石榴汁富含维生素C、B族维生素、类黄酮、氨基酸、脂肪酸等营养物质，不仅能促进消化、降低血糖、软化血管、改善视力及预防心脏病，还可以清除自由基、延缓衰老、护肤美容[1-4]。低聚木糖又称木寡糖，是由2～7个木糖分子以β-1,4糖苷键连接而成的功能性聚合糖[5]，具有高稳定性，耐酸碱，可有效增殖肠道内双歧杆菌（Bifidobacterium）的特性。双歧杆菌作为主要有益菌，通过其黏附作用定植于人体肠道黏膜，可改善肠道菌群失衡，缓解便秘[6-8]。
发酵乳制品中含有益生元和益生菌，有预防疾病和增强免疫系统的作用[9-10]，具有降胆固醇、降血脂、促肠道蠕动、提高免疫力等功效[11]。目前越来越多研究者在发酵乳制品生产中添加谷物、水果以及蔬菜制备功能性发酵乳饮料。刘妍[12]研究了藜麦乳酸菌发酵乳饮料的发酵工艺，测定了乳饮料贮藏期间的品质变化；金萍等[13]以苹果和胡萝卜为原材料制成果蔬汁，制备发酵乳饮料，得出最佳工艺；李超[14]以银杏果、黑米和脱脂乳粉为主要原料研制发酵乳饮料，对其发酵工艺和超声波强化稳定性工艺进行优化。
该研究以石榴汁、全脂奶粉为主要原料，添加低聚木糖，接种双歧杆菌进行发酵，制备凝固型石榴风味乳饮料。以不添加石榴汁和低聚木糖的普通乳饮料作为对照，考察4 ℃贮藏条件下乳饮料酸度、黏度、持水力、双歧杆菌活菌数的变化，考察石榴风味乳饮料在25 ℃和35 ℃条件下的贮藏特性，并以酸度为评价指标，采用加速货架期实验（accelerated shelf life testing，ASLT）预测石榴风味乳饮料在4 ℃冷藏条件下的货架期，以探究石榴风味乳饮料的储藏特性。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
荥阳河阴软籽石榴：市售；全脂奶粉：北大荒完达山乳业股份有限公司；酸奶发酵粉（双歧10菌型）：北京川秀国际贸易有限公司；低聚木糖（70%低聚木糖糖粉）：山东龙力生物科技股份有限公司；蔗糖（食品级）：广西糖业集团有限公司；双歧杆菌琼脂培养基：广东环凯微生物科技有限公司。
1.2 仪器与设备
SP529榨汁机：苏泊尔股份有限公司；ES-J型分析天平：厦门莱斯德科学仪器有限公司；APU-60高压均质机：上海顺义实验设备有限公司；HH-US恒温水浴箱：江苏新春兰科学仪器有限公司；BJPX-100生化培养箱：山东博华医疗科技有限公司；NDJ-8S数显旋转黏度计：上海力辰邦西仪器科技有限公司；KH22R台式高速冷冻离心机：湖南凯达科学仪器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 石榴风味乳饮料制备工艺流程
操作要点：
石榴汁制备：选取新鲜河阴软籽石榴，剥皮，取籽粒，榨汁机榨汁，添加1.0%柠檬酸溶液护色，四层纱布过滤。将过滤好的石榴汁迅速加热至90 ℃，恒温10 min灭酶，冷却至室温后放冰箱冷藏备用。
取石榴汁和去离子水按1∶8的体积比配成石榴水，取200 mL加热到60 ℃备用。取25.00 g全脂奶粉，添加2.5%的低聚木糖（以奶粉质量计），3.3%的白砂糖（以奶粉质量计），倒入石榴水，搅拌溶解，配成石榴奶液。在一级压力20 MPa，二级压力5 MPa条件下均质15 min。在90 ℃条件下水浴杀菌5 min，取出立即用冷水冲洗，冷却至42 ℃。将冷藏的酸奶发酵剂，常温放置15 min，以0.2%接种量（以奶粉质量计）接种至石榴奶液，并搅拌均匀。将接种好的奶液装于灭过菌的玻璃瓶，罐装后立即封口，不留空隙。于42 ℃条件下恒温发酵6 h，置于4 ℃冰箱后熟24 h即制得成品。
1.3.2 对照乳饮料的制备
以同批次全脂奶粉为主要原料，添加7%的白砂糖，不添加石榴汁和低聚木糖，按1.3.2方法制备对照乳饮料。
1.3.3 分析检测
酸度：按GB 5009.239—2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》的方法测定[15]；黏度：采用黏度计直接测定；持水力：取酸乳M1于离心管；4 000 r/min离心10 min，弃去上清液，称量剩余物质质量M2[16]。持水力计算公式如下：
双歧杆菌活菌数：根据GB4789.34—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验双歧杆菌检验》方法测定[17]。
1.3.4 加速货架期实验预测
用Q10模型预测乳饮料在4 ℃冷藏时的货架期[18]，Q10表示温度对反应的敏感程度。选取Q10为2左右，即温度每上升10 ℃则反应速度加2倍。温差为10 ℃的两个任意温度下的货架期的比率Q10按以下公式计算：
式中：θs（T）为T温度下的货架期；θs（T+10）为T+10温度下的货架期。
以酸度作为评价指标，选择25 ℃、35 ℃样品作为乳饮料贮存条件，石榴风味乳饮料在4 ℃贮藏条件下的货架期用下式计算。
式中：θs（T1）为指定温度T1下的货架寿命，d；θs（T2）为特定温度T2下的货架寿命，d；ΔT为T1与T2的温度差，℃。
1.3.5 石榴风味乳饮料贮藏品质分析
将制得的石榴风味乳饮料成品分别置于4 ℃、25 ℃和35 ℃温度下贮藏，4 ℃贮藏条件下每3 d进行检测分析；25 ℃贮藏条件下每2 d进行检测分析；35 ℃贮藏条件下每1 d进行检测分析。每组做两个平行样，取平均值。
1.3.6 数据处理
用Excel2010软件记录试验数据和作图，用Origin2019软件进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 石榴风味乳饮料与对照乳饮料在4 ℃条件下贮藏品质变化比较
在贮藏过程中，表征乳饮料品质变化的指标有酸度、黏度、持水力和乳酸菌活菌数。乳饮料在4 ℃条件贮藏期间酸度变化见图1a。由图1a可知，随着贮藏时间延长，酸度逐渐升高，石榴风味乳饮料酸度由刚开始的80.38 °T升高到90.28 °T；而对照乳饮料的酸度升高较快，在贮存12 d之后就已超过120 °T，显著高于石榴风味乳饮料酸度（P＜0.05）。说明石榴汁和低聚木糖的添加减缓了乳饮料酸度升高的速度。在低温贮藏期间，石榴风味乳饮料中乳酸菌的活性被抑制，分解乳糖的速率减小，在半乳糖苷酶和其他酶的催化作用下，体系中存在的少量乳糖被继续转化为乳酸，使酸度缓慢升高[19]。
乳饮料在4 ℃条件贮藏期间黏度变化见图1b。由图1b可知，随着贮藏时间的延长，黏度逐渐降低，石榴风味乳饮料黏度由8.2 Pa·s降到7.1 Pa·s，对照乳饮料的黏度由8.9 Pa·s降到4.2 Pa·s，两种乳饮料黏度变化差异显著（P＜0.05）。可见石榴汁和低聚木糖的添加延缓了黏度降低的速率。乳饮料中酪蛋白胶粒含有酪蛋白、钙、磷等物质，以微绒毛的形式存在，产生静电排斥作用和位阻效应，防止凝聚现象产生。磷酸与酪蛋白结合，均匀地分布在酪蛋白的周围，形成胶粒结构，具有一定的粘弹性。乳饮料中酪蛋白遇到酸性物质后，胶粒表面所带的电荷减少，达到等电点而产生沉淀。酸度的升高使更多的有机磷溶解于溶液中，瓦解形成酪蛋白胶粒，导致黏度降低。
图1 乳饮料在4 ℃条件下贮存期间酸度（a）、黏度（b）、持水力（c）及双歧杆菌活菌数（d）的变化
Fig.1 Changes of acidity (a),viscosity (b),water holding capacity (c) and number of viable Bifidobacterium (d) of milk beverage during storage at 4 ℃
持水性好的发酵乳在贮藏期间不易析出乳清。乳饮料在4 ℃条件贮藏期间持水力变化见图1c。由图1c可知，随着贮藏时间的延长，乳饮料的持水力呈下降趋势，石榴风味乳饮料的持水力由82.31%下降到66.97%，对照乳饮料的持水力由81.67%下降到40.54%，持水力下降率明显高于石榴风味乳饮料（P＜0.05）。这是由于冷藏期间酸度的变化以及凝胶结构的变化导致。石榴风味乳饮料持水率降低的幅度较小，说明石榴汁和低聚木糖的添加有利于增强乳饮料的持水力，使乳饮料更加稳定。这是因为持水率与乳饮料中蛋白质和总固形物的含量有关，石榴汁和低聚木糖会促进乳饮料中的酪蛋白形成凝胶结构，酪蛋白分子柔性好，具有双亲性，能够发挥很好的凝胶特性，从而使乳饮料体系交联，形成拓扑网络结构的乳凝胶共混体，有利于乳饮料对水分子的束缚，改善乳清析出，增加乳饮料的持水力[20]。
乳饮料在4 ℃条件贮藏期间双歧杆菌活菌数变化见图1d。由图1d可知，双歧杆菌活菌数随着乳饮料贮藏时间的延长，呈现先升高后降低的趋势，石榴风味乳饮料的双歧杆菌活菌数最高升高至9.8×108 CFU/mL，后逐渐下降。贮存21d时，双歧杆菌活菌数依然可以达到6.2×108 CFU/mL，大于酸乳的国家标准（≥106 CFU/mL）[21]；而对照乳饮料在同等条件下贮藏12 d后，双歧杆菌活菌数呈指数级别下滑，贮藏15 d时还可以达到106 CFU/mL，继续贮藏，双歧杆菌活菌数断崖式下滑，贮藏至第18天时，双歧杆菌活菌数只能达到105 CFU/mL水平，这明显低于相同贮藏条件下石榴风味乳饮料的双歧杆菌活菌数（P＜0.05）。石榴汁中重要的碳水化合物是果糖、蔗糖和葡萄糖，为双歧杆菌的生长繁殖提供充足的碳源[22-24]，而添加的低聚木糖对双歧杆菌增殖作用显著。
2.2 石榴风味乳饮料在25 ℃条件下贮藏品质变化
石榴风味乳饮料在25 ℃贮藏条件下品质变化情况见图2。
图2 石榴风味乳饮料在25 ℃条件下贮藏期间酸度和黏度（a）及持水力和双歧杆菌活菌数（b）变化
Fig.2 Changes of acidity,viscosity (a) and water holding capacity,number of viable Bifidobacterium(b)of pomegranate flavoured milk beverage during storage during storage at 25 ℃
由图2可知，在25 ℃贮藏第8天时，酸度已经升高至121.49°T，此时黏度为5.0 Pa·s，持水力降为49.53%，双歧杆菌活菌数在贮藏到第2天时，急速增加至1.3×108 CFU/mL，后逐渐降低，在贮藏到第8天时，降为1.6×107 CFU/mL，这是因为半乳糖苷酶和其他分解乳糖的酶活力在一定温度范围内随温度的升高而加大[25]，将乳糖转化为乳酸的能力也随之提高，乳饮料酸度升高速率增大，乳饮料中酪蛋白遇到酸性物质后，酪蛋白胶粒表面所带的电荷减少，达到等电点时形成沉淀，导致黏度减小，乳清析出，持水力减小。石榴风味乳饮料在25 ℃贮存的货架期为6～7 d。
2.3 石榴风味乳饮料在35 ℃条件下贮藏品质变化
石榴风味乳饮料在35 ℃贮藏条件下品质变化见图3。由图3可知，贮藏第3天时，酸度已经升高至118.76°T，接近120°T，此时黏度已降为4.8 Pa·s，持水力降为42.76%，双歧杆菌活菌数在贮藏第2天时，急速增加至1.5×108CFU/mL，后逐渐降低，至第3天降为1.3×107 CFU/mL。分析原因可能是，乳饮料中含有蛋白质和脂肪在一定范围内随着温度的升高发生氧化分解，生成大量的酸性物质，使乳饮料的酸度上升；随着乳饮料的酸度快速上升，乳清析出，乳饮料中形成的蛋白质胶体结构遭到破坏，黏度持续下降，持水力降低。双歧杆菌活菌数依然保持在107 CFU/mL，可见低聚木糖对双歧杆菌的增殖作用依然持续。石榴风味乳饮料在35 ℃条件下贮藏的货架期为3 d。
图3 石榴风味乳饮料在35 ℃条件下贮藏期间酸度和黏度（a）及持水力和双歧杆菌活菌数（b）变化
Fig.3 Changes in acidity,viscosity (a) and water holding capacity,number of viable Bifidobacterium (b) of pomegranate flavoured milk beverage during storage at 35 ℃
2.4 石榴风味乳饮料在4 ℃条件下贮藏时的货架期预测
判定乳饮料货架寿命结束的标志是：滴定酸度高于120°T，酸味过重，不被消费者接受[20]。
根据2.2和2.3，石榴风味乳饮料在25 ℃的保质期是6～7 d，在35 ℃的保质期是3 d，根据公式（1），Q10=6/3=2或者Q10=7/3=2.3
由公式（2）可得，在贮藏温度T1=4 ℃下的θs（T1）分别为：
综上所述，采用ASLT法计算出石榴风味乳饮料在4 ℃条件下贮藏时的货架期24～40 d。在没有添加其他的增稠剂、抗氧化剂的情况下，其货架期依然大于市售大部分酸乳的货架期21 d。
3 结论
石榴风味乳饮料在4 ℃、25 ℃和35 ℃条件贮藏期间酸度均逐渐升高，黏度和持水力逐渐降低，双歧杆菌活菌数随着贮藏时间延长先升高后降低，且温度越高，变化幅度越大。石榴汁和低聚木糖的添加，减缓乳饮料酸度的增加和黏度的降低，增强乳饮料的持水率，促进双歧杆菌增殖，品质更优。经ASLT法预测，石榴风味乳饮料货架期可以达到24～40 d，长于市面上销售的大部分酸乳的货架期21 d。此研究只涉及了石榴风味乳饮料的贮藏品质变化及货架期预测，后续可进一步探究此石榴风味乳饮料的抗氧化性以及降血糖方面的功能特性。
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