凝固型酸牛奶发酵剂的筛选及应用

梅 芳，乔成亚，李海燕，孙 卓

（乳业生物技术国家重点实验室，光明乳业有限公司，上海 200436）

随着近几年人们生活水平的提高和对身体健康的关注，对乳制品的需要日趋强烈。现在市场上最多的是搅拌型酸奶，通过这种工艺制得的酸奶更容易工业化。凝固型酸奶以其独特的品质一直深受消费者的欢迎，但是因常出现黏稠度低、组织状态粗糙、乳清析出等不良现象，影响了消费者的购买意愿[1]。同时在实际生产中，灌装后的产品不可能同时出入热库，也会导致同批产品的品质不均匀。为了解决这些问题，很多方案是着重在增稠剂上，在提倡天然无添加的当前市场，挑选风味突出、弱后酸的菌种，确定恰当的发酵温度能很好的解决这些问题。以生牛乳为主要原料，通过单因素和正交试验确定菌种和制备工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

生牛乳：光明乳业股份有限公司；直投菌种SVV-A、SVV-B和09C-D：荷兰DSM公司；菌种组成均为保加利亚乳杆菌（L.Bulgaricus）和嗜热链球菌（St.thermophilus）；白砂糖（食品级）：北京糖业烟酒集团有限公司。

1.2 仪器与设备

LXJ-64-01 型离心机：北京医疗仪器修理厂；CP124S 型电子天平：德国赛多利斯公司；DY20K 型电子秤、PHB-4型精密pH计：上海精密科学仪器有限公司；APV1000 型高压均质机：APV（中国）有限公司；SA-300VF 型压力蒸汽灭菌器：新骏实业股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 酸奶制作工艺流程

操作要点

生牛乳：各项指标检测符合GB 19301—2010《食品安全国家标准生乳》。

标准化：脂肪≥3.1%；蛋白质≥2.9%；非脂乳固体≥8.1%。

配料：加入白砂糖。混料温度控制在55～60℃，混料后应保持搅拌状态20～30min。

均质：配料完成后，充分让其混合，然后预热至65℃，均质压力控制在16～18MPa进行均质。

杀菌：混合料加热至95～100℃，保温5～10min。

冷却接菌种：冷却至适宜温度后加入菌种。

灌装及热库发酵：注入容器后，送入热库进行发酵。

后熟：送入4～6℃的冷库进行24h后熟。

1.3.2 总酸度的测定

参照文献[2]，采用吉尔涅尔度（°T）法测定。

1.3.3 pH值的测定

采用pHB-4型精密pH计测定。

1.3.4 凝乳时间的测定

间隔30min观察一次酸奶的状态，待出现凝乳现象时记录凝乳时间。

1.3.5 后发酵酸度的测定

在发酵温度下发酵12h后，测定酸奶的酸度。

1.3.6 持水力（water-holding capacity，WHC）测定

以离心管取待测样品30mL，并测定样品的质量W0后，放入离心机，3 000r/min离心20min后，取出离心管，静置10min后，除去上清液，测残余物的质量W。酸奶的持水力按下式计算：

1.3.7 乳酸菌活菌数的测定

将酸奶用灭菌生理盐水梯度稀释至一定数量级的浓度后，采用MRS琼脂培养基倾注平板培养，于42℃厌氧培养，48h后计菌落总数，测定乳酸菌活菌数[3]。

1.3.8 颠簸实验

每组随机抽取两个样品，平整并正面向上装在一个周转箱内，冷链运输到达目的地后，观察酸奶凝乳状态是否破碎、是否有明显乳清析出等不良现象。本实验选择300km的运输半径检验凝固型酸奶的抗颠簸能力和稳定性[4]。

1.3.9 产品的感官评价

邀请10位有乳品品鉴经验的专家组成评鉴小组，采用百分制评分法，对产品的外观组织形态、风味、口感、内部组织状态等进行评价计分。感官评分标准（满分100分）见表1。

表1 凝固型酸牛奶感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of set yogurt

1.3.10 单因素试验

通过选择发酵剂、发酵温度和蔗糖添加量来确定其对凝固型酸奶的产酸能力、持水性和感官品质的影响。

1.3.11 正交试验

在单因素试验的基础上，将影响凝固型酸奶发酵工艺的主要影响因子进行综合分析，以发酵剂、发酵温度和蔗糖添加量3个因素进行正交试验L9（33），以确定凝固型酸奶的最佳发酵工艺参数。

2 结果与分析

2.1 发酵剂的确定

不同的发酵剂在凝固型酸奶中产酸及后酸差别较大，在相同的工艺条件下，改变发酵剂的种类，比较其凝乳时间、弱后酸能力、持水能力，同时结合感官评分来选择合适的发酵剂，发酵剂对凝固型酸奶的影响，结果见表2。

表2 发酵剂对凝固型酸奶感官评分的影响Table 2 Effect of starter on sensory score of set yogurt

由表2可以看出，09C-D发酵剂的凝乳时间比SVV-A和SVV-B短，SVV-B的弱后酸最强，在12h的发酵过程中，酸度为91°T，比SVV-A低14°T，比09C-D低25°T，同时持水力最强，感官评分得分最高，说明发酵剂SVV-B在较长时间的凝乳后，后期酸度不再增长迅速，提高了凝固型酸奶的品质。所以确定发酵剂为SVV-B。

2.2 发酵温度的确定

表3分别列出了5种不同的发酵温度条件下发酵的凝固型酸奶。比较其的凝乳时间、弱后酸能力、持水力，同时结合感官评分来选择合适的发酵温度。

表3 发酵温度对凝固型酸奶感官评分的影响Table 3 Effect of fermentation temperature on sensory score of set yogurt

不同的发酵剂的最适发酵温度不同，对于大多数发酵剂来说，发酵温度在低限时接近乳酸菌的最适生长温度，有利于乳酸菌的生长繁殖。发酵温度在高限时可使酸奶在短时间内凝乳，从而缩短发酵时间。从表3可以看出，发酵温度对凝乳时间、弱后酸和持水力的影响比较大。所以确定发酵温度37～42℃。

2.3 蔗糖添加量的确定

表4分别列出了5种不同的蔗糖添加量下发酵的凝固型酸奶。比较其的凝乳时间、弱后酸能力、持水力，同时结合感官评分来选择合适的蔗糖添加量。

表4 蔗糖添加量对凝固型酸奶感官评分的影响Table 4 Effect of sucrose addition on sensory score of set yogurt

由表4可知，不同的蔗糖添加量对凝固型酸奶的持水力和感官评分影响比较大。增加蔗糖的添加量相当于增加酸奶的总固型物，能让持水力得到有效的提高。蔗糖的添加量过少，不能满足乳酸菌对碳源的需要，甜度不够，添加过多，能抑制乳酸菌的生长，而且会导致甜度过腻。所以确定蔗糖添加量6%～8%。

2.4 发酵工艺优化正交试验

在单因素试验的基础上，确定了发酵剂种类、蔗糖添加量和发酵温度这3个因素的3个水平进行正交试验，采取L9（33）正交试验设计，因素与水平见表5，正交试验结果及极差分析见表6，确定试验结果的准确度，对配方进行了方差分析，结果见表7。

表5 凝固型酸奶工艺优化正交试验因素和水平Table 5 Factors and levels of orthogonal test for set yogurt fermentation technology optimization

由表6可以看出，影响凝固型酸奶品质的因素主次顺序是发酵剂种类（A）＞蔗糖添加量（B）＞发酵温度（C），优化组合为A2B3C1，即发酵剂种类为SVV-B，蔗糖添加量为8%，发酵温度为37℃。

由表7可以看出，发酵剂种类对凝固型酸奶品质的影响达到极显著水平（P＜0.05），蔗糖添加量对凝固型酸奶品质的影响达到显著水平（0.05＜P＜0.1），发酵温度对凝固型酸奶品质的影响不显著（P＞0.1）。

通过A2B3C1验证试验得到凝固型酸奶，其酸度93°T，活菌数为5.8×107CFU/mL，且品质最好，口感清爽，酸甜适口，质地均匀。

表6 凝固型酸奶工艺优化正交试验结果与分析Table 6 Result and analysis of orthogonal test for set yogurt fermentation technology optimization

表7 正交试验结果方差分析Table 7 Variance analysis of orthogonal test results

2.5 颠簸试验分析

按3因素3水平设计了9组凝固型酸奶样品，交由工厂冷链物流车，发往河北和天津两地，组织状态呈现出不同状态，结果见表8。

表8 颠簸试验结果Table 8 Results of bumping test result

由表8可以看出，样品1、2、7经过长途运输后组织状态出现破损，有少量乳清析出，样品4、8组织状态完好，只是有少量乳清析出，样品3、5、6、9组织状态完好，无乳清析出。

3 结论

通过单因素和正交试验，确定了凝固型酸奶的工艺为：发酵剂种类为SVV-B，蔗糖添加量为8%，发酵温度为37℃。在此最佳条件下，凝固型酸牛乳的酸度为93°T活菌数为5.8×107CFU/mL。凝固型酸奶能够经受长途运输的颠簸性破坏，保证最终产品到达消费者手中的品质。

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