摘要：對(duì)螺旋藻的脫腥工藝進(jìn)行了探討，通過比較萃取法和遮蔽法的脫腥效果，確定了螺旋藻脫腥的工藝為萃取法，萃取劑為體積濃度 95%的乙醇。以螺旋藻的添加量、菌種添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間為參數(shù)，采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)螺旋藻酸乳的加工制作工藝進(jìn)行了研究。確定了其原料的配比與工藝條件為：全脂乳粉 10.2 g/100g、白砂糖 8 g/100g、菌種添加量 5 g/100g、螺旋藻添加量 0.2 g/100g、發(fā)酵溫度 38 ℃、發(fā)酵時(shí)間 6 h。在此條件下得到的產(chǎn)品呈淺綠色，且色澤勻，凝乳狀態(tài)，無乳清析出，口感細(xì)膩，品質(zhì)較好。
螺旋藻是一類低等植物，屬于藍(lán)藻門，顫藻科，與細(xì)菌一樣無真正的細(xì)胞核，又稱藍(lán)細(xì)菌。
螺旋藻營養(yǎng)價(jià)值很高：含豐富的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)含量高達(dá) 60 g/100g，并具有合理的氨基酸組成，蛋氨酸 1.59 g/100g，亮氨酸 3.98 g/100g，異亮氨酸2.66 g/100g，纈氨酸 2.87 g/100g，賴氨酸 2.42 g/100g，苯丙氨酸 2.48 g/100g 等；含豐富的維生素，其中β- 胡蘿卜素含量，每 100 g 藻體中含有50.5 mg，為胡蘿卜的 15 倍，為菠菜的 40~60 倍含 B 族維生素齊全，具有的生理功能；含鈣、鎂、鈉、鉀、磷、碘、硒、銅、鐵、鋅等多種人體必需的微量元素，其中硒能激活 DNA 修復(fù)酶，刺激免疫球蛋白抗體的產(chǎn)生，從而捕獲自由基，降低或抵抗體內(nèi)某些重金屬的毒性，抑制一些致癌物質(zhì)的致癌作用。另外，螺旋藻多糖還有抗輻射的功能，能提高血漿中 SOD 的活性，減少脂質(zhì)過氧化物的生成，有抗衰老的作用。螺旋藻被世界糧農(nóng)組織稱為“人類理想的食品” 和“21 世紀(jì)食品” 即綠色食品。
酸奶是利用微生物對(duì)乳或再制乳進(jìn)行乳酸發(fā)酵作用而得到的發(fā)酵乳制品，具有獨(dú)特的風(fēng)味和很高的營養(yǎng)保健功能，深受人們喜愛。適合老年人、兒童及乳糖不耐癥患者飲用，是值得大力推廣的健康飲品。酸奶具有抗衰老，延年益壽，降低血清中膽固醇，對(duì)抗腫瘤等作用。酸奶中的乳酸菌能將牛奶中的乳糖和蛋白質(zhì)分解，使人體更易消化吸收，可促進(jìn)胃液分泌，提高食欲，加強(qiáng)消化。乳酸菌能減少某些致癌物質(zhì)的產(chǎn)生，因而有防癌的作用，還可抑制腸道內(nèi)腐敗菌的繁殖，并減弱腐敗菌在腸道內(nèi)產(chǎn)生毒素，從而提高人體免疫功能。
本研究通過在發(fā)酵乳原料中添加天然的螺旋藻制劑，使酸奶制品中含有螺旋藻多糖、多種維生素、藻藍(lán)蛋白等營養(yǎng)和生物活性，一方面改變了酸奶的單一發(fā)酵乳風(fēng)味，另一方面又為螺旋藻的深加工開辟了一條新的途徑。獲得一種富含蛋白質(zhì)、維生素、生理活性物質(zhì)、乳酸菌等，集營養(yǎng)、保健于一體，高生物活性的新型螺旋藻營養(yǎng)保健酸奶。
1 材料與方法
1.1 材料
全脂乳粉，黑龍江飛鶴乳業(yè)有限公司；螺旋藻粉，濟(jì)寧生力源生物科技有限公司；乳酸菌，河南花花牛乳業(yè)有限公司； β- 環(huán)狀糊精，北京雙旋微生物培養(yǎng)基制品廠；乙醚，開封市芳晶化學(xué)試劑有限公司；乙醇，開封市芳晶化學(xué)試劑有限公司；丙酮，煙臺(tái)市雙雙化工廠有限公司；白砂糖，市售。
1.2 儀器與設(shè)備
S03-004 恒溫培養(yǎng)箱，廣州市白云區(qū)井美天廚具電器廠； Y80-2 膠體磨，溫州市南洋輕械設(shè)備有限公司； BCD-2067SD2 冰箱，青島海爾股份有限公司；電子秤，上海東南衡器有限公司；開水器，北京市永光明醫(yī)療儀器廠；電爐，北京市永興醫(yī)療儀器廠；煤氣灶，市售；一次性紙杯、封杯紙、橡皮筋，若干；不銹鋼鍋、溫度計(jì)、研缽，各 1 個(gè)；不銹鋼盆， 4 個(gè)；不銹鋼勺， 2 個(gè)；燒杯， 6 個(gè)；玻璃棒， 3 個(gè)；三角瓶： 3 個(gè)；燒杯， 3 個(gè)。
1.3 方法
1.3.1 螺旋藻酸奶工藝流程
白砂糖花花牛酸奶
↓ ↓
全脂乳粉→調(diào)配→質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→灌裝→
↑脫腥后的螺旋藻粉發(fā)酵→后熟→成品
1.3.2 操作要點(diǎn)
1.3.2.1 原料乳的驗(yàn)收
生產(chǎn)酸乳的原料乳必須新鮮、優(yōu)質(zhì)，酸度不高于 18 °T，總?cè)楣腆w含量不低于 12 g/100g，因?yàn)槿楣腆w在 11.1 g/100g～11.8 g/100g 品質(zhì)較好。如果乳固體含量低，在配料時(shí)候可添加適量的乳粉，以促進(jìn)凝乳的形成。原料乳中不得含有抗菌素、殺菌劑、洗滌劑、噬菌體等阻礙因子，否則會(huì)抑制乳酸菌的生長，使發(fā)酵難以進(jìn)行。
1.3.2.2 調(diào)配
首先要嚴(yán)格按照生產(chǎn)配方準(zhǔn)確稱量各物料，其次將全脂乳粉、螺旋藻干粉與 65 ℃的熱水按照一定的比例充分溶解勻，白砂糖與溫度 90 ℃～95 ℃的熱水充分?jǐn)嚢鑴颍?后將兩者混合液在不銹鋼盆中攪拌混合勻即可。
1.3.2.3 質(zhì)
將混合料置于膠體磨中反復(fù)磨 3 次。
1.3.2.4 殺菌
質(zhì)后的物料立即進(jìn)行殺菌，溫度為 90 ℃，時(shí)間 5 min~10 min。
1.3.2.5 冷卻
殺菌后的物料應(yīng)迅速冷卻到菌種適繁殖溫度范圍 40 ℃～43 ℃，不宜大于 45 ℃，否則對(duì)產(chǎn)酸及酸凝乳狀態(tài)有不利影響，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)乳清析出。
1.3.2.6 接種
將活化后的混合生產(chǎn)發(fā)酵劑充分?jǐn)嚢瑁?根據(jù)活力，以適當(dāng)?shù)谋壤尤搿?加入的發(fā)酵劑不應(yīng)有大的凝塊，以免影響成品的質(zhì)量。
1.3.2.7 灌裝接種后立即進(jìn)行灌裝，每杯 140 g 左右并用紙、橡皮筋封口。
1.3.2.8 發(fā)酵
發(fā)酵溫度保持在 38 ℃~43 ℃之間，濕度 50％左右。
1.3.2.9 后熟
發(fā)酵結(jié)束后將產(chǎn)品移入冰箱，溫度為 0 ℃ ~4 ℃，時(shí)間為 12 h~24 h。
2 結(jié)果與討論
2.1 脫腥工藝的探討
螺旋藻干粉中的腥味成分：三甲胺、 2- 甲基四氧呋喃、 3， 5， 5- 三甲基 -2- 環(huán)乙稀 -1- 酮、甲苯、 1， 3- 二氯苯和 1- 辛稀 -3- 醇。螺旋藻有很多的脫腥方法，應(yīng)用多的是萃取法和遮蔽法。通過比較兩種方法的脫腥效果，從而得到的脫腥工藝應(yīng)用于試驗(yàn)。在試驗(yàn)中以 5 人感官評(píng)定的結(jié)果表示脫腥效果，總分為 100 分，分為腥味、顏色、穩(wěn)定性 3 大類。2.1.1 萃取法脫腥取 3 份 5 g 螺旋藻干粉，分別研磨 10 min 后分別加入體積濃度為 95％的乙醇、體積濃度為 100％的丙酮、體積濃度為 100％的乙醚各 20 mL，振蕩10 min，靜置 72 h，傾去上清液，自然干燥得到。體積濃度 95%的乙醇脫腥效果。體積濃度 95%的乙醇、體積濃度乙醚具有脫色的作用，體積濃度丙酮處理后顏色不變。但乙醚的沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，易燃燒，液體受熱后體積急劇膨脹，有低毒；丙酮主要是對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制、麻醉作用，有毒性；乙醇易揮發(fā)，沒有毒性，安全系數(shù)比較高。綜上所述，比較好的脫腥法為體積濃度 95%的乙醇萃取法。
2.1.2 遮掩法脫腥
β- 環(huán)糊精作為一種遮蔽劑，它不會(huì)使螺旋藻溶液變色，也不會(huì)產(chǎn)生沉淀，分析其脫腥的原因是 β- 環(huán)糊精是環(huán)狀低聚糖同系物，由 7 個(gè)葡萄糖單體經(jīng) α-1， 4 糖苷鍵結(jié)合生成的環(huán)狀物，其分子間存在 0.7 nm ~ 0.8 nm 的含有 CH 和糖苷結(jié)合的含有 -O- 原子的環(huán)狀空穴，可以將腥味物質(zhì)包埋起來，起到物理脫腥的作用。并能保持產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性防止吸潮和潮解，預(yù)防腐敗。本試取 4 份 100 mL 0.1 g/100g 的螺旋藻溶液，分別加入0.1 g、 0.2 g、 0.3 g、 0.4 g 的 β- 環(huán)狀糊精，進(jìn)行脫腥效果比較，添加量為 0.3 g/100mL 較為合適，可有效地遮掩螺旋藻腥味，隨著其添加量的增加，螺旋藻的顏色變淺，腥味較淡，并且保留了其特有的色、香、味。但此方法屬于物理方法，而螺旋藻的腥味物質(zhì)主要由螺旋藻蛋白產(chǎn)生，由于其分子較大，環(huán)狀糊精對(duì)其包埋效果不理想，脫腥效果受到限制，當(dāng)其經(jīng)過膠體磨進(jìn)行質(zhì)時(shí)，其本身與被包裹的物質(zhì)會(huì)被破碎分離，脫腥作用不大。
2.1.3 脫腥工藝的確定
螺旋藻脫腥的工藝為萃取法，萃取劑為體積濃度 95%的乙醇。乙醇易揮發(fā)且氣味會(huì)隨著揮發(fā)而消失，無毒無害，對(duì)人體無傷害，操作簡單，比 β- 環(huán)狀糊精的脫腥效果明顯。綜上所述，該試驗(yàn)選擇乙醇萃取法對(duì)螺旋藻進(jìn)行脫腥處理。
2.2 螺旋藻酸奶各影響因素的確定
由 10 個(gè)人組成評(píng)定小組，根據(jù)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)成品進(jìn)行評(píng)定打分，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出總分。
2.2.1 螺旋藻添加量對(duì)酸奶品質(zhì)影響
螺旋藻的添加賦予酸奶的的保健功能，但是螺旋藻本身為墨綠色，脫腥后仍然帶有一定的腥味，加入酸奶中會(huì)對(duì)其氣味、顏色、組織狀態(tài)等感官質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。
研究中螺旋藻選取 6 個(gè)添加量，通過感官評(píng)定。隨著螺旋藻的添加量的增加，產(chǎn)品的品質(zhì)先上升后下降，添加量為 0.2 g/100g 時(shí)達(dá)到。螺旋藻的添加量對(duì)酸奶的色澤影響，其次是影響酸奶的風(fēng)味。螺旋藻本身就是墨綠色，適當(dāng)?shù)奶砑勇菪蹇梢愿纳扑崮痰纳珴桑?賦予酸奶良好的淺綠色。隨著螺旋藻添加量的增加，酸奶的色澤也在加深，并且會(huì)產(chǎn)生螺旋藻的腥味。
2.2.2 菌種添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響
在螺旋藻添加量、全脂乳粉添加量、白砂糖的添加量、發(fā)酵溫度（40 ℃）、發(fā)酵時(shí)間（6 h）不變的情況下，改變菌種添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，隨著菌種添加量不斷增加，酸奶的品質(zhì)越好，當(dāng)添加量為 4 g/100g 和 5 g/100g時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)，以后逐漸降低。由此可知菌種的添加量對(duì)酸奶的色澤、滋味氣味、組織狀態(tài)都有一定的影響。影響的是酸奶的狀態(tài)和風(fēng)味，這是因?yàn)榫N在發(fā)酵的過程中把牛乳中的蛋白質(zhì)、脂肪、糖分解，產(chǎn)生乳酸使酪蛋白相互聚合形酸乳凝塊，同時(shí)還產(chǎn)生芳香物質(zhì)形成酸乳的特有香味，菌種的添加量過多或過少都會(huì)影響酸奶的凝固及芳香物質(zhì)的產(chǎn)生。
2.2.3 發(fā)酵溫度對(duì)酸奶品質(zhì)的影響
在螺旋藻添加量為 0.2 g/100g，全脂乳粉、白砂糖和菌種的添加量、發(fā)酵時(shí)間 6 h 不變的情況下，改變發(fā)酵溫度進(jìn)行單因素試驗(yàn)，隨著發(fā)酵溫度的升高酸奶的品質(zhì)變好，當(dāng)發(fā)酵溫度為 38 ℃和 40 ℃時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)，以后逐漸降低。從試驗(yàn)結(jié)果來看，發(fā)酵溫度對(duì)酸奶的滋味氣味和組織狀態(tài)影響。發(fā)酵溫度是菌種生長的必要條件，發(fā)酵溫度依所采用的菌種不同而異，若發(fā)酵溫度過低，乳酸菌活力下降，凝乳能力下降，使酸乳凝固性降低；若發(fā)酵溫度過高，會(huì)影響酸乳的正常發(fā)酵，導(dǎo)致發(fā)酵過度，乳清析出。
2.2.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響
在螺旋藻添加量為 0.2%，全脂乳粉、白砂糖和菌種的添加量，發(fā)酵溫度為 40 ℃不變的情況下，改變發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn)，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，酸奶的品質(zhì)變好，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間達(dá)到 6 h 時(shí)，酸奶各項(xiàng)指標(biāo)，但發(fā)酵時(shí)間過 6 h 后，酸奶感官品質(zhì)又有所下降。從試驗(yàn)結(jié)果來看，發(fā)酵時(shí)間對(duì)滋味氣味、組織狀態(tài)影響。發(fā)酵時(shí)間掌握不當(dāng)，會(huì)造成酸乳凝固性降低。發(fā)酵時(shí)間過短，發(fā)酵不充分，導(dǎo)致酸度不夠，凝固性不好，酸奶風(fēng)味不好，乳蛋白質(zhì)的膠體結(jié)構(gòu)不能充分形成，不能包裹乳中原有的水分，也會(huì)形成乳清析出；發(fā)酵時(shí)間過長，產(chǎn)酸量不斷增加，酸性增強(qiáng)破壞了原料已形成的膠體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致乳清析出。
2.3 正交試驗(yàn)
在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，可以確定正交表的 4 個(gè)因素，分別是螺旋藻添加量、菌種添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間，并分別確定出 3 個(gè)較優(yōu)水平，選用L9（34）正交試驗(yàn)表進(jìn)行正交試驗(yàn)，對(duì)正交試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行差分析發(fā)現(xiàn)， 4個(gè)因素對(duì)感官評(píng)定結(jié)果的影響主次順序?yàn)椋?發(fā)酵時(shí)間 > 發(fā)酵溫度 > 螺旋藻添加量 > 菌種添加量，得到的較優(yōu)組合為 A2B3C1D2。因此得到螺旋藻酸奶的工藝條件為：螺旋藻添加量為 0.2 g/100g、菌種添加量為 5 g/100g、發(fā)酵溫度為 38 ℃、發(fā)酵時(shí)間為6 h。
來源：惠合膠體磨設(shè)備廠

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