌豆與水比例分別為 1∶1、1∶2、1∶3、1∶4（質(zhì)量比），測嫩豆?jié){濾液固形物的含量，每樣重復(fù)3次。

1.4.2 酶解試驗(yàn)[5]

乳酸菌不能直接作用于淀粉，且乳酸菌種類不同利用糖的種類也不同，故在豆?jié){中加入不同比例的耐高溫的α-淀粉酶進(jìn)行液化，用菲林試劑滴定法測定酶解液的還原糖含量。采用三因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計酶解條件，每處理重復(fù)3次。

1.4.3 菌種馴化[4]

量取20 mL的鮮乳，置于潔凈的試管中，用棉塞封口，90℃濕熱滅菌20 min，冷卻至40℃左右備用。無菌操作用接種環(huán)分別按為 1∶1、1∶2 和 1∶3 的比例接入保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，37℃恒溫培養(yǎng)，待凝固后，再按3%的接種量轉(zhuǎn)接至已滅菌的鮮乳中，反復(fù)3次~4次，直至5 h凝固。再將活化好的菌種依次轉(zhuǎn)接到體積比為 1∶9、1∶4、1∶2、1∶1 的嫩豌豆?jié){酶解液和鮮乳混合液中，42℃培養(yǎng)。凝固后在2℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.4 穩(wěn)定試驗(yàn)

在豌豆酸奶中若不加穩(wěn)定劑和乳化劑，豆?jié){酶解液與牛奶就不會很好的結(jié)合，同時會影響產(chǎn)品的感官質(zhì)量，故采用豆?jié){酶解液與牛乳比例為1∶2（體積比），加糖量為6%，接種量為3%，42℃發(fā)酵3 h~4 h，后熟12 h~24 h條件下，添加不同的穩(wěn)定劑和乳化劑進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，對制品品質(zhì)進(jìn)行感官評定，每處理重復(fù)3次。

1.4.5 發(fā)酵試驗(yàn)

1.4.5.1 菌種比例和溫度選擇

以嫩豌豆酸奶的總酸度和感官評定為考察指標(biāo)，選取菌種不同比列和發(fā)酵溫度兩個因素進(jìn)行正交試驗(yàn)。確定最佳的菌種比例和發(fā)酵溫度，每處理重復(fù)3次。

1.4.5.2 發(fā)酵條件的選擇

在以上試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以制品的總酸度和感官評定為考察指標(biāo)，選取豆?jié){酶解液與鮮奶比例、接種量、發(fā)酵時間、加糖量為影響因素，采用四因素三水平正交試驗(yàn)，各樣品處理后經(jīng)0℃~4℃冷藏12 h，測定其酸度，并進(jìn)行感官評定，每處理重復(fù)3次。

1.5 主要指標(biāo)測定方法

總酸的測定：采用0.10 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法，以吉爾涅爾度（°T）表示。固形物測定：阿貝折光儀測定。還原糖含量測定：菲林試劑滴定法。

1.6 感官評定

參照酸奶綜合感官評定的評分標(biāo)準(zhǔn)[6]，對嫩豌豆酸奶的外觀色澤、組織狀態(tài)、滋氣味等指標(biāo)進(jìn)行綜合評定。參評人員10人，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 綜合感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Scoring Standards of overall sensate quality

2 結(jié)果與分析

2.1 嫩豌豆?jié){的制備條件選擇

由于豌豆?jié){固形物含量的高低直接影響酸奶凝乳效果的好壞，故打漿時對加水量進(jìn)行了單因素試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 不同加水打漿制取嫩豌豆?jié){固形物的含量Table 2 Solid content of soybean milk squeezed with different ratio of pea and water

由表2可知，加水比為1∶1時打漿，所制備的嫩豌豆?jié){汁中可溶性固形物含量最高，雖然不能達(dá)到凝固型酸奶所要求的固形物含量標(biāo)準(zhǔn)，但本條件下獲得豆?jié){固形物的含量要高于成熟豌豆?jié){[7]，有利于嫩豌豆酸奶發(fā)酵。

2.2 最佳酶解條件的確定

雖然嫩豌豆的淀粉含量比成熟豌豆低，但也具有一定的淀粉和糖分。若將嫩豌豆?jié){與牛奶直接混合發(fā)酵，獲得的酸奶黏稠，組織粗糙，甚至?xí)l(fā)生沉淀現(xiàn)象[7]。為充分利用嫩豌豆?jié){中的淀粉，提高豌豆的品質(zhì)及營養(yǎng)，需用淀粉酶對豌豆?jié){進(jìn)行酶解。故以α-淀粉酶的添加量、作用時間及溫度為影響因素，以還原糖含量為指標(biāo)。采用三因素三水平正交試驗(yàn)確定最佳酶佳條件，結(jié)果見表3。

表3 酶解正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The result of orthogonal experiment by enzyme hydrolyzing

由表3可知，對豆?jié){還原糖含量的影響從小到大的因素依次是處理時間、處理溫度、加酶量。當(dāng)加酶量為0.5%、處理時間為60 min、處理溫度為75℃時，還原糖的含量最高。在此條件下獲得較好的酶解液。

2.3 最佳穩(wěn)定條件的選擇

凝乳組織狀態(tài)是凝固型豌豆酸奶感官評定的一個重要指標(biāo)，而穩(wěn)定性是影響組織狀態(tài)的一個重要因素，穩(wěn)定性不好會導(dǎo)致豌豆?jié){與牛奶結(jié)合不實(shí)從而產(chǎn)生沉淀、分層等現(xiàn)象，同時口感粗糙，故需添加穩(wěn)定劑。采用豌豆?jié){酶解液與牛奶的比為1∶2（體積比）、加糖量為6%、接種量為3%、添加不同穩(wěn)定劑進(jìn)行單因素發(fā)酵試驗(yàn)，發(fā)酵結(jié)束測定酸度，后熟12 h進(jìn)行感官評定，結(jié)果見表4。

表4 穩(wěn)定條件的選擇Table 4 Choice of the stable condition

表4顯示，添加0.3%CMC的嫩豌豆酸奶凝塊均勻，總體感官評價得分較高，發(fā)酵3.5 h后酸度適中，說明0.3%CMC具有較好的乳化性，添加0.2%的卡拉膠導(dǎo)致制品凝固較快，質(zhì)地黏稠，口感不爽，故0.3%CMC是嫩豌豆酸奶最好的穩(wěn)定條件。

2.4 發(fā)酵條件的確定

2.4.1 菌種比例和發(fā)酵溫度的選擇

酸奶發(fā)酵的傳統(tǒng)菌種是保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌，二者具有共生關(guān)系，共生效果與原料及菌種混合比例有關(guān)[8]。在豌豆?jié){酶解液與牛奶比為1∶2（體積比）、加糖量為6%、接種量為3%、CMC添加量為0.3%，發(fā)酵4 h，后熟12 h的條件下，以酸度為考察指標(biāo)，感官評定為參考指標(biāo)，以菌種的比例和溫度作為影響因素，進(jìn)行正交試驗(yàn)，結(jié)果見表5。

表5 菌種比例和溫度的確定Table 5 Determination of the temperature and the bacteria ratio

由表5可知，發(fā)酵溫度是影響豌豆酸奶發(fā)酵的主要因素，且保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的比例為1∶1時具有良好的共生關(guān)系，同時，在40℃條件下發(fā)酵所制得的豌豆酸奶的感官評分較高，酸奶的質(zhì)量較好，酸度適中。故嫩豌豆酸奶的發(fā)酵菌種最佳混合比例為1∶1，最適發(fā)酵溫度為40℃。

2.4.2 最適發(fā)酵工藝確定

選取以上最優(yōu)試驗(yàn)組合，以嫩豌豆與鮮牛奶比例、接種量、發(fā)酵時間和加糖量作為影響發(fā)酵工藝的四個因素，設(shè)計四因素三水平正交試驗(yàn)。各樣品處理后經(jīng)4℃冷藏12 h，并測定產(chǎn)品的酸度。以制品感官評定和酸度為考察指標(biāo)，發(fā)酵試驗(yàn)結(jié)果見表6。由表6可知：影響發(fā)酵工藝的因素由大到小順序依次為發(fā)酵時間＞接種量＞豌豆乳與牛奶的比例＞加糖量，綜合指標(biāo)考察，嫩豌豆酸奶發(fā)酵最優(yōu)條件組合為豌豆?jié){酶解液與牛奶的比例為1∶2（體積比），乳酸菌接種量3%，添加6%或8%的白砂糖，發(fā)酵時間為3.5 h或4 h，所得成品酸奶具有純?nèi)樗岚l(fā)酵特有的滋味與豌豆的清香味，組織狀態(tài)均勻，口感細(xì)膩。但考慮到原料成本和時間節(jié)約問題，故白砂糖的添加和發(fā)酵時間的最佳條件應(yīng)分別確定為6%和3.5 h。

表6 發(fā)酵工藝條件的選擇Table 6 Choice of the fermentation condition

3 結(jié)論

1）制備嫩豌豆?jié){汁的最適條件為：嫩豌豆與水的比例為1∶1（質(zhì)量比）進(jìn)行打漿，過濾所得豌豆乳液具有較高的可溶性固形物含量。

2）在嫩豌豆?jié){中添加0.5%α-淀粉酶，75℃酶解60 min，還原糖含量最高為0.92 g/100 mL，可獲得最好的豆?jié){酶解液。

3）當(dāng)豌豆?jié){酶解液與牛奶的比為1∶2（體積比）、加糖量為6%、接種量為3%時，添加0.3%CMC可獲得品質(zhì)良好的酸凝乳，總酸度可達(dá)到78°T。

4）嫩豌豆酸奶的最佳發(fā)酵工藝條件為：保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌比例為1∶1，發(fā)酵溫度為40℃，豌豆?jié){酶解液與牛奶的比例為1∶2（體積比），乳酸菌接種量3%，添加6%的白砂糖，發(fā)酵時間3.5 h，發(fā)酵得到的豌豆酸奶酸度在78°T~102°T，具有純?nèi)樗岚l(fā)酵特有的滋味和嫩豌豆特有的清香，色澤呈乳淡青色，酸奶組織狀態(tài)良好、質(zhì)地均勻細(xì)膩、酸甜適中、口感清爽。

5）本研究僅在實(shí)驗(yàn)室階段完成，其工業(yè)化生產(chǎn)工藝及技術(shù)有待進(jìn)一步研究和探索。

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Study on the Fermentation Technology of Green Pea Yogurt

HOU Xiao-ge1，WANG Jun-ying1，SHU Xue-xiang1，HU Bing-yi1,*，JIA Liu-min2
（1.Department of Life Science，Zhoukou Normal University，Zhoukou 466001，Henan，China；2.Henan Lianhua Monosodium Glutamate Co.，Ltd，Xiangchen 466200，Henan，China）

2009-11-30

周口師范學(xué)院青年科研基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目（zknuqn 200834）;周口師范學(xué)院大學(xué)生科研創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目

侯小歌（1977—），女（漢），講師，碩士，主要從事發(fā)酵工程方向的研究與教學(xué)工作。

*通訊作者：胡炳義（1962—），男，教授，研究方向：生物技術(shù)。