全大豆豆酸乳制作工藝優(yōu)化及營(yíng)養(yǎng)成分分析

于春濤 張中興 朱鳳林 張娟 李勝利

摘 要：目的：優(yōu)化全大豆豆酸乳制作工藝，并測(cè)定成品營(yíng)養(yǎng)成分。方法：以全大豆為基本原料，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，通過響應(yīng)面法優(yōu)化制作工藝，參照《食品營(yíng)養(yǎng)成分標(biāo)示準(zhǔn)則》測(cè)定成品的營(yíng)養(yǎng)成分。結(jié)果：確定優(yōu)化工藝為干豆∶水=1∶7.78、乳糖添加量3.26%、發(fā)酵溫度37.24 ℃、發(fā)酵時(shí)間12.07 h，該工藝感官評(píng)分88.89，與模型預(yù)測(cè)值88.85接近，干豆水比影響較為顯著（P<0.05）;營(yíng)養(yǎng)成分：能量272 kJ/100 g、蛋白質(zhì)3.8 g/100 g、脂肪1.7 g/100 g、碳水化合物8.5 g/100 g、鈉8 mg/100 g 。結(jié)論：全大豆豆酸乳屬高蛋白、低脂肪、低鹽乳制品。

關(guān)鍵詞：全大豆豆酸乳;高壓均質(zhì);發(fā)酵工藝;營(yíng)養(yǎng)成分;感官評(píng)價(jià)

大豆蛋白含量豐富，且氨基酸種類齊全，還含有低聚糖、異黃酮、磷脂、皂苷等功能性物質(zhì)[1-4]。以全大豆為原料，煮沸后使用膠體磨磨成粗豆?jié){，既能去除豆腥味，又能保證營(yíng)養(yǎng)成分不丟失，感官品質(zhì)好，增加營(yíng)養(yǎng)，節(jié)約資源[5]。但粗豆?jié){儲(chǔ)存時(shí)間過短，且不能滿足各類人群的需求，全大豆豆酸乳是利用粗豆?jié){經(jīng)均質(zhì)機(jī)高壓研磨為細(xì)豆?jié){，高溫滅菌，加入少量乳糖，經(jīng)益生菌發(fā)酵而得到的乳制品，“香甜可口，回味綿長(zhǎng)”能滿足不同人群需求，且保質(zhì)期較長(zhǎng)。細(xì)豆?jié){顆粒均在10 μm以下，顆粒直徑大大減小，不產(chǎn)生豆渣，也不會(huì)發(fā)生固液分層，口感柔和。全大豆豆酸乳營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)一步提高：大豆蛋白分解為小分子肽和游離氨基酸更有利于吸收[6]，豆酸乳中的異黃酮對(duì)預(yù)防腫瘤、心血管等疾病以及緩解更年期癥狀等有積極的作用[7]，發(fā)酵后可生成更多的維生素和礦物質(zhì)、大量益生菌對(duì)調(diào)節(jié)腸道菌群及增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能有非常積極的作用[8-9]，此外豆酸乳有較強(qiáng)的抗氧化能力[10]。本研究對(duì)全大豆豆酸乳的操作過程和發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，并闡述了其發(fā)酵優(yōu)勢(shì)菌屬。通過對(duì)其有害物質(zhì)檢測(cè)，全大豆豆酸乳符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);通過對(duì)其主要營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)，全大豆豆酸乳屬高蛋白、低脂肪、低鹽乳制品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆，黑龍江產(chǎn)市售大豆;乳糖，美國(guó)Leprino Foods生產(chǎn);飲用純凈水;乳酸菌混合凍干菌粉，北京川秀科技有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

JMS～80A膠體磨，廊坊市惠友機(jī)械有限公司;BT224S型電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;JJ-0.1/60均質(zhì)機(jī)，廊坊市冠通機(jī)械有限公司;LS-B50 L高壓蒸汽滅菌鍋，上海華線醫(yī)用核子儀器有限公司;BSG-1100IIB2-X生物安全柜，濟(jì)南鑫貝西生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 全大豆豆酸乳主要制作工藝

1.3.2 粗豆?jié){的制備 大豆定量，去雜洗凈，室溫下加水浸泡（豆水比為1∶1）12 h。將泡好的大豆加水（泡豆與水的比例為1∶4）置于不銹鋼鍋中煮豆，沸騰后再煮25～30 min，因煮豆損失的水分要補(bǔ)齊（確保干豆與水的比例為1∶8），將煮好的大豆與煮豆水緩緩加入膠體磨中研磨2～3 min，制成全豆粗豆?jié){（大豆皮具有豐富的膳食纖維，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，采用全大豆制作，省去脫渣環(huán)節(jié)，以膠體磨反復(fù)研磨代替）。

1.3.3 細(xì)豆?jié){的制備 粗豆?jié){加入均質(zhì)機(jī)，60 ℃，25 MPa下，均質(zhì)2次，使豆?jié){細(xì)化，制成全豆細(xì)豆?jié){，115 ℃高壓滅菌20 min備用。

1.3.4 菌種活化 將乳酸菌混合凍干菌粉1 g，接種至100 mL全豆細(xì)豆?jié){中，攪拌均勻，38 ℃培養(yǎng)30 min。

1.3.5 單因素試驗(yàn) 以干豆與水的比例、乳糖添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn)，每個(gè)水平重復(fù)3次，取平均值。在其他因素不變的情況下，評(píng)分小組分別對(duì)每個(gè)因素4個(gè)不同水平的全大豆豆酸乳進(jìn)行感官評(píng)定。

（1）干豆與水的比例對(duì)感官評(píng)定的影響：以乳糖添加量為5%、發(fā)酵溫度為37 ℃、發(fā)酵時(shí)間為10 h，測(cè)定不同干豆與水的比例（1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12）對(duì)感官評(píng)定的影響。（2）乳糖添加量對(duì)感官評(píng)定的影響：以干豆與水的比例為1∶10、發(fā)酵溫度為37 ℃、發(fā)酵時(shí)間為10 h，測(cè)定不同乳糖添加量（1%、3%、5%、7%、9%）對(duì)感官評(píng)定的影響。（3）發(fā)酵溫度對(duì)感官評(píng)定的影響：以干豆與水的比例為1∶10、發(fā)酵時(shí)間為10 h、乳糖添加量為5%，測(cè)定不同發(fā)酵溫度（33、35、37、39、41 ℃）對(duì)感官評(píng)定的影響。（4）發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官評(píng)定的影響：以干豆與水的比例為1∶10、發(fā)酵溫度為37 ℃、乳糖添加量為5%，測(cè)定不同發(fā)酵時(shí)間（8、10、12、14、16 h）對(duì)感官評(píng)定的影響。

1.3.6 響應(yīng)面法優(yōu)化制作工藝 綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，以干豆與水的比例、乳糖添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間為自變量，以感官評(píng)定為響應(yīng)值，根據(jù)Box-Benhnken設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)4因素3水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn)（表1）[11-12]。

1.3.7 感官評(píng)分方法 邀請(qǐng)10位具有一定專業(yè)素養(yǎng)的人員組成感官評(píng)分小組，分別從全大豆豆酸乳氣味（25分）、色澤（25分）、組織形態(tài)（25分）、口感（25分）四個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行打分，每個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目分3個(gè)等級(jí)（表2），取平均值作為最終感官評(píng)定結(jié)果。

1.3.8 全大豆豆酸乳營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè) 參照《食品營(yíng)養(yǎng)成分標(biāo)示準(zhǔn)則》，分別檢測(cè)全大豆豆酸乳中能量（GB/Z 21922—2008）、碳水化合物（GB/Z 21922—2008）、蛋白質(zhì)（GB 5009.5—2016 第一法）、脂肪（GB 5009.6—2016 第二法）、鈉（GB 5009.268—2016）含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行3次重復(fù)，取其平均值進(jìn)行相關(guān)分析。單因素試驗(yàn)各組間采用方差分析，全大豆豆酸乳制作工藝采用響應(yīng)面法優(yōu)化。

2 結(jié)果與分析

2.1 全大豆豆酸乳制作工藝單因素試驗(yàn)分析

2.1.1 干豆與水的比例對(duì)感官評(píng)定的影響 由圖1可以看出，干豆與水的比例在1∶8時(shí)，平均感官得分最高（89.7）。如表3所示，P<0.05說明5個(gè)組之間是有差異的，即不同的干豆與水的比例對(duì)感官評(píng)價(jià)有影響。比例過高或過低分值均有所下降。比例越高，豆酸乳濃度越大，口感不佳，并且在均質(zhì)時(shí)容易堵塞;比例越低，口感稀稠，營(yíng)養(yǎng)較差。

1∶121084.10±1.60

2.1.2 乳糖添加量對(duì)感官評(píng)定的影響 由圖2可以看出，乳糖添加量在3%時(shí)，平均感官得分最高（88）。如表4所示，P<0.05說明5個(gè)組之間是有差異的，即不同的乳糖添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)有影響。乳糖提供了乳酸菌發(fā)酵的主要碳源物質(zhì)，可產(chǎn)生口感良好的發(fā)酵風(fēng)味—酸澀味。乳糖添加過少，產(chǎn)酸量減少，影響風(fēng)味;乳糖添加量過多，可引起乳糖不耐者腹部不適。

2.1.3 發(fā)酵溫度對(duì)感官評(píng)定的影響 由圖3可知，發(fā)酵溫度在37 ℃時(shí)，平均感官得分最高（89.7）。如表5所示，P<0.05說明5個(gè)組之間是有差異的，即不同的發(fā)酵溫度對(duì)感官評(píng)價(jià)有影響。33 ℃時(shí)，乳酸菌不活躍，發(fā)酵產(chǎn)酸不足，影響風(fēng)味;41 ℃時(shí)，產(chǎn)酸過多，酸味偏重。

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官評(píng)定的影響 由圖4得知，發(fā)酵12 h感官評(píng)分最高（87.3）。如表6所示，P<0.05說明5個(gè)組之間是有差異的，即不同的發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官評(píng)價(jià)有影響。8 h時(shí)發(fā)酵時(shí)間過短，乳酸菌數(shù)量較少，產(chǎn)酸量低，影響口感;隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，酸度不斷升高，16 h時(shí)酸乳逐漸析出乳清，酸澀味加重，口感較差。

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化制作工藝

如表7所示，將29個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)運(yùn)用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，以最后的感官分值為響應(yīng)值，經(jīng)多元回歸擬合，各個(gè)試驗(yàn)因子對(duì)感官得分的影響按編碼因素計(jì)算回歸關(guān)系式：Y=88.86-0.21A+0.16B+012C+0.01D-0.25AC+0.18CD-1.09A2-0.63B2-0.65C2-0.36D2。各因素的方差分析（表7）模型P<0.05，達(dá)到顯著水平，失擬項(xiàng)P>0.05不顯著，說明模型與實(shí)際試驗(yàn)擬合較好。其中，A（干豆水比）、AC（干豆水比與發(fā)酵時(shí)間的交互作用）項(xiàng)為顯著的模型項(xiàng)（P<0.05）。其余各項(xiàng)對(duì)全豆豆酸乳的影響相對(duì)較小。

2.3 優(yōu)化工藝的驗(yàn)證

根據(jù)表8，綜合評(píng)價(jià)各因素對(duì)全大豆豆酸乳品質(zhì)的影響，確定最佳工藝條件。當(dāng)干豆水比1∶7.78、乳糖添加量3.26%、發(fā)酵溫度37.24 ℃、發(fā)酵時(shí)間12.07 h時(shí)，感官評(píng)分最高（88.893），即為最佳工藝條件。按此工藝重復(fù)試驗(yàn)5次，感官評(píng)分平均值為88.91，與預(yù)測(cè)值88.85接近，說明工藝優(yōu)化成功。

由圖5可以看出，響應(yīng)曲面是開口想下的凸型曲面，說明感官分值存在最大值。由表7、8可知，干豆水比（A）和發(fā)酵溫度（C）的交互項(xiàng)AC的“Pr>F”值=0.038 9<0.05，屬于顯著水平，說明AC交互作用屬于影響顯著的因素。

2.4 成品營(yíng)養(yǎng)成分

全豆豆酸乳呈淺黃色，組織細(xì)膩，質(zhì)地均勻，口感香甜可口，回味綿長(zhǎng)。制作初期，將大豆浸泡、煮沸然后再磨漿，這樣可有效去除豆腥味。如表9所示，全豆豆酸乳屬高蛋白、低糖、低脂肪、低鹽的乳制品。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)采用全大豆制作工藝，大豆皮具有豐富的膳食纖維，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，因此沒有進(jìn)行脫渣處理。全豆豆酸乳最佳發(fā)酵工藝是干豆水比1∶7.78、乳糖添加量3.26%、發(fā)酵溫度37.24 ℃、發(fā)酵時(shí)間12.07 h。應(yīng)用膠體磨和均質(zhì)機(jī)加工后發(fā)酵而成的全豆豆酸乳，由于在制作初期，先進(jìn)行泡豆、煮豆環(huán)節(jié)，可有效去除豆腥味，使豆酸乳感官品質(zhì)好，口感柔和，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。

干豆水比及與發(fā)酵溫度的交互項(xiàng)是全豆豆酸乳感官評(píng)分的主要影響因素。干豆水比值越高，發(fā)酵后的全豆豆酸乳越濃稠，營(yíng)養(yǎng)也會(huì)越高，但是高濃度的粗豆?jié){在均質(zhì)機(jī)細(xì)化時(shí)容易堵塞，且不利于益生菌發(fā)酵?？刂瓢l(fā)酵溫度也是在整個(gè)工藝過程中至關(guān)重要，溫度過低，益生菌酶活性達(dá)不到峰值，影響發(fā)酵效率，溫度過高會(huì)使蛋白變性而影響益生菌發(fā)酵。因此，干豆水比值大小和發(fā)酵溫度的高低會(huì)直接影響全豆豆酸乳的感官評(píng)分。發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)積累的代謝產(chǎn)物越多，全豆豆酸乳的pH越低，發(fā)酵風(fēng)味越濃厚，但根據(jù)細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律得知，到發(fā)酵后期，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，代謝產(chǎn)物積累，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。因此發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響要排在干豆水比及發(fā)酵溫度之后。通過對(duì)成品全豆豆酸乳營(yíng)養(yǎng)成分分析，其蛋白含量高達(dá)3.8 g/100 g，屬低糖、低脂肪、低鹽乳制品。

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Processing Technology Optimization and Nutritional Component Analysis on Whole Soybean Yoghurt

YU Chun-tao，ZHANG Zhong-xing，ZHU Feng-lin，ZHANG Juan，LI Sheng-li

（Cangzhou Medical College，Cangzhou 061001，China）

Abstract：Objective To optimize the whole soybean yoghurt production process and determine the nutritional composition of the finished product.Method The whole soybean was used as the basic raw material，on the basis of single factor test the sensory score was used as the response value，the production process was optimized by the response surface method，and the nutritional composition of the finished product was determined according to the Guidelines for the Labeling of Food Nutritional Components.Result The optimized process were the ratio of dry bean and water was 1∶7.78，lactose added 3.26%，fermentation temperature 37.24 ℃，fermentation time 12.07 h，the sensory score was 88.89，which was close to the predicted value of 88.85，the ratio of dyr bean and water had significant influence on sensory score（P<0.05）.Nutrients：energy 272 kJ/100 g，protein 3.8 g/100 g，fat 1.7 g/100 g，carbohydrate 8.5 g/100 g，sodium 8 mg/100 g.Conclusion Whole soybean yoghurt belongs to high protein，low fat and low salt dairy products.

Keywords：whole soybean yogurt;high-pressure homogenization;fermentation process;nutritional component;sensory evaluation

基金項(xiàng)目：全豆類食品的綜合開發(fā)與利用（項(xiàng)目編號(hào)：181303002D）。

作者簡(jiǎn)介：于春濤（1979— ），男，碩士，副教授，研究方向：微生物發(fā)酵及代謝產(chǎn)物。

通信作者：張中興（1966— ），男，教授，研究方向：營(yíng)養(yǎng)與健康。