黑甜玉米凝固性酸乳加工工藝的優(yōu)化

林立東，楊 萍

（吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 食品工程學(xué)院 吉林132101）

黑甜玉米色澤獨特，營養(yǎng)豐富，香黏可口，最宜鮮食。籽粒中富含水溶性黑色素以及各種人體所必需的微量元素、植物蛋白質(zhì)和各種氨基酸等，含量明顯高于其他谷類作物[1－3]。蛋白質(zhì)含量豐富，約占其質(zhì)量比重的13%～15%，氨基酸種類較齊全，其中，必須氨基酸含量比重接近40%，比普通黃玉米高30%左右，尤其以谷氨酸、蘇氨酸和亮氨酸等含量高，同時精氨酸含量也比較高[4－6]。黑甜玉米中脂肪總量約占質(zhì)量比重的5%，比同類的黃玉米高約20%。經(jīng)發(fā)酵后的酸乳能降低血液中過量的膽固醇，增強細胞膜的通透性等功能，同時還影響人體內(nèi)重要功能性物質(zhì)的合成[7－8]。

黑甜玉米中的礦物質(zhì)含量豐富，鎂、鐵和鋅的含量很高，鐵、銅、磷等含量比黃玉米高50%、20%和15%，鋅和鈣含量均高約35%，錳的含量高約6%，硒的含量也比較豐富，可以提高人體的免疫能力和防癌抗癌能力。

黑甜玉米發(fā)酵酸乳的研究是利用乳酸菌進行發(fā)酵，研制出具有良好凝固狀態(tài)玉米味濃郁、甜度適口且營養(yǎng)豐富的凝固性酸乳。目前市場上酸乳類型很多，但以黑甜玉米為原料研制的酸乳還未發(fā)現(xiàn)。為豐富酸乳類型，提高黑甜玉米的經(jīng)濟效益，以黑甜玉米為原料，經(jīng)過預(yù)處理后，輔以適量的脫脂乳，利用雙歧桿菌為發(fā)酵菌種，研制具有良好凝固狀態(tài)玉米發(fā)酵酸乳，以期為黑甜玉米的加工利用提供參考依據(jù)。

1.1 材料與方法

黑甜玉米（吉林市農(nóng)科院），白砂糖、脫脂乳（大潤發(fā)），雙歧桿菌、黃原膠、單甘脂、CMC（鄭州市省科學(xué)院化學(xué)研究所）。

儀器：均質(zhì)機（上海東華高壓均質(zhì)機廠），打漿機（飛利浦家庭電器有限公司），GSP型隔水式恒溫培養(yǎng)箱（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），HW.SY11.K1 恒溫水浴鍋（上海銳聰科技發(fā)展有限公司），pHS－3型精密pH 計（上海雷磁儀器廠）。

1.2 工藝流程

1.3 操作要點

1.3.1 黑甜玉米汁的制備 黑甜玉米與水按一定料液比混合調(diào)配，在60℃的條件下打漿，打漿后的黑甜玉米汁與1.5%脫脂牛奶按7∶3的比例調(diào)配，加入1%的白砂糖，攪拌均勻后，裝入50mL的三角瓶中，封口后，在100℃水浴鍋中滅菌15 min后備用。

1.3.2 均質(zhì) 將上述滅菌后的混合液加入穩(wěn)定劑，再將混和液升溫到60℃，在30MPa的壓力下進行均質(zhì)。

1.3.3 殺菌、冷卻 將經(jīng)過均質(zhì)后的黑甜玉米與脫脂乳的混和液加熱至100℃，保溫15min后進行殺菌處理，然后將混合液迅速冷卻至45℃等待接種。

1.3.4 接種、發(fā)酵 將殺菌后并冷卻至39℃的黑甜玉米牛奶混和液接入雙歧桿菌，充分攪拌后放入己滅菌的容器中，在規(guī)定的發(fā)酵溫度時間內(nèi)進行恒溫培養(yǎng)發(fā)酵。

1.4 發(fā)酵工藝各因素的考察

1.4.1 料液比 將黑甜玉米分別按料液比為1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7混合調(diào)配后進行打漿，在接種量為4%，發(fā)酵時間為10h，發(fā)酵溫度為36℃的條件下發(fā)酵。根據(jù)感官測評得分評定最佳工藝選出最佳的黑甜玉米和水的料液比[9]。

1.4.2 接種量 在黑甜玉米料液比1∶4的條件下，將雙歧桿菌分別以1%、2%、3%、4%、5%的量接種于黑甜玉米乳中，在39℃恒溫發(fā)酵10h后，比較不同酸乳的色、香、味，對其進行評定，得出最佳的發(fā)酵菌接種量。

1.4.3 發(fā)酵時間 在黑甜玉米料液比1∶4的條件下，將接種量為4%待發(fā)酵的黑甜玉米汁牛奶混合液放入36℃恒溫培養(yǎng)箱中恒溫發(fā)酵4h、6h、8h、10h、12h。比較不同酸乳的色、香、味，對其進行評定，得出最佳發(fā)酵時間。

1.4.4 發(fā)酵溫度 在黑甜玉米料液比1∶4的條件下，將發(fā)酵菌以4%的量接種于黑甜玉米乳中，分別以30℃、33℃、36℃、39℃、42℃恒溫發(fā)酵10h，比較不同酸乳的色、香、味，對其進行評定，得出最佳發(fā)酵溫度。

1.5 黑甜玉米凝固性酸乳的正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以發(fā)酵菌的接種量（A）、發(fā)酵溫度（B）、發(fā)酵時間（C）和料液比（D）為考察因素，感官評分作為評價指標，采用L9（34）正交試驗表進行優(yōu)化試驗，其因素水平設(shè)計見表1。

1.6 穩(wěn)定劑對黑甜玉米凝固性酸乳穩(wěn)定性的考察

根據(jù)發(fā)酵體系的特點和穩(wěn)定劑的性質(zhì)，選取0.20%CMC、0.20%黃原膠和0.20%單甘酯作為單一穩(wěn)定劑，然后再以0.10%的進行兩兩復(fù)合，添加后比較不同酸乳的穩(wěn)定性，得出最佳穩(wěn)定劑。

表1 黑甜玉米凝固性酸乳加工的L9（34）正交試驗因素及水平Table 1 Factors and levels of the orthogonal test of black sweet corn coagulability yogurt processing

1.7 黑甜玉米發(fā)酵酸乳的感官評價

選出10人為評價員，年齡30～50歲，對黑甜玉米發(fā)酵酸乳進行感官評分。分析評價的指標有組織狀態(tài)（30分）、乳清析出狀況（20分）、口感（30分）和風(fēng)味（20分）。各指標的評分標準見表2，感官得分為4個指標總和（100分）。

表2 黑甜玉米凝固性酸乳加工的感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standard of the black sweet corn coagulability yogurt processing

2 結(jié)果分析

2.1 不同因素對發(fā)酵工藝的影響

由圖示可知不同因素對黑甜玉米凝固性酸乳發(fā)酵工藝的影響。

1）料液比。感官評分隨料液比的降低而升高，當料液比超過1∶4時，感官評分值呈下降趨勢。隨著料液比的降低，發(fā)酵酸乳香氣逐漸淡薄，口感粗糙。故料液比為1∶4時的黑甜玉米汁玉米香氣濃郁，甜度適口，口感細膩，因此，料液比宜在1∶4左右。

2）接種量。接種量為4%時，黑甜玉米凝固性酸乳質(zhì)地均勻，無乳清析出，口感細膩，酸度適中，有玉米清香，無不良風(fēng)味；而接種量為3%時，發(fā)酵相對緩慢酸度較小，無酸奶特有香味。接種量為5%時，發(fā)酵迅速，香味較淡。因此，選擇接種量為4%為宜。

3）發(fā)酵時間。發(fā)酵4～8h，酸度較小，無酸奶特有風(fēng)味；8～10h的酸度適中，口感細膩；12h恒溫發(fā)酵，產(chǎn)酸過量，口感一般。由此可見，選擇發(fā)酵時間為10h時較好。

4）發(fā)酵溫度。由圖示知，隨著溫度的升高，感官評分值也隨之升高，當發(fā)酵溫度為39℃時，發(fā)酵的黑甜玉米乳酸度適中，口感細膩，有玉米清香，無不良風(fēng)味；隨著發(fā)酵溫度的增加，酸度增加，酸乳稀薄。因此，選擇39℃的環(huán)境下進行恒溫發(fā)酵最適宜。

5）穩(wěn)定劑。由表3 可知，添加0.20%CMC、0.20%黃原膠、0.20%單甘酯和0.10%CMC＋0.10%單甘酯穩(wěn)定劑的酸乳在發(fā)酵5d時乳清析出較多，發(fā)酵酸乳的感官性狀較差，酸味增加，當穩(wěn)定劑為0.10%黃原膠＋0.10%單甘酯的混合發(fā)酵，發(fā)酵到5d時，才有少量乳清析出，黑甜玉米發(fā)酵酸乳的穩(wěn)定性好。

圖示 不同料液比、接種量、發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度下的黑甜玉米凝固性酸乳的感官評分Fig.Sensory evaluation score of various factors of the black sweet corn coagulability yogurt on different solid－liquid ratio，inoculation size，fermentation time and temperature

表3 不同穩(wěn)定劑的黑甜玉米酸乳在不同貯藏時間的穩(wěn)定性Table 3 Stability of black sweet corn yogurt with various stabilizers and storage time

表4 黑甜玉米凝固性酸乳L9（34）正交試驗各處理的感官評分值Table 1 Sensory evaluation scores of the L9（34）orthogonal test of black sweet corn coagulability yogurt

表5 黑甜玉米凝固性酸乳加工正交試驗各因素水平的感官評分均值與極差Table 5 Mean sensory evaluation scores and ranges of orthogonal test of black sweet corn coagulability yogurt

2.2 黑甜玉米凝固性酸乳發(fā)酵工藝條件的優(yōu)選

由表4 可知，黑甜玉米凝固性酸乳加工的L9（34）正交試驗各處理的感官評分值，對其進行方差分析得出黑甜玉米凝固性酸乳工藝研究的影響因素的主次關(guān)系為發(fā)酵時間＞料液比＞發(fā)酵溫度＞接種量。由方差分析知A1B2C2D1組合為最優(yōu)，而對其進行直觀（表5）分析可知，其最佳組合為A1B2C2D2。故需做驗證試驗。經(jīng)驗證A1B2C2D2感官評分為87.00，高于A1B2C2D1的感官評分86.15，故A1B2C2D2為最佳組合。即接種量為4%、發(fā)酵溫度為39℃、發(fā)酵時間為10h、料液比為1∶4。

2.3 黑甜玉米凝固性酸乳成品質(zhì)量

經(jīng)測定，在最佳條件下的黑甜玉米凝固性酸乳色澤呈黑色或淺灰色，有光澤且色澤均勻一致，凝塊均勻細膩，無分層、氣泡，有少量乳清析出，口感細膩爽口，酸甜適宜，滑潤稠厚，無異味，具有濃郁的乳香味和淡淡的玉米清香。其可溶性固形物含量＞13%，酸度為55～100°T，脂肪含量＞3%，乳酸菌數(shù)＞3.7×107個／mL，大腸菌群＜80 個／mL，未檢出致病菌。一致的凝固性酸乳；通過正交試驗得出影響因素的主次關(guān)系為發(fā)酵時間＞料液比＞發(fā)酵溫度＞接種量，其最佳工藝參數(shù)為接種量4%、發(fā)酵溫度39℃、發(fā)酵時間10h、料液比1∶4，穩(wěn)定劑為0.10%黃原膠＋0.10%單甘酯。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明，以雙歧桿菌為發(fā)酵菌種，輔以適量的脫脂乳，研制出具有良好凝固狀態(tài)玉米發(fā)酵酸乳，玉米味濃郁、甜度適口，無乳清析出，細膩、色澤

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