陳夏菁 劉紅玉 黎雁澤 王穎, 2 王長遠(yuǎn), 2 姚 笛

(1. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2. 國家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319)

鷹嘴豆是一種豆科植物，含有多種營養(yǎng)成分[1]，其脂肪含量較低，約為5%～6%，不飽和脂肪酸含量較豐富[2]。豐富的異黃酮等成分使鷹嘴豆具有一定的藥用價(jià)值[3]，如降血糖[4]、抗氧化[5]、延緩衰老[6]等。但鷹嘴豆適口性差、難消化的成分易引發(fā)脹氣等制約了其開發(fā)利用[7]。

乳酸菌發(fā)酵是一種有效解決上述問題的途徑，而且乳酸菌活菌及其代謝產(chǎn)物還能促進(jìn)人體腸道有益菌群的生長[8-9]。此外，乳酸菌在生長代謝過程中不僅能夠有效降低豆乳中的豆腥味，還能產(chǎn)生醇香、清爽的酸奶香味，因此，相較于豆乳，發(fā)酵豆乳的風(fēng)味品質(zhì)具有更為廣泛的接受度。此外，乳酸菌還能利用鷹嘴豆中的碳源產(chǎn)酸，賦予發(fā)酵乳細(xì)膩的凝乳質(zhì)地和酸甜滑潤的口感[10-11]。

試驗(yàn)擬以鷹嘴豆和牛乳為原料，利用SL和LSB復(fù)配菌種分別制備鷹嘴豆發(fā)酵乳，結(jié)合感官評定對鷹嘴豆發(fā)酵乳的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)對產(chǎn)品的理化特性和營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，并確定產(chǎn)品的貨架期，以期開發(fā)出營養(yǎng)價(jià)值高且風(fēng)味獨(dú)特的鷹嘴豆發(fā)酵乳產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑

鷹嘴豆、純牛奶、白砂糖：市售；

羧甲基纖維素鈉：食品級，河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司；

葡萄糖、硫酸、氫氧化鈉、DNS等均為國產(chǎn)分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

離心機(jī)：H1650-W型，長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；

立式壓力滅菌器：LDZM-8KCS型，上海甲安醫(yī)療器械廠；

pH計(jì)：PHS-C型，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；

全自動酸奶機(jī)：DX-199型，大熊電子有限公司；

紫外—可見光分光光度計(jì)：A360型，上海翱藝儀器有限公司；

電熱恒溫培養(yǎng)箱：DHG-9145A型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

豆?jié){機(jī)：DJ12B-A11型，九陽股份有限公司；

均質(zhì)機(jī)：GJB1000-25型，常州市均質(zhì)機(jī)械有限公司；

流變儀：TC-650型，上海君翼儀器設(shè)備有限公司。

1.1.3 菌種

嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)與保加利亞乳桿菌(Lactobacillusbulgaricus)混合菌種(SL)：分離自市售酸奶，按1∶1混合；

干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)與嗜熱鏈球菌和乳雙歧桿菌(Bifidobacteriumlactis)混合菌種(LSB)：按1∶1∶1混合，其中，干酪乳桿菌為黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室保存，乳雙歧桿菌V9為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)乳品生物技術(shù)與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室饋贈。

1.1.4 培養(yǎng)基

(1) MRS培養(yǎng)基：按照MRS培養(yǎng)基說明書配方進(jìn)行配制，121 ℃滅菌15 min。

(2) 脫脂乳：10 g脫脂乳粉加入100 mL蒸餾水中配制成10%脫脂乳，110 ℃滅菌15 min。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

(1) 鷹嘴豆豆?jié){的制備：

鷹嘴豆→挑選→稱量→泡豆→剝皮→煮豆(去豆腥味)→熱磨漿→過濾→豆?jié){

(2) 鷹嘴豆發(fā)酵乳的制備：

牛乳→滅菌(110 ℃，15 min)→按比例加入豆?jié){→加入白砂糖→混勻→加入穩(wěn)定劑→混勻→接種→發(fā)酵→后熟(4 ℃冰箱，24 h)→成品→冷藏[12-13]

(3) 操作要點(diǎn)：挑選完好無損的、未發(fā)霉和無異味的鷹嘴豆，清洗后在清水中浸泡5 h后剝皮，蒸煮除掉豆腥味，以1∶20(g/mL)比例磨漿，3層紗布過濾，得到豆?jié){[14]。以SL混合菌種制備發(fā)酵乳的豆乳與牛乳比例為2∶1，以LSB混合菌種制備發(fā)酵乳的豆乳與牛乳比例為3∶1，混勻后加入6%白砂糖，攪拌溶解，再加入0.1%穩(wěn)定劑，均質(zhì)溶解，冷卻后為發(fā)酵底物[15-16]。

根據(jù)文獻(xiàn)[17]進(jìn)行修改，取復(fù)配的SL和LSB菌種接種至10%脫脂乳中，37 ℃培養(yǎng)至凝乳，以5%接種量將混合菌種接入發(fā)酵底物中，42 ℃發(fā)酵8 h后，放入4 ℃冰箱進(jìn)行后熟。

1.2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

(1) 接種量對產(chǎn)品感官特性的影響：鷹嘴豆浸泡5 h，42 ℃發(fā)酵8 h，以4%，5%，6%，7%，8%為接種量進(jìn)行發(fā)酵。

(2) 發(fā)酵時(shí)間對產(chǎn)品感官特性的影響：鷹嘴豆浸泡5 h，SL和LSB接種量分別為6%，7%，42 ℃分別發(fā)酵7，8，9，10，11 h進(jìn)行鷹嘴豆發(fā)酵乳的制備。

(3) 發(fā)酵溫度對產(chǎn)品感官特性的影響：鷹嘴豆浸泡5 h，SL和LSB接種量分別為6%，7%，發(fā)酵時(shí)間分別為8，10 h，在發(fā)酵溫度41，42，43，44，45 ℃下進(jìn)行鷹嘴豆發(fā)酵乳的制備。

(4) 浸泡時(shí)間對產(chǎn)品感官特性的影響：SL和LSB接種量分別為6%，7%，發(fā)酵時(shí)間分別為8，10 h，發(fā)酵溫度分別為43，44 ℃，在浸泡時(shí)間3，4，5，6，7 h下進(jìn)行鷹嘴豆發(fā)酵乳的制備。

1.2.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以接種量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度和浸泡時(shí)間為變量，以感官評定為評價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)。

1.2.4 感官評定 參考酸奶感官評分標(biāo)準(zhǔn)[18]，并結(jié)合GB 19302—2010，根據(jù)產(chǎn)品的色澤、氣味和滋味、組織狀態(tài)設(shè)計(jì)評分標(biāo)準(zhǔn)，具體如表1所示。由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院的10名教師和學(xué)生進(jìn)行評分，最終評分取平均值。

1.2.5 理化及流變特性測定

(1) pH值的測定：用pH計(jì)進(jìn)行測定。

(2) 酸度值的測定：按GB/T 12456—90執(zhí)行。

(3) 蛋白質(zhì)的測定：按GB 5009.5—2016執(zhí)行。

(4) 脂肪的測定：按GB 5009.6—2016執(zhí)行。

(6) 鈉的測定：按GB/T 5009.91—2017執(zhí)行。

(7) 氨基酸的測定：按GB 5009.124—2016執(zhí)行。

(8) 灰分的測定：按GB 5009.5—2010執(zhí)行。

表1 感官評定評分表

(9) 還原糖的測定：按GB/T 5009.7—2008執(zhí)行。

(10) 水分的測定：按GB/T 5009.3—2016執(zhí)行。

(11) 灰分測定：按GB/T 5009.4—2016執(zhí)行。

(12) 流變特性的測定：根據(jù)文獻(xiàn)[19]，修改如下，利用流變儀進(jìn)行產(chǎn)品黏度和剪切率的測定，測試溫度4 ℃，利用0.1～10.0 Hz頻率進(jìn)行掃描，剪切速率先從0增大到100 s-1，再從100 s-1減小到0。

1.2.6 產(chǎn)品貯存貨架期的確定 測定產(chǎn)品發(fā)酵成熟后7，14，21，28 d內(nèi)的pH值、菌落總數(shù)和大腸菌群，菌落總數(shù)按GB 4789.2—2016執(zhí)行，大腸菌群按GB 4789. 3—2016執(zhí)行，結(jié)合各指標(biāo)的變化情況分析確定產(chǎn)品的貨架期。

1.3 數(shù)據(jù)處理

正交試驗(yàn)利用SPSS 22.0進(jìn)行極差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵工藝條件的確定

根據(jù)單因素分析結(jié)果取最優(yōu)取值范圍，選取3個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，因素水平表如表2所示，極差分析結(jié)果如表3、4所示。

由表3可知，影響SL發(fā)酵乳感官評分的主次因素為A>D>C>B，最優(yōu)發(fā)酵組合為A1B1C1D2，用最佳組合進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)(n=3)，得到的鷹嘴豆發(fā)酵乳感官評分為92，其口感最好，即浸泡時(shí)間5 h，接種量6%，發(fā)酵溫度43 ℃，發(fā)酵時(shí)間8 h為最佳優(yōu)化工藝。

由表4可知，影響LSB發(fā)酵乳的主次因素為D>B>C>A，最佳發(fā)酵組合為A2B2C3D2，經(jīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)(n=3)得到最佳發(fā)酵組合的評分為95，即浸泡時(shí)間5 h，接種量7%，發(fā)酵溫度44 ℃，發(fā)酵時(shí)間10 h為最佳發(fā)酵條件。

表2 因素水平表

表3 SL正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果

表4 LSB正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果

2.2 流變特性分析

由圖1可知，以SL為菌種的發(fā)酵乳黏度值比SLB略高，兩種產(chǎn)品的黏度隨時(shí)間延長逐漸趨于穩(wěn)定，無明顯差異；隨著剪切率的變化短時(shí)間內(nèi)黏度未發(fā)生較大變化，說明產(chǎn)品的黏度性質(zhì)比較穩(wěn)定。

2.3 理化指標(biāo)分析

由表5可知，SL、LSB菌種發(fā)酵乳的蛋白質(zhì)、脂肪和鈉的含量相差不大，與兩種產(chǎn)品的原料一致有關(guān)，而LSB組的酸度和幾種氨基酸含量高于SL組，說明不同菌種代謝相同原料過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸及游離氨基酸的類型和含量不同，同時(shí)，LSB組的感官評分高于SL組，說明產(chǎn)品的理化性質(zhì)與感官評分具有一定的相關(guān)性。

2.4 貯存期pH及微生物指標(biāo)分析

由圖2、3可知，兩種產(chǎn)品的pH值隨貯藏期的延長逐漸降低，說明產(chǎn)品的酸度越來越高；活菌數(shù)隨貯藏期的延長逐漸減少，但活菌數(shù)仍符合GB 19302-2010標(biāo)準(zhǔn)(≥106CFU/mL)。大腸菌群結(jié)果顯示，7，14，21 d的MPN值為0 MPN/mL，而28 d的MPN值為3 MPN/mL，說明28 d時(shí)出現(xiàn)了大腸菌群的污染，且產(chǎn)品色澤和口感有改變。因此，產(chǎn)品的有效保質(zhì)期應(yīng)為4 ℃下21 d。

圖1 流變特性分析

表5 產(chǎn)品的理化指標(biāo)結(jié)果

圖2 貯藏期28 d內(nèi)菌落數(shù)變化

圖3 貯藏期28 d內(nèi)pH值變化

3 結(jié)論

試驗(yàn)以發(fā)酵乳常用的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌(SL)為菌種，同時(shí)以干酪乳桿菌、嗜熱鏈球菌和乳雙歧桿菌(LSB)為復(fù)配菌種進(jìn)行鷹嘴豆乳的發(fā)酵并確定最佳發(fā)酵工藝，研究結(jié)果表明，菌種的接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間以及浸泡時(shí)間對產(chǎn)品的感官評定均有一定程度的影響。通過對鷹嘴豆發(fā)酵乳的各項(xiàng)指標(biāo)檢測結(jié)果進(jìn)行分析，以LSB菌種發(fā)酵的鷹嘴豆乳相較于SL菌種發(fā)酵的營養(yǎng)更加豐富，感官評分更高。在傅櫻花[20]研究基礎(chǔ)上，探討了多個(gè)因素對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，同時(shí)檢測了多個(gè)指標(biāo)以確定產(chǎn)品特性，獲得了感官評分更高、各方面特性良好的鷹嘴豆發(fā)酵乳。試驗(yàn)在多個(gè)菌種復(fù)配的選擇和比較方面仍有不足，需進(jìn)一步探討菌種對鷹嘴豆乳發(fā)酵的影響。