均勻設(shè)計(jì)法在黃瓜酸奶發(fā)酵工藝條件優(yōu)化中的應(yīng)用

趙翾，李紅良，陸燕貞

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院，廣州，510225；2.廣東廣益科技實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，廣東 東莞 523220）

均勻設(shè)計(jì)法在黃瓜酸奶發(fā)酵工藝條件優(yōu)化中的應(yīng)用

趙翾1，李紅良2，陸燕貞1

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院，廣州，510225；2.廣東廣益科技實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，廣東 東莞 523220）

以黃瓜和奶粉為原料，研究了黃瓜酸奶的發(fā)酵工藝條件。通過(guò)單因素試驗(yàn)考察了黃瓜漿添加量、蔗糖添加量、奶粉添加量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度和接種量對(duì)黃瓜酸奶的感官評(píng)價(jià)的影響，選出對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)影響較大的因素和水平，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，最后獲得了黃瓜酸奶發(fā)酵的最佳工藝條件。結(jié)果表明，黃瓜酸奶發(fā)酵的最佳的工藝條件：黃瓜漿添加量9%（體積分?jǐn)?shù)），蔗糖添加量80 g/L（質(zhì)量濃度）,奶粉添加量110 g/L（質(zhì)量濃度）,接種量4%（體積分?jǐn)?shù)），發(fā)酵時(shí)間4 h。利用本工藝得到了一種具有黃瓜特有清爽口味的黃瓜酸奶。

黃瓜；酸奶；發(fā)酵

0 引 言

黃瓜，也叫青瓜、剌瓜，葫蘆科一年生草本植物[1]。黃瓜原產(chǎn)于印度的喜馬拉雅山脈熱帶雨林地帶，栽培歷史悠久、種植廣泛，是世界性蔬菜。黃瓜果實(shí)中含有多種人體生長(zhǎng)發(fā)育需要的營(yíng)養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)、碳水化合物、灰分、鈣、磷、鐵、咖啡酸、綠原酸、多種游離氨基酸以及揮發(fā)油、葫蘆素、黃瓜酶等。黃瓜不僅是佐餐的佳肴，還具有明顯的醫(yī)藥價(jià)值，是藥用保健蔬菜之一。它具有清熱、利尿、解毒、減肥和健美形體、抗腫瘤、美容和滋養(yǎng)皮膚等功效[2]。

黃瓜酸奶是一種新型的具有特殊風(fēng)味的酸奶，它是在奶粉中加入黃瓜漿進(jìn)行共同發(fā)酵而制成的產(chǎn)品，不僅使酸奶具有黃瓜特有的清爽的口味，而且使黃瓜中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)融合在酸奶中，提高了酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。黃瓜酸奶的研制，開發(fā)了一種新型口味的酸奶，迎合了人們飲食文化發(fā)展的需求，拓寬了酸奶的市場(chǎng)。同時(shí)也為黃瓜的深加工提供了一條新的渠道，將會(huì)提高其經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 原料

雀巢全脂奶粉（蛋白質(zhì)含量為24g/100g），黃瓜、白砂糖（市售），發(fā)酵菌種（保加利亞乳桿菌和嗜嗜熱鏈球菌，由市售瓶裝燕糖酸奶獲得）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

JJ600電子天平，GZX-9070ME數(shù)顯鼓風(fēng)機(jī)干燥箱，SW-CJ-IF潔凈工作臺(tái)，DHZ-DA電子恒溫水浴箱，PHS-3C酸度計(jì)，YX280A手持式不銹鋼蒸汽消毒器，低速大容量多管離心機(jī)離心機(jī)，PYX-250S-A生化培養(yǎng)箱。

1.4 生產(chǎn)工藝流程及其操作要點(diǎn)

（1）黃瓜漿的制作工藝流程

（2）黃瓜酸奶的制作工藝流程

1.5 黃瓜酸奶發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化

通過(guò)單因素試驗(yàn)分別考察黃瓜漿添加量、奶粉添加量、蔗糖添加量、接種量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間對(duì)火麻仁酸奶感官評(píng)分的影響，再利用Design-Expert軟件中心組合設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，通過(guò)響應(yīng)面分析，建立數(shù)學(xué)模型，獲得黃瓜酸奶的最佳發(fā)酵工藝條件。

1.6 感官評(píng)價(jià)方法

參照文獻(xiàn)[6,7]制定黃瓜酸奶的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從色澤（10分）、口感（15分）、風(fēng)味（35分）、組織狀態(tài)（25分）和雜質(zhì)（5分）5個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分。

2 結(jié)果及分析

2.1 黃瓜漿的護(hù)色處理

黃瓜切開或榨漿后會(huì)出現(xiàn)不同程度的褐變，控制褐變的方法有很多，本研究采取酸處理法，用Vc和檸檬酸的共同作用來(lái)控制黃瓜漿的褐變作用[8-10]。結(jié)果如表1所示。

表1 黃瓜漿的處理效果（6 h后觀察結(jié)果）

由表1可知，2號(hào) （質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%的Vc和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%和檸檬酸）和處理號(hào)4（0.1%Vc和0.15%和檸檬酸）中的黃瓜漿顏色都稍比初始的黃瓜漿顏色黃一些，達(dá)不到黃瓜漿的預(yù)期的護(hù)色效果。而1號(hào)（0.1%Vc和0.1%和檸檬酸）中的黃瓜漿就變成了淺褐色，更加偏離原來(lái)黃瓜漿的顏色，此處理方法不可取。而3號(hào)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的Vc和0.15%和檸檬酸）的顏色呈現(xiàn)淡綠色，最為接近黃瓜漿本來(lái)的色澤，可達(dá)到預(yù)期的效果。因此本次研究同時(shí)取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%Vc和0.15%和檸檬酸處理黃瓜漿。

2.2 黃瓜漿添加量對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

黃瓜酸奶中的清爽味是黃瓜漿所賦予黃瓜酸奶的特殊口味，黃瓜漿的添加量的多少直接會(huì)影響黃瓜酸奶的感官評(píng)價(jià)。固定其他實(shí)驗(yàn)條件：蔗糖9%，奶粉10%，接種5%，發(fā)酵時(shí)間4 h，發(fā)酵溫度40℃；分別添加3%，5%，7%，9%，11%，13%，15%（v/v）的黃瓜漿；考察黃瓜漿添加量對(duì)酸奶感官評(píng)價(jià)的的影響（圖1），結(jié)果結(jié)果表明，黃瓜漿的添加量選擇在9%左右比較適宜。

2.3 蔗糖添加量對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的酸奶，一般用蔗糖作為甜味劑，添加蔗糖，一方面有助于酸奶風(fēng)味的形成，使酸奶不至于太酸，更能被消費(fèi)者接受；另一面，添加過(guò)多的蔗糖，產(chǎn)生高的滲透壓，從而影響乳酸菌的活力。固定其它試驗(yàn)條件：黃瓜漿9%，奶粉10%，發(fā)酵時(shí)間4 h，發(fā)酵溫度40℃，接種量5%；分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，3.5%，5%，6.5%，8%，9.5%的蔗糖；考察蔗糖添加量對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響（圖2），結(jié)果表明，蔗糖的添加量選擇在6.5%左右比較適宜。

2.4 奶粉添加量對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

奶粉添加量的多少,直接決定了黃瓜酸奶中蛋白質(zhì)的含量，進(jìn)而影響酸奶的組織狀態(tài)及對(duì)黃瓜酸奶總體的感官評(píng)價(jià)。奶粉添加量不夠，酸奶不會(huì)凝結(jié)或凝結(jié)狀態(tài)較差；酸奶添加過(guò)多，不但使黃瓜酸奶的成本增加，而且使黃瓜酸奶口感變得粗糙，不夠細(xì)膩。

固定其它試驗(yàn)條件：黃瓜漿8%，蔗糖9%，接種5%，發(fā)酵時(shí)間4 h，發(fā)酵溫度40℃；分別添加4%，6%，8%，10%，12%，14%的奶粉量，考察奶粉添加量對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響(圖3)，結(jié)果表明，奶粉的添加量選擇在10%左右比較適宜。

2.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)黃瓜酸奶的發(fā)酵程度存在影響，從而影響黃瓜酸奶的組織狀態(tài)和酸味的形成。固定其他實(shí)驗(yàn)條件：黃瓜漿8%，蔗糖9%，奶粉10%，發(fā)酵溫度40℃，接種5%。發(fā)酵時(shí)間分別為3.0，3.5，4.0，4.5，5.0，5.5 h，考察發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響（圖4）。結(jié)果表明，發(fā)酵時(shí)間就選擇在4.0 h左右比較適宜。

2.6 發(fā)酵溫度對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

固定其他實(shí)驗(yàn)條件：黃瓜漿8%，蔗糖9%，奶粉10%，接種5%，發(fā)酵時(shí)間4 h，溫度40℃；接種量分別為2%，3%，4%，5%，6%，7%，8%， 考察接種量對(duì)酸奶感官評(píng)價(jià)的影響（圖5），結(jié)果表明，發(fā)酵溫度取在40℃左右。

2.7 接種量對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

接種量的多少對(duì)菌種的活力存在影響，接種量太少,會(huì)造成酸奶凝固性降低，接種量太多發(fā)酵就會(huì)過(guò)旺盛，酸積累過(guò)多，嚴(yán)重影響風(fēng)味。固定其它試驗(yàn)條件黃瓜漿8%，蔗糖9%，奶粉10%，發(fā)酵時(shí)間4 h，溫度40℃；接種量分別為2%，3%，4%，5%，6%，7%，8%；考察接種量對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)的影響（圖6），結(jié)果表明，接種量應(yīng)選擇在4%左右比較適宜。

2.8 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)以上單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇黃瓜漿添加量、蔗糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、奶粉添加量和接種量5個(gè)因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

由表2可以看出，各因素對(duì)黃瓜酸奶感官評(píng)價(jià)影響的主次順序：A﹥E﹥B﹥C﹥D。由方差分析可知，黃瓜酸奶發(fā)酵的最佳工藝條件為A2B3C3D2E3，由于該發(fā)酵工藝條件并沒(méi)有出現(xiàn)在正交表中，故需要進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)以確定黃瓜酸奶的最佳發(fā)酵工藝條件。

表2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

2.9 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

從正交實(shí)驗(yàn)表中得到較優(yōu)試驗(yàn)條件為A2B2C1D4E3，即黃瓜漿添加量為9%，蔗糖添加量為7%，奶粉添加量為9%，發(fā)酵時(shí)間為4.5 h，接種量為4%。而由方差分析得到的較優(yōu)條件為A2B3C3D2E3，即黃瓜漿添加量為9%，蔗糖添加量為8%，發(fā)酵時(shí)間為4 h，奶粉添加量為11%，接種量為4%，兩者一起進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，其結(jié)果如表3所示。

表3 驗(yàn)證結(jié)果

由表3可以看出，實(shí)驗(yàn)條件為A2B3C3D2E3得到的黃瓜酸奶的感官評(píng)價(jià)最好。A2B2C1D4E3發(fā)酵條件中奶粉添加量只9%，可降低成品，但是會(huì)有部分乳清存在，而且發(fā)酵時(shí)間也長(zhǎng)一些，酸度有點(diǎn)偏高。綜合考慮，應(yīng)選擇發(fā)酵條件為A2B3C3D2E3，即：黃瓜漿添加量為9%，蔗糖添加量為8%，發(fā)酵時(shí)間為4 h，奶粉添加量為11%，接種量為4%。

2.10 黃瓜酸奶指標(biāo)測(cè)定

感官性狀：色澤：略帶淺綠色，色澤均勻一致具有光澤；口感：清新爽口，酸甜適口，無(wú)異味；風(fēng)味：風(fēng)味協(xié)調(diào)，具有黃瓜特有的風(fēng)味和酸奶的混合香氣；組織狀態(tài)：組織細(xì)膩，凝乳均勻，無(wú)氣泡，無(wú)乳清析出。

理化指標(biāo)：蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥2.5%；脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥3%；pH≤4.4。

衛(wèi)生指標(biāo)：大腸桿菌≤0.30 mL-1；未檢出致病菌。

3 結(jié) 論

本研究利用黃瓜漿和奶粉為主要原料，配以白砂糖，經(jīng)發(fā)酵制得了一種具有清爽口味、口感細(xì)膩、滑潤(rùn)，酸甜適口的黃瓜酸奶 。

通過(guò)研究，獲得黃瓜酸奶的最佳工藝條件：黃瓜漿添加量9%（體積分?jǐn)?shù)），蔗糖添加量80 g/L（質(zhì)量濃度），奶粉添加量110 g/L（質(zhì)量濃度），接種量4%（體積分?jǐn)?shù)），發(fā)酵時(shí)間4 h。

[1]李登順.黃瓜[M].北京:經(jīng)濟(jì)管理出版社,1994.

[2]何曉明,林毓娥,陳清華,等.不同類型黃瓜的營(yíng)養(yǎng)成分分析及初步評(píng)價(jià)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2002,(4):15-17.

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Uniform design in research of fermentation technology of cucumber yogurt

ZHAO Xuan1,LI Hong-liang2,LU Yan-zhen1
(1.The College of Light Industry and Food,Zhongkai University of Agricultural and Engineering,Guangzhou 510225,China；2.Guangdong Guangyi Science&Technology Industry Co.,Ltd.Dongguan 523220，China)

This study mainly discussed the fermentation technology of the cucumber yogurt with the cucumber and the milk as the main materials.The effects of the cucumber syrup,milk powder,sucrose,fermentation time,fermentation temperature and the inoculation quantity on the sensory evaluation of the cucumber yogurt were determined by the single factor experiments respectively and the factors which had the significant effects were selected to be the factors of the orthogonal experiment.The optimum fermentation technology of the cucumber yogurt were as folows:the addition of the cucumber syrup 9%,the addition of the sucrose 8%,the addition of the milk powder 11%,the inoculation quanti ty 4%and the fermentation time 4 h.The cucumber yogurt obtained with this technology has a particular clean smell and taste of the cucumber.

yogurt;cucumber;fermentation

TS252.54

A

1001-2230（2012）04-0058-04

2012-01-06

趙翾（1977-），女，博士，研究方向?yàn)榘l(fā)酵工程。