由 璐,趙艷雪,隋茜茜,劉士琦,劉素穩(wěn),常學(xué)東

(河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院,河北秦皇島 066604)

果膠作為食品的增稠劑和穩(wěn)定劑在食品工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,研究發(fā)現(xiàn),果膠分解后的產(chǎn)物具有很強(qiáng)的抗菌活性,開(kāi)發(fā)了果膠水解物作為新型的天然食品防腐劑[1]。Takenaka等[2]用檸檬果膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,果膠分解后表達(dá)其抗菌性的本質(zhì)產(chǎn)物是半乳糖醛酸寡糖。果膠寡糖(低聚糖)具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)[3]、抑制食品腐敗微生物繁殖[4-5]等多種功能,而且這些功能的強(qiáng)弱都與果膠寡糖的分子大小,即寡糖的重合度有關(guān)。

山楂(Crataegus),又稱山里紅、紅果果,屬薔薇科山楂屬[6]。山楂果實(shí)含有豐富的鈣、鐵、果膠及黃酮類物質(zhì),含量遠(yuǎn)超其它鮮果[7],因此具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。但是由于山楂果實(shí)中有機(jī)酸含量較高,適口性較差,作為鮮果直接食用的比例較小。而我國(guó)由于加工技術(shù)的限制,對(duì)山楂果實(shí)的加工較為簡(jiǎn)單,加工后的產(chǎn)品主要有果丹皮、山楂糕和山楂罐頭等食品。而這些簡(jiǎn)單的加工無(wú)法完全打開(kāi)山楂制品的市場(chǎng),影響了山楂的附加價(jià)值,造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)山楂總量的15%～20%因貯藏時(shí)間過(guò)久而腐爛損失,因此國(guó)內(nèi)亟需快速提升山楂果實(shí)的深加工技術(shù)加快山楂果實(shí)資源的高效開(kāi)發(fā)與利用[8]。目前對(duì)山楂的功能研究多集中于多酚黃酮類成分[9],而山楂中果膠含量豐富[10],約占果實(shí)重量的2%～4% FW,其酶解產(chǎn)物低聚糖對(duì)病原微生物有很強(qiáng)的抑制活性,在天然食品防腐添加劑的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中具有很大的應(yīng)用前景。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外已有學(xué)者研究山楂果膠的酶解物[11],但對(duì)山楂果膠低聚半乳糖醛酸(PGA)分離純化最佳條件的研究鮮有報(bào)道。一部分學(xué)者證明了酶解液能夠有效抑制腐敗菌,但還需繼續(xù)深入研究并將其抑菌及抗氧化性能應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中。

超微粉碎一般是指將直徑為3 mm以上的物料顆粒粉碎至10～25 μm。物料經(jīng)超微粉碎后能有效改善粉體的顆粒粒度及結(jié)晶結(jié)構(gòu)。因此超微粉體具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì),如良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)活性等[12],超微粉碎有利于原料中營(yíng)養(yǎng)成分的釋放與吸收,超微粉產(chǎn)品的食品品質(zhì)及加工性能夠得到顯著改善,功能性成分的溶出和吸收利用率得到提高,是一種理想的食品加工手段[13]。目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)關(guān)于山楂超微粉酸奶飲料的報(bào)道。因此,本研究利用PGA的抑菌功能,研制一種營(yíng)養(yǎng)酸奶,以期能夠延長(zhǎng)其貨架期。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

山楂(承德一號(hào)) 于2016年采摘于河北省承德市興隆縣;伊利純牛奶 昌黎興龍廣緣超市;乳酸菌復(fù)合發(fā)酵菌粉(保加利亞乳桿、菌嗜熱鏈球菌) 北京川秀國(guó)際貿(mào)易有限公司;果膠酶(≥1000 U/mg) 上海源葉生物科技有限公司;硫酸 優(yōu)級(jí)純，永飛化學(xué)試劑有限公司;甲酸、異丙醇 色譜純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;牛血清白蛋白 上海源葉生物科技有限公司;四硼酸鈉 河北省保定化學(xué)試劑廠;營(yíng)養(yǎng)肉湯NB(產(chǎn)品編號(hào)02-013) 青島海博生物技術(shù)有限公司;MRS固體培養(yǎng)基(產(chǎn)品編號(hào)MFII05、MRS肉湯產(chǎn)品編號(hào)BS1137) 杭州百思生物技術(shù)有限公司;其他試劑 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

JJ-2型組織勻漿機(jī) 金壇市億通電子有限公司;FE20型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器有限公司;YP601N型電子天平 北京京海正通科技有限公司;TGL-20B型高速離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;723型可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司;LGJ-15D型冷凍干燥機(jī) 南京庚辰科學(xué)儀器有限公司;HJ-5型多功能恒溫?cái)嚢杵?武漢格萊莫檢測(cè)設(shè)備有限公司;N-1100型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、MG-2200型氮?dú)獯祾邇x 東京理化器械株式會(huì)社埃朗科技國(guó)際貿(mào)易有限公司;HH-4型數(shù)顯數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市杰瑞爾電器有限公司;VOS-301SD型真空干燥機(jī) 埃朗科技國(guó)際貿(mào)易有限公司;SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵 上海豫康科教儀器設(shè)備有限公司;SK-1型快速混勻器 金壇市良友儀器有限公司;1200型高效液相色譜儀 安捷倫科技有限公司;ESI-MS3000型質(zhì)譜儀 美國(guó)熱電公司;TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀 北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 果膠半乳糖醛酸制備

1.2.1.1 半乳糖醛酸混合物的制備 將果膠酯化,制成果膠酸后再進(jìn)行酶解。果膠酸的制備方法:3 g山楂果膠溶于300 mL 50%乙醇溶液中,冰浴攪拌5 h后放入冰箱過(guò)夜。抽濾得到沉淀物,將所得沉淀物加入100 mL 50%乙醇溶液中,室溫下用3 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH至1.5,保持pH在2.0以下,繼續(xù)攪拌30 min,抽濾得到沉淀物,向沉淀物中加入100 mL含1%HCl的50%乙醇溶液,室溫下攪拌30 min,抽濾得到沉淀物,用50%乙醇溶液洗滌3次,抽濾、沉淀復(fù)溶于水,冷凍干燥得果膠酸[14]。取果膠酸500 mg加入0.05 mg/mL果膠酶50 mL(pH4.5醋酸鈉緩沖溶液),45 ℃下酶解1 h。反應(yīng)完成后沸水浴(8±1) min使果膠酶失活,4000 r/min離心10 min取上清液,得果膠半乳糖醛酸混合物[15]。

1.2.1.2 半乳糖醛酸樹(shù)脂純化 選用1.5 cm×40 cm玻璃層析柱,預(yù)先加入少量蒸餾水,再將活化好的Dowex1×4-400陰離子交換樹(shù)脂裝入玻璃柱中,靜置到樹(shù)脂完全沉降后,利用濃度為1 mol/L的甲酸溶液沖洗,目的是使pH降至酸性(pH=1.5左右)從而使樹(shù)脂可以轉(zhuǎn)化為HCOO-型,最后利用水洗,使樹(shù)脂pH呈中性后結(jié)束操作[16]。

上樣:將山楂果膠寡糖混合物調(diào)至弱酸性(pH=6.0)后加入樹(shù)脂中,在注入過(guò)程中需要沿柱壁緩慢加入,保證山楂果膠寡糖混合物位于樹(shù)脂上層。最后利用蒸餾水清洗柱壁,避免沖散玻璃柱內(nèi)樹(shù)脂。

洗脫:為了從山楂果膠酶解液中分離半乳糖醛酸寡糖,需要去除山楂果膠酶解液中的雜質(zhì)和中性糖,因此需要利用蒸餾水進(jìn)行清洗操作。待雜質(zhì)和中性糖被清洗完畢后,利用甲酸銨溶液進(jìn)行山楂果膠酶解液中半乳糖醛酸寡糖洗脫操作,以1 mL/min流速分部收集每管7 mL,其中甲酸銨溶液的濃度分別為0.16、0.32、0.48、0.64、0.8和1 mol/L。根據(jù)抗氧化性大小(DPPH法)確定目標(biāo)低聚糖醛酸混合物,實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果見(jiàn)文獻(xiàn)[17]。

1.2.2 ESI-MS分析 取少量果膠半乳糖醛酸混合物經(jīng)微晶纖維素和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂純化后,HPLC-ESI-MS分析。樣品進(jìn)樣量2 μL,ESI-MS分析的主要參數(shù)為:噴霧電壓4 kV;鞘氣30 Bar;輔助氣5 Bar;離子傳輸毛細(xì)管溫度為275 ℃;管透鏡電壓150 V[17]。

1.2.3 山楂超微粉的制備 在前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化的山楂微波真空膨化干燥工藝(初始含水量為(33%±2%),切片厚度為7.5 mm,真空壓力為(-77.5±2.5) kPa,初始微波強(qiáng)度為25 W/g的條件下膨化效果最佳)進(jìn)行干燥并用超離心(16000 r/min條件下，粉碎1次)研磨儀進(jìn)行超微粉粹,得到超微粉體,備用[18]。

1.2.4 山楂活菌酸奶飲料工藝優(yōu)化

1.2.4.1 工藝流程 牛奶加熱煮沸5 min,加入適量蔗糖,攪拌均勻。使其溫度快速冷卻至40 ℃,加入一定量山楂超微果粉,自然冷卻,在37 ℃下加入乳酸菌菌粉,充分?jǐn)嚢?于42 ℃條件下恒溫發(fā)酵5 h。后熟期加入PGA,在溫度(4±2) ℃下后熟冷藏12 h[19-20]。

1.2.5 酸奶單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.5.1 山楂超微果粉添加溫度的確定 將500 g牛乳加熱煮沸5 min,加入6%蔗糖攪拌均勻,分別取20 g牛乳,溫度降至20、30、40、50、60 ℃時(shí)添加1.5 g山楂超微果粉,觀察山楂超微果粉在乳中的分散情況。

1.2.5.2 山楂超微果粉用量的確定 將500 g牛奶加熱煮沸5 min,加入6%蔗糖攪拌均勻,分別取20 g,在(40±1) ℃下加入1%、2%、3%、4%、5%山楂超微果粉,攪勻后測(cè)定pH,觀察乳的變化。

1.2.5.3 乳酸菌菌粉添加量的確定 將500 g牛奶加熱煮沸5 min,加入6%蔗糖攪拌均勻,在(40±1) ℃下添加2%山楂超微果粉,分裝成5份,在37 ℃下分別添加0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%不同量的乳酸菌菌粉(菌粉的添加溫度為37～42 ℃),在42 ℃下發(fā)酵5 h。后熟期加入1‰ PGA溶液攪拌均勻,在(4±2) ℃條件下后熟12 h。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)分、酸度和持水力的測(cè)定。

1.2.5.4 糖添加量的確定 將500 g牛奶加熱煮沸5 min,分裝5份,按鮮奶質(zhì)量的4%、6%、8%、10%、12%,添加不同量的蔗糖,在(40±1) ℃下添加2%山楂超微果粉,37 ℃下添加0.25%乳酸菌菌粉,攪拌均勻,在42 ℃下發(fā)酵5 h。后熟期加入1‰ PGA溶液攪拌均勻,在(4±2) ℃條件下后熟12 h。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定、酸度和持水力的測(cè)定。

1.2.5.5 PGA添加量的確定 將500 g牛奶加熱煮沸5 min,加入6%蔗糖,在(40±1) ℃下添加2%山楂超微果粉,37 ℃下添加0.25%乳酸菌菌粉攪拌均勻,在42 ℃下發(fā)酵5 h。后熟期加入1‰、2‰、3‰、4‰、5‰的PGA,在(4±2) ℃條件下后熟12 h。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定、酸度和持水力的測(cè)定。

1.2.6 正交試驗(yàn) 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)得出最佳山楂超微果粉的添加溫度為(40±1) ℃,添加量為2%,乳酸菌菌粉添加量為0.25%,蔗糖添加量為6%,PGA添加量為2‰。根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以蔗糖添加量(A)、乳酸菌菌粉添加量(B)、PGA添加量(C)三個(gè)因素為考察因素,每個(gè)因素設(shè)置三個(gè)水平,設(shè)計(jì)L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)探索山楂果粉酸奶制作的最佳條件,正交因素與水平見(jiàn)表1[21]。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.7 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)酸奶的色澤、組織狀態(tài)、氣味和滋味設(shè)計(jì)出酸奶飲料的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[22],見(jiàn)表2。

表2 酸奶感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Yogurt sensory evaluation criteria

1.2.8 酸奶理化指標(biāo)測(cè)定

1.2.8.1 持水力測(cè)定 稱量空的離心管其質(zhì)量記為W0,取一定量的酸奶待測(cè)樣品放入離心管中[23],并稱量樣品W1后,放入離心機(jī),以3000 r/min離心30 min,除去上清液,稱量殘余物的重量W2,酸奶的持水力按下式計(jì)算:

其中,W0為空的離心管其質(zhì)量,W1為離心管及樣品質(zhì)量,W2為殘余物的質(zhì)量。

1.4.8.2 酸度的測(cè)定 稱取10 g(精確到0.001 g)樣品,置于洗凈干燥的150 mL錐形瓶中,加入蒸餾水約20 mL,再加入2.0 mL酚酞指示劑,小心搖勻,利用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色,在30 s內(nèi)不消失,記錄消耗的NaOH的體積,并將其代入公式計(jì)算[24]。

試樣中的酸度數(shù)值以(°T)表示,按下式計(jì)算:

其中:X2為試樣的酸度,°T;c2為NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;V2為消耗NaOH的體積數(shù),mL;m2為樣品質(zhì)量,g;0.1為標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的摩爾濃度,mol/L。

1.2.9 PGA對(duì)酸奶貨架期的影響 當(dāng)試驗(yàn)溫度為30 ℃時(shí)[25]，通過(guò)觀察酸奶酸度的變化可以推算出酸奶在常溫(25 ℃)條件下的貨架期，并且可以得到添加PGA后酸奶酸度的變化情況。

1.2.10 PGA對(duì)乳酸菌增殖作用的影響

1.2.10.1 乳酸菌菌種的活化及保存 采用GB 4789.35-2010乳酸菌檢測(cè)法[26],對(duì)超市購(gòu)買的君樂(lè)寶樂(lè)暢酸奶進(jìn)行菌落總數(shù)檢測(cè)。接種到MRS肉湯培養(yǎng)基中37 ℃厭氧培養(yǎng)24 h備用。接種到MRS固體斜面培養(yǎng)基上37 ℃厭氧培養(yǎng)24 h保存。

1.2.10.2 PGA作用下乳酸菌的生長(zhǎng)狀況 在無(wú)菌環(huán)境下,用營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基制備不同濃度的2‰、4‰、6‰、8‰的半乳糖醛酸溶液培養(yǎng)基,以不含半乳糖醛酸的培養(yǎng)基作為空白。在120 ℃下滅菌20 min。將5 μL預(yù)先活化好的菌體接種到滅菌后的液體培養(yǎng)基中。置于恒溫振蕩器﹙37 ℃,180 r/min﹚中振蕩培養(yǎng),24 h后測(cè)量培養(yǎng)液在 600 nm下的OD值并比較不同濃度半乳糖醛酸下的菌落數(shù)[27-28]。

1.2.11 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試條件 測(cè)試探頭:38.1 mm柱形探頭;測(cè)前行進(jìn)速度:60 mm/min;測(cè)中行進(jìn)速度:30 mm/min;測(cè)后行進(jìn)速度:120 mm/min;力:0.1 N;停留時(shí)間:2 s;壓縮程度:60%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果能滿足重復(fù)性要求,所有結(jié)果都經(jīng)過(guò)三次以上實(shí)驗(yàn)求取平均值所得,并排除了粗大誤差的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。所有數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0軟件包進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 ESI-MS分析

2.2 酸奶飲料單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 山楂超微果粉對(duì)不同溫度牛乳的影響 在不同溫度的牛乳中添加山楂超微果粉,果粉在牛乳中的分散狀況以及牛乳的狀態(tài)有很大的差異,如表3所示[29]。

表3 山楂超微果粉對(duì)不同溫度牛乳的影響Table 3 Effect of hawthorn ultrafine fruit powder on milk at different temperatures

結(jié)果表明山楂超微果粉在牛乳中的分散狀況隨著溫度的提升而更易攪拌均勻分散,然而隨著溫度的提升而導(dǎo)致牛乳粘稠性有很大的差異,20～30 ℃時(shí)的粘稠性較大,40 ℃及以上牛乳的粘稠性無(wú)顯著性差異(p>0.05)?？紤]酸奶的發(fā)酵溫度是40～43 ℃,所以選擇在殺菌乳冷卻至(40±1) ℃時(shí)添加山楂超微果粉。

2.2.2 不同山楂超微果粉添加量對(duì)牛乳pH的影響 超微果粉添加到鮮乳中,山楂本身的酸性使得牛乳的pH下降,部分牛乳中的酪蛋白變性,影響牛乳的發(fā)酵凝結(jié)。山楂超微果粉添加量對(duì)牛乳pH的影響如表4所示。

表4 不同山楂超微果粉添加量對(duì)牛乳pH的影響Table 4 Effect of different hawthorn ultrafine fruit powder addition on pH of milk

表4結(jié)果表明,山楂超微果粉添加量達(dá)3%以上時(shí),牛乳pH已接近或降至酪蛋白的等電點(diǎn)4.6以下,牛乳中已有較多的沉淀出現(xiàn),因此確定山楂超微果粉添加量為2%。

2.2.3 乳酸菌菌粉添加量對(duì)酸奶酸度、持水力和感官評(píng)分的影響 不同菌粉添加量對(duì)酸奶的口感和組織狀態(tài)有很重要的影響,通過(guò)對(duì)不同菌粉添加量制作酸奶的感官評(píng)分、持水力以及酸度進(jìn)行測(cè)定,確定合適的菌粉添加量。由圖1可知,酸奶的酸度隨乳酸菌添加量的增加而升高,當(dāng)添加量達(dá)到0.2%后,酸度基本不變;其持水力各組無(wú)顯著差異(p>0.05),均保持在70%左右;隨乳酸菌添加量的增加,感官評(píng)分升高,添加量為0.25%時(shí),感官評(píng)分最高。此時(shí)酸奶的口感和組織狀態(tài)最佳;通過(guò)酸度和持水力可得知,乳酸菌菌粉添加量在0.25%時(shí),酸奶酸度和持水力均在最適值附近,因此乳酸菌菌粉的最佳添加量為0.25%。

圖1 菌粉添加量對(duì)酸奶酸度、持水力和感官評(píng)分的影響

2.2.4 蔗糖添加量對(duì)酸奶酸度、持水力和感官評(píng)分的影響 合適的糖酸比對(duì)酸奶的風(fēng)味非常重要,通過(guò)對(duì)不同蔗糖添加量制作酸奶的感官評(píng)分,持水力以及酸度進(jìn)行測(cè)定,確定合適的蔗糖添加量。如圖2所示,酸奶的酸度隨蔗糖添加量的增加而升高,但維持在80 °T左右;其持水力各組無(wú)顯著差異(p>0.05),均保持在70%左右;蔗糖添加量為6%時(shí),感官評(píng)分最高,繼續(xù)添加蔗糖其感官評(píng)分下降,酸奶的口感和組織狀態(tài)變差。冷卻后熟后感官評(píng)分、酸度的變化說(shuō)明蔗糖添加量為6%時(shí),酸奶風(fēng)味最佳,山楂果味明顯。

圖2 蔗糖添加量對(duì)酸奶酸度、持水力和感官評(píng)分的影響

2.2.5 PGA添加量對(duì)酸奶酸度、持水力和感官評(píng)分的影響 合適的PGA不僅可以改善山楂超微果粉酸奶的風(fēng)味,還可以延長(zhǎng)酸奶的貨架期。通過(guò)對(duì)不同PGA添加量制作酸奶的感官評(píng)分、持水力以及酸度進(jìn)行測(cè)定,確定合適的添加量。如圖3所示,酸奶的酸度隨PGA添加量的增加而升高,酸奶的口感逐漸變得酸澀,這是由于PGA本身的味道所致;其各組持水力逐漸降低,在PGA添加量為4‰時(shí),持水力最低;PGA添加量為2‰時(shí),感官評(píng)分最高,繼續(xù)添加PGA感官評(píng)分下降。根據(jù)冷卻后熟之后感官評(píng)分、酸度以及持水力的變化綜合考慮PGA的最適添加量為2‰。

圖3 PGA對(duì)酸奶酸度、持水力和感官評(píng)分的影響

2.3 酸奶飲料工藝優(yōu)化

A、B、C是影響酸奶感官評(píng)價(jià)的三個(gè)主要因素,在表5中分析了三者k值的變化規(guī)律和極差R值,三者的影響程度順序?yàn)锽>C>A。其中菌粉添加量的影響最大,是主要的影響因素,PGA添加量的作用次之,蔗糖添加量的作用相對(duì)較小。最佳配比為A3B2C2,即殺菌后牛乳加入7%的蔗糖、2%的山楂超微果粉、0.25%的乳酸菌菌粉,42 ℃發(fā)酵時(shí)間5 h后加入2‰ PGA,低溫后熟。酸奶色澤均勻一致,有光澤,組織細(xì)膩,質(zhì)地均勻,酸甜適中,具有濃郁的酸奶香味。

表5 L9(33)正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Results of L9(33)orthogonal design

2.4 PGA添加量對(duì)酸奶貨架期的影響

其中酸奶儲(chǔ)存在低溫環(huán)境時(shí),可以在一定程度上抑制其中乳酸菌的增殖,但是依舊可以在β-半乳糖苷酶等酶的催化下產(chǎn)生乳酸,從而增加酸奶的酸度。并且乳酸菌僅是被低溫抑制了活性,在存儲(chǔ)溫度升高后,乳酸菌的活性增加,提升乳糖到乳酸的轉(zhuǎn)化過(guò)程,使酸奶的酸度增加。從圖4中可以看出,在30 ℃下酸奶的酸度持續(xù)上升,在第7 d時(shí)不含PGA的酸奶的酸度提升了48.6 °T,增加了68.3%。而添加了PGA的酸奶,在第7 d時(shí)的酸度增量則為39.1%～59.3%(p<0.01)。同樣是在30 ℃環(huán)境下,未添加PGA的酸奶的酸度要比添加2‰ PGA的酸奶高8.7%,即添加2‰ PGA的酸奶在第7 d的酸度僅相當(dāng)于未添加狀態(tài)下第5 d的酸度,因此PGA在抑制酸奶酸度方面有著較為優(yōu)異的效果。從實(shí)際對(duì)比中也可以看出,未添加PGA的酸奶在第7 d時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的分層變質(zhì)和酸味;而添加PGA的酸奶的組織狀態(tài)完好且沒(méi)有不良?xì)馕懂a(chǎn)生。添加PGA可有效延長(zhǎng)酸奶的貨架期。

圖4 30 ℃下PGA添加量隨時(shí)間酸奶的酸度變化

2.5 PGA對(duì)乳酸菌的抑制作用

圖5為不同PGA下乳酸菌的生長(zhǎng)情況,隨著PGA濃度的增加,乳酸菌的菌落逐漸減少,差異顯著(p<0.05)。

圖5 不同濃度PGA對(duì)乳酸菌的影響

從圖5、圖6中可以看出,PGA對(duì)乳酸菌有很強(qiáng)的抑制性,并且與PGA含量呈正相關(guān)。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可知,未添加PGA時(shí)乳酸菌的OD值為0.123,當(dāng)向其中添加含量為2‰～8‰的PGA后,對(duì)乳酸菌OD值的抑制率高達(dá)23.6%～57.7%(p<0.01)。其中研究資料表明,PGA的抗菌性與其本身的聚合度呈負(fù)相關(guān),即聚合度越低,PGA的抗菌性越強(qiáng)[30],這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相悖。通過(guò)深入研究后發(fā)現(xiàn),聚半乳糖醛酸的抗菌性能不僅與其分子量相關(guān)還與菌株有關(guān),即細(xì)菌只有在特定分子量的聚半乳糖醛酸作用下才表現(xiàn)出抑菌性。在本文中,所研究的PGA聚合度為3、4、5、7、9,其中抗菌性隨PGA聚合度的增加而提升,與前人研究結(jié)果一致[31]。本實(shí)驗(yàn)為了保持產(chǎn)品中乳酸菌的活性,選用較低的添加量2‰。

圖6 PGA對(duì)乳酸菌的影響

3 結(jié)論

山楂PGA酸奶的最佳配方為蔗糖7%、山楂超微果粉2%、乳酸菌菌粉0.25%、低聚半乳糖醛酸2‰。制備的酸奶色澤均勻一致,有光澤,組織細(xì)膩,質(zhì)地均勻,酸甜適中,具有濃郁的酸奶香味。酸奶中添加山楂超微果粉不僅增添了酸奶的種類,還改善了酸奶的風(fēng)味。PGA的加入使山楂酸奶的風(fēng)味更佳濃郁,由于PGA對(duì)乳酸菌的抑制作用,使酸奶的貨架期得到了相應(yīng)的延長(zhǎng),并保持乳酸菌的活性。因此可以說(shuō)明經(jīng)PGA改善的山楂超微果粉活菌乳飲料符合人們的需求。值得注意的是,適宜菌粉的添加溫度為37～42 ℃,本文在實(shí)驗(yàn)中,為了保證菌粉的活性,選擇在低溫溫度37 ℃下添加菌粉。但低溫37 ℃下添加菌粉后,需要在42 ℃下進(jìn)行發(fā)酵,這就需要對(duì)溶液進(jìn)行加熱操作,增加了實(shí)驗(yàn)中所需的總能耗。而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中,可以通過(guò)在高溫溫度40 ℃時(shí)添加菌粉來(lái)降低總能耗。