功能性开菲尔酸奶最佳发酵条件的研究

矗工案 ■冰淇淋、乳品特辑／霉L品工业 功能性开菲尔酸奶最佳发酵条件的研究 北京农学院食品科学系(102206) 刘 慧 谭 锋 董雨蒙 李 游 郭逢杰 摘 要 本文针对影响开菲尔酸乳制品最终品质的三 个因素，采用三因素三水平[L (3 )】正交试验，确 定了以开菲尔液为工作发酵剂的功能性开菲尔酸奶的 最佳发酵条件。 关键词 开菲尔粒 酸奶 发酵 Abstract In this paper，three factors which affect quality of kefir dairy ． products ultimafely were studied．by using orthogonal experiments，the optimal fermentation conditions of functional kefir yogurt which used kefir filtrate as bulk starter were d~ermined． Keywords kefir grains yogurt fermentation 1． 前 言 开菲尔粒 (KefirGrains缩写为 KG)是传统制品 — — 开菲尔发酵乳制品的发酵剂，可用于家庭或工业 化的开菲尔发酵乳制品的生产。它具有规则的外型， 多数呈粒状 ，还有薄片状，纸卷样等结构。具有活性的 开菲尔粒可悬浮在乳中生长分裂 ，将其特性传给下一 代。开菲尔粒的主要成分除粘性多糖 (由半乳糖和葡 萄糖构成)外 ，还有大量的水和少量蛋白、脂质和其它 成分。在开菲尔粒基质上栖息着乳酸球菌、乳酸杆菌、 明串珠菌、酵母菌和醋酸菌等微生物。 开菲尔作为一种传统的发酵乳制品，流传至今，这 与它具有特殊的营养功能和保健作用分不开。由于开 菲尔粒中乳酸菌和醋酸菌的代谢作用，使开菲尔饮品 中含有较多的乳酸和乙酸等有机酸，不仅对健康人群 有保健作用，而且对 胃肠道疾病，代谢疾病 ，高血压、贫 血 、心脏病、过敏症等均有一定的疗效。经常食用开菲 尔制品可在人体的胃肠道 中保持有益菌群 的优势作 用，刺激肠道，加强胃肠蠕动 ，加速唾液、胃酸和胰酶的 分泌，利于消化。 本文对开菲尔粒及其酸乳制品进行研究 ，为这一 古老而新型的开菲尔发酵饮品，由民间流传走向大规 模商品化生产提供实践性指导意义。 2． 材料与 2 l 材 料 2，l、l 开菲尔粒 来自吉林省白城市普通家庭 2、l，2 试剂与仪器 脱脂无糖奶粉：由北京三元食品有限公司提供。 培养剂：乳清改良培养基(见附录)。 仪 器 ：(略) 2．2 方 法 2．2．1 工艺 原料乳一过滤一化 (干物质不低于 12％)一 90℃ ～95℃杀菌 30rain(加入 5％ ～8％糖 )一冷却至 30℃一开菲尔工作发酵剂按一定比例接种一分装一保 温发酵一冷却一贮藏一产品 2．2．2 试验设计 先将开菲尔粒活化至工作发酵剂(开菲尔滤液)的 pH值达 3．70左右，而后根据开菲尔酸奶的培养时间， 培养温度和工作发酵剂的接种量进行三因素三水平 [L (3 )】正交试验 (见 2一1)，并对成品开菲尔酸奶 进行感官评定，pH值与菌落总数测定。对其结果进行 极差分析和方差分析，以确定最佳发酵工艺条件。 表 2—1 开菲尔酸奶发酵工艺条件试验 因素水平表 因 素 水平 臌 酵温度(℃) B发酵时间(h) C接种量(％) 1 25 28 12 2 22 24 8 3 28 20 10 2、3 试验指标的测定 2．3．1 菌落总数的测定 用 lml灭菌吸管吸取开菲尔酸奶 lml，沿管壁注入 含有 9ml灭菌生理盐水的试管中，反复吹吸 l0余次， 将聚合的菌体细胞充分打散 ，制成 l：10的样品稀释 液。选择 l0一、l0一、l0 三个样品稀释度，分别在做 l0 倍递增稀释的同时 ，即以无菌吸管移取 0．1ml样品稀 释液注入乳清改 良培养基平皿中，涂布均匀。翻转平 皿，置于 30℃ ～35℃温箱中培养 2d～3d。取出，按表 2—2观察，根据乳杆菌和乳球菌的菌落特征和 02酶 特性进行计数(cfu／m1．)。 茵 落 特 征 H 0 酶特性 大小2～3mm，表面呈菜花状，边缘不 乳杆菌 阴性 规则，无光泽，扁平，灰白色，透明。 大小1～2mm，表面光滑，过缘整齐，呈 乳球菌 圆形，无光泽，半球状凸起 ，灰白色， 阴性 透 明。 2，3．2 pH值的测定 用 pH一3C pH计测量。测定次 数为 n=3。 2、3、3 开 菲 尔 酸 奶 感 官 评 定 按 国 家 标 准 GB16321—1996，对开菲尔酸奶的感官品质进行评定。 · 26· 维普资讯 http://www.cqvip.com ■冰淇淋、乳品特辑／乳品工业 品工案 3． 结果与讨论 表 3—1 开菲尔酸奶发酵工艺三因素三水平 【L。(3 )】正交试验结果 ，_ 、 发酵 发 酵 接种 × 温度 时间 量 总 评定 试验号 误差 pH 茵 总分 (℃) (h) (％) 数 A B C 邑 1 1 1 1 1 5、72 4．8 42、5 2 1 2 2 2 5、53 2、1 39、5 3 1 3 3 3 5．14 0、30 41．5 4 2 1 2 3 5．44 7、0 46 5 2 2 3 1 5、38 5、O 5O 6 2 3 1 2 5、18 2．4 41 7 3 1 3 2 5．12 6．6 50、5 8 3 2 1 3 5．09 3．0 53．5 9 3 3 2 1 4、77 O、55 42 K t 16、39 16．28 15．99 15．87 pH K 2 16、0o 16．0o 15．74 15．83 值 K 3 14．98 l5．09 15．64 15．67 R^>R B>R c R 1．41 1．19 O．35 O．2O 总 K’， 7．2 18．4 10．2 10．4 菌 K’2 14．4 1O．1 9．65 l1、1 R’B>R’^ > R’c 数 K’3 1O．2 3．25 l1．9 10．3 R’ 7 ． 2 15．2 2．25 O．8 评 K”l 123 ．5 139 137 134．5 定 l(' 137 143 127．5 131 R”^ >R”B>R”c 总 K” 3 146 l24．5 142 141 分 R” 22．5 18 ． 5 14．5 1O．O 注：表 中数据为 n=3测定之平均值。 开菲尔酸奶的品质受发酵温度，发酵时间及接种 量的影响。 由表 3一l可知 ，若以开菲尔酸奶的 pH值为指标 ， 则 风 > > ，即发酵温度是影响其 pH值最主要因 素，发酵时间次之，接种量相对影响较小。又由表 3—2 开菲尔酸奶 pH值方差分析 (略)可知，发酵温度之间 与发酵时间之 间的差异对产品的 pH值影 响均极显 著 ，而接种量不显著。 若以开菲尔酸奶的总菌数为指标，则 R > Rk> R’c，即发酵时间是影响开菲尔酸奶总菌数的最主要因 素，发酵温度次之，接种量相对影响较小；参见表 3—3 开菲尔酸奶总菌数方差分析(略)。 若以开菲尔酸奶的感 官评 定为指标 ，则 R”A> R’，B>R’’c，即发酵温度是影响开菲尔酸奶感官评定总 分的最主要 因素，发酵时间次之，接种量相对影响较 小 ；参见表3—4开菲尔酸奶感 官评定总分方差分析 (略)。 综上所述，发酵温度是影响开菲尔酸奶品质的最 主要因素，发酵时间次之 ，接种量相对影响较小。 3．1 发酵温度对开菲尔酸奶品质的影响 开菲尔工作发酵剂中含有多种微生物菌群，包括 乳酸球菌、乳酸杆菌、明串珠菌、酵母菌和醋酸菌等微 生物。 当将其接种至牛奶中进行发酵时，发酵温度可 直接影响其代谢活动 ，从而影响发酵最终产物的生 成。由表 3一l中 K^ I>K^ 2 K K’^2>K’^3 I<’ K 3> K’ ： K'A。可知，A：或 A 为最佳水平 。但考虑若选择 A：为最佳水平 ，会影响酸奶口感 ，降低其可接受性。故 最终选 A 为最佳水平，即确定开菲尔酸奶的最佳发酵 温度为 28℃。 3、2 发酵时间对开菲尔酸奶品质的影响 发酵时间对开菲尔酸奶品质有一定影响。由表 3一l中，KBI>KB2 K B3，K’BI>K’B2 K 3，K’ 2>K’'日l> I<，， 可知。B 或 B：为最佳水平。但考虑发酵时间过长 会导致产品酸度过高，给人带来刺激性酸味，适口性变 差；故最终选 B：为最佳水平 ，即确定开菲尔酸奶的最 佳发酵时间为 24h。 3．3 接种量对开菲尔酸奶品质的影响 接种量对开菲尔酸奶品质有一定的影响。由表3一 l中，K cl>K c2 K c3，K'c]>K’cl> c2，K”c3>K”cl> I<，， ：可知 ，C 或 C 为最佳水平。但考虑若加大接种量 ， 酸奶的发酵时间并没因之相应缩短 ，酸奶风味却因发 酵前期酸度上升过快反而变差。而且酸度急剧升高还 会造成凝乳中的蛋白质脱水收缩严重，使乳清析 出较 多，产品的组织状态出现粗糙 的砂粒感 。故最终选 C 为最佳水平。即确定开菲尔酸奶的最佳接种量为10％。 综上所述 ，确定开菲尔酸奶的最佳发酵工艺条件 组合为 A B：C ，即最佳发酵温度为 28℃，发酵时间为 24h，接种量为 lO％。 4． 结 论 4．1 发酵温度是影响开菲尔酸奶 品质 的最主要 因 素，发酵时间次之 ，接种量相对影响较小。 4．2 采用 [L (3 )】三因素三水平正交设计，经极差 分析和方差分析 ，确定开菲尔酸奶发酵工艺主要技术 参数最优组合是 A，B：C，。即发酵温度为 28℃，发酵时 间为 24h，接种量为 10％。成品开菲尔酸奶 口感细腻 ， 有一定粘度，甜度适中，酸而不涩，具有该乳酸菌饮料 应有的滋味和气味，无异味；色泽呈均匀一致的乳白 色；组织状态呈乳浊状，均匀一致不分层。 附：改良乳清培养基配方：乳清400ml；乳水解酪 蛋白 5g；蕃茄汁原液 50ml；葡萄糖 lg；胡萝 卜汁原液 50ml；酵母膏 2．5g；蒸馏水 500ml；半胱胺酸 O．3g；吐温 一 8O 0．05％ ；琼脂 15g。 主要参考文献 [1】Koroleva．N．S．Starter for fermented milks．Seetion 4 kefir and kumys starters．International Dairy Federation Bulletin．1998，227： 35～40 [2】Mieroflora of kefir grains．Aeta Alimentaria Poloniea 1980．6： 145～154 [3】Koroleva，N．S．Technology of kefir and kumys．Internafion Dairy Federation Bulletin 1998，227：96～100 [4】张列兵等，开菲尔粒，1996，8，Vo1．24，No．4．39～42 [5】张和平等 ，利用开菲尔发酵剂制备牛乳酸马奶酒的研究． 中国乳品工业 1996．Vo1．24．No．4：16～18 [6】王文义等，新型发酵乳——Kem，中国乳品工业，1992．20： 161～166『FiI · 27 · 维普资讯 http://www.cqvip.com