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木糖醇雪梨果粒酸奶的研制



全 文 :作者简介:李俊芳(1981-),女,内蒙古科技大学讲师,硕士。
E-mail:lijunfang_2005@126.com
收稿日期:2013-09-25
第29卷第6期
2 0 1 3年1 1月
OOD&MACHINERY
食 品 与 机 械
Vol.29,No.6
Nov.2 0 1 3
10.3969/j.issn.1003-5788.2013.06.054
木糖醇雪梨果粒酸奶的研制
Study on processing technology of xylitol and pear fruit yogurt
李俊芳1,2
LI Jun-fang 1,2
 
康灵芝1
KANG Ling-zhi 1
(1.内蒙古科技大学数理与生物工程学院,内蒙古 包头 014010;
2.内蒙古科技大学生物工程与技术研究所,内蒙古 包头 014010)
(1.School of Mathematics,Physics and Biological Engineering,Inner Mongolia University of Science and
Technology,Baotou,Inner Mongolia 014010,China;2.The Institute of Bioengineering and Technology
Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou,Inner Mongolia 014010,China)
摘要:以雪梨果粒添加量、木糖醇添加量、发酵剂接种量、发
酵时间为主要影响因素,以感官评定、酸度、黏度等为测定指
标,通过单因素试验和正交试验确定搅拌型木糖醇雪梨果粒
酸奶的最佳制作工艺为雪梨果粒添加量15g/100mL、木糖
醇添加量9g/100mL、接种量5%、发酵时间8h。
关键词:酸奶;木糖醇;雪梨
Abstract:The main influence factors were addition of fruit of pear,
addition of xylitol,addition of lactic acid bacteria and fermentation
time,and the sensory evaluation,acidity and viscosity were detecting
factors.By single factor experiment and orthogonal test,The opti-
mum conditions of production obtained through orthogonal test were
as folowed:addition the fruit of pear 15g/100mL,addition xylitol
9g/100mL,amount of inoculum 5%,fermentation time 8h.
Keywords:yogurt;xylitol;pear
酸奶是一种经乳酸菌发酵制成的乳制品,具有丰富的营
养,能缓解乳糖不耐症,降低胆固醇,同时还有整肠、抑菌、改
善便秘和美容固齿作用[1]。酸奶中一般均添加了4%~9%
的蔗糖作为甜味剂来改善口味;因此糖尿病人不宜长期食用
这种酸奶[2]。本研究以木糖醇替代蔗糖,有效地解决了这个
问题。木糖醇有防龋齿、减肥、调节胃肠免疫和促进有益菌
增殖,调节血糖等功效[3],是最适合于糖尿病人食用的有营
养性的蔗糖替代品[4];而雪梨可以促进胃液分泌,帮助消化,
促进食欲;有清热泻火、生津止渴、养阴润肺、化痰止咳的功
效[5]。
本研究拟以雪梨、木糖醇和牛奶为主要原料,利用乳酸
菌发酵得到一种营养平衡型酸奶。木糖醇的使用对改善酸
奶的营养和保健功能有着重要意义,同时雪梨的添加又可以
形成一种新口味的产品,丰富酸奶的种类,最终生产出具有
独特风味、营养保健的新产品。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 材料
牛乳:包头奶牛饲养基地;
木糖醇:山东蜜福堂有限公司;
雪梨:市售的苍溪雪梨;
发酵用菌种:保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌,中国科学院
微生物研究所。
1.1.2 主要仪器设备
立式压力蒸汽灭菌锅:LS-30型,上海博讯实业有限公
司医疗设厂;
双人单面垂直洁净工作台:SW-CF-2FD型,上海博讯
实业有限公司医疗设厂;
均质机:JJ03/25型,廊坊市盛通机械有限公司;
智能恒温恒湿培养箱:PSX-250SC型,宁波莱福科技有
限公司;
电子分析天平:JA5003型,上海超平科技仪器有限
公司;
离心机:TD4Z型,江苏省金檀市荣华仪器制造有限
公司;
旋转黏度计:NDJ-1型,上海森地科学仪器设备有限
公司。
1.2 方法
1.2.1 木糖醇雪梨果粒酸奶的制作流程
鲜牛奶和木糖醇→混合→均质(65℃,20MPa)→杀菌
022
(95℃,5min)→冷却(45℃)→接种发酵剂→发酵(42℃,
5h)→混合→冷却后熟(4℃,24h)→冷藏(4℃)→成品

杀菌←分装←称量←护色←切丁←去核去皮←雪梨
1.2.2 菌种的活化及发酵剂的制备 将冷冻干燥保藏的菌
种接种到已灭菌的脱脂乳培养基中,在恒温培养箱中37℃
下培养24h。再按2%~3%的接种量分别取凝固培养物于
已灭菌的脱脂乳试管中,依次反复活化3次得到活化菌种。
按2%~3%接种量取充分活化的菌种[6],接种于装有灭菌脱
脂乳的三角瓶中,充分混匀后,置于恒温培养箱中培养24h,
即得到发酵剂。
1.2.3 雪梨的预处理工艺 雪梨去皮,去核之后,将其切成
大小为7~8mm的正方形果丁,用2%氯化钠浸泡护色、称
量、分装。然后在100℃的条件下,杀菌15min。
1.2.4 木糖醇雪梨果粒酸奶的制备 鲜牛乳经过预处理加
入木糖醇9g/100mL混合,均质,杀菌,然后将其冷却至
45℃时,将1∶1嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌发酵剂按
3%接种量接种,在42℃条件下发酵,发酵终止,在无菌状态
下添加杀菌后的雪梨果丁20g/100mL,并进行搅拌,使果粒
与酸奶混合均匀。包装后在4℃条件下冷却并冷藏24h即
得到成品。
1.2.5 单因素试验 用1.2.3工艺对雪梨进行预处理,然
后在100℃的条件下,分别杀菌0,5,10,15,20min。然后按
1.2.4的方法制作果粒酸奶,以感官品质评分作为响应值,确
定果粒杀菌时间的最佳水平。
在1.2.4工艺条件下,对木糖醇、雪梨果粒添加量及发酵
剂接种量、发酵时间进行单因素试验,研究各因素对果粒酸奶
品质的影响。木糖醇添加量选取7,8,9,10,11g/100mL;雪
梨果粒添加量选取10,15,20,25,30g/100mL;发酵剂接种
量选择3%,4%,5%,6%,7%;发酵时间选取5,6,7,8,9h。
以酸度、黏度、持水性和感官品质评定为响应值,确定各因素
的最佳水平。
1.2.6 感官检测 感官品质评分标准见表1。
表1 感官品质评分标准
Table 1 Sensory evaluation standard
色泽 口感 风味 组织状态
体系均一、颜色呈乳白色、有光
泽、果粒呈雪梨本色(20分)
口感饱满、柔和润滑、果粒多少
合适(20分)
具有酸奶风味和明显的雪梨风
味、酸甜适口 (20分)
组织细腻均匀、黏度适中、无分
层和乳清析出现象 (40分)
体系均一、颜色乳白、果粒颜色
灰暗、光泽度稍差(15分)
口感饱满、但欠柔和、果粒多少
合适 (15分)
酸奶味和梨味不明显、酸味稍重
或酸味不足 (15分)
组织较均匀、有轻微的分层、有
少量的乳清析出 (30分)
体系 色 泽 不 均 一、光 泽 度 差
(8分)
口感略带粗糙感、果粒或多或少
(10分)
太酸或太甜 (10分)
分层较明显、有较多的乳清析出
(20分)
1.2.7 理化指标的测定
(1)持水力测定:参考Riener等的方法[7],取5mL 4℃
的样品放入离心管中称量,以3 000r/min离心30min,除去
上清液,称量沉淀物的重量,按式(1)计算持水力。
持水力=
沉淀物重量
原酸奶样品重量×100%
(1)
(2)黏度测定:在室温下用 NDJ-1旋转黏度计测定,根
据被测液黏度的大小,选取3号转子和6r/min的转速,计时
30s后读取数据。
(3)酸度、脂肪含量、非脂乳固体的测定分别按照 GB
5413.34-2010﹑GB 5413.3-2010﹑GB 5413.39-2010。
1.2.8 微生物的测定 乳酸菌总数、大肠菌群测定分别按
照GB 4789.35-2010﹑GB 4789.3-2010进行。
2 结果与分析
2.1 果粒杀菌时间对酸奶感官品质的影响
由表2可知:随着果粒杀菌时间的增加,果粒酸奶的感
官评分先增大后减小,杀菌时间短果粒坚硬、质脆,口感较
差;杀菌时间长果粒出现软烂,完整度差、咀嚼性差影响口
感,15min时感官得分最高品质最佳,故其为最佳杀菌时间。
表2 杀菌时间对果粒酸奶感官品质的影响
Table 2 Effect of sterilizing time on the sensory
quality of fruit yogurt
杀菌时间/
min
色泽/

风味口感/

组织状态/

总分/

0  6.9  27.0  31.0  64.9
5  7.2  31.1  31.6  69.9
10  7.6  37.2  31.4  76.2
15  8.9  40.1  31.1  80.1
20  7.6  34.5  30.4  72.5
2.2 影响酸奶品质的单因素试验结果
2.2.1 木糖醇添加量的影响 由表3可知,随着木糖醇添
加量的增加,持水力、黏度及感官评分均呈现先增加后减小
的趋势;在添加量为9g/100mL时酸度、黏度最大,酸奶感
官品质最好。这可能是由于木糖醇添加量增大抑制了链球
菌的生长和酸的产生[8]。酸度又导致酸奶的凝固性发生变
化,组织状态随之改变,所以黏度、持水性出现先增加后减小
的现象。综合考虑确定木糖醇的最佳添加量为9g/100mL。
122
开发应用   2013年第6期
表3 木糖醇添加量对果粒酸奶品质的影响
Table 3 Effect of xylitol content on the quality
of fruit yoghurt
木糖醇添加量/
(10-2g·mL-1)
持水力/

酸度/
oT
黏度/
(Pa·s)
感官总分/

7  37.8  82.5  11.5  70.5
8  37.6  84.2  14.2  78.2
9  39.5  85.9  13.8  82.1
10  36.9  82.1  14.1  80.4
11  34.5  82.2  13.0  76.2
2.2.2 果粒添加量的影响 由表4可知,随着果粒添加量
的增加持水力无明显变化,且对酸度的影响不大;黏度随着
果粒添加量的增加而增大,感官得分先增加后降低,当雪梨
果粒添加量为20g/100mL时品质最佳。果粒添加量小于
20g/100mL时,梨味以及果粒的质感都不明显;添加量大
于20g/100mL时,果粒太多,口感粘稠粗糙。确定雪梨果
粒的最佳添加量为20g/100mL。
表4 果粒添加量对果粒酸奶品质的影响
Table 4 Effect of amount of fruit grain on
the quality of fruit yoghurt
果粒添加量/
(10-2g·mL-1)
持水力/

酸度/
oT
黏度/
(Pa·s)
感官总分/

10  39.0  75.5  11.5  75.0
15  39.4  76.7  13.7  78.6
20  39.0  77.9  13.5  79.0
25  38.2  76.5  16.5  76.7
30  39.3  77.0  16.2  71.7
2.2.3 发酵剂接种量的影响 由表5可知,随着接种量的
增加,持水力、黏度、感官评分均呈先增加后减小趋势,酸度
随接种量的增加而增大;当接种量为5%感官得分最高;乳酸
菌接种量的大小直接关系到菌种在牛乳中的生长和繁殖情
况,对产酸速度有较大的影响。发酵剂接种量过少时,发酵
速度慢,一定的发酵时间内产酸量低,蛋白质的酸凝固不足,
酸奶的组织状态松散,黏度低,酸奶的滋味较差;相反,当接
种量过大时,初期发酵猛烈,酸生成过快,pH降低,酸奶中微
小蛋白质亚胶体分子团改变,使得它们之间的亲合连接作用
减弱,胶体分子团聚集成的蛋白质网络松散,持水力会降低,
乳清析出,黏度变差,组织状态上出现缺陷[9,10]。而且发酵
快导致风味物质积累不足,酸奶的风味差。综合考虑确定发
酵剂的最佳接种量为5%。
2.2.4 发酵时间的影响 由表6可知,酸度随发酵时间的
延长而增大,持水力和黏度均呈现先增加后减小趋势。发酵
时间长短直接影响酸奶的组织状态,发酵过程中乳酸菌在最
表5 发酵剂接种量对果粒酸奶品质的影响
Table 5 Effect of lactic acid bacteria amount
on quality of fruit yogurt
接种量/

持水力/

酸度/
oT
黏度/
(Pa·s)
感官总分/

3  39.4  75.9  12.2  73.0
4  38.6  78.1  13.3  81.4
5  39.4  79.5  14.9  88.2
6  41.2  80.1  13.0  83.0
7  40.0  81.6  13.1  78.8
表6 发酵时间对果粒酸奶品质的影响
Table 6 Effects of fermentation time on
quality of fruit yogurt
发酵时间/

持水力/

酸度/
oT
黏度/
(Pa·s)
总分/

5  40.2  66.6  10.7  74.5
6  41.2  73.5  11.0  79.8
7  43.9  76.7  13.0  84.4
8  43.4  82.3  16.1  84.6
9  42.8  87.3  12.8  79.9
适宜的温度下生长、繁殖、产酸,随着时间的延长,产生酸的
量也会越来越多。发酵时间太短,从感官上看会使得发酵不
充分,组织状态松软,风味不足;从理化指标上看:酸度不达
标,持水力较小。发酵时间过长,从感官上看:凝乳质地较
硬,产酸量过多,风味不佳;由于发酵时间过长,酸奶的酸度
增加,pH降低,微生物分泌的蛋白水解酶对酪蛋白的作用增
强,在结构上引起酸奶中微小蛋白质亚胶体分子团改变,使
得它们之间的亲合连接作用减弱,进而胶体分子团聚集成的
蛋白质网络松散,结果是酸奶的持水力会降低,稳定性会下
降[9,10]。发酵8h时感官得分最高果粒酸奶品质最好。
2.3 正交试验结果与分析
正交试验的因素及水平取值见表7。
由表8可知,A2B2C1D2 为最佳组合,即发酵时间为8h,
接种量为5%,木糖醇添加量为9g/100mL,果粒添加量
15g/100mL。各因素对产品的影响次序依次为 A>B>D
>C,即接种量>木糖醇添加量>发酵时间>果粒添加量。
2.4 验证实验
按照正交试验的最佳工艺 A2B2C1D2 制作的酸奶体系
均一、颜色呈乳白色、有光泽、果粒呈雪梨本色、口感饱满、柔
和润滑、具有酸奶兼雪梨的清香风味、酸甜适口、组织细腻均
匀、黏度适中、无分层和乳清析出现象。产品的最终感官评
分为88.9分。
222
第29卷第6期 李俊芳等:木糖醇雪梨果粒酸奶的研制  
表7 正交试验因素水平设计
Table 7 Factors and levels of orthogonal experiment


A接种
量/%
B木糖醇添加量/
(10-2g·mL-1)
C果粒添加量/
(10-2g·mL-1)
D发酵
时间/h
1  4  8  15  7
2  5  9  20  8
3  6  10  25  9
表8 木糖醇雪梨果粒酸奶主要影响因素综合研究结果
Table 8 The results of comprehensive study on main
factors on xylitol and pear fruit yogurt
试验号 A  B  C  D 感官评定得分
1  1  1  1  1  73.7
2  1  2  2  2  77.5
3  1  3  3  3  76.3
4  2  1  2  3  76.8
5  2  2  3  1  78.4
6  2  3  1  2  81.4
7  3  1  3  2  77.9
8  3  2  1  3  81.1
9  3  3  2  1  77.3
k1 75.833  76.133  78.733  76.467

k2 78.867  79.000  77.200  78.933
k3 78.767  78.333  77.533  78.067
R  3.034  2.867  1.533  2.466
2.5 贮藏性试验
将成品置于4℃条件下贮藏21d,每隔7d测定其各项
指标的变化。由表9可知,酸度随着贮藏时间的延长而上
升;持水力呈现减少趋势;黏度随着贮藏时间延长而增加;乳
酸菌活菌数随着贮藏期的延长而下降;大肠菌群数在贮藏期
内均小于30CFU/100mL。
表9 贮藏期各项指标的变化
Table 9 The index changes during storage
天数/

酸度/
°T
持水力/

黏度/
(Pa·s)
乳酸菌数/
(×109 CFU·
mL-1)
大肠菌群数/
(10-2CFU·
mL-1)
0  78.4  43.9  9.2  2.61 <30
7  84.2  41.7  11.9  2.45 <30
14  85.5  40.2  12.2  2.09 <30
21  89.7  39.3  12.7  1.78 <30
  在贮藏期内,制品颜色呈现乳白色、有光泽、果粒呈雪梨
本色、口感饱满、柔和润滑、具有酸奶风味和明显的雪梨清香
味、酸甜适口、组织细腻均匀、黏度适中、无分层和乳清析出。
同时测得脂肪量为2.59%,非脂乳固体为7.58%,符合 GB
19302-2010要求。
3 结论
木糖醇雪梨果粒酸奶的最佳制作工艺为鲜牛乳经过预
处理,添加木糖醇9g/100mL,接种5%1∶1混合的保加利
亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵;发酵温度42℃,时间8h,发酵
终止,在无菌状态下添加15g/100mL的雪梨果粒混合均
匀。制得的酸奶为乳白色、有光泽、果粒呈雪梨本色、口感饱
满、柔和润滑、具有酸奶风味和明显的雪梨清香味、酸甜适
口、组织细腻均匀、黏度适中、无分层和乳清析出。酸度为
78~90°T,含脂肪2.59%,非脂乳固体的测定值为7.58%。
在4℃条件下贮藏21d,大肠菌群小于30CFU/100mL,活
菌数大于109 CFU/mL。
参考文献
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