本發(fā)明屬于奶制品發(fā)酵技術領域，尤其涉及一種發(fā)酵羊乳及其發(fā)酵工藝。

背景技術：

山羊乳營養(yǎng)豐富、易于吸收是乳品中的精品，主要營養(yǎng)成分含量均高于牛乳和人乳，其中酪蛋白、氨基酸和低聚糖組成模式接近母乳。山羊乳具有獨特的生物活性性質，是一種理想的牛乳替代品，特別是對牛乳過敏的消費者山羊乳具有低過敏性；脂肪組成中，比牛乳含量高的短鏈、中鏈脂肪酸(mct)能幫助人體脂類消化和代謝；山羊乳的總氮、蛋白質、非蛋白氮和磷酸鹽含量高表現(xiàn)出它的高緩沖能力，這些對人體營養(yǎng)和有益于健康的特性，表明山羊乳具有某些生物活性和代謝活性成分。研究表明，山羊乳膻味與奶中游離脂肪酸(ffa)關系密切，且奶中脂肪酶的作用可促進奶中短鏈、中鏈脂肪酸含量增加，致使山羊乳膻味加重，制約其的開發(fā)利用。

申請?zhí)枮?01610067228.1的中國專利申請公開了一種抗氧化植物乳桿菌發(fā)酵羊乳的制備方法，將植物乳桿菌菌株的菌懸液接種至復原羊乳中，再向其中加入白扁豆多糖，然后進行厭氧培養(yǎng)得到發(fā)酵羊乳；向發(fā)酵羊乳中加入蔗糖后，對混合發(fā)酵乳進行密封并后熟，得到抗氧化植物乳桿菌發(fā)酵羊乳；該發(fā)明制備得到的抗氧化植物乳桿菌發(fā)酵羊乳中植物乳桿菌的活菌數(shù)達到10⁸cfu/ml以上；添加的白扁豆多糖不僅本身具有抗氧化性，并且可促進益生菌的生長，增強羊乳的粘度，還具有可調節(jié)腸道菌群平衡及機體免疫力的功能，抗氧化植物乳桿菌發(fā)酵羊乳的dpph自由基清除率為50％～80％。但該發(fā)明發(fā)酵羊乳有明顯膻味，風味不好。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種發(fā)酵羊乳及其發(fā)酵工藝。本發(fā)明提供的發(fā)酵羊乳色香味俱佳、無明顯羊奶膻味，羊乳的還原能力、總抗氧化、dpph自由基清除等抗氧化活性較強。

本發(fā)明第一方面，提供一種發(fā)酵羊乳，所述發(fā)酵羊乳采用山羊乳經(jīng)過復合菌種發(fā)酵得到；所述復合菌種包括干酪乳桿菌、瑞士乳桿菌和嗜熱鏈球菌，三者的活菌量比例為1～2：1～2：1～4。

進一步地，所述復合菌種的添加量為山羊乳質量的4～8％。

進一步地，所述復合菌種中干酪乳桿菌的活菌量至少為10⁸cfu/ml。

進一步地，所述復合菌種包括cicc20262類干酪乳桿菌(lactobacilluscasei)、cicc6063嗜熱鏈球菌(streptococcusthermophilus)和cicc6064瑞士乳桿菌(lactobacillushelveticus)。

進一步地，所述山羊乳發(fā)酵時添加蔗糖和奶油，蔗糖的添加質量為羊乳的7～9.5％，奶油的添加質量為羊乳的1～3％。添加蔗糖和奶油在于能夠去除部分膻味、使山羊發(fā)酵乳的風味更佳。

本發(fā)明第二方面，提供一種所述發(fā)酵羊乳的發(fā)酵工藝，操作如下：秤取山羊乳、蔗糖和奶油，預熱、均質、殺菌后冷卻，然后接種復合菌種進行發(fā)酵，發(fā)酵靜置后熟，后熟后冷藏得到發(fā)酵羊乳，發(fā)酵溫度為37～42℃，發(fā)酵時間為8～12h，后熟時間為11h以上。

所述復合菌種接種前分別進行菌種活化和菌種馴化；

菌種活化：取菌株凍干菌粉接種于mrs肉湯培養(yǎng)基中，旋渦混勻于35～39℃在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)得到一代菌懸液；按3～5％的接種量將一代菌懸液接種于mrs肉湯培養(yǎng)基中，35～39℃恒溫培養(yǎng)得二代菌懸液；重復進行第三次活化得到三代活化菌懸液，完成活化；

菌種馴化：將活化后的菌種接種到山羊乳中馴化增殖，依次調整菌種接種量為7～8％，4～5％，2～3％，37～42℃恒溫培養(yǎng)至凝乳，保證菌種活力能在4.5h內凝乳。

所述預熱溫度為60～70℃，均質壓力為6～8mpa。

作為優(yōu)選，以山羊乳體積為100％計，所述復合菌種的添加質量為4％，蔗糖添加質量為8％，淡奶油添加質量為1.5％，在40℃條件下發(fā)酵9.5h，后熟時間為11h。

本發(fā)明的特點之一在于，采用發(fā)酵牛奶的菌種發(fā)酵羊奶時，蛋白水解能力較弱，而且得到的發(fā)酵羊奶膻味較重，口感差，難以推廣。本發(fā)明以山羊乳為原料，通過發(fā)酵實驗從7株乳酸菌中篩選出具有較高水解度及抗氧化活性的干酪乳桿菌。本發(fā)明采用干酪乳桿菌、瑞士乳桿菌及嗜熱鏈球菌按最優(yōu)比1:1:2復配，采用該復合菌種發(fā)酵羊乳，能夠充分代謝羊乳中的膻味物質，得到的羊乳基本無膻味，同時又保留了羊奶的風味，產品色香味俱全。同時發(fā)酵羊乳的還原能力、總抗氧化、dpph自由基清除等抗氧化活性較強，經(jīng)過胃消化后，依然保留抗氧化活性。

本發(fā)明的特點之二在于，為了得到活性成分較多的發(fā)酵羊乳，本發(fā)明對工藝進行研究，結果表明發(fā)酵羊乳的最適菌種添加量為4％、蔗糖為8％、淡奶油為1.5％、40℃發(fā)酵9.5h、后熟時間11h。隨著接種量的增加，水解度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在接種量為4％處達到最大值。隨著接種量的繼續(xù)增加，水解度反而降低，可能是由于山羊乳中的蛋白難以滿足過多菌體生長需求，產酸過多抑制了蛋白的水解；或菌體釋放的蛋白酶不利于在強酸條件下作用，活性被抑制。

隨著發(fā)酵時間的延長，山羊乳發(fā)酵在不斷進行，水解度呈上升趨勢，但在發(fā)酵9h后，山羊發(fā)酵乳水解度趨于平緩；可能是由于隨著發(fā)酵乳發(fā)酵時間延長，羊乳中營養(yǎng)物質不足，抑制了菌種的生長。

隨著后熟時間的延長，水解度呈上升趨勢，在后熟時間12h后，山羊發(fā)酵乳的水解度緩慢增加；可能因為隨著發(fā)酵乳發(fā)酵進行，羊乳中營養(yǎng)物質不足，為保證自身生產需要，乳酸菌菌體內的蛋白酶將多肽進一步水解，從而表現(xiàn)出水解度緩慢上升。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提供的發(fā)酵羊乳基本無羊奶膻味，羊乳的還原能力、總抗氧化、dpph自由基清除等抗氧化活性較強。發(fā)酵羊乳的研究，為特色乳制品的開發(fā)提供參考，有利于促進羊乳產業(yè)的發(fā)展。

附圖說明

圖1為高產抗氧化肽的山羊發(fā)酵乳菌種篩選圖；

圖2為乳酸菌配比對產抗氧化肽的影響圖；

圖3為乳酸菌接種量對發(fā)酵山羊乳產抗氧化肽的影響圖；

圖4為發(fā)酵時間對山羊乳產抗氧化肽的影響圖；

圖5為后熟時間對山羊乳產抗氧化肽的影響圖；

圖6為菌種添加量/％(x1)、后熟時間(x2)對水解度的影響圖；

圖7為后熟時間(x2)、發(fā)酵時間(x3)時間對水解度的影響圖；

圖8為發(fā)酵羊乳單因素(糖)對感官評分影響圖；

圖9為發(fā)酵羊乳單因素(奶油)對感官評分影響圖；

圖10為發(fā)酵羊乳單因素(發(fā)酵溫度)對感官評分影響圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步詳細說明，但本發(fā)明并不局限于以下技術方案。

實施例1

山羊乳：采自云南農業(yè)大學版納微型豬近交系重點實驗室

l-谷光甘肽，北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術研究院；2，2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基(dpph)、2，2'-聯(lián)氮-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(abts)，上海晶純生化科技股份有限公司；胃蛋白酶、胰蛋白酶，索萊寶生物科技有限公司。

cicc6063嗜熱鏈球菌(streptococcusthermophilus)；cicc6064瑞士乳桿菌(lactobacillushelveticus)；cicc20264植物乳桿菌(lactobacillusplantarum)；cicc20022植物乳桿菌亞種(lactobacillusplantarumsubsp.plantarum)；cicc20241副干酪乳桿菌(lactobacillusparacasei)；cicc20262類干酪乳桿菌(lactobacilluscasei)；cicc22150嗜酸乳桿菌(lactobacillusacidophilus)。

儀器與設備

ura14m0018分光光度計，上海翱藝儀器有限公司；tgl20m高速冷凍離心機，湖南湘立科學儀器有限公司；svj-358智能商用型酸奶機，北京世紀陽光；ul40bc乳成份分析儀，杭州浙大優(yōu)創(chuàng)科技有限公司；sw-cj-if單人雙面超凈無菌操作臺，蘇州江東精密儀器有限公司；hpx-9272me恒溫培養(yǎng)箱，上海博訊實業(yè)有限公司；gmsx-280壓力蒸汽滅菌器，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

抗氧化活性肽的提取

取100ml山羊乳85℃滅菌15min，冷卻至45℃，接種乳酸菌，42℃發(fā)酵后4℃冷藏12h，沸水浴滅酶10min，4℃4000×g離心10min，取上清液，4℃冷藏備用。

低膻味發(fā)酵羊乳菌株篩選

(1)菌種活化

分別取適量乳桿菌菌株凍干菌粉接種于10ml滅苗mrs肉湯培養(yǎng)基中，旋渦混勻于37℃在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h得到一代菌懸液。按5％的接種量將一代菌懸液接種于mrs肉湯培養(yǎng)基中，37℃恒溫培養(yǎng)24h得二代菌懸液。重復上述步驟37℃恒濕培養(yǎng)18h，進行第三次活化得到三代活化菌懸液，4℃冰箱儲存?zhèn)溆谩?/p>

(2)菌種馴化

將活化后的乳酸菌接種到山羊乳中訓化增殖，依次調整菌種接種量為8％，4％，2％，40℃恒溫培養(yǎng)至凝乳，保證菌種活力能在4h內凝乳。

(3)發(fā)酵羊乳制作工藝

山羊乳100kg→65℃預熱→6～8mpa均質→85℃殺菌15min→冷卻至45℃→接種發(fā)酵劑→灌裝→發(fā)酵→冷藏→成品。

(4)脂肪酶活性測定

采用humbert的方法略作修改。取0.5ml山羊發(fā)酵乳，用0.1mol/lnaoh調節(jié)ph至7.6，與2ml巴比妥鈉(0.05mol/lph7.6)緩沖液混合，37℃水浴保溫10min，加入50μl對硝基苯酚丁酸酯溶液，充分振蕩后，37℃水浴中保溫10min，添加400μl的混合抑制劑(0.06mol/lph7.6的edta與苯甲基磺酰氟的體積比為3:1)，在37℃水浴保溫10min，加入2ml乳品澄清劑，振蕩使樣品澄清，在37℃水浴中保溫5min，10min后用紫外分光光度計在412nm下測定吸光度，然后根據(jù)對硝基苯酚標準曲線計算羊奶酸奶中脂肪酶活性。脂肪酶活性定義為1ml乳樣在1min內生成1μmol對硝基苯酚所需要的酶量為1個活性單位(μmol/l·min)。

脂肪酶活性＝a/(b·t)

式中：a表示體系中產生的對硝基苯酚的量，μmol；

b表示乳樣體積，ml；

t表示酶作用的時間，min。

(5)游離脂肪酸(ffa)的測定

按照deeth的方法略作修改。用移液管吸取羊奶發(fā)酵乳3ml于具塞的試管中，加入10ml的提取液(異丙醇：石油醚∶2mol/lh2so4＝40:10:1)，再依次加入6ml石油醚和4ml蒸餾水，塞上瓶塞，劇烈振蕩15s，靜置10min后，兩相分離。移取上層溶液7.5于25ml的小燒杯中，加入6滴1％的甲醇酚酞指示劑，用0.015mol/lkoh甲醇溶液滴定，溶液由無色變?yōu)榧t色，且30s不褪色，記錄所消耗的koh甲醇溶液的體積，按下式計算。

ffa/(μequ/ml)＝t·n/p·v×10³

式中，t，滴定所消耗的koh甲醇溶液的體積，ml；

n，滴定所用koh甲醇溶液濃度，mol/l；

p，被滴定的上層溶液(7.5ml)所占總上層溶液的比例；

v，樣品的體積，ml。

(6)羊奶酸奶膻味的評定

山羊發(fā)酵乳膻味評定由30名對膻味敏感的評審人員組成，其中15男15女。分別從幾乎無膻味(1～3分)輕微膻味(3～4分)，強度膻味(4～6分)，明顯膻味(6～8分)，強烈膻味(8～10分)5個等級對山羊發(fā)酵乳進行評定，最后得分為30位評分員評分的算術平均值。

發(fā)酵山羊乳產抗氧化肽工藝優(yōu)化

(1)發(fā)酵山羊乳蛋白肽的提取

取100ml山羊乳85℃滅菌15min，冷卻至45℃，接種乳酸菌，42℃發(fā)酵后4℃冷藏12h，沸水浴滅酶10min，4℃4000×g離心10min，取上清液，4℃冷藏備用。

(2)發(fā)酵山羊乳高產抗氧化肽菌株篩選

按3％的接種量分別接種7株馴化好的乳酸菌于滅菌山羊乳中，以水解度及abts自由基清除活性為指標，篩選高產抗氧化肽菌種。

(3)發(fā)酵羊乳菌種配比

選取水解度及abts自由基清除能力最大的干酪乳桿菌與嗜熱鏈球菌和瑞士乳桿菌以4％的接種量按(1：1：1；1：2：1；1：1：2；2：1：1；1：1：3)5種配比進行復配，接種發(fā)酵后取上清液測定水解度及abts自由基清除能力，確定山羊發(fā)酵菌種的最佳配比。

(4)發(fā)酵羊乳產抗氧化肽的單因素實驗

以水解度為評價指標，考察接種量(2％、3％、4％、5％、6％、7％)、發(fā)酵時間(6、7、8、9、10、11h)、后熟時間(4、8、12、16、20、24h)3個因素對其的影響，確定響應面最佳因素水平。

(5)響應面試驗因素水平表

在單因素試驗的基礎上，利用響應面box-behnken試驗設計，以水解度為響應值，選取水解度影響較為顯著的a接種量、b發(fā)酵時間、c后熟時間3個因素，進行3因素3水平的試驗設計，優(yōu)化發(fā)酵山羊乳產抗氧化肽的工藝參數(shù)。響應面分析因素及水平見表1。

表1響應面試驗分析因素與水平

水解度測定

取上清液8ml置于的150ml燒瓶中加60ml水，調節(jié)值為8.2。向燒瓶中加入甲醛溶液(ph值為8.2)20ml混勻，開動磁力攪拌器。用濃度為0.05mol/l的naoh標準溶液滴定至為ph值為9.2，記錄下此時滴定管中的溶液的體積消耗數(shù)v2。同時取相同濃度未水解蛋白溶液8.0ml按上述方法作空白試驗，記錄此時滴定管中的naoh標準溶液的體積消耗數(shù)v1則蛋白的水解度的計算公式：

式中：m——naoh標準溶液的濃度(mol/l)；

v1——空白實驗所消耗0.05mol/lnaoh標準溶液的體積(ml)；

v2——滴定樣品稀釋液消耗的0.05mol/lnaoh標準溶液的體積(ml)；

cwo——所用溶液的蛋白質濃度(g/l)；

hiot——每克羊奶蛋白質中肽鍵的毫摩爾數(shù)為8.3；

v——用于甲醇滴定的水解液的體積(ml)。

抗氧化活性測定

(1)dpph自由基清除能力測定

谷光甘肽作為標準品，繪制標準曲線回歸方程為：y＝0.301x+0.203(0.301mg/ml—1.81mg/ml，r²＝0.996)；y為dpph自由基清除率，x為谷光甘肽濃度。

(2)還原能力測定

谷光甘肽作為標準品，繪制標準曲線回歸方程為：y＝0.0003x+0.0435(301mg/ml—1806mg/ml，r²＝0.9986)；y為吸光度，x為谷光甘肽濃度。

(3)總抗氧化能力測定(teac)

谷光甘肽作為標準品，繪制標準曲線回歸方程為：y＝0.004x+0.027(30.1μg/ml—180.6μg/ml，r²＝0.996)；y為abts自由基清除率，x為谷光甘肽濃度。

發(fā)酵羊乳的研制

(1)發(fā)酵羊乳單因素實驗

依據(jù)山羊發(fā)酵乳制作工藝，以感官評分為指標，考察糖添加量(7％、7.5％、8％、8.5％、9％)、淡奶油添加量(1％、1.5％、2％、2.5％、3％)、發(fā)酵溫度(38、40、42、44、46℃)3個因素對其影響，確定二次通用旋轉最佳因素水平。

(2)二次通用旋轉試驗因素水平表

在單因素試驗的基礎上，選擇糖添加量、淡奶油添加量和發(fā)酵時間3個因素，采用二次通用旋轉試驗設計，進行3因素5水平試驗，試驗因素水平見表2。

表2二次通用旋轉因素水平表

(3)感官評價

組織15位具有一定專業(yè)知識的人員經(jīng)培訓組成評價小組，分別從色澤(1分)、氣味(2分)、滋味(4分)及組織狀態(tài)(3分)4個方面對山羊發(fā)酵乳進行評定，最后得分為15位評分員評分的算術平均值。具體以上感官項目權重的分布見表3。

表3山羊奶發(fā)酵乳的感官評價標準

模擬胃腸道消化

人工模擬腸液的配制：磷酸氫二鉀6.89g，加500ml蒸餾水溶解，再用0.4mol/lnaoh溶液將其ph調至6.8，另取胰蛋白酶10g加適量蒸餾水溶解，將兩液混合后，加水定容至1000ml。

人工模擬胃液的配制：將23.4ml濃鹽酸加水稀釋至100ml得到稀鹽酸，取16.4ml稀鹽酸，加水約800ml與10g胃蛋白酶，混勻后加水稀釋至1000ml。

取山羊奶發(fā)酵乳5ml，4℃4000×g離心10min，取上清液測定抗氧化活性。山羊奶發(fā)酵羊乳ph值調至2.0，然后取1ml接于含9ml的人工胃酸試管中，充分混勻后37℃保溫2h，沸水浴加熱10min以終止反應。測定消化前后的抗氧化活性。再將其ph調至6.8，以1:9的體積比加入至人工腸液中，于37℃恒溫水浴中模擬消化2h，沸水浴加熱10min以終止反應，再取樣測定其抗氧化。

結果與分析

經(jīng)實驗檢測，7株乳酸菌的發(fā)酵特性見表4。

表4

注:同一列中標注不同上標字母(a，b，c，d)表示差異顯著(p＜0.05)；結果表示為平均值±標準偏差。

由表4可以看出，7株乳酸菌的凝乳時間均在3.5～4.5h；7株乳酸菌制作的羊奶酸奶后熟12h后，脂肪酶活性、ffa含量差異顯著；用嗜熱鏈球菌、瑞士乳桿菌、植物乳桿菌亞種、類干酪乳桿菌發(fā)酵的山羊乳中脂肪酶活性和ffa均明顯低于其他菌株(p＜0.05)，且通過膻味評分表明4株乳酸菌發(fā)酵的山羊奶膻味也最輕。

發(fā)酵羊乳產抗氧化肽工藝優(yōu)化

發(fā)酵羊乳菌種篩選

乳酸菌沒有假單胞菌、枯草桿菌、地衣芽胞桿菌等的蛋白水解力，但其對乳制品蛋白水解具有改善制品風味和質地的作用，在干酪成熟中乳酸菌的蛋白水解及菌體破裂后釋放的酶發(fā)揮著重要作用。由圖1可以看出，7株乳酸菌在相同條件下abts自由基清除能力及水解度不同，且山羊乳蛋白水解度及abts自由基清除能力具有相關性；干酪乳桿菌具有較強的蛋白水解能力及抗氧化活性，可用于山羊發(fā)酵乳的制作。

發(fā)酵羊乳菌種配比

在酸奶、mozzarella干酪的發(fā)酵過程中、混合菌株間的共生作用讓蛋白水解以促進菌株的生長；由圖2可知：試驗采用傳統(tǒng)發(fā)酵菌嗜熱鏈球菌、瑞士乳桿菌及篩選的高產抗氧化肽菌株干酪乳桿菌按不同比例進行復配，發(fā)現(xiàn)1:1:2的比例能有效促進山羊乳蛋白水解且具有較強的抗氧化活力,且能保證膻味降低到剛好保持羊乳的風味，同時不影響羊乳的口感。接種量對發(fā)酵山羊乳產抗氧化肽的影響

如圖3所示：隨著接種量的增加，水解度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在接種量為4％處達到最大值。隨著接種量的繼續(xù)增加，水解度反而降低，可能是由于山羊乳中的蛋白難以滿足過多菌體生長需求，產酸過多抑制了蛋白的水解；或菌體釋放的蛋白酶不利于在強酸條件下作用，活性被抑制。

發(fā)酵時間山羊乳產抗氧化肽的影響

由圖4可以得出：隨著發(fā)酵時間的延長，山羊乳發(fā)酵在不斷進行，水解度呈上升趨勢，但在發(fā)酵9h后，山羊發(fā)酵乳水解度趨于平緩；可能是由于隨著發(fā)酵乳發(fā)酵時間延長，羊乳中營養(yǎng)物質不足，抑制了乳酸菌的生長。

發(fā)酵羊乳后熟時間對山羊乳產抗氧化肽的影響

由圖5可知：隨著后熟時間的延長，水解度呈上升趨勢，但在后熟時間12h后，山羊發(fā)酵乳的水解度緩慢增加；可能因為隨著發(fā)酵乳發(fā)酵進行，羊乳中營養(yǎng)物質不足，為保證自身生產需要，乳酸菌菌體內的蛋白酶將多肽進一步水解，從而表現(xiàn)出水解度緩慢上升。

響應面優(yōu)化

響應試驗設計及結果

根據(jù)單因素試驗結果，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優(yōu)工藝組合以及發(fā)酵山羊乳最大理論水解度。選擇接種量(x1)、后熟時間(x2)、發(fā)酵時間(x3)進行三因素三水平響應面實驗，試驗結果見表3。

表3響應面分析方案及結果

模型建立及顯著性檢驗

利用design-expert8.0.6軟件對表3進行多元回歸擬合，得到山羊發(fā)酵乳水解度與菌種添加量/％(x1)、后熟時間(x2)、發(fā)酵時間(x3)的二次方程模型為：y＝8.29+0.82x1-0.069x2+0.80x3-0.33x1x2+0.57x1x3+0.092x2x3-1.10x1²-0.81x2²-0.84x3²回歸模型的方差分析結果見表4。

表4水解度回歸模型方差分析

注：*.差異顯著，p＜0.05；**.差異極顯著，p＜0.01。

由表3方差分析可知：水解度回歸模型顯著性檢驗p＝0.0001＜0.01，說明二次多元回歸模型極顯著；水解度回歸模型失擬性檢驗p＝0.1305＞0.05，可以認為所選山羊發(fā)酵乳水解度二次回歸模型與實際試驗擬合性充分模型失擬不顯著。山羊發(fā)酵乳水解度回歸診斷表明，決定系數(shù)r²＝98.32％，信噪比adeqprecisior＝3.16，，這表明方程的擬合度和可信度均很高，可用于山羊發(fā)酵乳水解度評價。離散系數(shù)c.v(y的變異系數(shù))表示實驗本身的精確度，c.v值越小，實驗的可靠性越高，水解度擬合c.v值為3.16％。綜上所述，回歸模型擬合程度良好，試驗誤差小，能夠準確的分析和預測山羊發(fā)酵乳水解度，說明實驗操作可信度高，具有一定的實踐指導意義。由回歸系數(shù)顯著性表明，在所取因素水平范圍內，各因素對山羊乳水解度影響的順序為：接種量＞發(fā)酵時間＞后熟時間。

響應面優(yōu)化

通過觀察圖6和圖7中響應面的變化情況和等高線的稀疏程度可直觀地反映山羊發(fā)酵乳菌種添加量/％(x1)、后熟時間(x2)、發(fā)酵時間(x3)交互作用對水解度的影響，當?shù)雀呔€呈圓形時表示兩因素交互作用不顯著，而呈橢圓形或馬鞍形時則表示兩因素交互作用顯著。

圖6、圖7為有二次回歸方程擬合得到的響應值y的等高線及三維曲面圖，是回歸方程的形象描述。由圖可知，x1與x2，x1與x3之間交互作用顯著(p＜0.05)，對山羊乳水解度影響較大；由圖6可知，山羊發(fā)酵乳隨后熟時間和菌種添加量的增加而提高后趨近于平緩，后熟時間及添加量為12h及4％時，山羊發(fā)酵乳趨于平緩，與單因素和方差分析結果相符。由圖7可知，發(fā)酵時間及后熟時間變化曲面比較陡峭，隨著發(fā)酵時間及后熟時間的增加水解度的呈先增長后下降的趨勢，后熟時間及發(fā)酵時間為12h及9h時，山羊發(fā)酵乳趨于平緩；交互作用顯著與方差分析結果一致。

最佳條件的確定和回歸模型的驗證

回歸模型通過響應面法得到最優(yōu)山羊發(fā)酵乳產肽工藝條件為菌種添加量4.31％，后熟時間10.99h，發(fā)酵時間9.54h?？紤]實際操作情況與設備參數(shù)狀況，確定山羊發(fā)酵乳產肽工藝條件為：菌種添加量4％，后熟時間11h，發(fā)酵時間9.5h，山羊發(fā)酵乳水解度預測值8.69％。在上述最佳條件下進行驗證實驗，得到山羊發(fā)酵乳水解度平均值9.43％，與理論值接近。

發(fā)酵羊乳單因素試驗

以感官評分為指標，考察糖添加量、淡奶油添加量、發(fā)酵溫度各因素對其影響，確定二次通用旋轉最佳因素水平，實驗結果見圖8。

由圖8可知：隨著糖的添加量增加，感官評分值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，糖的添加量為8％時，發(fā)酵羊乳感官評分值最高；由圖9可知：淡奶油添加量增加，感官評分只增加，但超過1.5時發(fā)酵羊乳的獨特膻味被掩蓋，失去了山羊發(fā)酵乳原有風味，故選取最適添加量為1.5％；由圖10可知：隨著發(fā)酵羊乳溫度的增加，感官評分值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在40℃時，綜合感官評分值最優(yōu)，但超過40℃時，發(fā)酵羊乳不同程度的出現(xiàn)乳清析出，影響感官評分指標，故選取最適溫度為40℃。

發(fā)酵羊乳二次通用旋轉試驗

二次通用旋轉試驗方案及結果

在單因素試驗的基礎上，選擇糖的添加量、淡奶油添加量和發(fā)酵溫度3個因素，采用二次通用旋轉試驗設計，實驗結果見表5。

表5二次通用旋轉試驗方案及結果

數(shù)學模型的建立與檢驗

二次通用旋轉試驗方案及結果見表3。利用dps軟件對試驗結果進行分析，得到二次回歸模型為：

y＝7.92216+0.00815x1+0.35746x2+0.01724x3-0.28935x1²-0.12848x2²+0.04122x3²+0.02375x1x2-0.21375x1x3-0.12125x2x3

表6回歸方程方差分析表

變量輪換直接尋優(yōu)

根據(jù)已建立的數(shù)學模型，在-1.682≤xi≤1.682(i＝1，2，3)范圍內，每個因素取5個水平(±1.682，±1，0)，對5³＝125個方案進行統(tǒng)計尋優(yōu)，在試驗范圍內感官評分最高值為8.59，此時各因素取值為：x1＝-1，x2＝1.682，x3＝1.682，對應著糖的添加量7.5％，淡奶油添加量2.34％，發(fā)酵溫度43℃。

頻率分析及統(tǒng)計尋優(yōu)

對不同設計水平下的組合進行模擬試驗，以均值7.66為臨界值，獲得大于臨界值的方案49個，各變量取值的頻率分布見表7。

表7優(yōu)化提取方案中xi取值頻率分布表

由表7可以看出，在95％的置信區(qū)間感官評分值大于7.66的優(yōu)化方案為：糖的添加量7.3505％～7.6495％，淡奶油添加量為1.057％～1.943％，發(fā)酵溫度為39.3℃～40.7℃。為了貼近實際的工業(yè)化生產，可將優(yōu)化方案定為：糖的添加量7.5％，淡奶油添加量為1.5％，發(fā)酵溫度為40℃。

發(fā)酵羊乳在模擬胃腸液中抗氧化的變化

食物進入口腔→食管→胃→十二指腸→小腸→大腸時，胃是主要的消化場所，把大分子物質(主要是糖與蛋白質)分解為小分子；十二指腸也是消化的場所，主要是消化脂類；小腸是最主要的吸收場所，大部分營養(yǎng)都在小腸吸收；大腸是貯存食物殘渣的場所，同時吸收少量水分。經(jīng)人工胃液、人工腸液消化后，發(fā)酵羊乳中抗氧化活性變化如表8所示。

表8體外模擬胃腸道前后山羊乳多肽抗氧化活性變化

注：數(shù)據(jù)為平均值±標準差(x±sd)(n＝3)

由表8可見，山羊發(fā)酵乳中含有抗氧化活性肽，且具有較強的抗氧化能力；經(jīng)模擬胃液和腸液消化試驗后，抗氧化活性較消化前有所下降，但下降幅度較小，消化后抗氧化活性依然存在，可見混合發(fā)酵菌株產生的活性肽經(jīng)胃胰蛋白酶水解后，生成的產物仍具有一定的抗氧化活性。

綜上，傳統(tǒng)發(fā)酵菌株瑞士乳桿菌及嗜熱鏈球菌與干酪乳桿菌按1:1:2的菌株比例復配，發(fā)酵羊乳水解度較高、abts自由基清除活性較強；通過響應面及二次通用旋轉試驗優(yōu)化發(fā)酵羊乳的最適菌種添加量4％、蔗糖8％、淡奶油1.5％、40℃發(fā)酵9.5h、后熟時間11h。產品色香味俱佳、基本無羊奶膻味，還原能力、總抗氧化、dpph自由基清除等抗氧化活性較強。發(fā)酵羊乳的研究，為特色乳制品的開發(fā)提供參考，有利于促進羊乳產業(yè)的發(fā)展。