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干混法制备草莓风味酸奶预拌粉及其稳定性研究

2019-02-15林少华白海林王丽李晓红句荣辉罗红霞

中国奶牛 2019年1期
关键词:发酵剂果粉蔗糖

林少华,白海林,王丽,李晓红,句荣辉,罗红霞

(1.北京农业职业学院,北京 102442;2.海城海佳鑫澳奶制品有限公司,鞍山 114000)

酸奶的营养价值很高,具有润肠通便、加强消化和增强机体免疫力、降低胆固醇、缓解乳糖不耐症等功效[1]。但酸奶的保质期短,且需要在2~6℃的条件下冷藏,给消费者食用带来不便[2]。酸奶粉却能够很好地克服这一缺点,它是由奶粉、菌粉和其他原辅料配制而成,具有体积小、轻便,并可常温储存等特点[3],可实现酸奶全年产销均衡化,满足不同季节的供需关系。因此,酸奶粉的研制引起了许多国家的重视[4]。

目前,报道的生产酸奶粉的方法主要有喷雾干燥[5~7]和冷冻干燥[8,9]。但冷冻干燥所需设备昂贵,能耗和生产成本高,单产能力小,限制了其广泛应用;而喷雾干燥方法不适用于热敏性物料,菌种存活率低。除了以上两种方法,还可采用干混法生产酸奶粉,其优点是制作方式简单、便捷,所需生产设备简单,生产成本低,能够很好地避免活菌数降低等问题[10],但采用该法制备酸奶粉的研究报道却不多见。因此,本文以干混法工艺制备酸奶预拌粉,通过单因素试验和正交试验,对该酸奶预拌粉发酵的酸奶进行感官评定,从而确定草莓风味酸奶预拌粉的最佳配方,并对其贮藏期间的稳定性进行了研究,这对丰富酸奶粉的生产实践具有一定的意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌(1:1)混合直投式发酵剂,购自杜邦丹尼斯克(中国)有限公司;全脂乳粉,购自恒天然商贸(上海)有限公司;蔗糖,购自营口北方糖业有限公司;浓缩乳清蛋白,购自青岛金大洋乳业有限公司;草莓果粉,购自西安锦泰生物工程有限公司;其他试剂均为国产食品级。

电热恒温鼓风干燥箱,上海丙林电子科技有限公司;电热恒温水浴锅,常州诺基仪器有限公司;Precisa ES125SM电子天平,上海智净环保科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 酸奶预拌粉的基础配方 根据预试验确定酸奶预拌粉的基础配方为:全脂乳粉89%、蔗糖6%、草莓果粉5%、混合直投式发酵剂0.004%。

1.2.2 酸奶预拌粉干混法制备工艺 将一定比例的直投式发酵剂和部分奶粉在三维混料机中进行预混后,将剩余的其他物料加入混料机中进行高速预混10min,然后将酸奶预拌粉分装进铝箔袋中,制成200g/袋的酸奶预拌粉样品。混料过程在低湿度环境中进行,以确保最终产品的低水分活度。

1.2.3 酸奶预拌粉发酵成酸奶的基础工艺 取1袋酸奶预拌粉(200g/袋)与800mL常温饮用水混合并搅拌,待预拌粉完全溶解后,置于43℃电热恒温鼓风干燥箱中保温发酵6h,发酵结束后置于4~8℃冰箱中冷藏12h后进行感官评定。

1.2.4 单因素实验 根据1.2.1的基础配方和1.2.3的酸奶发酵基础工艺,固定发酵温度为43℃,考察不同发酵时间(4h、5h、6h、7h、8h)对酸奶感官的影响;固定基础配方和发酵时间6h,考察不同发酵温度(39℃、41℃、43℃、45℃、47℃)对酸奶感官的影响;固定发酵时间6h、发酵温度43℃、全脂奶粉89%,草莓果粉5%、蔗糖6%,考察混合直投式发酵剂的不同添加量(质量分数为0.002%、0.004%,0.006%、0.008%、0.010%)对酸奶感官的影响;固定发酵时间6h、发酵温度43℃、草莓果粉5%、混合直投式发酵剂0.004%,考察不同蔗糖添加量(5%、6%、7%、8%、9%)对酸奶感官的影响,全脂奶粉的添加比例根据蔗糖添加量作微调(下同);固定发酵时间6h、发酵温度43℃、混合直投式发酵剂0.004%、蔗糖添加量7%,考察不同草莓果粉添加量(1%、3%、5%、7%、9%)对酸奶感官的影响。

1.2.5 正交实验 在单因素实验的基础上,选取3个对酸奶感官评分影响最大的因素(分别是草莓果粉添加量、混合直投式发酵剂添加量、蔗糖添加量),每个因素选取3个水平,建立3因素3水平的正交试验,其因素与水平如表1所示。

表1 酸奶预拌粉正交试验因素及水平

1.2.6 预拌粉发酵成酸奶的感官评价标准 本感官评价标准在参考文献的基础上略有改动,主要从色泽、组织状态、滋气味、口感等方面进行感官评价[8],感官评价标准如表2所示。

表2 草莓风味酸奶的感官评价标准

1.2.7 活性乳酸菌的测定 乳酸菌活菌数采用GB4789.35—2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳酸菌检验》方法测定,以判定酸奶预拌粉产品是否符合相关产品的标准要求。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 发酵时间对预拌粉发酵成酸奶的感官影响

图1 发酵时间对酸奶的感官影响

由图1可知,发酵时间为6h时感官评分最高。此时的酸奶入口酸甜,酸奶色泽呈乳白色,组织细腻均匀,表面光滑,无裂纹,无气泡,乳清无析出,芳香味浓,口感细腻稠滑,滋味纯正。发酵时间太长,酸奶酸度变高,乳酸菌活性下降,会产生一些不良口味,而且染杂菌的可能性变大。发酵时间过短,发酵不完全,酸奶的质构不稠厚,乳清会析出,凝块大小不均匀,酸奶味不足。

2.1.2 发酵温度对预拌粉发酵成酸奶的感官影响

由图2可知,43℃发酵出的酸奶感官评分最佳。由于乳酸菌胞外多糖的生成,酸奶质构稠厚温和,奶油感十足,具有传统酸奶的风味,组织状态细腻均匀,表面光滑,乳清无析出。发酵温度过高会导致酸化过快,不利于乙醛、丁二酮等风味物质的形成,且产酸过多,质构黏稠。发酵温度过低,发酵出的酸奶表面不光滑,质地不细腻,凝块大小不均匀,酸奶味不足。

图2 发酵温度对酸奶的感官影响

2.1.3 混合直投式发酵剂添加量对预拌粉发酵成酸奶的感官影响

图3 混合直投式发酵剂添加量对酸奶的感官影响

由图3可知,随着混合直投式发酵剂添加量的增加,预拌粉发酵成酸奶的口感越来越好,感官评分增加,当混合直投式发酵剂添加量为0.006%时预拌粉发酵出来的酸奶口感最好,此时的酸奶质构稠厚温和,具有传统酸奶的风味,酸甜适中。混合直投式发酵剂添加量较低时,质构较稀薄,黏度较低,酸奶风味不足,口感偏甜,乳清析出较多,具有颗粒感。混合直投式发酵剂添加量过高时,质构太黏,酸度较大,口感偏酸。

2.1.4 蔗糖添加量对预拌粉发酵成酸奶的感官影响

由图4可知,当蔗糖添加量为7%时,发酵出的酸奶口感最佳,此时酸奶酸甜适中,口感细腻稠滑,滋味纯正。蔗糖添加少时,酸味过重;蔗糖添加量过高时,酸奶甜味过高,质地不黏稠,乳清会析出。

图4 蔗糖添加量对酸奶的感官影响

2.1.5 草莓果粉添加量对预拌粉发酵成酸奶的感官影响

由图5可知,不同比例的草莓果粉对预拌粉发酵成酸奶的风味、质构、组织状态均会产生较大的影响。草莓果粉添加量为5%时,酸奶色泽较好,草莓风味及酸奶味纯正协调,感官评分最高,酸奶色泽呈乳白色,组织状态细腻均匀,表面光滑,无裂纹,无气泡,乳清不析出,芳香味浓。随着草莓果粉添加量的增加,感官评分降低,草莓口感太重,不受消费者的喜爱。而草莓含量较低时,草莓风味不突出,口感欠佳。在草莓果粉的选择上,应避免使用酸度高的果粉。

图5 草莓果粉添加量对酸奶的感官影响

2.2 正交试验结果及数据分析

由表3可知,影响草莓风味酸奶粉因素的主次顺序为A>B>C,即蔗糖添加量>混合直投式发酵剂添加量>草莓果粉添加量,草莓风味酸奶粉最佳发酵条件为A2B2C2,该组合在正交试验中未出现。因此,对该组合进行验证实验,结果表明在A2B2C2条件下得到的感官评分最高,为93±1.86分。因此,最佳发酵条件为蔗糖量7%、草莓果粉添加量5%、混合直投式发酵剂添加量0.006%。在该工艺条件下制备的酸奶预拌粉发酵成的酸奶最受欢迎。

表3 正交试验结果

2.3 酸奶预拌粉稳定性研究

酸奶预拌粉的水分含量和水分活度很低,不利于细菌和霉菌的生长,而有利于贮存和延长产品的保质期。酸奶预拌粉中的菌种活力主要受以下因素影响:①水分活度:在最终酸奶粉中的水分活度越低越好,应小于0.26[11];②气体保护:在灌装过程中应使用惰性混合气体二氧化碳/氮气保护[12];③包装材料:包装材料应能阻止氧气、水分的渗透,可采用聚乙烯/铝箔包装材料为最佳包装材料[13];④生产环境:生产环境应使用除湿剂,阻止产品的水分活度在加工和包装过程中受影响;⑤储存温度:低温有利于提高稳定性。

表4 酸奶预拌粉在常温保存中的稳定性

鉴于本研究的酸奶预拌粉中含有活性乳酸菌,因此,其保质期宜采用常温稳定性试验[14,15]。本文对酸奶预拌粉进行了室温贮存稳定性研究:将样品置于温度25±2℃,RH60%±10%条件下的恒温恒湿室中保存18个月,分别于0、3、6、9、12、18个月时对样品进行酸奶发酵试验,并检测样品中的乳酸菌活菌数和水分活度。

从表4的试验结果可以看出,在25℃的室温条件下,活菌数随着时间的延长而下降,虽然活菌数从初始的9.0×108cfu/g下降到18个月后的7.3×106cfu/g,但酸奶预拌粉发酵成的酸奶其口感、滋气味及组织状态仍良好,且水分活度一直维持在0.26以下,表明在18个月的保质期内,产品质量稳定。

3 结论

本研究对草莓风味酸奶预拌粉的最佳配方及其发酵为酸奶的工艺进行了深入研究,得出以下结论:最佳配方为全脂乳粉88%,菌粉添加量0.006%、蔗糖添加量7%、草莓果粉添加量5%。该预拌粉发酵成酸奶的工艺为:发酵温度43℃、发酵时间6h。在该配方及发酵工艺条件下发酵出的酸奶,色泽均一,有光泽,质构稠厚,表面光滑无裂纹,无气泡,无乳清析出,口感细腻、柔滑醇厚,酸甜适宜,黏稠度适中。此外,将酸奶预拌粉的水分活度控制在0.26以下,放置在常温进行稳定性试验,结果在18个月保质期内,产品质量稳定,其口感、滋气味及组织状态良好。

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