不同混合发酵方式对发酵豆乳贮藏品质的影响

宗丽娜，钱易，鲁茂林，王文琼，陈大卫，顾瑞霞

（扬州大学江苏省乳品生物技术与安全控制重点实验室，江苏扬州 225127）

0 引言

食品发酵已成为提高生物利用度、改善理化和感官特性以及提供健康益处的有效方法[1]。但豆乳经发酵后，会产生令人不快的豆腥味，降低了消费者的接受度。目前，发酵豆乳相关研究仅以单独发酵豆乳或发酵豆乳和牛乳混合物为研究对象，大多以发酵豆乳抗氧化能力、异黄酮苷元、酶活性等为主要研究内容[2-3]，有研究介绍了发酵豆乳贮藏期间后酸化、稳定性下降等问题，并通过添加益生元、筛选后酸化弱、产黏好的菌株及多菌株组合的方法来提高发酵豆乳贮藏期的品质[4]，MIN-LANG H 等[5]研究通过辅助添加橙皮纤维和银耳发酵粉益生元改善发酵豆乳贮藏期的后酸化及稳定性问题。研究显示通过不同微生物进行组合来提高发酵豆乳品质[6-7]，不同微生物种类直接影响发酵豆乳的代谢产物，如有机酸、肽和香气成分等，进而影响发酵豆乳的感官特性、理化特性和功能特性，多菌株组合可减少贮藏期pH 的下降、脱水收缩，提高发酵豆乳的抗氧化能力和产生更多的香气成分[7-9]。但少有研究通过不同混合发酵方式来探究发酵豆乳产品贮藏期的品质。

研究发现，发酵乳在贮藏中后期14～28 d 质构下降[10]、持水力降低[11]。持水力、质构与发酵乳的品质密切相关[12]，理想的发酵乳在贮藏期内应具有良好质地及感官品质，不应出现乳清析出的现象，改善发酵乳的流变特性，提高其储存模量和损失模量的比值可减少发酵乳乳清析出及脱水收缩问题[13]。本研究采用3种不同混合发酵方式制备发酵混合豆乳，通过对其贮藏期的酸度、pH、活菌数、黏度、持水力、质构、流变特性及感官评分衡量不同混合发酵方式对产品贮藏期品质的影响。以确保发酵豆乳产品在贮藏期具有良好的品质。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

全脂乳，扬州大学康源乳业有限公司；大豆、蔗糖、小苏打，市售；商业发酵剂，江苏省乳品生物技术与安全控制重点实验室；氢氧化钠，国药集团化学试剂有限公司；MRS 肉汤、M17 肉汤，海博生物。

1.2 仪器与设备

PL2002 电子天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；pHB -3B 精密型pH 计，上海雷磁仪器厂；H-1650 离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司；SWCJ-1F 超净工作台，苏州净化设备有限公司；GYB60-08 超高压均质机，上海东华高压均质机厂；JF-SX-500 高压蒸汽灭菌锅，日本TOMY 公司；SPX-150FS-Ⅱ生化培养箱，上海新苗医疗器械制造有限公司；Malvern Kinexus Pro 旋转流变仪，英国马尔文仪器有限公司。

1.3 混合发酵豆乳的制备工艺流程

大豆经清洗后，用0.3%NaHCO3水溶液浸泡16 h（干豆∶水=1∶3）、洗涤2～3 次，沸水灭酶8 min，按一定比例制备豆乳，20 MPa 均质，经95～100 ℃热处理10 min，冷却备用。

11.5%全脂乳中添加蔗糖，混合均匀，20 MPa 均质，经过95 ℃，5 min 热处理，冷却至42 ℃，接种2%乳酸菌发酵剂，42 ℃培养。

样品1：牛乳与豆乳按1.5∶1 比例混合后再发酵；样品2：单独发酵牛乳，再与豆乳按1.5∶1 比例混合（将豆乳缓慢添加至发酵牛乳中，3 kg 物料500 r/min 搅拌1 min）；样品3：单独发酵牛乳，4 ℃后酸化24 h后，再与豆乳按1.5∶1 比例混合（将豆乳缓慢添加至发酵牛乳中，3 kg 物料500 r/min 搅拌1 min）。

1.4 测定方法

1.4.1 酸度和pH 值测定

酸度测定参照GB5009.239—2016 中酸度的测定方法酚酞指示剂方法测定。pH 的测定采用精密型pH计进行测定。

1.4.2 活菌数测定

采用平板计数法测定样品中微生物的数量，其中，嗜热链球菌采用M17 培养基培养，保加利亚乳杆菌采用MRS 培养基培养。活菌数参照GB4789.2—2016 的方法测定。

1.4.3 质构测定

采用质构仪测定发酵混合豆乳质构。测定参考文献[14]的方法，对发酵混合豆乳的内聚性和咀嚼性指数进行测定。

1.4.4 持水力测定

持水力测定参考文献[12]的方法，稍作修改。称取空离心管质量m0，取8 mL 发酵乳样品于10 mL 离心管中，记录质量为m1，4 000 r/min 条件下离心10 min，弃去上清液，记录质量m2。

式中：W 为部分发酵混合豆乳持水力（%）；m0为空离心管质量（g）；m1为部分发酵混合豆乳和离心管总重量（g）；m2为离心去上清后样品和离心管的重量（g）。

1.4.5 黏度测定

黏度测定参考文献[4]的方法，稍作修改。选用4号转子，转速为30 r/min。

1.4.6 流变特性流变特性参考文献[15]的方法，对发酵混合豆乳的表观黏度和剪切应力进行测定。

1.4.7 感官评分

感官评分标准参照参考文献[16]，稍作修改。感官评定小组由乳品实验室10 名研究生组成，该小组研究生均经过发酵乳和发酵豆乳的感官培训，评定小组成员从产品色泽、滋味、气味和组织状态进行评分。评分标准如表1。

表1 发酵混合豆乳感官评分标准

1.5 统计分析

使用Origin 2021 软件进行绘图，使用Statistix 8对数据进行统计分析，所有数据均表示为平均值±标准差。

2 结果与讨论

2.1 不同混合发酵方式的发酵豆乳贮藏期酸度和pH 变化

发酵混合豆乳贮藏期间酸度和pH 的变化如图1所示，在0～30 d 贮藏期间，产品的酸度逐渐增加，pH逐渐降低，这是由于产品后酸化所致，菌株能够利用发酵混合豆乳中残留的糖类，使其继续产酸[17]。在4 ℃贮藏期间，牛乳与豆乳按1.5∶1 比例混合后再发酵方法制备的样品1 酸度显著增加（P＜0.5），从72.15 °T增加到90.60 °T；pH 显著降低（P＜0.5），从4.38 降低至4.01，在该条件下制备的样品1 后酸化程度较大。单独发酵牛乳，再与豆乳按1.5∶1 比例混合方法制备的样品2 和单独发酵牛乳，4 ℃后酸化24 h 后，再与豆乳按1.5∶1 比例混合方法制备的样品3 后酸化程度显著低于样品1（P＜0.5），此2 种条件下样品的酸度在贮藏期内后酸化程度较弱，贮藏30 d 时，样品2 和样品3 的酸度增加量小于4.50 °T，是由于单独发酵牛乳，发酵牛乳需要达到110 °T 才能满足混合后终产品酸度，乳酸菌在发酵乳中已经处于稳定期，混合豆乳后，乳酸菌生长变化程度较小，因此对终产品后酸化程度影响较小。

图1 发酵混合豆乳在贮藏期酸度和pH 的变化

2.2 不同混合发酵方式的发酵豆乳贮藏期活菌数变化

微生物菌株对酸性环境和可用底物的耐受性是乳制品中益生菌微生物存活的重要参数[18]，发酵混合豆乳样品的细菌计数以每毫升样品中菌落形成单位（log cfu/mL）的十进制对数表示，不同混合发酵方式对嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种在贮藏期内变化情况如图2 所示。

图2 发酵混合豆乳在贮藏期活菌数的变化

嗜热链球菌在贮藏期间的变化如图2（a）所示。贮藏期间，3 种混合方式制备的样品中嗜热链球菌数量呈先增长后下降的趋势，在同一贮藏时间，牛乳与豆乳按1.5∶1 比例混合后再发酵条件下的样品1 的嗜热链球菌数量显著高于单独发酵牛乳，再与豆乳按1.5∶1 比例混合条件下的样品2 和单独发酵牛乳与豆乳按1.5∶1 比例混合后再发酵条件下的样品3（P＜0.5）。说明牛乳与豆乳混合后作为发酵基质，更有利于嗜热链球菌的生长。贮藏30 d 时，嗜热链球菌数量≥7.55 log cfu/mL。

德氏乳杆菌保加利亚亚种在贮藏期间的变化如图2(b)所示。贮藏期间，牛乳与豆乳按1.5∶1 比例混合后再发酵条件下的样品1 的保加利亚乳杆菌数量呈先增长后降低的趋势，单独发酵牛乳，再与豆乳按1.5∶1 比例混合条件下的样品2 和单独发酵牛乳，4 ℃后酸化24 h 后，再与豆乳按1.5∶1 比例混合条件下的样品3 的保加利亚乳杆菌一直呈下降趋势。贮藏后期，3 个样品的活菌数量均减少，是由于混合发酵豆乳中可利用的碳水化合物逐渐减少，乳酸菌因缺乏营养物质而衰亡[19-20]。在0～7 d 期间，样品2 和样品3 的保加利亚乳杆菌数量高于样品1。贮藏30 d 时，保加利亚乳杆菌数量≥7.08 log cfu/mL。

2.3 不同混合发酵方式的发酵豆乳贮藏期黏度和持水力变化

黏度影响发酵乳的组织状态和口感，持水力的高低体现了发酵乳体系对水的截留能力，对发酵乳的品质有较大影响，提高发酵乳的持水力，会降低乳清析出率，使产品体系更稳定[21-22]。发酵混合豆乳在贮藏期间的黏度和持水力变化如图3 所示，牛乳与豆乳按1.5∶1 比例混合后再发酵方法制备的样品1 的黏度和持水力显著高于单独发酵牛乳，再与豆乳按1.5∶1 比例混合方法制备的样品2 和单独发酵牛乳，4 ℃后酸化24 h 后，再与豆乳按1.5∶1 比例混合方法制备的样品3（P＜0.5），说明牛乳与豆乳混合后作为发酵基质，产品的稳定性更好。贮藏期内，样品1 的黏度和持水力呈下降趋势，可能是由于该样品的后酸化程度较大，使产品组织状态下降，有少量乳清析出；样品2 和样品3 的黏度和持水力呈先上升后下降的趋势，贮藏1 d 至7 d 期间，样品2 和样品3 的黏度和持水力增加，可能是在这期间，发酵乳与豆乳混合后动植物蛋白之间形成稳定体系，提高了样品的黏度和持水力；15 d 后呈显著下降趋势，可能与交替磷酸钙的溶解速度和程度有关[11]。

图3 发酵混合豆乳在贮藏期黏度和持水力的变化

2.4 不同混合发酵方式的发酵豆乳贮藏期质构特性

质构特性是衡量发酵乳品质的重要指标，主要包括硬度、咀嚼性、胶黏性和内聚性等评价指标[15]。不同混合发酵方式的豆乳在贮藏期质构特性如图4 所示。在贮藏期间，不同混合发酵方式的豆乳样品咀嚼性的变化如图4（a）所示，3 个样品的咀嚼性呈先上升后下降趋势，由于样品1 呈固态，样品2 和3 呈半固态，因此，样品1 的咀嚼性显著高于样品2 和样品3（P＜0.5）。不同混合发酵方式的豆乳样品硬度的变化如图4（b）所示，3 种混合发酵方式下的样品硬度变化趋势与咀嚼性相同，与李宁宁[23]研究结果一致。不同混合发酵方式的豆乳样品内聚性的变化如图4（c）所示，贮藏期间，样品2 和样品3 的的内聚性无显著性变化（P＜0.5），样品1 的内聚性在0～15 d 呈下降趋势，可能是由于样品的蛋白质网络中的离子变化[11]。不同混合发酵方式的豆乳样品胶黏性的变化如图4（d）所示，3 种混合发酵方式的样品胶黏性呈先下降后平缓的趋势，在整个贮藏期内，样品1 的胶黏性显著高于样品2 和样品3（P＜0.5）。

图4 发酵混合豆乳贮藏期的质构特性

2.5 不同混合发酵方式的发酵豆乳贮藏期流变特性

不同混合发酵方式豆乳的表观黏度和剪切应力在剪切速率为0.1～100 S-1范围内变化的结果如图5所示，发酵混合豆乳样品随剪切速率的增加呈现出剪切稀释的现象，剪切稀释是指发酵乳随剪切速率的增加，表观黏度降低[15]，豆乳样品的剪切应力随剪切速率的增加逐渐增大。不同混合发酵方式对产品流变特性影响不同。随着贮藏时间的延长，样品1 和样品3 的表观黏度逐渐降低，剪切应力逐渐减弱；样品2 的表观黏度和剪切应力呈先增加后下降的趋势。

2.6 不同混合发酵方式的发酵豆乳贮藏期感官评分

不同混合发酵方式的豆乳贮藏期感官评分如图6所示，随着贮藏时间的延长，对发酵混合豆乳的感官评分有较大影响。在0～15 d 期间，样品2 和样品3 的感官评分无显著性变化（P＜0.5），30 d 时，两样品的感官评分下降幅度较大，从图6（b）和（c）可明显观察到，30 d 时样品2 和样品3 的组织状态、滋味和气味大幅下降，30 d 的贮藏时间，使产品的黏度、持水力和质构特性不同程度的降低，对产品感官影响较大。在整个贮藏期间，样品1 的感官评分呈显著下降趋势（P＜0.5），牛乳与豆乳混合后再发酵方式下的样品3 具有较强的后酸化能力，由于该发酵方式所制备的产品达到所需酸度70 °T 时，乳酸菌仍活力旺盛，贮藏过程中，乳酸菌继续消耗糖类等营养物质代谢产酸，使产品酸度提高，随着贮藏时间延长，酸度不断增加，并伴有乳清析出，产品质地变差，使其黏度和持水力下降，感官评分也随之降低。

图6 发酵混合豆乳贮藏期感官评分

3 结论

采用3 种不同混合发酵方式制备发酵混合豆乳，分析其对发酵混合豆乳贮藏期品质的影响。结果发现，单独发酵牛乳，4 ℃后酸化24 h 后，再与豆乳按1.5∶1 比例混合方式较牛乳与豆乳按1.5∶1 比例混合后再发酵方式，可以显著降低发酵豆乳的后酸化能力，减少后酸化对产品组织状态及感官评分产生的影响。在贮藏期间产品的持水力增加了5.57%，无乳清析出，颜色微黄，色泽明亮，口感爽滑，无颗粒感，无豆腥味，具有大豆发酵制品特有的香气，具有良好的感官特性。3 种样品流变特性差异显著，单独发酵牛乳，4 ℃后酸化24 h 后，再与豆乳按1.5∶1 比例混合样品，随着剪切速率的增加，黏弹性显著高于其他样品；另外，质构结果显示，硬度和胶黏特性显著增加，赋予了产品较好的咀嚼性；牛乳和豆乳混合后发酵和牛乳发酵后再与豆乳混合方式不能显著提高样品的持水能力，有乳清析出。因此，牛乳发酵结束4 ℃后酸化24 h 再与豆乳混合后的产品的稳定性好，即单独发酵牛乳，4 ℃后酸化24 h 后，再与豆乳按1.5∶1 比例混合方式是保持发酵豆乳在贮藏期间具有较好稳定性和感官品质的良好制备方法。