銀耳多糖對低脂酸奶發酵、質構及感官品質的影響

盧玉容,郭秀蘭,*,唐仁勇,何 鋼,茍小軍

(1.成都大學藥學與生物工程學院,四川成都 610106; 2.成都大學藥食同源植物資源開發重點實驗室,四川成都 610106)

酸奶因其獨特的口感、豐富的營養價值和保健作用備受大眾青睞[1],其中低脂酸奶的脂肪含量較低,可有效避免高脂肪引起的高血糖、高血脂、高血壓、肥胖等疾病[2],因此低脂酸奶成為目前備受關注的乳制品之一。然而,低脂酸奶由于缺乏脂肪,易出現乳清析出、質構變差、口感不佳等質量問題[3]。近年來,有研究表明,在低脂酸奶中加入多糖不僅有利于改善酸奶的質構、豐富酸奶的口感、降低乳清析出率,而且還可以增加益生菌數量,促進微生物產酸,縮短發酵時間[1,4]。

銀耳是一種具有滋補作用的食用真菌。在我國,銀耳子實體由于其特殊的營養價值和保健功能而被廣泛用作食物和藥材。據分析,銀耳多糖在干銀耳中的含量高達65%～71.2%,是銀耳的主要活性成分,因其具有廣泛的生理作用而成為研究熱點[5]。據報道,銀耳多糖具有降血糖血脂、增強免疫、抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、抗凝血、抗血栓、調節菌群、增強記憶力等作用[6-8]。目前,銀耳多糖的研究主要集中于生物活性和提取工藝的研究[9],也有少量報道將其應用在食品中。Zhang等[10]研究發現,銀耳多糖可以增加蛋白的凝膠強度,提高產品的持水力和硬度;吳子健等[11]發現,低濃度的銀耳多糖可顯著促進發酵過程中微生物的生長。但銀耳多糖在低脂酸奶中的應用還未見報道。

由此,本實驗以低脂酸奶為研究對象,考察不同濃度的銀耳多糖對低脂酸奶品質、發酵時間及微生物數量的影響,為開發一種品質優良且具有保健作用的酸奶提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

銀耳 市售干銀耳(多糖含量以65%計);脫脂奶粉 市售安佳脫脂乳粉(含1%脂肪);蔗糖 市售;酸奶發酵劑 北京川秀科技有限公司。

TA.XT2質構儀 英國Stable Micro System;UV755B紫外分光光度計 上海佑科儀器儀表公司;LRH系列生化培養箱 上海恒科學儀器有限公司;JA2003N分析天平 上海佑科儀器儀表公司;F1650高速離心機 長沙湘儀離心機儀器有限公司;PHS-2F雷磁pH計 上海精密科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 銀耳多糖的提取工藝 銀耳多糖的提取工藝參照顏軍等[12]的方法,將干銀耳子實體用固體粉碎機進行粉碎,過100目篩,取銀耳粉5 g,加入150 mL 80%的乙醇,震蕩浸泡4 h,過濾得濾渣,再用80%的乙醇洗滌兩次,放置至乙醇揮發完全。向濾渣中加入蒸餾水500 mL后,于95 ℃條件下水浴浸提4.5 h,然后于室溫條件下3000 r/min離心10 min,將上清液過濾,得濾液。向濾液中加入無水乙醇配制成85%的乙醇,使多糖析出,靜置12 h,于室溫3000 r/min離心10 min得沉淀,棄上清液后于55 ℃水浴鍋中水浴,揮發至無乙醇味即得銀耳粗多糖。將銀耳粗多糖加至500 mL的沸水中進行溶解,得銀耳粗多糖溶液。最后測定其多糖含量。

1.2.2 銀耳多糖酸奶的制作工藝

1.2.2.1 工藝流程

1.2.2.2 工藝要點 銀耳多糖還原乳的制備:用少量水溶解奶粉,不同組別分別添加0、3%、6%、9%、12%、15%的多糖溶液,最終加水達到奶粉與水的質量體積比為12.5∶100,再加入4%的蔗糖,充分溶解,混勻。

預熱、均質:將料液于恒溫水浴鍋中加熱至60～70 ℃,邊加熱邊攪拌,然后用均質機在10 MPa壓力下均質1～2 min。

殺菌、冷卻:將混合好的料液在85 ℃下保溫15 min殺菌,流水冷卻至44 ℃,待用。

接種:在超凈工作臺中,向混合乳液中接種0.1%的發酵劑,充分混合均勻。

灌裝封口、發酵及冷藏成熟:將混合均勻的乳液灌裝于滅菌的玻璃瓶中并封口,于42 ℃恒溫培養箱中發酵,凝固取出,并記錄發酵時間,轉入4 ℃冰箱冷藏24 h得成品。

1.2.3 多糖含量的測定 測定方案參照陶瑞霄等[13]的方法,用硫酸苯酚法測定其總糖含量,3,5-二硝基水楊酸法測定其還原糖含量,多糖含量(mg/mL)=0.9×(總糖含量-還原糖含量)。由此可計算出多糖的得率,多糖的得率(%)=多糖的含量×多糖的體積×100/銀耳的總多糖含量。

1.2.4 微生物的測定 取3 g酸奶樣品,用無菌生理鹽水稀釋至10-6、10-7,每個組別、每個梯度取100 μL菌液進行膠注培養,參照Kusuma等[14]的方法測定,其中保加利亞乳桿菌使用MRS培養基于37 ℃培養箱中厭氧培養72 h,嗜熱鏈球菌使用M17培養基于42 ℃培養箱中厭氧培養72 h,分別進行微生物計數。

1.2.5 發酵終點的判定 酸奶的凝固與體系的pH密切相關。乳酸菌在發酵過程中產生乳酸等有機酸,從而降低體系的pH,當pH降至酪蛋白的等電點(pH=4.6)時該蛋白發生變性凝固,此時終止發酵并記錄發酵時間。

1.2.6 pH及滴定酸度測定 酸度的測定參照GB 5413.34-2010乳和乳制品滴定酸度的測定[15],pH用pH計進行測定。

1.2.7 持水力的測定 參照劉亞瓊等[16]的方法測定,將轉速降低為2000 r/min。

1.2.8 酸奶感官評價 挑選10位食品專業的同學,并對他們進行酸奶有關的培訓。將事先編好沒有規律號碼的相同紙杯分裝進30 g成品酸奶,按事先排好的順序,用托盤分別呈送給10位同學,10位同學從外觀、組織狀態、風味和口感、香味方面四個方面進行評定打分,滿分100分。評分方法參照表1。

表1 酸奶感官評定評分標準Table 1 Yogurt sensory evaluation criteria

1.2.9 質構的測定 參考以上指標,選擇具有代表性的處理進行質構的測定,參照Guo等[17]的方法,用TA.XT2質構分析儀測定酸奶凝膠的質構,采用P 0.5探頭,設定測試距離為20.00 mm,測定前探頭速度、測定時探頭速度及測定后探頭速度分別為1.00、2.00、10.00 mm/s,感應力為10 g。測定酸奶的硬度、粘度和脆度。

1.3 數據處理

實驗數據表示為平均值±標準偏差(SD),方差分析采用SPSS 17.0單因素方差分析和Duncan’s多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 銀耳粗多糖溶液的測定

銀耳粗多糖溶液中的多糖含量的測定結果為(12.34±0.04) mg/mL,同時計算出其多糖得率為18.98%。此結果與周帥飛等[18]熱水浸提銀耳多糖的結果相似。按照實驗設計和測定結果,可計算出0、3%、6%、9%、12%、15%組酸奶中銀耳多糖的濃度分別為0、0.37、0.74、1.11、1.48、1.85 mg/mL。

2.2 銀耳多糖對酸奶微生物的影響

銀耳多糖對酸奶中嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌數量的影響見圖1,酸奶中嗜熱鏈球菌數和保加利亞乳桿菌數均隨著多糖濃度的增加而增加。當銀耳多糖的添加量為0.37 mg/mL,酸奶中嗜熱鏈球菌數和保加利亞乳桿菌數均高于空白但不顯著,當銀耳多糖的添加濃度為0.74 mg/mL時,與空白相比，銀耳多糖顯著增加了保加利亞乳桿菌及嗜熱鏈球菌的數量(p<0.05)。這些結果表明銀耳多糖的添加有利于微生物的生長和發酵,其原因是多糖可作為微生物的碳源[19],促進酸奶中微生物的生長,從而提高微生物的數量。此實驗結果與Rpds等[19]的報道均證明:多糖可促進酸奶中嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的生長發酵,并有利于提高酸奶中的益生菌數量。

圖1 不同濃度銀耳多糖對酸奶中微生物的影響Fig.1 Effects of different concentrations of tremella polysaccharide on microorganism of yogurt注:圖中不同小寫字母表示同一指標各處理間 數據差異顯著(p<0.05),圖2～圖4同。

2.3 銀耳多糖對酸奶發酵時間、pH及滴定酸度的影響

銀耳多糖對酸奶發酵時間、pH及滴定酸度的影響分別見圖2和圖3,酸奶均為發酵至凝固即取出,終止發酵,所以各處理pH及滴定酸度差異不明顯。但發酵時間隨著多糖濃度的增加而縮短,當銀耳多糖的添加量為0.37 mg/mL時,顯著降低了發酵時間(p<0.05),縮短了約0.6 h,多糖濃度為0.74 mg/mL時縮短了約0.7 h(p<0.05),1.11～1.85 mg/mL時縮短了約1 h(p<0.05)。這可能是由于多糖的添加增加了酸奶中微生物的數量,促進了乳酸菌發酵,加速了有機酸的積累,在更短的時間內讓pH達到酪蛋白的等電點,因此縮短了酸奶的發酵時間。此結果與Rpds等[19]和李雨露等[20]的研究結果一致,多糖的添加能有效促進乳酸菌發酵,縮短發酵時間。

圖2 不同濃度銀耳多糖對酸奶發酵時間的影響Fig.2 Effect of different concentrations of tremella polysaccharide on fermentation time of yogurt

圖3 不同濃度銀耳多糖對酸奶pH及滴定酸度的影響Fig.3 Effects of different concentrations of tremella polysaccharide on pH and titrated acidity of yogurt

2.4 銀耳多糖對酸奶持水力的影響

不同濃度銀耳多糖對酸奶持水力的影響結果見圖4,當銀耳多糖的濃度為0.37 mg/mL時,酸奶的持水力相較于空白顯著提高(p<0.05),而當濃度繼續增加,酸奶的持水力降低至與空白組差異不顯著。有研究表明,多糖結構中含有大量的羥基,易與顯負電的酪蛋白結合,增強了酸奶的凝固性[21];另外,多糖自身以及多糖與蛋白質之間易形成氫鍵,強化了蛋白質的三維網狀結構,可容納更多的水分子,能有效防止乳清析出。而較高濃度的銀耳多糖之間易形成鉸鏈結構,導致水分流出,持水力下降[10];同時,多糖的添加加快了發酵前期的乳酸菌產酸,導致蛋白質亞膠體分子團改變,親合連接作用減弱,蛋白質網絡松散,乳清析出較多[22]。本實驗結果與Fu等[23]研究結果一致,適量多糖有利于提高產品的持水力,減少乳清析出;而高濃度的銀耳多糖會導致蛋白質結構中的水分流失,持水力下降。

圖4 不同濃度銀耳多糖對酸奶持水力的影響Fig.4 Effect of different concentrations of tremella polysaccharide on the water holding capacity of yogurt

2.5 銀耳多糖對酸奶感官品質的影響

不同濃度銀耳多糖對酸奶感官評分的影響結果見表2。低脂空白酸奶表面易析出大量乳清,且風味缺失,口感寡淡,適量添加銀耳多糖(0.37～1.48 mg/mL)有利于改善低脂酸奶的感官品質,尤其是外觀、風味和口感。銀耳多糖添加少量時(0.37和0.74 mg/mL)外觀、口感和總體評分最高,酸奶表面乳清析出最少,甜度略有增加,且粘性增加,在一定程度上彌補了因缺乏脂肪而造成的口感不佳;當多糖濃度為1.11 mg/mL時,酸奶表面乳清略微增加,外觀和總體評分下降,但仍顯著高于空白(p<0.05);當多糖濃度達到1.48～1.85 mg/mL時,酸奶表面乳清繼續增加,外觀和口感評分與空白組持平。這與陶偉雙[24]研究結果類似,在酸奶發酵過程中添加適量的銀耳汁,能有效增加酸奶的風味,改善酸奶的外觀和質地。

表2 不同濃度銀耳多糖對酸奶感官品質的影響(分)Table 2 Effects of different concentrations of tremella polysaccharide on yogurt sensory quality(scores)

2.6 銀耳多糖對酸奶質構的影響

質構是評價酸奶質量的一個重要指標。當多糖添加量≥1.48 mg/mL時,酸奶的持水力下降,發酵時間沒有進一步縮短,且外觀評分不佳(表2),因此本實驗只測定了多糖含量為0～1.11 mg/mL酸奶樣品的質構特性,結果見表3。當多糖濃度為0.37 mg/mL,酸奶的硬度和脆度與空白組相比均得到了顯著提升(p<0.05),而當多糖濃度達到或超過0.74 mg/mL后,酸奶的硬度和脆度均會降低,與空白組差異不顯著。出現這一現象的原因可能是低濃度的多糖在酸奶的發酵過程中與乳液中的酪蛋白產生分子間作用力,促進了酪蛋白的相互聚集[25],且多糖在發酵過程中可與蛋白質顆粒絡合形成蛋白質網絡結構[26],從而提高了酸奶的硬度和脆度;此外,張巖等[27]的報道中提到,一定濃度的多糖能促進乳酸菌在發酵過程中產生胞外多糖,可增強酸奶的蛋白凝膠結構,優化和改善低脂酸奶的組織狀態,提升酸奶的食用品質。然而當多糖的濃度提高后,過量的銀耳多糖會抑制酪蛋白凝膠網狀結構的形成,使得酸奶的三維結構松散,親合連接作用減弱,從而脆度和硬度降低,酸奶的質量降低[26]。

表3 不同濃度的銀耳多糖對質構特性的影響Table 3 Effects of different concentrations of tremella polysaccharide on texture properties of yogurt

3 結論

銀耳多糖具有多種保健作用,本實驗將銀耳多糖添加到低脂酸奶中,發現隨著銀耳多糖濃度的增加,酸奶中保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌數量逐漸增加,發酵時間顯著降低(p<0.05);添加低濃度的銀耳多糖(0.37～0.74) mg/mL,酸奶的感官評分最佳;在銀耳多糖濃度為0.37 mg/mL時,酸奶的持水力、硬度及脆度均顯著高于其他組(p<0.05)。綜合實驗結果,銀耳多糖可作為一種優良的保濕劑和益生元,適量銀耳多糖(0.37 mg/mL)的添加可增加發酵微生物的數量,縮短發酵時間,改善低脂酸奶的持水力和質構,提升低脂酸奶的感官品質。本研究為銀耳多糖在酸奶中的應用提供了理論基礎,并拓寬了在食品中的應用范圍。隨著對銀耳多糖的結構及作用的進一步認識,其應用范圍將進一步擴大。