发酵条件对植物基酸奶理化特性与感官品质的影响机制及优化研究

为解决植物基酸奶在质地和感官特性上难以媲美传统乳制品的行业难题，研究人员系统探究了温度（39-45°C）和时间（8-24h）对大豆和杏仁基酸奶pH、粘度（mPas）、持水性（WHC）等关键参数的影响。通过响应面法（RSM）建模发现，大豆基酸奶在39°C发酵24h时pH达4.34、粘度13,340mPas，接近乳制品水平；感官评估证实其接受度显著优于杏仁基产品（P<0.05）。该研究为植物基酸奶工艺优化提供了重要数据支撑。

　　

随着全球植物基食品市场规模预计在2026年达到789.5亿美元，消费者对非乳制酸奶替代品的需求持续增长。然而，植物基酸奶面临凝胶结构脆弱、易分层、口感差异大等关键技术瓶颈，其理化性质与感官体验难以匹配传统乳制品。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（University of Illinois Urbana-Champaign, USA）食品科学与人类营养学系的研究团队在《LWT》发表重要成果，通过多维度实验揭示了发酵参数对植物基酸奶品质的调控规律。

研究采用三因素（大豆/杏仁基原料×3温度×3时间）实验设计，结合响应面法（RSM）和主成分分析（PCA），系统评估了18种处理组合的pH、粘度、色度（L/a/b^*）、溶解氧等指标。关键实验技术包括：使用旋转粘度计（NDJ-5S）测定表观粘度，离心法计算持水率，D65光源色度仪量化颜色参数，并招募50名受试者进行9级享乐标度感官评价。

3.1 pH动态变化
大豆基酸奶pH（4.34-5.15）显著低于杏仁基产品（4.43-6.59）。RSM模型显示，发酵时间系数b₁为负值（大豆-0.22，杏仁-0.37），而温度系数b₂在杏仁基中高达0.77，表明杏仁基质对温度更敏感。39°C/24h处理的豆乳pH达4.34，符合FDA酸奶标准（pH<4.6）。

3.2 流变特性
大豆基粘度（6,556-13,340mPas）远超杏仁基（78-3,927mPas）。温度升高导致杏仁基粘度骤降，45°C/8h处理仅78mPas，而大豆基在24h发酵后仍保持12,705mPas。PCA分析证实粘度与感官质地喜好度呈强相关（r=0.92-0.96）。

3.3 微观结构
大豆基持水性（41.51-54.69%）显著优于杏仁基（30.08-35.91%），归因于其更高的固形物含量（8g蛋白/240mL）。色度分析显示大豆基L值73.24（更亮），杏仁基a值0.40（偏红），这与原料本身特性相关。

3.4 感官突破
消费者对39°C/16h大豆酸奶的总体接受度（6.54分）与乳制品（6.44分）无显著差异，但杏仁基仅获4.52分。 spoon adherence（勺附性）评分揭示大豆基（6.86分）的凝胶强度接近乳制品（6.96分），而杏仁基（3.32分）存在明显质地缺陷。

该研究首次证实通过优化发酵参数（大豆基推荐39°C/24h），可在不添加增稠剂条件下使植物基酸奶达到乳制品标准。研究建立的RSM模型（R²>0.8）为产业提供了精准的工艺调控工具，而发现LAB对大豆糖类的优先利用规律，为后续菌种选育指明方向。这些突破将加速植物基酸奶从"替代品"向"优选品"的转型升级，对可持续食品体系构建具有深远意义。