羊乳是一种高营养价值食品,具有易消化吸收、低致敏性等优点,且富含表皮细胞生长因子、类胰岛素生长因子、超氧化物歧化酶、免疫球蛋白等多种生物活性成分[1-2]。我国作为羊乳生产大国,尤其陕西关中地区的羊乳产量占全国90%左右,已成为陕西第二大优势和特色产业[3]。然而,羊乳令人不愉悦的膻味严重限制了消费者的接受程度,而在羊乳中添加其他成分再经乳酸菌发酵开发酸羊乳制品,不仅会改善产品风味和口感,同时也赋予产品更高的营养和功能价值[2,4]。
随着消费者对健康食品日益增长的需求,蔓越莓粉、茶粉、桑葚多糖等多种天然功能原料被应用于开发酸乳制品,以提升产品品质或功能特性[5-11]。蜂蜜是一种公认的天然健康食品,富含糖类、蛋白质、维生素、有机酸、酚酸黄酮、酶类等成分,具有抗氧化、润肠通便、抑菌消炎等多种生理功能,近年来在酸乳开发中备受关注[9-11]。COSKUN等[9]和SERT等[10]分别于牛乳发酵前添加松树蜜和向日葵蜜,发现松树蜜会显著提高酸牛乳感官、亮度、持水力,但pH、乳酸菌数出现降低;而向日葵蜜添加不仅会改善酸牛乳的感官、持水力、稠度,pH值和乳酸菌菌数也明显增加,但亮度有所降低。MACHADO等[11]于羊乳发酵后添加无刺蜂蜂蜜,则发现酸羊乳的pH值、黏度和亮度显著降低,乳酸菌数无显著变化。可以看出,蜂蜜种类、添加方式以及在不同原料乳中应用均会对酸乳品质带来明显不同的影响。然而,目前关于蜂蜜酸乳的研究主要集中于牛乳,在羊乳方面还非常匮乏。中国是世界蜂蜜生产大国,其中枣花蜜作为四大名蜜之一,具有芬芳的枣花香气和浓郁的口感,且富含多种酚类化合物,具有显著的抗菌和抗氧化生物活性,是一种深受消费者欢迎和极具商业价值的大宗蜂蜜品种,然而枣花蜜应用于酸羊乳产品的研究报道极为缺乏。本课题组前期比较了发酵前、后枣花蜜添加酸羊乳的品质差异,发现蜂蜜添加方式对酸羊乳发酵速度、乳酸菌数、质构以及抗氧化活性具有明显不同的影响[12]。但枣花蜜比例以及对酸羊乳贮藏期间品质和活性变化的影响尚未见报道。
因此,本文以羊乳为研究对象,于发酵结束后加入不同比例枣花蜜(4%、8%和12%),进一步研究枣花蜜添加对酸羊乳28 d冷藏期间感官品质、酸度、乳酸菌数、质构特性、持水力和抗氧化活性的影响,以期促进功能性蜂蜜酸羊乳制品开发,推动我国羊乳及相关产业链发展。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
合格生鲜羊乳,由宝鸡众羊生态牧业有限公司提供,4 ℃冷藏运至实验室待用;YF-L812乳酸菌发酵剂,丹麦科汉森公司,-18 ℃保存;枣花蜜采自陕西佳县,4 ℃贮存。
蛋白胨、牛肉膏、酵母浸粉、琼脂粉,北京奥博星生物技术有限责任公司;酚酞,西安化学试剂厂;NaCl、FeSO4,天津市天力化学试剂有限公司;FeCl3、甲醇、盐酸,天津市科密欧化学试剂有限公司;2,2-二苯基-1-苦基-肼基、2,4,6-三吡啶基三嗪、菲洛嗪,Sigma-Aldrich公司。
1.2 仪器与设备
KQ-250DE数控超声清洗器,昆山市超声仪器有限公司;HH-2电热恒温水浴锅,北京科伟永兴仪器有限公司;LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌锅,上海申安医疗器械厂;Five Easy Plus pH酸度计,梅特勒-托利多仪器有限公司;NDJ-5S数字式旋转粘度计,上海昌吉地质仪器有限公司;TGL-20bR高速低温冷冻离心机,上海安亭科学仪器厂;722G可见分光光度计,上海仪电分析仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 酸羊乳样品制备及贮藏
鲜羊乳经3层纱布过滤后,在90～95 ℃下杀菌5 min,然后冰水浴迅速冷却至40 ℃以下,加入YF-L812发酵剂(接种量0.2 U/kg乳),43 ℃恒温发酵6 h。发酵完毕后按4%(YZ4)、8%(YZ8)、12%(YZ12)比例加入枣花蜜,不添加枣花蜜(Y0)作为对照,4 ℃后熟24 h即得酸羊乳成品。将各种酸羊乳于4 ℃分别贮藏7、14、21、28 d后进行指标测定。
1.3.2 感官评价
羊酸乳取出后室温放置30 min进行回温,然后由经过感官打分培训、品评样品操作、评分能力检验后10名人员组成评定小组,从色泽、风味、口感、组织状态4个方面对酸羊乳进行感官评价,评分标准见表1。
表1 酸羊乳感官评分表
Table 1 Sensory evaluation scale of goat milk yogurt
项目特征感官得分/分色泽/20分颜色异常0～5颜色发暗呈黄褐色6～10呈均匀乳白色或淡黄色、略带枣花蜜色泽11～20风味/25分有蒸煮味等不良气味、膻味重0～5奶香及蜜香味弱,有明显膻味6～10奶香及蜜香味较弱或不协调,无明显膻味11～15奶香及蜜香味饱满协调,基本无膻味16～25口感/25分粗糙有颗粒感、偏酸或偏甜、整体口感不适0～10细腻顺滑无颗粒感、酸甜适中、整体口感稍不协调11～20细腻顺滑无颗粒感、酸甜适中、整体口感协调21～25组织状态/30分稀薄、乳清大量析出0～5较稀薄、乳清少量析出6～10较稀薄、无乳清析出11～15稠厚适中、乳清少量析出16～20稠厚适中、无乳清析出21～30
1.3.3 滴定酸度、pH测定
参照GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》测定酸羊乳样品的滴定酸度;室温条件下使用pH计测定酸羊乳pH值。
1.3.4 乳酸菌数测定
参照GB 4789.35—2023《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳酸菌检验》测定酸羊乳样品中保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的活菌数,结果以CFU/mL表示。
1.3.5 质构特性测定
参考实验室前期建立方法[12]对酸羊乳硬度、稠度、内聚性和黏性指数进行测定,采用单次下压测试,探头选择TA/BE。
1.3.6 持水力测定
参考实验室前期建立的离心法[12]测定酸羊乳持水力。
1.3.7 抗氧化活性测定
参照FENG等[13]方法测定酸羊乳样品的DPPH自由基清除能力和铁还原/抗氧化能力(ferric reducing antioxidant power,FRAP),参照杨希等[14]方法测定酸羊乳样品的Fe2+螯合能力。
1.3.8 数据处理与分析
试验重复3次,数据以“平均值±标准偏差”表示,采用SPSS 19.0软件进行显著性分析,P<0.05认为存在差异显著。
2 结果与分析
2.1 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间感官品质的影响
枣花蜜是一种枣花香气浓郁、口感独特、呈深琥珀色泽的中国特色蜂蜜,将其加入到酸羊乳中可显著提高产品的口感、色泽、风味并改善组织状态,但添加12%会导致产品过甜、蜜香味过浓,8%添加量枣花蜜酸羊乳整体感官评价最佳(表2)。冷藏前期(14 d内),所有酸羊乳色泽和组织状态均未发生显著变化,呈均匀乳白或微黄色,乳清析出很少,但风味和口感得分呈现增加趋势,并在7～14 d达到峰值,且添加枣花蜜的酸羊乳仍保持更佳状态(表2)。MACHADO等[11]同样发现添加了无刺蜂蜂蜜的酸羊乳经14 d冷藏后,产品口感、色泽、风味、外观和总体可接受度均得到明显改善,其认为可能是蜂蜜对甜度、黏度、持水力、固形物含量、稠度等指标产生积极影响导致。研究也表明,酸乳中的乳酸菌会在冷藏过程中分泌各种酶类将蛋白质及脂肪进一步分解生成羰基化合物、乙醛、乙酰、丙酮、2-丁酮等从而释放更多风味物质[15-16]。贮藏14 d尤其21 d后,酸羊乳色泽会逐渐变暗、香气减弱、乳清析出增多,组织状态稀薄,因此感官得分略有下降,但整体来看,枣花蜜酸羊乳在21 d货架期内能够保持较好感官品质(表2)。
表2 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间感官品质的影响
Table 2 Effect of jujube honey addition on sensory quality of goat milk yogurt during refrigeration
评分项目/分贮藏时间/d酸羊乳样品Y0YZ4YZ8YZ12色泽017.00±0.29Abc17.00±0.29ABb19.00±0.29Ca18.00±0.20Bc717.00±0.52Abc17.00±0.29Ab19.00±0.29Ca18.00±0.35Bc1417.00±0.29Ac17.00±0.29Ab19.00±0.58Ba18.00±0.69Ac2116.50±0.31Aab17.00±0.50Aab17.00±0.50Bb17.00±0.40ABb2816.50±0.29Aab16.50±0.29Aa17.00±0.29Ab16.50±0.28Aa风味016.00±0.29Aa18.00±0.50Ba22.00±0.50Da20.50±0.29Ca716.00±0.58Aa18.50±0.29Ba23.00±1.15Cab21.00±0.25Cbc1420.00±0.50ABc19.00±0.87Aab23.50±0.00Cbc21.50±0.29Bbc2119.50±0.29Ac21.00±0.50Bb25.00±0.50Dc22.00±0.27Cc2818.00±0.32Ab20.00±0.58Bb24.00±0.58Cc21.00±0.58Ba口感015.00±0.61Aa18.00±0.58Ba23.50±0.87Cab19.00±0.00Ba716.50±0.29Ab18.00±0.29Ba24.00±0.00Dab20.00±1.26Cab1417.50±0.50Ac19.50±0.50Bc25.00±1.00Cb20.50±0.50Bb2117.00±0.58Ac19.00±0.00Bb24.50±0.29Dab20.00±0.50Cab2816.00±0.00Ab19.00±0.58Bb23.50±0.87Cab20.00±1.00Bab组织状态021.00±0.58Ac21.00±0.58Ab24.00±0.90Bb24.00±0.58Bb721.50±0.50Ac22.00±0.29Abc25.50±0.29Bbc25.00±1.10Bb1422.00±0.29Ac23.00±0.58Bbc26.00±0.50Cbc25.00±0.29Cb2120.00±0.76Ab23.00±1.15Bbc26.00±1.00Cbc25.50±0.29Cb2815.00±0.58Aa17.00±1.15Ba20.00±1.15BCa21.00±0.58Ca总体评分069.00±0.58Ab74.00±1.53Bab88.50±1.26Db81.50±0.58Ca771.00±0.58Ac75.50±0.76Bab91.50±0.87Dbc84.00±1.80Cb1476.50±1.04Ad78.50±2.02Abc93.50±0.29Cc85.00±0.50Bb2173.00±0.50Abc80.00±1.02Bc92.50±0.29Dc84.50±0.29Cb2865.50±0.50Aa72.50±0.76Ba84.50±0.58Da78.50±1.76Ca
注:上标不同大写字母表示同一贮藏时间下不同酸羊乳感官评分存在显著差异(P<0.05);上标不同小写字母表示同一酸羊乳不同贮藏时间下感官评分存在显著差异(P<0.05)。
2.2 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间滴定酸度和pH的影响
在酸乳发酵过程中,乳酸菌利用乳糖产生有机酸,酸度达到一定程度则凝乳形成,并在贮藏过程中进一步增加,因此酸度是衡量酸乳特征及货架期内品质优劣的重要指标[17]。图1显示的是枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间滴定酸度和pH的影响,可以看出,枣花蜜显著降低了酸羊乳的滴定酸度,且随蜂蜜添加量增大降低程度愈明显(图1-a),而pH则未受到显著影响(图1-b)。滴定酸度表征的是酸乳总酸度,pH反映的则是体系中处于电离状态的活性氢离子浓度,因此两者变化不完全一致[18]。冷藏期间,无论添加枣花蜜与否,酸羊乳滴定酸度均持续增加,pH持续下降;然而,枣花蜜添加量对产品贮藏期间酸度变化程度有显著差异影响:对照酸羊乳贮藏28 d后滴定酸度和pH分别增加7.5%和下降11.4%,而添加4%、8%和12%枣花蜜的酸羊乳贮藏28 d后,滴定酸度分别增加7.4%、6.5%和3.0%,pH下降9.7%、8.7%和7.9%(图1-a和1-b)。由此可见,枣花蜜能够有效减弱酸羊乳冷藏期间的后酸化速度,且与枣花蜜添加量呈正相关。这可能与蜂蜜富含多种抑菌物质如过氧化氢、甲基乙二醛、酶类、多酚、抗菌肽、王浆主蛋白等有关,其存在抑制了酸羊乳贮藏期间乳酸菌代谢活动及产酸能力[19]。COSKUN等[9]研究松树蜜酸乳时,发现了类似结果;MACHADO等[11]研究则表明,添加无刺蜂蜂蜜到酸羊乳中反而会促进冷藏期间产品酸度更大程度增加。这种差异可能与蜂蜜选用品种、酸碱特性及其化学组成等有关。枣花蜜作为一种我国北方地区的特色蜂蜜,具有极其典型的中性或弱碱性(pH 7左右),且含有丰富钾元素[20]。
a-滴定酸度;b-pH
图1 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间滴定酸度和pH的影响
Fig.1 Effect of jujube honey addition on the titratable acidity and pH of goat milk yogurt during refrigeration
注:不同大写字母表示同一贮藏时间酸羊乳之间存在显著性差异(P<0.05)(下同)。
2.3 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间乳酸菌数的影响
酸乳在货架期内乳酸菌活菌数的多少也是决定产品品质的关键因素[21]。如图2-a和2-b所示,对照酸羊乳中保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌含量最多,分别为78.11×107和136.33×107 CFU/mL,而枣花蜜酸羊乳中2种乳酸菌数量则明显减少,且减少程度与枣花蜜添加量正相关。这应该是由于枣花蜜富含的各种抑菌成分抑制了酸羊乳后熟期间乳酸菌的进一步增殖[19]。冷藏过程中,所有样品的乳酸菌数量随时间延长持续显著降低,尤其前7～14 d下降速度最快,贮藏28 d后乳酸菌数量下降至最初35%左右,但整体仍高于国家标准1×106 CFU/mL。另外,整个冷藏期内,不同枣花蜜酸羊乳中嗜热链球菌数量均显著高于保加利亚乳杆菌(图2-a和2-b),这可能是由于嗜热链球菌比保加利亚乳杆菌具有更强的蛋白水解活性、乳糖利用率及环境适应能力所致[22]。FENG等[13]研究红枣酸羊乳,同样发现酸羊乳中乳酸菌数随红枣浆添加量增加而明显减少,且嗜热链球菌数在贮藏期间均显著高于保加利亚乳杆菌。
a-保加利亚乳杆菌;b-嗜热链球菌
图2 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌数的影响
Fig.2 Effect of jujube honey addition on the count of Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus of goat milk yogurt during refrigeration
2.4 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间质构特性的影响
质构是评价酸乳品质重要的参数,枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间质构特性的影响结果如图3-a～图3-d所示:与对照相比,枣花蜜添加会降低酸羊乳硬度、内聚性和黏性指数,但却提升了产品稠度;冷藏过程中(0～28 d),对照酸羊乳质构指标持续降低;而枣花蜜酸羊乳质构则在冷藏前期(0～14 d)随时间延长逐渐升高,并于14 d达到最大值,此时与冷藏0 d相比,硬度、稠度、内聚性和黏性指数分别提高19.50%～34.96%、16.72%～23.16%、26.86%～33.06%、8.50%～12.01%;冷藏后期(21～28 d),质构特性略微降低但仍远高于冷藏初始阶段。由此可见,添加枣花蜜极大改善了酸羊乳冷藏期间的质构特性。MOHAN等[23]于发酵前在牛乳中添加麦卢卡蜂蜜,结果发现28 d冷藏期间,麦卢卡蜂蜜酸乳的硬度和稠度会持续增加并于14 d达到峰值,之后略有下降,黏度随贮藏时间延长显著降低,内聚性则无显著变化。这种质构特性变化差异可能与蜂蜜种类及添加方式不同等因素有关。
a-硬度;b-稠度;c-内聚性;d-黏性指数
图3 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间质构特性的影响
Fig.3 Effect of jujube honey addition on the texture characteristics of goat milk yogurt during refrigeration
2.5 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间持水力的影响
持水力是衡量酸乳生产、贮藏过程中产品稳定性的重要指标。图4显示的枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间持水力的影响,随贮藏时间延长,所有酸羊乳的持水力均发生显著下降,21 d后下降趋势变缓。在贮藏过程中,由于乳酸菌分泌蛋白酶的水解作用以及酸积累对酪蛋白凝胶结构的破坏,酸乳中蛋白质亚胶体分子团之间亲合连接作用减弱,影响乳凝胶体系对水分子络合能力,从而导致持水力降低[24-25]。然而,枣花蜜添加可显著改善酸羊乳的持水能力,产品持水力增加约6.46%～17.78%;并且在贮藏期间,枣花蜜酸羊乳也一直比对照保持更佳的持水性能(图4)。这说明,添加枣花蜜有助于提升酸羊乳冷藏期间的产品稳定性。SERT等[10]在研究葵花蜂蜜酸牛乳时发现相似结果,其认为与蜂蜜中高含量的果糖具有较强水结合能力有关。宋蓉等[5]在酸乳中加入魔芋寡糖,也发现寡糖羟基与乳蛋白氢键交联导致酸乳持水力提高。
图4 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间持水力的影响
Fig.4 Effect of jujube honey addition on the water holding capacity of goat milk yogurt during refrigeration
2.6 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间抗氧化活性的影响
以DPPH自由基清除率、FRAP总抗氧化能力和Fe2+螯合率作为评价指标,分析枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间抗氧化活性的影响,结果见表3。可以看出,酸羊乳的抗氧化活性与枣花蜜添加量呈正相关,与对照相比,枣花蜜酸羊乳的DPPH自由基清除率、FRAP值和Fe2+螯合率分别提高10.4%～46.4%、3.7%～19.8%和58%～136.4%(表3)。这应该与蜂蜜本身含有丰富的酚酸、黄酮以及类胡萝卜素等抗氧化组分有关,此外,某些酚类成分中的定向官能团能够高效螯合金属离子,从而导致添加枣花蜜后酸羊乳Fe2+螯合率显著提高[26-27]。此外,无论添加枣花蜜与否,酸羊乳抗氧化能力在冷藏期间均得到进一步提高,其中DPPH自由基清除率与FRAP值在冷藏14～21 d达到最高点,之后略有下降,而Fe2+鳌合率则在整个贮藏阶段持续增加(表3)。由此可见,枣花蜜的加入能够显著提高酸羊乳产品的抗氧化活性,利用其可开发具有更高健康效益的新型羊乳制品。
表3 枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间抗氧化活性的影响
Table 3 Effect of jujube honey addition on antioxidant activities of goat milk yogurt during refrigeration
抗氧化活性贮藏时间/d酸羊乳样品Y0YZ4YZ8YZ12DPPH自由基清除率/%023.940±0.901Aa26.447±0.278Ba29.720±0.010Ca35.043±0.588Db728.583±0.620Ab29.757±0.293Bb33.770±0.284Ca36.683±0.271Db1431.903±0.647Ad34.237±0.143Bc36.427±0.402Bc38.023±0.509Cc2130.300±0.316Ac33.483±0.165Bd35.490±0.376Cb36.667±0.224Dbc2828.633±0.294Ac32.580±0.382Bd34.393±0.223Bb35.203±0.517BaFRAP值/(mmol FeSO4/g酸乳)00.316±0.001Aa0.328±0.001Ba0.352±0.006Ca0.379±0.002Dd70.321±0.001Ab0.334±0.001Bb0.365±0.002Cb0.388±0.002Dc140.348±0.001Ad0.372±0.001Bc0.378±0.001Dd0.396±0.001Cb210.351±0.001Ae0.385±0.001Ce0.389±0.001De0.382±0.001Be280.342±0.002Ac0.372±0.001Cd0.377±0.001Dc0.368±0.001BaFe2+螯合率/%014.363±0.597Aa22.693±0.488Ba27.767±0.326Ca33.960±1.552Da718.980±0.442Ab32.267±0.673Bb37.743±0.337Cb43.827±0.623Db1427.073±0.398Ac36.290±0.810Bc39.300±0.080Cc46.743±0.045Dc2129.753±0.43Ad38.103±0.697Bd42.390±0.040Ce47.163±0.065Dd2831.340±0.010Ae39.580±0.010Be40.920±0.108Cd50.947±0.045De
注:上标不同大写字母表示同一贮藏时间不同酸羊乳抗氧化活性存在显著性差异(P<0.05);上标不同小写字母表示同一酸羊乳不同贮藏时间下抗氧化活性存在显著性差异(P<0.05)。
3 结论
枣花蜜添加对酸羊乳冷藏期间的感官品质、酸度、乳酸菌数、质构特性、持水力以及抗氧化活性具有明显影响。添加适当比例枣花蜜显著提升并保持了酸羊乳货架期内的感官品质,有效减弱产品冷藏期间的后酸化速度;酸羊乳中乳酸菌活菌数受枣花蜜中抑菌成分影响显著减少并在贮藏期间持续下降,但整体均能高于国家标准限定值;此外,枣花蜜有效提高酸羊乳贮藏期内的质构特性和持水性能,并赋予产品更强的抗氧化活性。总之,添加枣花蜜的酸羊乳其产品品质特性和功能价值均得到更好提升,利用枣花蜜开发新型功能羊乳制品具有较好前景。
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