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发酵牦牛乳菌种筛选及加工工艺优化(二)

来源:时间:2025-04-22 06:21:27

2 結果與分析

2.1 發酵犛牛乳菌種篩選

發酵菌種篩選結果如表2所示。发酵從表2可以看出,牦牛采用發酵乳杆菌、乳菌約氏乳杆菌和羅伊氏乳杆菌製備的种筛發酵乳色澤為微黃色,口感微酸或較酸,选及符合消費者的加工飲用喜好;發酵氣味濃鬱有香氣,無異味;組織狀態均勻細膩、工艺無沉澱;發酵時間分別為6h、优化7.3h和6h,发酵發酵乳中的牦牛活菌數量為2.8×107cfu/mL、3.8×107cfu/mL和3.7×109cfu/mL,乳菌其中羅伊氏乳杆菌是种筛10株菌中發酵得到活菌數最多的菌株。李正華發現羅伊氏乳杆菌製備的选及發酵乳滋味純正,香氣濃鬱,加工凝乳質地光滑,工艺口感細膩,而且乳酸菌總數和羅伊氏乳杆菌總數均達到較高水平;許榮譽等研究發現約氏乳杆菌和羅伊氏乳杆菌具良好的發酵特性;於素素等發現含有發酵乳杆菌的發酵犛牛乳具有良好的性能及風味。本試驗結果符合上述發現,故選用發酵乳杆菌、約氏乳杆菌和羅伊氏乳杆菌作為發酵劑。

2.2 犛牛奶與荷斯坦牛奶比例的確定

添加不同比例荷坦牛乳的發酵犛牛乳理化指標和感官評分,見表3和圖1。

從表3可以看出,隨著荷斯坦牛奶所占比例的升高,發酵乳的pH值逐漸下降,酸度增大,持水率先升高後下降。酸乳酸度通常在70~80°T口感最佳,當犛牛奶與荷斯坦牛奶比例為3:1和2:1時,發酵乳酸度分別為
77.24°T和80.51°T,風味較好。

由圖1可知,當犛牛奶與荷斯坦牛奶比例為3:1時,發酵乳質地較硬、顏色較黃,符合黃友鷹等的報道,
因為犛牛奶脂肪和幹物質含量過高,發酵犛牛乳會出現質地硬、香味不足等缺點。當犛牛奶與荷斯坦牛奶比例為1:1、1:2和1: 3時,發酵乳有乳清析出,凝乳狀態較差,感官評分值低。這是因為乳清析出的多少、酸奶的質地和口感由發酵乳的持水力決定,持水力越強則乳清析出越少。根據劉夢雲]的研究,發酵犛牛乳的持水力低於荷斯坦牛發酵乳,這可能是由於酪蛋白各組分含量和結構不同造成的。荷斯坦牛發酵乳凝膠的微觀結構空隙較小,交聯結構大且致密,三維結構中的空穴較少,發酵乳凝膠的持水力、黏度、硬度和內聚性高於單一的發酵犛牛乳。結合表3和圖1的結果,犛牛奶與荷斯坦牛奶比例為2:1時發酵乳組織狀態好,感官評分最高,故選用該比例作為最佳比例。

在發酵過程中,糖添加量、菌種添加量、發酵溫度和發酵時間均對發酵乳感官評分影響較大。用犛牛奶與荷斯坦牛奶比例為2:1進行單因素試驗,結果如圖2所示:

由圖2A可知,隨糖添加量的增加,發酵乳的感官評分先升高後降低,添加過多糖影響整體甜酸比,導致
感官評分下降,故選取最適糖添加量為9%。

由圖2B可知,菌種添加量為4%時感官評分最高,組織狀態均勻穩定,口感爽滑細膩,風味醇厚,酸度適
中。故選取最適菌種接種量為4%。

由圖2C可知,隨發酵溫度升高,發酵乳感官評分先升高後降低。發酵溫度為30℃時感官評分最高,此時混合菌相互促進生長,凝乳狀態較好。高於30℃,後混合菌產酸性增強,乳清析出,乳中的風味物質釋放較少,感官評分低,因此選擇30℃為最適發酵溫度。

由圖2D可知,發酵時間為30h時發酵乳感官評分最佳。隨時間延長,乳酸菌繼續發酵產酸,導致部分酪蛋白溶解,乳中蛋白凝膠體受到破壞,黏度降低,乳清析出,感官評分降低,故選擇最適發酵時間為30h。

2.4 響應麵優化發酵工藝

2.4.1 響應麵分析方案與結果

根據單因素試驗的結果,建立Box-BehnkenDesign中心組合設計試驗模型,通過擬合二次方程計算最佳工藝組合,選取糖添加量、菌種添加量、發酵溫度、發酵時間進行4因素3水平響應麵分析,結果見表4。

2.4.2 模型建立及顯著性檢驗

利用Design-Expert8.0.6軟件對表4進行多元回歸擬合,得到糖的添加量(X1)、菌種添加量(X2)、發酵溫度(X 3)、發酵時間(X 4)的二次方程為Y=92.33+0.42X1-5.42X2+1.33X3-0.33X4+2.25X1X2-0.50X1X3+0.50X1X4-2.50X2X3+1.00X2X4-1.00X3X4-4.92X12-10.67X22-5.04X32-4.29X42。回歸模型方差分析見表5。

由表5可知,感官評分回歸模型顯著性檢驗P=0.0001<0.01,表明二次多元回歸模型的顯著性為極顯著;感官評分回歸模型失擬性檢驗P=0.3965>0.05,表明發酵乳感官評分二次回歸模型與實際試驗擬合性充
分,模型失擬不顯著。感官評分回歸模型表明,決定係數R2=95.61%,信噪比為15.780,CV值為2.48%,說明方程的擬合度和可信度都很高,可用於發酵乳感官評價。綜上所述,回歸模型擬合程度良好,試驗誤差小,可以準確分析和預測發酵乳的感官評分,表明實驗可信度高。由回歸係數顯著性表明,各因素對發酵乳感官評分的影響順序為:菌種添加量>發酵溫度>糖添加量>發酵時間。

3 結論

犛牛奶具有高蛋白質和高脂肪的特點,因此犛牛發酵乳是一款營養價值極高的飲品。研究發現發酵乳杆菌、羅伊氏乳杆菌和約氏乳杆菌具有良好的產香產酸能力,適合發酵犛牛乳,與保加利亞乳杆菌、嗜熱鏈球菌按1:1:1:1:1比例複配製成發酵劑,可有效改善發酵犛牛乳表層狀態不佳、組織粗糙、酸香味不足的問題;在發酵犛牛乳時混合加入荷斯坦牛奶,能彌補單一犛牛發酵乳中存在的氣味不佳、質地較硬等問題。通過單因素試驗和響應麵優化,探尋出了發酵犛牛乳的最佳工藝條件,為生產一款風味獨特、符合食品質量標準的犛牛乳品提供了依據。

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