廖文艳　徐致远　刘振民

摘要：美拉德反应是褐色乳酸菌饮料风味物质的主要来源。使用乳糖酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖，经高强度热处理发生美拉德反应，通过色度仪测量产品蓝黄值，比较美拉德反应程度。通过单因素试验与正交试验分析了乳糖酶添加量、酶解时间、热处理时间对美拉德反应以及感官评分的影响，开发出1种低乳糖、风味佳、稳定性良好的褐色益生菌乳饮料。优化参数为：乳糖酶添加量为0.02%，热酶解时间为120 min，热处理时间为120 min。

关键词：美拉德反应；乳糖酶；热处理时间；酶解时间；色度

中图分类号： TS275.4文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）11-0352-02

收稿日期：2014-11-05

基金项目：国家科技支撑计划（编号：2012BAD28B07、2013BAD18B01）。

作者简介：廖文艳（1984—），女，硕士研究生，研究方向为乳制品研究与开发。E-mail：mimiliao1984@163.com。

通信作者：刘振民，博士，教授级高级工程师，主要从事乳制品研发工作。E-mail：liuzhenmin@brightdairy.com。褐色益生菌乳饮品是以美拉德反应为基础，经益生菌发酵制成的口感清爽、风味独特的乳饮料。美拉德反应又名非酶褐变反应，是氨基化合物和还原糖或其他羰基化合物之间发生的反应，该反应包括缩合、脱水、降解、裂解、聚合等一系列反应，反应生成的羧酸类、酮类、吡喃、吡嗪、吡咯、吡啶等物质除能提供给食品特殊的气味外，还具有抗氧化、抗诱变等特性[1] 。美拉德反应速度受还原糖的种类影响较大，五碳糖中，核糖 >阿拉伯糖 >木糖；六碳糖中，半乳糖 >甘露糖 >葡萄糖，并且五碳糖的褐变速度大约是六碳糖的10倍[2] 。目前，该类产品主要是在乳基料中使用6%～10%的葡萄糖或果葡糖浆等还原性糖，高温热处理发生美拉德反应，经干酪乳杆菌发酵后乳基料与糖水1 ∶3的比例混合制得。该类产品的总糖在14%～17%，高糖含量无疑给消费者带来巨大的负担。本研究主要通过添加乳糖酶水解牛奶中的乳糖，探讨了乳糖添加量、酶解时间、热处理强度对美拉德反应程度以及感官评分的影响，并通过正交试验对其优化，为低乳糖褐色益生菌饮料的风味研究提供参考。乳糖酶将乳糖水解为半乳糖和葡萄糖与蛋白质发生美拉德反应，一方面减少葡萄糖等还原性糖的加入，另一方面降低产品的乳糖含量，从而降低产品的总糖含量。

1材料与方法

1.1材料与仪器

脱脂奶粉、白砂糖，上海光明乳业牧场；乳糖酶，帝斯曼（中国）有限公司；干酪乳杆菌，丹尼斯克（中国）有限公司。

SD-9011色度仪，南京艾赛特科技发展有限公司；303A-2电热恒温培养箱；恒温水浴锅，山东省龙口市电炉制造厂；APV 1000型高压均质机，丹麦APV公司；KAT25高速组织分散机，德国IKA公司。

1.2试验方法

1.2.1发酵乳的制备[3-4]脱脂奶粉、水→搅拌（45 ℃，30 min）→杀菌（90～95 ℃，5 min）→冷却→乳糖酶→保温（90～95 ℃，5 min）→发酵（35～37 ℃，72 h）→破乳→搅拌均匀→冷却至4～10 ℃。

1.2.2褐色乳酸菌饮料的制备[3-4] 发酵乳与水1 ∶3混合，酸度调节剂调 pH值至 3.7。白砂糖+水→50 ℃水溶解→杀菌（95 ℃，5 min）→冷却到15～25 ℃→发酵乳基料→搅拌均匀（10～15 min）→调酸→均质→灌装（10～20 ℃）→入库冷藏（2～6 ℃）。

1.2.3美拉德反应程度测定[5-6]美拉德反应又称非酶褐变反应，产物呈黄褐色。本研究使用色度仪测量样品的蓝黄值（B值）。样品B值越高，蓝黄色越深，美拉德反应越充分。

1.2.4感官评定方法感官评分：感官评分主要包括色泽、口感清爽度、风味3项，每项满分10分，每个产品得分为3项得分之和。品评小组由实验室20位研发人员组成，各样品得分取平均值。

2结果与讨论

2.1乳糖酶添加量对美拉德反应程度的影响

乳糖在高强度热处理时会与氨基化合物发生美拉德反应，但与葡萄糖和半乳糖相比反应速度存在差异。本试验在酶解时间2 h，95 ℃热处理90 min条件下，比较了乳糖酶添加量对美拉德反应程度的影响。由图1可知，乳糖酶添加量为0.02%、0.05%、0.08%时色度值为18.75、19.42、19.69。综合可知，乳糖酶添加量0.02%为一临界点，添加量在0.05%～0.11%时，美拉德反应程度差异不显著，与通用工艺8%的葡萄糖添加量的美拉德反应程度没有显著差异，这可能是体系中乳糖含量固定，单纯增加乳糖酶含量，无法增加葡萄糖等羰基化合物，不能再进一步促进美拉德反应。从美拉德反应程度出发乳糖酶添加量0.02%即可。

2.2酶解时间对美拉德反应程度的影响

在前期的研究中，美拉德反应与还原性糖的添加量呈正

相关，还原性糖葡萄糖的添加量对产品的色度有显著影响。乳糖酶将乳糖分解为半乳糖以及葡萄糖，乳糖酶添加量相同时，酶解时间决定酶解程度，直接影响半乳糖以及葡萄糖的含量。本试验在95 ℃热处理120 min、乳糖酶添加量为0.02%的条件下，比较酶解时间对美拉德反应程度的影响，结果见图 2。由图2可知，随着酶解时间的延长，样品色度值呈线性增加，乳糖酶酶解时间为1、2、3 h时，色度值分别为16.62、19.42、20.83。综合可知，酶解时间2 h为一临界点，酶解时间3～5 h时，美拉德反应程度差异不显著，这可能是随着酶解时间的延长，酶解反应已经充分完成，在乳糖含量不变的情况下，单纯地增加酶解时间不能再进一步促进美拉德反应。考虑到酶解时间太长影响生产效率，从美拉德反应程度出发酶解2 h即可。

2.3热处理时间对美拉德反应程度的影响

前期试验表明，不添加还原性糖，热处理温度低于90 ℃时，热处理3 h该体系美拉德反应仍不明显。本试验比较了在乳糖酶添加量0.05%，40 ℃酶解2 h，95 ℃分别保温处理30、60、90、120、150、180 min的美拉德反应强度，使用色度仪测量B值，结果见图3。由图3可知，随着热处理时间延长，样品色度值呈线性增加。热处理时间为60、90、120 min时，色度值为16.83、19.03、19.42。综合可知，热处理时间90 min为一临界点，在90 min内，美拉德反应程度热处理时间的延长明显增强，考虑热处理时间太长会降低影响生产效率，从美拉德反应程度出发热处理90 min即可。

3产品感官评价影响因素的正交试验

选择乳糖酶添加量、酶解时间、热处理时间为正交试验的3因素，并设置3个水平，以感官评分为响应值进行3因素3水平正交试验，因素及水平见表1。使用SPSS软件对结果进行方差分析，结果见表2、表3。

4结果与讨论

乳糖酶的添加量为0.02%，酶解2 h，95 ℃热处理90 min，

与乳基料中添加8%葡萄糖，95 ℃热处理2 h的美拉德反应程度相当，随着乳糖酶添加量的增多，美拉德反应程度增强。通过使用乳糖酶酶解乳基料中的乳糖，可以有效替代乳基料8%葡萄糖的使用量，假定乳基料与水按1 ∶3的比例配制成褐色乳酸菌饮料，褐色乳酸菌饮料中可以减少2百分点的葡萄糖添加量。

以感官评分为响应值，乳糖酶添加量、酶解时间、热处理时间为因素进行正交试验，结果表明乳糖酶添加量0.05%，酶解时间120 min，热处理时间120 min这一组合条件下褐色乳酸菌饮料感官评分最高。考虑到乳糖酶成本较高，且其对感官评分影响不显著，取优选条件为乳糖酶添加量0.02%，酶解时间120 min ，热处理时间120 min。

参考文献：

[1]Angyal S J. Adv carbonhydr chem[J]. Biochem，1984，42：15.

[2]肖怀秋，李玉珍，林亲录. 美拉德反应及其在食品风味中的应用研究[J]. 中国食品添加剂，2005（2）：27-30.

[3]廖文艳，徐致远，刘振民. 褐色乳酸菌饮料工艺条件的优化[J]. 江苏农业科学，2014，42（5）：225-227.

[4]周谌，刘振民，廖文艳，等. 无稳定剂乳酸菌饮品稳定体系研究[J]. 中国乳品工业，2014，3（3）：33-35.

[5]徐致远，吴艳，周凌华，等. 影响褐色益生菌乳饮料颜色的因素[J]. 食品与发酵工业，2010，36（1）：180-183.

[6]徐致远，吴艳，郭本恒，等. 一种褐色益生菌乳饮料的研制[J]. 食品工业科技，2010，31（8）：242-244.吕昌勇，徐致远，廖文艳，等. 低糖褐色乳酸菌饮品的研制[J]. 江苏农业科学，2015，43（11：354-356.