铁盐强化羊奶酸奶发酵特性的研究*

吴月红，张富新

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安，710062)

铁盐强化羊奶酸奶发酵特性的研究*

吴月红，张富新

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安，710062)

研究了铁盐种类及强化剂量对羊奶酸奶发酵特性的影响。结果表明，强化铁盐可使羊奶酸奶的黏度和持水力明显下降，凝乳时间缩短，其中NaFeEDTA对酸奶的发酵特性影响较大，而硫酸亚铁和乳酸亚铁在强化剂量为4mg/100mL时有利于提高酸奶的黏度和持水力，缩短酸奶凝乳时间，提高酸奶中乳酸菌的菌数。

羊奶酸奶，铁盐，酸度，黏度，持水力，乳酸菌

羊奶营养丰富，容易被人体消化吸收，并富含多种矿物质元素，是人们膳食中摄入钙元素的主要来源之一，但羊奶中铁含量缺乏［1－2］，仅为 0.5mg/kg［3］，约为牛奶中的15%［4］。在羊奶酸奶中强化铁是预防缺铁性贫血的一个有效途径，因为酸奶中的乳酸菌能合成VC，促进铁在人体内的吸收利用［5］。本研究利用目前食品工业中常用的NaFeEDTA、乳酸亚铁和硫酸亚铁作为强化剂制作羊奶酸奶，研究其对羊奶酸奶发酵特性的影响，为富铁羊奶酸奶的生产奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

脱脂牛乳:英格兰进口;全脂羊奶粉:陕西富平红星乳业有限公司生产的出口级无抗全脂羊奶粉;蔗糖:市售白砂糖;发酵剂:Danisco公司生产的 Yo-Mix499酸奶发酵剂，由 Lactobacillus bulgaricus和Streptococcus thermophilus组成;铁盐强化剂:NaFeEDTA和乳酸亚铁均为食品级，由北京维他科技有限公司生产;硫酸亚铁，为分析纯，由天津市恒兴化学试剂制造有限公司生产。

1.2 主要仪器设备

旋转式黏度计，同济大学机电厂;冷冻高速离心机，Sigma公司;隔水式恒温培养箱，上海福玛试验设备有限公司;电热恒温水浴锅，北京科伟永兴仪器有限公司。

1.3 酸奶的制作

1.3.1 发酵剂的制备

将Yo-Mix499粉末发酵剂在无菌条件下接种到12%灭菌羊乳中，43℃培养至凝乳，然后按2%的接种量再接种到12%灭菌羊乳中，反复活化2～3次，在4℃下冷藏备用。

1.3.2 羊奶酸奶的制作

将全脂羊奶粉与水配制成12%的复原乳，在4℃下贮藏12 h，使乳蛋白充分水化后，预热到50～60℃，添加7%的蔗糖后再添加铁盐，充分搅拌。90℃下杀菌10 min，迅速冷却到43～45℃。以2%的接种量接种酸奶发酵剂，43℃下发酵4～5 h，待酸奶凝固后在5℃下后发酵24h，即为成品。

1.4 测定方法

1.4.1 酸度的测定

采用GB5409方法［6］。用0.1mol/L的NaOH溶液滴定，酸度以0T表示。

1.4.2 黏度的测定

采用旋转式黏度计［9］，根据黏度范围，选用二单元1×10转子，在25℃下测试。在第30s记录数据，分别测量3组数据后取平均值。

1.4.3 持水力的测定

采用 Hassan的方法［10］。取 15～20 g样品，在10℃下，13 500 g离心30 min，倾去上清物，使离心管保持倒置状态10 min，称量沉淀物质量，计算酸奶的持水力。

1.4.4 乳酸菌的测定

1.4.4.1 培养基

M17 基础培养基［9－10］: 胰蛋白胨 2.50 g，蛋白胨2.50 g，大豆蛋白胨5.0g，酵母浸膏2.50 g，肉浸膏 5.0 g，β-磷酸甘油10.0 g，MgSO4·7H2O 0.25 g，抗坏血酸0.50 g，琼脂粉10 g，蒸馏水950mL，用1mol/L NaOH溶液调pH值至7.1。

酸化 MRS培养基［9－10］: 蛋白胨 10.0g，牛肉膏10.0 g，酵母膏5.0g，葡萄糖20.0 g，吐温80 1mL，(NH4)2C6H5O72 g，K2HPO42 g，MgSO4·7H2O 0.2 g，MnSO4·4H2O 0.05 g，CH3COONa·3H2O 5 g，琼脂粉10.0g，蒸馏水1 000mL，用冰醋酸溶液调pH至5.4。

1.4.4.2 计数培养方法［9］

无菌操作条件下，将融化的培养基倒入灭菌培养皿，冷却后形成培养平板。酸奶样品充分混匀，依次做10倍递减稀释至适当稀释度，吸取1mL在培养平板上涂布均匀。嗜热链球菌菌株接入M17培养基平板，37℃恒温培养48 h;保加利亚乳杆菌菌株接入酸化MRS培养基平板后，再倒入一层冷却至50℃的酸化MRS培养基形成双层平板，将培养皿放入烛缸，37℃恒温培养72 h，然后记录培养基平板中的菌落数。酸奶中乳酸菌总数为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌之和。

1.5 试验设计

根据我国卫生部公布的《营养强化剂使用卫生标准》(GB14880－1994)［11］，本研究选用食品工业中常用的NaFeEDTA、乳酸亚铁和硫酸亚铁作为羊奶酸奶铁盐强化剂。根据中国营养学会推荐的《中国居民膳食营养素参考摄入量(DRIs)》规定，我国成年(18岁以上)男子每日铁的适宜摄入量为15mg/d，成年女子为20mg/d［5］。考虑到膳食铁的摄入，本研究设计每100mL酸奶中强化铁分别为2，3，4 mg，即每天摄取250mL羊奶酸奶可满足成年男子铁推荐摄入量的 1/3，1/2，2/3。

1.6 数据处理

采用DPS数据处理系统分析数据，并用Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 强化铁盐对羊奶酸奶酸度的影响

将全脂羊奶粉用水配成乳固形物浓度为12%的复原乳，用NaFeEDTA、乳酸亚铁和硫酸亚铁3种铁盐按每100mL复原乳中分别强化铁0，2，3，4mg制作羊奶酸奶，分别测定酸奶凝乳时及后发酵24h时的酸度，结果见表1。

由表1可知，在羊奶中强化铁盐后，酸奶在凝乳时和后发酵24h时的酸度分别在77.9～81.8oT和91.6～96.0oT，与没有强化的对照组无显著差异(P＞0.05)。统计分析表明，铁盐种类及强化剂量对羊奶酸奶凝乳时和后发酵24h时的酸度也无显著差异(P ＞0.05)。

表1 强化铁盐对羊奶酸奶酸度的影响

2.2 强化铁盐对羊奶酸奶黏度的影响

将全脂羊奶粉用水配成乳固形物浓度为12%的复原乳，用NaFeEDTA，乳酸亚铁和硫酸亚铁3种铁盐按每100mL复原乳中分别强化铁0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分别测定酸奶凝乳时及后发酵24h时的黏度，结果见表2。

表2 强化铁盐对羊奶酸奶黏度的影响

由表2可以看出，3种铁盐对羊奶酸奶的黏度有一定的影响，在羊奶中强化铁盐后，酸奶在凝乳时和后发酵24 h时的黏度均低于对照组(P＜0.05)，表明强化铁盐可使酸奶的黏度下降。同时，3种铁盐强化剂对酸奶黏度也有不同影响，其中NaFeEDTA强化的羊奶酸奶凝乳时和后发酵24h时的黏度明显低于其他试验组(P＜0.05)。从3种铁盐强化剂量来看，随着强化量的增大，酸奶黏度有下降的趋势，其强化剂量为4 mg/100mL NaFeEDTA羊奶酸奶的黏度在凝乳时和后发酵24h时最低(P＜0.05)，而用硫酸亚铁和乳酸亚铁强化的剂量水平之间黏度变化不大(P＞0.05)。黏度是影响酸奶物理特性的重要指标之一，在酸奶发酵过程中，乳酸菌产酸使乳中的酪蛋白在酸的作用下变性，由原来的球状颗粒伸展成线性的酪蛋白分子，并凝固成网络状的凝胶状态，导致酸奶黏度增大。然而在乳中强化铁盐后，铁可连接在酪蛋白胶体上，导致乳中的酪蛋白水合作用变差［12－13］，酪蛋白聚凝形成的蛋白质网络结构松散，在酸奶凝乳形成的过程中黏度下降，同时铁盐也会干扰乳中的盐类平衡，从而影响酸奶的黏度［14］。

2.3 强化铁盐对羊奶酸奶持水力的影响

将全脂羊奶粉用水配成乳固形物浓度为12%的复原乳，用NaFeEDTA，乳酸亚铁和硫酸亚铁3种铁盐按每100mL复原乳中分别强化铁0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分别测定酸奶凝乳时及后发酵24 h时的持水力，结果见表3。

表3 强化铁盐对羊奶酸奶持水力的影响

由表3知，铁盐种类对羊奶酸奶凝乳时持水力没有显著差别(P＞0.05)，但显著低于对照组(P＜0.05)。铁盐强化剂量也对羊奶酸奶凝乳时和后发酵24h时的持水力影响不大，但明显低于对照组(P＜0.05)。在酸奶发酵期间，乳中的酪蛋白凝结形成网络结构，可封闭大量水分，同时，乳蛋白表面的活性部位可通过氢键结合大量的水分，当在乳中强化铁盐后，铁与酪蛋白结合，使其凝乳形成的网络结构松散，同时，乳蛋白表面的活性部位与水的结合能力降低［5，13］，引起酸奶的持水力变差。

2.4 强化铁盐对羊奶酸奶凝乳时间的影响

将全脂羊奶粉用水配成乳固形物浓度为12%的复原乳，用NaFeEDTA，乳酸亚铁和硫酸亚铁3种铁盐按每100mL复原乳中分别强化铁0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分别测定酸奶凝乳时间，结果见表4。

表4 强化铁盐对羊奶酸奶凝乳时间的影响

由表4可以看出，当羊奶酸奶中未强化铁盐时，酸奶的凝乳时间为4.5 h，而铁盐强化后凝乳时间均明显缩短(P＜0.05)，其中强化硫酸亚铁或NaFeEDTA的羊奶酸奶比强化乳酸亚铁的凝乳时间缩短更为明显(P＜0.05)，这表明在羊奶酸奶中强化铁盐可促进酸奶的凝乳，有利于缩短生产周期。

2.5 强化铁盐对羊奶酸奶中乳酸菌的影响

将全脂羊奶粉用水配成乳固形物浓度为12%的复原乳，用NaFeEDTA，乳酸亚铁和硫酸亚铁3种铁盐按每100mL复原乳中分别强化铁0，2，3，4 mg制作羊奶酸奶，分别测定酸奶凝乳时及后发酵24 h时的乳酸菌数，结果见表5。

表5 强化铁盐对羊奶酸奶乳酸菌数的影响

由表5可以看出，3种铁盐对羊奶酸奶中乳酸菌的影响各不相同。强化NaFeEDTA的羊奶酸奶在凝乳时和后发酵24h时的乳酸菌数最低，明显低于其他强化组(P＜0.05);同时也低于对照组(P＜0.05)。从3种铁盐的强化剂量来看，随着强化剂量的增大，酸奶在凝乳时和后发酵24h时的乳酸菌数也呈上升趋势，较低的强化剂量(2 mg/100mL)可使酸奶中乳酸菌数降低，甚至低于对照组(P＜0.05)，这表明低浓度铁可能对乳酸菌有抑制作用，而高浓度铁可促进乳酸菌繁殖。总体来看，强化铁盐后，无论是凝乳时还是后发酵24h时酸奶中的乳酸菌数均符合GB2746－1999［17］中不得低于1 ×106CFU/mL 的要求。

3 结论

在羊奶酸奶中强化铁盐对酸奶的发酵特性有一定的影响。强化铁盐对羊奶酸奶的酸度无明显影响，但可使羊奶酸奶的黏度降低，持水力下降，而使酸奶凝乳时间缩短。3种铁盐强化剂中NaFeEDTA对羊奶酸奶的发酵特性影响较大，而乳酸亚铁和硫酸亚铁在较高剂量时，可使酸奶具有较高的黏度和持水力，特别是较高剂量可促进酸奶中乳酸菌生长繁殖。

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Study on the Fermentation Properties of Iron-Fortified Goat’s Yoghurt

Wu Yue-hong，Zhang Fu-xin
(College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China)

Fermentation properties of goat＇s yogurt were studied by supplementing different kinds and dosage of iron salts.The results showed significant decrease in viscosity，water holding capacity and clotting time as the consequence of iron fortification，and the fermentation properties of goat＇s yogurt were evidently affected more by NaFeEDTA fortification.However，fortified yogurt with ferrous lactate or ferrous sulfate at the level of 4mg Fe/100mL could obviously increase viscosity，water holding capacity and the numbers of lactic acid bacteria，and also reduce clotting time of yogurt.

goat’s yoghurt，iron salts，acidity，viscosity，water holding capacity，lactic acid bacteria

硕士研究生(张富新教授为通讯作者)。

*陕西省农业攻关项目(2009K01－08);陕西省农业科技创新项目(2010NKC－10);国家公益性行业(农业)科研专项(3－45)

2010－07－28，改回日期:2010－10－15