山藥酸乳的配方優(yōu)化

陳 默，范 雲(yún)，艾秋實，李 斌，閆文杰*

（北京聯(lián)合大學(xué) 應(yīng)用文理學(xué)院，北京 100083）

山藥含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、游離氨基酸等營養(yǎng)成分以及多糖、膽堿、膽甾醇、麥角甾醇、尿囊素、淀粉酶、多酚氧化酶等多種活性成分[1-5]。近幾年，由于功能食品的快速發(fā)展，山藥的保健功能受到了食品行業(yè)的密切關(guān)注。

在山藥的傳統(tǒng)加工中，一方面山藥可作為中藥原料；另一方面，山藥可研粉作料、熬粥煮飯、泡茶飲、制丸、泡酒等。目前，我國已開發(fā)的山藥食品有：速凍山藥、山藥益壽餅、懷山藥片、山藥酥等[6-7]。然而，現(xiàn)有的山藥食品在國內(nèi)各大超市并不多見。將山藥開發(fā)成酸乳，不但具有酸乳和山藥的雙重營養(yǎng)及保健方面的功能，而且可以提高山藥的附加值，具有很高的應(yīng)用價值。本研究借鑒其他復(fù)合型酸乳的開發(fā)，采用正交試驗優(yōu)化山藥酸乳的加工，可為山藥發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化提供理論基礎(chǔ)[8-15]。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

山藥、三元袋裝牛奶購于家樂福超市。

菌種為嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌，由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院畜產(chǎn)品加工實驗室提供。

F6/10高速勻漿器：上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司；FA/JA系列電子天平：上海方瑞儀器有限公司；BCD-290W冰箱：青島海爾集團(tuán)；DHP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海一恒科技有限公司；LDZX-30KBS立式壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；JJ均質(zhì)機(jī)：廊坊市盛通機(jī)械有限公司。

1.2 方法

1.2.1 山藥酸乳生產(chǎn)工藝流程

選擇質(zhì)量較優(yōu)的山藥，清洗后切成片狀，打成漿狀后放入膠體磨處理后制備成山藥汁；將大豆蛋白用55℃～60℃的熱水溶解后與山藥汁混合在一起，經(jīng)60℃、20MPa高壓均質(zhì)后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，殺菌后冷卻到45℃左右，按確定的量接種后進(jìn)行發(fā)酵處理，發(fā)酵溫度控制在42℃左右，至剛好出現(xiàn)少量乳清時終止發(fā)酵[16-17]。

1.2.2 產(chǎn)品感官評價

按照外觀、顏色和風(fēng)味3項進(jìn)行評定，滿分為10分，由10人品嘗評分。評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards

1.2.3 山藥汁添加量的確定

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為12%、14%、16%、18%的山藥汁與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的大豆蛋白液混合，經(jīng)60℃、20MPa高壓均質(zhì)后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，接種經(jīng)馴化后的菌種，接種量為混合液體積的3%，在42℃發(fā)酵7h，根據(jù)山藥汁對酸乳外觀、顏色和風(fēng)味的影響確定山藥汁的濃度。

1.2.4 大豆蛋白添加量的確定

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%、3%、5%、7%的大豆蛋白與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的山藥汁混合，經(jīng)60℃、20MPa高壓均質(zhì)后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，接種經(jīng)馴化后的菌種，接種量為混合液體積的3%，在42℃發(fā)酵7h，根據(jù)大豆蛋白對酸乳外觀、顏色和風(fēng)味的影響確定大豆蛋白的添加量。

1.2.5 蔗糖添加量的確定

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的山藥汁與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的大豆蛋白混合，分別加入混合液質(zhì)量3%、5%、7%、9%的蔗糖，經(jīng)60℃、20MPa高壓均質(zhì)后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，接種3%經(jīng)馴化的菌種，42℃發(fā)酵，冰箱內(nèi)后熟24h，根據(jù)產(chǎn)品的凝固時間、凝乳狀態(tài)和口感確定最適添加量[18]。

1.2.6 接種量的確定

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的山藥汁與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的大豆蛋白混合，加入7%的蔗糖，經(jīng)60℃、20MPa高壓均質(zhì)后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，分別接種2%、3%、4%、5%的菌種，在冷藏條件下后熟24h后，根據(jù)凝乳狀態(tài)確定接種量。

1.2.7 正交試驗設(shè)計

在單因素試驗確定山藥汁添加量和大豆蛋白添加量后，采用L9（43）4因素3水平，對山藥汁添加量、大豆蛋白添加量、蔗糖添加量和接種量進(jìn)行正交試驗。

1.2.8 測定方法

凝固時間的判定依據(jù)酸乳剛剛出現(xiàn)少量乳清時為標(biāo)準(zhǔn)；pH值用PHS-2型酸度計測定；蛋白質(zhì)、脂肪、乳酸菌根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定[19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 山藥汁添加量的確定

表2 山藥汁添加量對酸乳的影響Table 2 Effect of the concentration of Chinese yam juice on yoghurt

從表2可以看出，濃度為14%和16%的山藥汁生產(chǎn)的酸乳在感官評價上無顯著差異，但均極顯著的高于濃度為12%和18%的山藥汁生產(chǎn)的酸乳，這說明當(dāng)山藥汁添加量過低或過高時，酸乳質(zhì)量較差，在14%～16%時，質(zhì)量較好。

2.1.2 大豆蛋白添加量的確定

酸乳生產(chǎn)是利用蛋白質(zhì)在酸性條件下凝固的機(jī)理，因此，蛋白質(zhì)的含量是影響酸乳生產(chǎn)的重要因素之一。山藥中蛋白的含量較低，添加大豆蛋白可以改善山藥酸乳的質(zhì)量。從表3可以看出，大豆蛋白添加量越多，凝乳時間越快，但pH值變化不大。大豆蛋白添加量過少或過多都會有少量乳清析出，因此，大豆蛋白添加量在3%～5%時，酸乳質(zhì)量較好。

表3 大豆蛋白添加量對酸乳的影響Table 3 Effect of the addition of soybean protein on yoghurt

2.1.3 蔗糖添加量的確定

在酸乳生產(chǎn)中，加入適量的蔗糖不僅有利于乳酸菌產(chǎn)酸量的提高，而且可提高產(chǎn)品的黏度，使產(chǎn)品產(chǎn)生良好的風(fēng)味，生成的凝塊細(xì)膩光滑。如果加糖量過大，會產(chǎn)生高滲透壓，抑制乳酸菌的生長繁殖[20]。

由表4可知，當(dāng)加糖量為3%時，口感偏酸；當(dāng)加糖量為9%時，口感偏甜。結(jié)合酸乳后酸化后的凝乳狀態(tài)可知，當(dāng)蔗糖添加量在5%～7%時，酸乳的質(zhì)量較好。

2.1.4 接種量的確定

乳酸菌添加量是影響山藥酸乳的重要因素之一。根據(jù)1.2.6方法進(jìn)行試驗，結(jié)果如表5所示。

表5 接種量對酸乳的影響Table 5 Effect of inoculums on yoghurt

在發(fā)酵時間固定的條件下，接種量過多會導(dǎo)致發(fā)酵過度；接種量過少會造成發(fā)酵不足。由表5可見，當(dāng)接種量大于4%時，酸乳有乳清析出。當(dāng)接種量在3%時，酸乳凝固性良好，無乳清析出，凝固時間較短。因此，乳酸菌接種量應(yīng)以3%為宜。

2.2 正交試驗結(jié)果

2.2.1 最佳配方的確定

山藥汁添加量、大豆蛋白添加量、接種量和蔗糖添加量是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。本試驗采用L9（43）4因素3水平正交試驗，并通過感官得分來優(yōu)化山藥酸乳的最佳配方。正交試驗結(jié)果見表6。

表6 正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 6 Design and result of orthogonal tests

由表6可知，通過對極差R的大小判斷，各因素對感官得分的影響程度依次為A＞B＞D＞C。其中，山藥汁添加量對酸乳生產(chǎn)的影響最為顯著，蔗糖添加量的影響最小。

各因素的最優(yōu)水平組合為A2B1C3D2，但這一組合并不在正交試驗的9組之中，因此，需要做驗證試驗。

2.3 驗證實驗

根據(jù)正交試驗所得酸乳配方的最優(yōu)組合為A2B1C3D2，即山藥汁液添加量為15%，大豆蛋白添加量為3%，蔗糖添加量為7%，按此配方接種3%的混合菌種，發(fā)酵所得酸乳的感官得分為9.6分，高于正交試驗中的所有平均分，表明A2B1C3D2為最佳配方。對最佳配方制備的山藥酸乳品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)果如表7所示。

表7 山藥酸乳最佳配方樣品的品質(zhì)指標(biāo)Table 7 Quality indexes of the Chinese yam yoghurt made by optimal formula

3 結(jié)論

（1）通過正交試驗得到山藥酸乳的優(yōu)化配方為：山藥汁添加量為15%，大豆蛋白添加量為3%，蔗糖添加量為7%，混合菌種接種量為3%。

（2）最佳配方制備的山藥酸乳色澤均勻一致，呈乳白色?？诟屑?xì)膩，具有獨特的發(fā)酵乳香味。呈均勻的乳狀液，無分層，無雜質(zhì)；蛋白質(zhì)含量≥2.6%，脂肪含量≥0.5%，乳酸菌數(shù)≥1.0×106cfu/mL；能夠檢測出多糖、膽堿等多種活性成分。

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