菊粉對低糖低脂酸奶品質的影響

李雨露，劉麗萍，佟麗媛，孫建華，宋立

1(渤海大學 食品科學與工程學院，遼寧 錦州，121000)2(渤海大學數理學院，遼寧 錦州，121000)

菊粉又稱菊糖，是D-呋喃果糖經β-(2，1)糖苷鍵聚合而成的一種果聚糖，廣泛存在于植物組織中，尤其在菊芋、菊苣塊根中。菊粉具有膳食纖維和益生元的雙重功效。不但具有預防肥胖、控制血脂、調節血糖的作用［1-2］，而且還可以促進礦物質的吸收［3］，促進維生素的合成及防治便秘等。目前菊糖已經被美國FDA批準進入市場，在日本、歐洲、臺灣等地被認為是食品和營養的增補劑而非食品添加劑，廣泛應用食品工業中［4］。

菊粉是一種優良的脂肪替代物，當與水完全混合后會形成一種奶油狀結構，提供光滑的口感及圓滿的風味。在日本、韓國，低脂奶或脫脂奶非常盛行，而且多數產品都添加菊粉，用量在2%左右;另外，用纖維替代脂肪可增加產品緊密及口感并能提高乳化的分散性，因此可以提高冷凍甜點的泡沫穩定性，一般可替代20%～50%的脂肪［5］。2009年3月25日，我國衛生部批準菊粉為新資源食品。

本實驗以脫脂奶粉為原料，添加菊粉和功能性甜味劑木糖醇，在傳統酸奶加工工藝的基礎上研究菊粉對低糖低脂凝固型酸奶品質的影響并確定了工藝方案。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

菊粉，比利時Orafti;脫脂奶粉，完達山;木糖醇，浙江華康藥業股份有限公司;乳酸菌種，北京川秀科技有限公司。

SPJ型智能生化培養箱，常州中捷實驗儀器制造有限公司;JT-88型多功能塑合封口機，上海金塔食品電器機械廠;物性分析儀LFRA4500，美國。

1.2 實驗方法

1.2.1 酸奶的制備

1.2.1.1 工藝流程

脫脂奶粉→復原乳→添加菊粉、甜味劑→預熱→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發酵→冷卻→冷藏→成品

1.2.1.2 操作要點

(1)復原乳制備:脫脂奶粉按11.5%質量比溶于蒸餾水中，將菊粉按比例加入，溶解后放入冰箱冷藏12 h備用。

(2)預熱、殺菌:將混合乳預熱至55～65℃后加入甜味劑。本實驗以木糖醇為甜味劑，添加量為7%的質量分數［6］。充分溶解后繼續加熱至95℃，并保持5～10 min。

(3)接種、灌裝、發酵:殺菌后的混合乳快速冷卻至45℃左右，然后在無菌操作臺上接種(菌粉添加量為1g/L)，攪拌均勻后分裝在酸奶杯中，用封口機封口，放入42℃恒溫培養箱內發酵。

(4)冷卻后熟:發酵結束后在室溫下冷卻20 min左右，放入0～4℃冰箱中冷藏。

1.2.2 成品感官評價標準(表1)

表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standard

1.2.3 持水力的測定

取4℃酸奶樣品30 g裝入離心管，以4 000 r/min的速度離心20 min。傾去上清液，離心管倒置10 min后立即稱重，離心沉淀物與樣品質量的比值即為持水力。

1.2.4 酸奶質構的測定

采用TPA模式測試，所用探頭為TA4/1000，測試程序設置為:測試速度1 mm/s，下壓距離30 mm，觸發力為5 g。樣品在4℃左右冰箱冷藏12～24 h后，取出立刻進行測定，每個樣品平行測定3次。

2 結果與分析

2.1 菊粉添加量對酸奶發酵過程中酸度的影響

在復原乳中分別添加質量分數為1%，2%，3%，4%，5%的菊粉，與空白組相對照，觀察在不同發酵時間(3.5，4，4.5，5 h)菊粉添加量對酸奶發酵酸度的影響，結果如圖1所示。

圖1 菊粉添加量對酸奶發酵中酸度的影響Fig.1 The influence of the amount of inulin on yoghurt fermentation acidity

從圖1可以看出，隨著發酵時間的增加，酸奶酸度呈上升的趨勢。在相同發酵時間內，隨著菊粉添加量的增加，酸度也隨之增加。但空白組與添加菊粉組發酵酸度相差較大，而添加菊粉的各組發酵酸度變化很小。研究表明，菊粉的添加可以促進乳酸菌的增殖，加快乳酸的生成，但菊粉添加量的增加并不能使酸奶發酵酸度按比例增加，也即菊粉促進乳酸菌增殖的作用是有限的。菊粉作為脂肪替代品不能顯著地影響酸奶的pH值［7］。

2.2 菊粉添加量對酸奶冷藏過程中酸度的影響

在復原乳中分別添加質量分數為1%，2%，3%，4%，5%的菊粉，與空白組相對照，觀察在不同冷藏時間(1，7 d)內，菊粉添加量對酸奶酸度的影響，結果如圖2所示。

從圖2可以看出，在7天內，酸奶酸度隨著冷藏時間的增加而增加。冷藏的第1天空白組酸度較其他組低，其他組酸度基本持平;第7天后各組酸奶酸度基本持平，即菊粉對冷藏7天后的酸奶的pH值沒有顯著影響。這與Guggisberg等［8］的研究是相同的。這可能因為在冷藏期間乳酸菌仍然繼續生長繁殖，第1天空白組沒有菊粉的促進作用，因而產酸量較其他組低;而第7天因酸度達到一定值后乳酸菌的活力下降，產酸量下降，因此各組酸度基本相同。

圖2 菊粉添加量對酸奶冷藏過程中酸度影響Fig.2 The influence of the amount of inulin on refrigerated acidity of yoghurt

2.3 菊粉添加量對酸奶持水性的影響

在復原乳中分別添加質量分數為1%，2%，3%，4%，5%的菊粉，與空白組相對照，觀察菊粉添加量對酸奶持水性的影響，結果如圖3所示。

從圖3可見隨著菊粉添加量的增加，酸奶的持水力在不斷增加，但2%后趨勢趨緩，幾近相等。菊粉的添加會使酸奶的穩定性增加［8］。

2.4 菊粉添加量對酸奶質構的影響

在復原乳中分別添加質量分數為1%，2%，3%，4%，5%的菊粉，與空白組相對照，觀察菊粉添加量對酸奶的質構的影響，結果如圖4、圖5、圖6、圖7所示。

圖3 菊粉添加量對酸奶持水性影響Fig.3 The influence of the amount of inulin on water holding capacity of yoghurt

質構曲線中參數的意義:硬度為到達指定變形所需的力，即曲線的正向峰值力;功為樣品的內部鍵力，即正向總面積，也即用來表示稠度;黏附性為用來克服食品表面和接觸物表面之間的吸引力所作的功;黏附力為探頭從樣品中拔出所需的力，即負向峰值力。

圖4 菊粉添加量對酸奶黏附性影響Fig.4 The influence of the amount of inulin on yoghurt adhesivenees

圖5 菊粉添加量對酸奶黏附力影響Fig.5 The influence of the amount of inulin on yoghurt adhesive force

從圖中可見，隨著菊粉添加量的增加，酸奶的硬度、稠度呈上升的趨勢，但到3%后趨勢減緩;酸奶的粘附力、粘附性也呈上升的趨勢，同樣到3%后趨勢減緩。表明，菊粉的添加能增加酸奶的硬度、稠厚感和粘度，但是是有限的。這與Ricardo等［9］的研究相同。因為菊粉在發酵過程中也可以與蛋白質顆粒絡合形成蛋白質網絡結構［10］，菊粉的添加引起酸奶稠度顯著增加，隨著菊粉濃度增加，黏度也在增加，這在脂肪含量1% ～2%的酸奶中最明顯［8］。

圖6 菊粉添加量對酸奶稠度影響Fig.6 The influence of the amount of inulin on yoghurt consistency

圖7 菊粉添加量對酸奶硬度影響Fig.7 The influence of the amount of inulin on yoghurt hardness

2.5 菊粉添加量對酸奶感官品質的影響

酸奶后熟12～24 h后，由10人組成的感官評定小組根據感官評分表進行感官評定并打分，結果如表2所示。

表2 菊粉對酸奶感官品質的影響Table 2 The influence of inulin on yoghurt sensory quality

由表2可見菊粉的添加能提高酸奶的感官品質，因為菊粉能提高低脂或無脂產品如酸奶、色拉醬、奶油、巧克力等的黏度和賦形性［11］，提高類脂性，改善口感如乳脂狀柔滑［9］。隨著菊粉濃度的增加，乳脂狀的感覺也增加，因此對于低脂及全脂酸乳中，利用菊粉增加其工藝效果和營養價值是可行的［8］。

經10人感官評定小組評定，菊粉添加的質量分數為3%時，口感最佳，有濃郁發酵乳氣味，酸甜可口，組織均勻，無不良凝結塊，無乳清析出，柔滑度、黏稠度適宜。添加量為2%與4%時酸奶的感官性質與3%時差別不大，但空白樣與1%時酸奶稠度較差，略感粗糙;5%時過于稠厚，適口性略差。這與菊粉對酸奶質構的影響趨勢是相符的。因此綜合產品成本和各方面指標，菊粉添加的質量分數為2% ～4%比較適宜。

3 結論

本研究表明，在低糖低脂凝固型酸奶的加工過程中添加菊粉，對酸奶發酵的速度、產酸量及產品的酸度、穩定性、質構和感官品質都有明顯的影響。菊粉的添加能夠促進乳酸菌的增殖，加速了乳酸的生成，因此可縮短酸奶發酵的時間，同時在酸奶冷藏的過程中，后酸化的速度加快，能夠很快達到酸度要求，抑制有害菌的生長繁殖，使產品風味更明顯。同時菊粉的添加提高了酸奶的持水力和黏度，降低了酸奶在冷藏過程中的乳清析出率，并提高類脂性及感官品質。

隨著菊粉添加量的增大，各項指標都有明顯改善，但并不是添加量越多越好。本研究中菊粉添加的質量分數為2% ～4%時，產品的各項指標為較佳，因此結合感官評定結果和產品成本，最終確定酸奶加工的工藝參數為:木糖醇7%、發酵劑菌粉1g/L、發酵時間4～4.5h、菊粉2% ～4%，此條件下加工的酸奶口感及穩定性最佳。相信不久的將來人們會更多認識菊粉的價值，菊粉酸奶也會深受人們的喜愛。

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