亚麻籽俗称“黄金种子”,富含α-亚麻酸(α-linolenic acid, ALA)、优质蛋白、膳食纤维、木质素等活性物质[1],具有降低胆固醇[2]、预防糖尿病[3]、增强免疫力[4]等功能,在食品、医药、化妆品等领域被广泛应用。
微生物发酵法是一种绿色可持续的加工方式[5]。研究表明,通过微生物发酵的植物基产品,其营养价值、抗氧化性、感官特性等均有明显提升[6-8]。甚至部分发酵后的产品还产生了生物活性肽[9]、提高了ALA生物利用度[10]、降低了抗营养因子含量等[11]。目前部分学者利用微生物发酵法开发亚麻籽发酵乳,如党玲等[12]和李曦[13]分别对亚麻籽油凝固型酸奶的制备工艺和亚麻籽粕酸奶的生产工艺进行了研究,两者都具有亚麻香气且感官评价良好。可见,亚麻籽类发酵乳具有巨大的市场潜力。
鉴此,本研究拟以脱皮亚麻籽仁原浆和脱脂牛奶为原料,通过Plackett-Burman设计筛选、Box-Behnken设计优化其发酵制备工艺,并分析其贮藏稳定性,以期获得高质量的亚麻籽发酵乳,同时为益生菌发酵技术在新型植物基原浆的应用提供科学参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
脱皮亚麻籽仁,深圳诚致有限公司;德亚全脂纯牛奶,德亚食品有限公司;食用小苏打,上海枫未实业有限公司;蔗糖、果胶、β-环状糊精,河南万邦实业有限公司;10菌型酸奶发酵剂(包含嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、乳双歧杆菌、青春双歧杆菌、两双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、罗伊氏乳杆菌),安琪酵母股份有限公司;0.1 mol/L NaOH溶液、酚酞指示剂,上海麦克林生化科技有限公司。
1.2 仪器与设备
烘箱、DJ13B-D08EC 豆浆机,九阳股份有限公司;FE28 pH计,METTLER TOLEDO;胶体磨,廊坊市顶天轻工机械有限公司;HWS-12 恒温水浴锅,上海一恒有限公司;数字食品温度计,温州米特尔智能科技有限公司;酸奶机,乐创科技有限公司;质构仪,上海保圣实业发展有限公司;碱式滴定管,北京博美玻璃有限公司;低温超高压细胞破碎机,广州聚能纳米生物科技股份有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 凝固型脱皮亚麻籽仁发酵乳的制备方法
1.3.1.1 凝固型脱皮亚麻籽仁发酵乳制备工艺流程
凝固型脱皮亚麻籽仁发酵乳的制备工艺为:
1.3.1.2 脱皮亚麻籽仁原浆的制备
参考董思远等[14]的方法并稍作修改。称取适量脱皮亚麻籽仁(亚麻蛋白21.6%,脂肪55.4%)于120 ℃烘箱中烘烤1 min,亚麻籽与水的料液比1∶8(g∶mL),加入2.5 g/L小苏打,使用豆浆机“果汁”模式50 ℃磨浆1次,胶体磨磨浆10 min,200目过滤即得脱皮亚麻籽仁原浆(蛋白质含量18.8 g/L)。
1.3.1.3 凝固型脱皮亚麻籽仁发酵乳的制备
将脱皮亚麻籽仁原浆与全脂牛奶(蛋白质33 g/L,脂肪35 g/L,碳水化合物48 g/L)按不同体积比(1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5)混匀,加入蔗糖20～100 g/L、果胶0～2 g/L,β-环糊精2.0 g/L混合均匀。将混合乳预热至50～60 ℃,均质2次(15 MPa,5 min),水浴杀菌(90 ℃,15 min),迅速降温至40 ℃,加入发酵剂1～5 g/L,发酵4～12 h,于4 ℃冰箱冷藏12 h。
1.3.2 指标测定
1.3.2.1 可滴定酸度的测定
参考GB 5009.239—2016 《食品酸度的测定》酚酞指示剂法进行测定。
1.3.2.2 pH测定
使用pH计进行测定。
1.3.2.3 总乳酸菌计数
参考HUANG等[15]的方法在MRS培养基上进行总乳酸菌计数,测定贮藏1、7、14、21 d的活菌数。
1.3.2.4 持水力测定
参考陈嘉佳等[16]的方法,取2.5 g发酵乳,5 000 r/min离心10 min,弃去上清液后倒置5 min后立即称重。持水力计算如公式(1)所示:
持水力
(1)
式中:M1为离心后发酵乳和离心管的总质量,g;M2为离心前发酵乳和离心管的总质量,g。
1.3.2.5 质构指标的测定
参照汪秀妹等[17]的方法进行质构指标测定。选取TA 100圆盘挤压探头直径12.7 mm。测定条件:触发点负载0.01 N,形变量目标值3.0 mm,测试前速度0.50 mm/s,测试速度0.20 mm/s,测试后速度0.20 mm/s。
1.3.2.6 凝固型脱皮亚麻籽仁发酵乳的感官评定
参照GB/T 16291.1—2012 《感官分析 选拨、培训与管理评价员一般导则 第1部分:优选评价员》筛选和培训感官评价员。经过初选、复评以及最后确定,考核评价员基本味觉、嗅觉匹配、排序检验和描述性能力等,要求排名综合评分不低于65%,最终确定20人(男女比例1∶1,年龄20～40周岁)的感官评价小组。
参照RHB 104—2020 《发酵乳感官评鉴细则》制定脱皮亚麻籽仁发酵乳感官评价标准(表1)。取冷藏后熟的发酵乳,采用3位数随机编码进行送样,由感官评价小组从表1中的4个方面进行评分,每个样品评价之前用纯净水漱口。
表1 脱皮亚麻籽仁发酵乳的感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation criteria of dehulled flaxseed fermented milk
项目评价标准分值/分色泽均匀一致,呈乳白或乳黄色12～20色泽色泽深黄色或灰色4～11存在有色斑点、杂质或其他异常颜色0～3奶味纯正,具有发酵乳的特征风味,或具有亚麻籽仁的特征风味,酸甜比适中31～40滋味和气味自然的发酵风味不够,或添加的亚麻籽仁特征风味不够,略酸或略甜21～30奶味较淡,风味差,或添加的亚麻籽仁特征风味差,有苦味,过酸或过甜5～20没有特征风味,或有不愉悦的气味0～4组织绵密、黏稠度适中,口感顺滑、乳脂感强,无气泡、无乳清析出31～40组织状态轻微粉涩感、乳脂感较强,有少量气泡、乳清析出较少21～30组织粗糙,肉眼可见轻微的颗粒,无乳脂感,气泡较多、乳清析出较多5～20组织粗糙,严重的肉眼可见的颗粒、大量气泡、乳清析出严重0～4
1.3.3 单因素试验设计
本试验拟以发酵乳的可滴定酸度、pH、质构特性、感官评分为指标,通过单因素试验优化其制备工艺。各因素水平表如表2所示。
表2 单因素实验设计
Table 2 Single factor experimental design
体积比蔗糖添加量/(g/L)果胶添加量/(g/L)发酵剂添加量/(g/L)发酵温度/℃发酵时间/h1∶920013842∶8400.524063∶7601.034284∶6801.5444105∶51002.054612
1.3.4 Plackett-Burman法筛选影响脱皮亚麻籽仁发酵乳品质的关键因素
基于单因素试验结果,采用Plackett-Burman法进行筛选,试验次数N=12,检验体积比(A)、蔗糖添加量(B)、发酵剂添加量(C)、发酵温度(D)、发酵时间(E)这5个因素,分别选取各个单因素的高、低水平,以感官评分为响应值,如表3所示。
表3 Plackett-Burman试验设计因素及水平
Table 3 Factors and levels of Plackett-Burman test design
水平因素A(体积比)B(蔗糖添加量)/(g/L)C(发酵剂添加量)/(g/L)D(发酵温度)/℃E(发酵时间)/h-12∶840140614∶68034410
1.3.5 Box-Behnken响应面法优化脱皮亚麻籽仁发酵乳制备工艺
在Plackett-Burman试验结果的基础上,根据Box-Behnken原理,考察体积比(A)、蔗糖添加量(B)、发酵剂添加量(C)间的交互作用并得出脱皮亚麻籽仁发酵乳的最优制备工艺。以感官评分为响应值,共设17个处理组,如表4所示。
表4 Box-Behnken响应面设计因素及水平
Table 4 Factors and levels of Box-Behnken response surface design
水平因素A(体积比)B(蔗糖添加量)/(g/L)C(发酵剂添加量)/(g/L)-12∶840103∶760214∶6803
1.3.6 脱皮亚麻籽仁发酵乳贮藏期稳定性研究
在最优制备工艺条件下,分别测定脱皮亚麻籽仁发酵乳4 ℃贮藏期间(1、7、14、21 d)的可滴定酸度、pH、持水力、总乳酸菌数、质构特性。
1.4 数据处理
数据测定次数N≥3,数据结果采用
表示,使用SPSS 23.0、Origin 2019、Design-Expert 10.0.7软件分别进行差异性显著分析、绘图及响应面分析。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果与分析
2.1.1 脱皮亚麻籽仁原浆与全脂牛奶的体积比对发酵乳品质的影响
根据GB 19302—2010《食品安全国家标准 发酵乳》中合格发酵乳的酸度应≥70 °T。由图1可知,感官评分随原浆添加量的增加呈先升高后降低趋势,在体积比为3∶7时感官评分最高,为79分。在体积比为2∶8时可滴定酸度显著升高至89.9 °T,pH显著下降至4.26。这是由于发酵基料中蛋白质、糖类等物质含量升高,促进了乳酸菌生长产酸[18]。然而,体积比继续增加,可滴定酸度逐渐下降72.38 °T,而pH呈缓慢升高趋势。可能是由于原浆添加量超过一定范围会影响乳酸菌的繁殖[13];而且,原浆制备过程中添加了改善其品质的小苏打,中和了部分有机酸;此外,蛋白质以及其他大分子物质增强了体系缓冲能力[19]。当体积比为3∶7时感官评分最高,可滴定酸度为83.46 °T,pH为4.3,富含亚麻籽香气、表面光滑、无乳清析出。然而,原浆添加量过高,发酵乳中的豆腥味逐渐明显,导致消费者可接受度降低。
a-发酵乳可滴定酸度、pH、感官评分;b-质构
图1 脱皮亚麻籽仁原浆与全脂牛奶的体积比对发酵乳 可滴定酸度、感官评分、pH、质构的影响
Fig.1 The effects of the volume ratio of dehulled flaxseed pure milk to whole milk on the titratable acidity, sensory score, pH and texture of fermented milk were studied
发酵乳的硬度、弹性反映其细腻程度和爽滑性,而内聚性反映其凝聚能力。随着原浆添加量的增加,硬度、胶黏性显著升高(P<0.05)。这是由于亚麻纤维能改善或重塑酪蛋白凝胶结构、抑制凝胶收缩和乳清析出[20]。此外,脂肪与蛋白质之间存在交互作用,提高其接触面积或增加脂肪含量均有助于凝胶结构的形成[21]。然而,体系中脂肪含量过高易形成疏水区,无法锁住游离的自由水,导致乳清析出、硬度下降[22]。咀嚼性随原浆添加量的增加显著升高(P<0.05)至0.77 N,弹性、内聚性无明显差异。结合感官评分,选择体积比3∶7进行后续试验。
2.1.2 发酵剂添加量对脱皮亚麻籽仁发酵乳品质的影响
发酵剂添加量对产酸速率、发酵时间和风味物质具有较大影响[23]。发酵剂添加量较高时,产酸速率较快,发酵时间较短;而且,发酵乳pH降低至5.0以下时,有助于风味物质生成。由图2可知,随着发酵剂添加量增加,可滴定酸度升高至96 °T(P<0.05),pH下降至3.8(P<0.05),这是由于乳酸菌分解糖类物质生成了有机酸。当发酵剂添加量为1～2 g/L时,感官评分显著升高(P<0.05)至85分,此时发酵乳无乳清析出,口感细腻,具有发酵乳的特征风味。当发酵剂添加量>4 g/L时,感官评分出现下降的趋势,这是由于酸度过高破坏了酪蛋白的结构,引起乳清析出[24]。
a-发酵乳可滴定酸度、pH、感官评分;b-质构
图2 发酵剂添加量对发酵乳可滴定酸度、感官评分、 pH、质构的影响
Fig.2 The effects of fermentation agent addition on the titratable acidity, sensory score, pH and texture of fermented milk were studied
发酵剂对硬度、胶黏性具有显著性影响(P<0.05),对弹性、咀嚼性和内聚性影响不显著(P>0.05)。硬度和胶黏性随发酵剂添加量的升高呈先下降后升高趋势,在添加量为3 g/L时硬度和胶黏性降到最小值分别为0.30、0.23 N。由于乳酸菌的生长繁殖影响了发酵基料中蛋白质的比例和含量,导致质构发生变化[25]。此外,pH对蛋白颗粒存在影响,pH较低时蛋白颗粒直径较大,凝乳较差[23]。而且,发酵剂添加量过高会导致蛋白质水合作用不足,硬度下降,引起乳清析出[23]。结合感官评分,选择发酵剂添加量为2 g/L进行后续试验。
2.1.3 发酵温度对脱皮亚麻籽仁发酵乳品质的影响
由图3所示,在发酵温度为38～46 ℃时,可滴定酸度显著升高(P<0.05),当发酵温度为44 ℃时可滴定酸度达到峰值113.54 °T、pH显著下降(P<0.05)至4.41、感官评分显著升高(P<0.05)至76.5分。适宜温度下,乳酸菌生长繁殖较快,有机酸、风味物质等代谢产物丰富,感官评分较高。然而,发酵温度过高时,酸奶凝乳收缩力增强,乳清析出严重。而且,温度过高不利于微生物生长,易产生不良风味以及影响风味物质形成[26]。在发酵温度为42 ℃时发酵乳口感细腻无乳清析出且酸度适宜,感官评分最高为76.5分。
a-发酵乳可滴定酸度、pH、感官评分;b-质构
图3 发酵温度对发酵乳可滴定酸度、感官评分、 pH、质构的影响
Fig.3 The effects of fermentation temperature on titratable acidity, sensory score, pH and texture of fermented milk were studied
在发酵温度为38～44 ℃时,硬度、胶黏性、咀嚼性先下降后升高,而内聚性和弹性无显著性差异。硬度、胶黏性、咀嚼性在发酵温度为40 ℃时降至最小值分别为0.47、0.40、0.34 N;在发酵温度为44 ℃时达到最高值分别为1.14、0.88、0.75 N;当发酵温度为44～46 ℃时,硬度、胶黏性、咀嚼性分别下降了0.42、0.29、0.23 N。这是因为较高的发酵温度抑制了乳酸菌的生长繁殖[27]以及蛋白网络空隙增大导致结构疏松[28]。此外,胶黏性过高会降低发酵乳的品质[23],结合感官评分选择42 ℃进行后续试验。
2.1.4 发酵时间对脱皮亚麻籽仁发酵乳品质的影响
如图4所示,随着发酵时间延长,可滴定酸度显著升高(P<0.05)至106.1 °T,pH显著下降(P<0.05)至4.22。这是由于发酵时间延长,乳酸菌代谢引起有机酸积累。而感官评分随发酵时间延长呈先增加后降低的趋势,在发酵8 h时感官评分最高为65分。这是因为发酵过程中风味物质的积累和凝胶结构的形成,赋予了发酵乳特有的口感和风味[27]。然而,随着发酵时间延长,发酵乳中有机酸过度堆积,导致pH较低,引起蛋白胶体结构破裂,导致感官评分降低[29]。
a-发酵乳可滴定酸度、pH、感官评分;b-质构
图4 发酵时间对发酵乳可滴定酸度、感官评分、 pH、质构的影响
Fig.4 The effects of fermentation time on titratable acidity, sensory score, pH and texture of fermented milk were studied
发酵4～8 h时,硬度、胶黏性、咀嚼性显著(P<0.05)升高,均在发酵8 h时达到最高值,分别为0.74、0.57、0.50 N;发酵8～12 h时硬度、胶黏性、咀嚼性显著(P<0.05)下降,分别降至0.20、0.19、0.16 N。这是由于发酵时间延长,乳酸菌的含量和活力提高,形成了质地更紧密的发酵乳[30]。然而,发酵时间过长,体系中代谢物堆积、养分不足等因素,抑制了乳酸菌生长繁殖,引起质构变化。而且,pH过低不利于维持发酵乳的凝胶结构,会降低其持水力,导致硬度、胶黏性、咀嚼性下降[29]。结合感官评分,选择发酵时间为8 h进行后续试验。
2.1.5 蔗糖添加量对脱皮亚麻籽仁发酵乳品质的影响
如图5所示,随着蔗糖添加量的升高,可滴定酸度显著下降(P<0.05)至74.65 °T,pH、感官评分显著升高(P<0.05),分别升高至4.64、61.33分。这是因为蔗糖能改善发酵乳过酸的口感,使风味更加协调。此外,蔗糖为乳酸菌提供碳源促进其繁殖代谢,积累风味物质和有机酸,引起酸度升高,感官评分增加。随着蔗糖添加量升高,硬度、胶黏性、咀嚼性先增加后降低,蔗糖添加量为60 g/L时达到最大值分别为0.80、0.67、0.57 N。这是由于蔗糖能提高体系的渗透压,适当的渗透压可形成酪蛋白胶束提高发酵乳的持水力。然而,过高的渗透压会使酪蛋白胶束失去吸附乳清的能力,降低其凝固性[31]。此外,适当的蔗糖能促进乳酸菌生产胞外多糖,提高发酵乳的持水力[31]。蔗糖添加量过高,会导致乳酸菌繁殖加快,破坏原有的稳定结构,导致硬度、咀嚼性、胶黏性下降[31]。结合感官评分,选择蔗糖添加量为60 g/L进行后续试验。
a-发酵乳可滴定酸度、pH、感官评分;b-质构
图5 蔗糖添加量对发酵乳可滴定酸度、感官评分、 pH、质构的影响
Fig.5 The effects of sucrose addition on titratable acidity, sensory score, pH and texture of fermented milk were studied
2.1.6 果胶添加量对脱皮亚麻籽仁发酵乳品质的影响
稳定剂具有改善发酵乳乳清析出、凝乳不良和提高产品品质等作用。果胶作为发酵乳中常用的稳定剂,能降低酪蛋白间的相互作用,提高其稳定性、爽滑度和光泽度等。由图6可知,添加果胶显著降低了凝固型脱皮亚麻籽仁发酵乳的感官评分(P<0.05),而未添加果胶时感官评分为85.3分,添加果胶后感官评分显著下降至61.7分。这是由于添加果胶出现了质地不均匀、粉质感强等现象,这一结果与NGUYEN等[28]的一致。
a-发酵乳可滴定酸度、pH、感官评分;b-质构
图6 果胶添加量对发酵乳可滴定酸度、感官评分、 pH、质构的影响
Fig.6 The effects of fruit gum addition on titratable acidity, sensory score, pH and texture of fermented milk were studied
随着果胶添加量增加,硬度、胶黏性、咀嚼性先下降后升高,在果胶添加量为1.5 g/L时降到最低值,分别为0.10、0.10、0.08 N,这一现象与蒋源渊等[32]的一致。当果胶添加量较低时,未与果胶结合的酪蛋白相互作用聚集沉淀,导致发酵乳的硬度、胶黏性、咀嚼性降低[33]。由于添加果胶,导致感官评分急速下降,因此在后续的实验中不再添加。
2.2 Plackett-Burman试验结果
根据单因素试验结果,采用Plackett-Burman设计试验筛选对脱皮亚麻籽仁发酵乳感官评分有显著影响的因素。结果如附表1、附表2(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036694,以下附表、附图同)所示,其中极显著(P<0.01)的模型有:蔗糖添加量;显著(P<0.05)的模型有:体积比、发酵剂添加量;不显著(P>0.05)的模型有:发酵温度、发酵时间。因此,选择蔗糖添加量、体积比、发酵剂添加量进行响应面优化试验。
2.3 制备工艺参数响应面优化结果与分析
2.3.1 基于感官评分的Box-Behnken试验设计和方差分析
根据Plackett-Burman筛选试验结果,以感官评分为响应值,进行Box-Behnken试验设计,确定脱皮亚麻籽仁发酵乳的最佳制备工艺参数,如附表3所示。
2.3.2 模型建立与拟合分析
由附表4可知,模型F值=25.29,P<0.000 2,模型极显著,回归方程:Y=88.51-3.48A+7.44B+6.58C+2.50AB+6.53AC+0.87BC-8.24A2-9.71B2-8.80C2。试验结果中,对感官评分影响极显著(P<0.01)的分别有:B、C、AC、A2、B2、C2项;对感官评分影响显著(P<0.05)的只有A项。另外各因素对感官评分影响程度为:B(蔗糖添加量)>C(发酵剂添加量)>A(体积比)。方程回归系数R2=0.970 2,表明模型拟合良好;修正系数
表明该模型能解释93.18%响应值的变化;变异系数:4.11%<5%,表明该方程重现性良好,模型可靠性较高。
2.3.3 感官评分响应面优化试验结果与分析
各因素间的交互三维图如附图1所示,结合响应面方差分析,PAB=0.152 7>0.05、PAC=0.004 1<0.05、PBC=0.592 0>0.05,即体积比与蔗糖添加量、蔗糖添加量与发酵剂添加量的交互作用不显著,体积比与发酵剂添加量的交互作用显著,与方差分析一致。
2.4 发酵乳的工艺优化及验证
根据响应面试验优化结果得出发酵乳的最佳制备工艺参数为:脱皮亚麻籽仁原浆与全脂牛奶的体积比3.192∶7、蔗糖添加量73.56 g/L、发酵剂添加量2.33 g/L、β-环状糊精2 g/L、发酵温度42 ℃,发酵时间8 h。考虑到试验操作的便利性,将最佳制备工艺参数修改为:体积比3∶7、蔗糖添加量74 g/L、发酵剂添加量2.3 g/L、β-环糊精2 g/L、发酵温度42 ℃,发酵时间8 h。在该优化条件下制备的凝固型发酵乳如附图2所示,色泽均匀一致,呈乳白色,具有脱皮亚麻籽仁的特征风味,组织细腻、顺滑,无乳清析出现象,综合感官评分为87.82分。
3 脱皮亚麻籽仁发酵乳贮藏期间的品质变化
3.1 脱皮亚麻籽仁发酵乳贮藏期间可滴定酸度和pH变化
由图7可知,发酵乳冷藏21 d后可滴定酸度属于消费者所能接受的范围(70～110 °T)[34]。贮藏期间脱皮亚麻籽仁发酵乳的可滴定酸度显著升高(P<0.05),冷藏21 d后增加了20.67 °T,存在后酸化现象。而pH则呈先下降后升高的趋势,在冷藏14 d时pH降低至4.03随后持续增加,冷藏21 d后pH升高至4.32。这是因为乳酸菌产生的蛋白酶继续催化反应,使部分乳糖转化为乳酸[35],形成后酸化现象。然而,随着贮藏时间继续延长,发酵乳中可滴定酸度升高,抑制了乳酸菌的活性。
图7 贮藏期间发酵乳的可滴定酸度和pH变化
Fig.7 Changes of titratable acidity and pH of fermented milk during storage
3.2 贮藏期间发酵乳的持水力和乳酸菌总数变化
由图8可以看出,随着贮藏时间延长,乳酸菌总数呈急速降低后缓慢下降趋势。冷藏1～7 d时乳酸菌总数显著下降(P<0.05),由11.4×108 CFU/g降低至3.65×108 CFU/g。而冷藏7～21 d时,乳酸菌总数缓慢降低至2.44×108 CFU/g,(>1×106 CFU/g),符合国家标准。这是因为4 ℃贮藏温度较低,影响了菌株的生长。此外贮藏过程中乳酸堆积和营养物质减少抑制了菌株生长,导致活菌数降低[35]。
图8 贮藏期间发酵乳的持水力和乳酸菌总数变化
Fig.8 Changes of water holding capacity and total number of lactic acid bacteria of fermented milk during storage
冷藏期间发酵乳的持水力呈先增加后降低的趋势。持水力随着冷藏时间延长显著升高(P<0.05),冷藏第14天时持水力升高至92.00%,这是因为发酵乳中的水分在酪蛋白胶束中发生了转移[36]。此外,贮藏期间可滴定酸度升高以及蛋白质适当水解,提高了发酵乳的持水力[37]。然而,随着冷藏期延长,部分乳酸菌生长繁殖分解蛋白质,导致蛋白间的亲和作用减弱降低了持水力[38]。
3.3 脱皮亚麻籽仁发酵乳贮藏期间的质构变化
脱皮亚麻籽仁发酵乳贮藏期间的质构变化如表5所示,硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性随冷藏时间延长呈先降低后升高趋势,在冷藏21 d后分别升高至1.07 N、0.63 mm、0.45 N、0.71 N,而内聚性呈先升高后缓慢降低趋势,在冷藏第7天时升高至0.76。硬度在冷藏7 d时降至0.35 N,然而硬度在冷藏21 d后与冷藏1 d时持平;弹性冷藏1～7 d时无显著变化,冷藏14 d后弹性降至最小值0.42 mm;内聚性在冷藏7 d时增加了0.31,而在冷藏7～21 d时缓慢降低。这是由于冷藏期间仍有部分乳酸菌生长代谢分解蛋白,导致蛋白网络结构发生变化,引起质构变化[39]。
表5 脱皮亚麻籽仁发酵乳贮藏期间质构变化
Table 5 Texture changes of dehulled flaxseed fermented milk during storage
指标冷藏时间/d171421硬度/N1.04±0.04a0.35±0.00b0.34±0.03b1.07±0.09a弹性/mm0.68±0.07a0.70±0.04a0.42±0.01b0.63±0.01a咀嚼性/N0.31±0.03b0.18±0.00c0.12±0.00d0.45±0.02a胶黏性/N0.46±0.01b0.26±0.02c0.28±0.02c0.71±0.01a内聚性0.45±0.03b0.76±0.07a0.71±0.00a0.66±0.06a
注:同一行数据中,相同字母表示不存在显著性差异(P>0.05),不同字母表示存在显著性差异(P<0.05)。
4 结论
本文对凝固型脱皮亚麻籽仁发酵乳的制备工艺进行了优化,并对其贮藏期稳定性进行了研究。通过Plackett-Burman筛选、Box-Behnken设计得出最佳制备工艺条件为:脱皮亚麻籽仁原浆与全脂牛奶的体积比3∶7、蔗糖添加量74 g/L、发酵剂添加量2.3 g/L、β-环状糊精2 g/L、发酵温度42 ℃,发酵时间8 h。在此条件下,凝固型脱皮亚麻籽仁发酵乳色泽乳白、质地均匀、口感细腻、兼具亚麻籽和发酵乳的香味,综合感官评分为87.82分。贮藏期间,脱皮亚麻籽仁发酵乳的pH呈先下降后升高趋势,在贮藏14 d时下降至最低点,可滴定酸度则显著增加,冷藏21 d后pH和可滴定酸度分别为4.32、84 °T,存在后酸化现象;持水力先升高后降低,但均高于80%;而乳酸菌总数在冷藏1～7 d时急速下降,在14～21 d时趋于稳定,为2.44×108 CFU/g。所得结果有利于提升凝固型脱皮亚麻籽仁发酵乳的质量,同时为新型植物基发酵乳的贮藏特性评价提供研究思路和数据参考。
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