熊榮園，王黎明，羅通彪，尚英，冉茂中，康林芝

1.南充職業(yè)技術學院（南充 637000）；2.四川省南充市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局（南充 637000）；3.韶關學院英東食品學院（韶關 512000）

柑橘是柑、桔、橙等水果的總稱，其優(yōu)良品種較多，是世界上第一大水果。柑橘酸甜可口、營養(yǎng)豐富，具有很高的食藥用價值[1]。柑橘中不僅含有蛋白質、脂肪、糖、多種礦物質，以及蘋果酸、檸檬酸等有機酸，還含有多種生物活性物質，如類黃酮、單萜、香豆素、類胡蘿卜素等[2-3]。為提高柑橘的附加值，柑橘常被用來加工成柑橘果酒[4]、柑橘罐頭[5]、柑橘果汁[6]等。南充素有“果城”之稱，柑橘的品種多，產(chǎn)量大，優(yōu)果適于鮮售，選擇殘次的柑橘加工酸奶可提升其經(jīng)濟價值。

酸奶的生產(chǎn)制作核心技術是乳酸菌發(fā)酵，它決定著酸奶的口味與質量。乳酸菌具有改善胃腸道功能、降低血清膽固醇、增強免疫力、增加營養(yǎng)等功效[7-10]。發(fā)酵酸奶的菌種來源不同，其發(fā)酵特性，酸奶的品質、風味也各不相同[11]。目前生產(chǎn)上，發(fā)酵酸奶常用的菌種有嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌兩類。發(fā)酵酸奶也添加各種配料來調整酸奶的口味和品質，多數(shù)添加果蔬，如紅棗[12]、石榴[13]、綠豆[14]等，豐富酸奶的口感及營養(yǎng)。

試驗以南充的殘次柑橘作為原料，取汁為發(fā)酵基質，選擇植物乳桿菌、嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種作為發(fā)酵菌種進行混合發(fā)酵，用木糖醇代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蔗糖作為甜味劑，通過單因素試驗及正交試驗，以模糊數(shù)學法進行感官評定，確定柑橘汁木糖醇酸奶的最佳工藝條件，并對發(fā)酵成熟的酸奶進行理化指標和微生物指標測定，為柑橘汁木糖醇酸奶的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

柑橘：采用本地質地新鮮、無污染、無腐爛的殘次柑橘。

植物乳桿菌（泡菜中分離得到，實驗室自行保存）；嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種（山東悠樂滋生物科技有限公司）；木糖醇（食品級，購于山東龍力生物科技股份有限公司）；黃原膠、果膠（食品級，市售）。

1.2 試驗設備

電子天平；榨汁機；恒溫發(fā)酵箱；均質機；凱氏定氮儀；超凈工作臺；等。

1.3 工藝流程及工藝要點

柑橘汁的制備→發(fā)酵菌種的制備→原料混合→裝瓶→均質→巴氏滅菌（95 ℃、5 min）→冷卻（42℃）→加發(fā)酵液→恒溫發(fā)酵→冷卻后熟→成品

1.3.1 柑橘汁的制備

原料選擇→預處理→榨汁→滅酶→澄清→冷卻備用

1) 原料選擇：選用新鮮、無污染、無腐爛的殘次柑橘。

2) 預處理：清洗、去皮、去籽。

3) 榨汁：放入榨汁機中，破碎榨汁，再用過濾網(wǎng)過濾取汁，加入適量的抗壞血酸進行護色。

4) 滅酶：于100 ℃煮沸2 min，滅酶、殺菌，并快速冷卻至室溫。

5) 澄清：柑橘汁中添加0.2%果膠酶，溫度50℃，時間3 h，分解柑橘汁中的果膠物質而使得柑橘汁澄清。

1.3.2 發(fā)酵菌種的制備

將低溫下保存的植物乳桿菌、嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種以1∶1∶1比例添加至滅菌純牛乳中，于42 ℃進行擴大培養(yǎng)，作為接種柑橘汁的發(fā)酵劑備用。

1.3.3 原料混合

按設計的濃度梯度添加純牛乳、木糖醇、柑橘汁及0.3%穩(wěn)定劑，裝瓶并攪拌。

1.3.4 均質

將原料預熱并控制原料溫度低于70 ℃進行均質勻漿，并裝瓶。

1.3.5 巴氏殺菌

將瓶裝原料在95 ℃下殺菌5 min，迅速冷卻至42 ℃。

1.3.6 加發(fā)酵液

按設計的濃度梯度添加發(fā)酵菌種至發(fā)酵瓶，混勻，加蓋密封。

1.3.7 恒溫發(fā)酵

將接種后的發(fā)酵瓶置于42 ℃培養(yǎng)箱中進行恒溫發(fā)酵。

1.3.8 冷卻后熟

將發(fā)酵后的酸奶置于4 ℃冰箱中冷卻后熟12 h。

1.4 發(fā)酵條件的單因素試驗

以純牛乳為基質，添加0.3%穩(wěn)定劑，選用柑橘汁添加量（2%，4%，6%，8%和10%）、木糖醇添加量（2%，4%，6%，8%和10%）、發(fā)酵菌種添加量（1%，2%，3%，4%和5%）、發(fā)酵時間（4，5，6，7和8 h）為考察因素，混合均勻后進行均質，殺菌冷卻，在42 ℃下恒溫發(fā)酵，取出冷卻后熟12 h，并進行感官評定。

1.5 發(fā)酵條件的正交試驗

選取柑橘汁添加量、木糖醇添加量、發(fā)酵菌種添加量、發(fā)酵時間4個因素，每因素3個水平，對發(fā)酵條件進行L9(34)正交試驗及驗證試驗，并進行感官評定。

表1 正交試驗的因素水平

1.6 感官檢測

1.6.1 感官檢驗的方法

采用模糊數(shù)學法進行感官評定[15-16]。

1.6.2 感官檢驗的標準

以色澤、香味、滋味、組織狀態(tài)為基本評定指標，具體評定標準見表2。

表2 感官檢驗評定標準

1.7 酸奶品質的測定

1.7.1 理化指標的測定

總蛋白、總酸的測定參照GB 19302—2010《食品安全國家標準發(fā)酵乳》。

1.7.2 微生物指標的測定

乳酸菌活菌數(shù)的測定參照GB 4789.35—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 乳酸菌檢驗》；大腸菌群的測定參照GB 4789.3—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 大腸菌群計數(shù)》的平板計數(shù)法；致病菌金黃色葡萄球菌的測定參照GB 4789.10—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 金黃色葡萄球菌檢驗》定性檢驗，沙門菌的測定參照GB 4789.4—2016《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗沙門氏菌檢驗》。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 柑橘汁添加量的單因素試驗結果

不同柑橘汁添加量對酸奶的模糊感官評定結果如圖1所示。

由圖1可知，不同柑橘汁添加量對發(fā)酵酸奶的模糊感官評分具有一定影響，隨著柑橘汁添加量增加，酸奶品質呈現(xiàn)先升高后降低趨勢，柑橘汁添加量過少或過多，酸奶的品質都略差，柑橘汁添加量6%時，模糊評分最高，為84.00分，品質最好。柑橘汁中含有大量果膠物質、有機酸、芳香物質、苦味物質等，不同柑橘汁添加量對酸奶的香味、滋味及組織狀態(tài)具有不同程度影響[17]。

圖1 柑橘汁添加量的模糊感官評分

2.1.2 木糖醇添加量的單因素試驗結果

不同木糖醇添加量對酸奶的模糊感官評定結果如圖2所示。

由圖2可知，通過模糊數(shù)學法的感官評分結果可以看出，以不同木糖醇添加量進行酸奶發(fā)酵，酸奶品質先升高后降低，木糖醇添加量過少或過多，其酸奶滋味及組織狀態(tài)等品質都較差。木糖醇添加量太少，酸奶滋味較酸；木糖醇添加量過多，乳酸菌對木糖醇的消耗少，且木糖醇在低溫下甜度較高，導致酸奶比較甜膩，滋味不協(xié)調[18]。木糖醇添加量6%時，酸奶的模糊感官評分最高，為83.00分，品質最佳。

圖2 木糖醇添加量的模糊感官評分

2.1.3 發(fā)酵菌種添加量的單因素試驗結果

不同發(fā)酵菌種添加量對酸奶的模糊感官評定結果如圖3所示。

由圖3可知，不同發(fā)酵菌種添加量對酸奶的品質影響較大。發(fā)酵菌種添加量1%～2%時，隨著發(fā)酵菌種添加量增加，酸奶的模糊感官評分升高；發(fā)酵菌種添加量2%時，酸奶的模糊感官評分達到最高，為83.70分，酸奶的綜合品質最好；發(fā)酵菌種添加量3%～5%時，酸奶品質呈現(xiàn)明顯降低趨勢；發(fā)酵菌種添加量5%時，酸奶的模糊感官評分最低，為73.80分，酸奶的品質最差。發(fā)酵菌種對于酸奶的發(fā)酵來說，其影響是明顯的，添加量越多，發(fā)酵酸奶產(chǎn)生的有機酸乳酸含量越多，對于酸奶的酸甜風味影響越大。

2.1.4 發(fā)酵時間的單因素試驗結果

不同發(fā)酵時間對酸奶的模糊感官評定結果如下圖4所示。

由圖4可知，酸奶的發(fā)酵時間長短對于酸奶的模糊感官評分也非常明顯。發(fā)酵時間4～8 h，隨著發(fā)酵時間延長，酸奶的感官評分先增加后降低；發(fā)酵時間6 h，酸奶的模糊感官評分最高，為83.60分，品質最佳；發(fā)酵時間6～8 h，酸奶的品質逐漸降低，但降低不明顯，模糊感官評分比4 h都高。發(fā)酵時間太短，酸奶的香味、滋味及凝乳狀態(tài)都較差；發(fā)酵時間太長，酸奶的有機酸含量多，乳清析出較多，品質也相對不佳。

圖4 發(fā)酵時間的模糊感官評分

2.2 發(fā)酵工藝的正交試驗

根據(jù)1.5的方法，選取柑橘汁添加量、木糖醇添加量、發(fā)酵菌種添加量、發(fā)酵時間進行四因素三水平正交優(yōu)化試驗，9個發(fā)酵組合的模糊感官評分如表3所示。

由表3可知，在正交試驗的4個因素中，對酸奶影響最大的是發(fā)酵菌種添加量，其次是發(fā)酵時間、柑橘汁添加量，影響最小的是木糖醇添加量。極差分析的最優(yōu)組合為A1B2C1D2，在酸奶的發(fā)酵過程中，發(fā)酵菌種添加量2%，酸奶制品的香味、滋味、凝乳狀態(tài)等感官品質相對較好。發(fā)酵時間越長，乳酸產(chǎn)生越多，但同時增加了生產(chǎn)成本，最佳發(fā)酵時間為6 h。模糊感官評分最高分為84.30分，發(fā)酵條件組合為A2B3C1D2，即柑橘汁添加量6%、木糖醇添加量8%、發(fā)酵菌種添加量2%、發(fā)酵時間6 h。

表3 正交設計及結果分析

2.3 驗證試驗

將正交試驗中極差分析所得的發(fā)酵最佳組合與模糊感官評分最高的發(fā)酵條件組合同時分別進行3次平行驗證試驗，結果如表4所示。

表4 驗證試驗

由表4可知，組合A1B2C1D2的驗證實驗模糊感官評分較高，為83.93分，即柑橘汁添加量4%、木糖醇添加量6%、發(fā)酵菌種添加量2%、發(fā)酵時間6 h。在此條件下，發(fā)酵的酸奶成品沒有出現(xiàn)分層現(xiàn)象，且與木糖醇及乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸等呈味物質協(xié)調性較好，具有淡淡的柑橘清香味，口感達到最佳。

2.4 酸奶品質的測定

2.4.1 理化指標的測定結果

以最佳發(fā)酵工藝條件平行發(fā)酵3瓶柑橘汁木糖醇酸奶，根據(jù)1.7.1測定酸奶的總酸含量，其平均值為80.6 °T，總蛋白質含量＞2.9%，高于國標要求。

2.4.2 微生物指標的測定結果

根據(jù)1.7.2測定酸奶的微生物指標，乳酸菌數(shù)1.8×108CFU/mL，大腸菌群40 MPN/100 mL，致病菌未檢出，因此，微生物指標均符合國家標準。

3 結論

結果表明，發(fā)酵柑橘汁木糖醇酸奶的最佳工藝為：以純牛乳為原料，加入0.3%穩(wěn)定劑、4%柑橘汁、6%木糖醇、2%發(fā)酵菌種，發(fā)酵溫度42 ℃，發(fā)酵時間6 h。在該條件下發(fā)酵的酸奶品質細膩，口感潤滑，酸甜適中，組織狀態(tài)穩(wěn)定，整體協(xié)調性好，并有淡淡的柑橘果香。柑橘本身含有有機酸以及類黃酮等多種營養(yǎng)成分，與植物乳桿菌、嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種混合菌種發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸等有機酸共同參與了酸奶酸度的調節(jié)。該酸奶產(chǎn)品兼具了柑橘、木糖醇及酸奶的營養(yǎng)成分，適于糖尿病人群及兒童青少年等，市場前景廣闊，也是解決柑橘采后保鮮加工的一種較好的加工方法。