胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉的制備及其速溶特性研究

林艷云1，葉南慧，陳琳

（1.福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院，福州350002；2.福州大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，福州350108）

胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉的制備及其速溶特性研究

林艷云1，葉南慧2，陳琳2

（1.福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院，福州350002；2.福州大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，福州350108）

以保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）和嗜熱鏈球菌(Streptococcus Thermophilus）混合菌種發(fā)酵胡蘿卜汁和牛奶的混合物制作酸奶，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)方法優(yōu)化胡蘿卜風(fēng)味酸奶的最佳發(fā)酵工藝，而后采用低溫冷凍干燥制得酸奶粉對(duì)其速溶特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明，胡蘿卜風(fēng)味酸奶的最佳配方為：接種量0.15%，蔗糖添加量7%，胡蘿卜汁添加量15%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)），發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時(shí)間為6 h。速溶特性研究表明，在發(fā)酵后添加10%的麥芽糊精進(jìn)行冷凍干燥得到酸奶粉，潤(rùn)濕下沉?xí)r間更短，說(shuō)明其具備良好的速溶特性。此外，在冷凍前添加冷凍保護(hù)劑有助于改善胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉的沖調(diào)性以及提高活菌數(shù)。

胡蘿卜；酸奶粉；速溶特性

0 引 言

酸奶有很高的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值，能緩解乳糖不耐癥，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫和抗癌作用[1]，但對(duì)儲(chǔ)藏條件要求高，通過(guò)干燥工藝制成酸奶粉后可延長(zhǎng)保質(zhì)期，便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存。品質(zhì)優(yōu)良的酸奶粉不僅具有良好的速溶性和酸奶特征的風(fēng)味，且含有一定數(shù)量的乳酸活菌[2]。影響酸奶品質(zhì)的因素有許多，如接種量、蔗糖添加量、穩(wěn)定劑的種類及用量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、保護(hù)劑、干燥載體的種類及用量等[3]。

本研究以胡蘿卜汁、牛奶為原料，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)、正交實(shí)驗(yàn)和感官評(píng)定等方法，確定胡蘿卜風(fēng)味酸奶的最佳發(fā)酵工藝條件，并且對(duì)經(jīng)低溫冷凍干燥制得的酸奶粉進(jìn)行速溶性研究，這對(duì)酸奶粉的生產(chǎn)工藝?yán)碚撗芯亢蜕a(chǎn)實(shí)踐領(lǐng)域，都具有重要的意義[4]。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料

保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌混合發(fā)酵劑（1∶1）；新鮮胡蘿卜，伊利集團(tuán)利樂(lè)包裝牛奶，蔗糖，麥芽糊精，可溶性淀粉，β-環(huán)糊精，甘油，谷氨酸鈉，抗壞血酸，吐溫-80，乳糖等；M RS培養(yǎng)基。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，YXQ-LS-75II立式壓力蒸汽滅菌鍋，PHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，F(xiàn)D 5-SER LES真空冷凍干燥機(jī)，CP153型電子天平，九陽(yáng)多功能榨汁機(jī)。

1.3 胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉工藝流程

胡蘿卜汁制備→胡蘿卜汁與原料乳混合→加入蔗糖攪拌使其溶解→過(guò)濾→滅菌→冷卻到43～45℃→接種→裝瓶→發(fā)酵→加入冷凍干燥載體、冷凍保護(hù)劑→預(yù)凍→冷凍干燥→粉末過(guò)篩→成品

1.4操作要點(diǎn)

選取新鮮胡蘿卜，去皮清水洗凈，經(jīng)切片，護(hù)色，榨汁[5]，將原料乳與胡蘿卜汁混合加熱至60℃，加入6%蔗糖攪拌使其溶解，過(guò)濾除去雜質(zhì)后加熱至90℃滅菌5～10 m in，冷卻至43～45℃左右，將預(yù)先活化好的混合菌種接種至冷卻的原料中，將原料裝入預(yù)先經(jīng)過(guò)滅菌處理的瓶子，裝瓶后于42℃下發(fā)酵，發(fā)酵至pH值為4.6，發(fā)酵時(shí)間約為6 h，取出酸奶迅速冷卻，置于冰箱中，2～4℃下存放12 h得到酸奶。在酸奶中加入干燥載體、冷凍保護(hù)劑混勻，進(jìn)行預(yù)凍（-30℃，12 h）后，再置于-60℃和10 Pa真空度下凍干24 h得到酸奶粉[5-6]。

1.5 方法

1.5.1 胡蘿卜風(fēng)味酸奶工藝條件優(yōu)化

1.5.1.1 單因素實(shí)驗(yàn)

分別在不同的胡蘿卜汁添加量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，10%，15%，20%，25%）、不同的發(fā)酵時(shí)間（4，5，6，7 h）、不同發(fā)酵溫度（38，40，42，44，46℃）、不同蔗糖添加量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，6%，7%，8%，9%）、不同接種量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%，0.10%，0.12%，0.14%，0.16%，0.18%，0.20%）下制得胡蘿卜風(fēng)味酸奶，進(jìn)行感官評(píng)定。

1.5.1.2 正交實(shí)驗(yàn)工藝優(yōu)化

接種量、蔗糖量、果汁添加量3個(gè)因素是影響產(chǎn)品的組織狀態(tài)和風(fēng)味的主要因素，實(shí)驗(yàn)采用三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，考察這3個(gè)因素對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。

1.5.1.3 胡蘿卜風(fēng)味酸奶的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

在常溫下對(duì)胡蘿卜風(fēng)味酸奶的色澤、組織狀態(tài)、氣味與滋味、口感等感官指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1[7]。感官評(píng)定人員10名，評(píng)定結(jié)果取平均值。

1.5.2 胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉速溶特性

考察不同干燥載體（麥芽糊精、可溶性淀粉、β-環(huán)糊精）、干燥載體不同的添加順序（發(fā)酵前、發(fā)酵后添加干燥載體）、冷凍保護(hù)劑對(duì)酸奶粉速溶特性的影響。分別從潤(rùn)濕下沉性和沖調(diào)性兩個(gè)方面探討酸奶粉的速溶性[8]，每項(xiàng)測(cè)定重復(fù)3次，取平均值。

潤(rùn)濕下沉性：準(zhǔn)確稱取10 g酸奶粉散布在25℃水面上，分別在靜置時(shí)和攪拌時(shí)兩種情況下測(cè)定全部潤(rùn)濕下沉的時(shí)間。

沖調(diào)性：準(zhǔn)確稱取34 g酸奶粉用250 m L，40℃水沖調(diào)，攪動(dòng)后觀察沖調(diào)情況(沖調(diào)后有無(wú)團(tuán)塊，杯底有無(wú)沉淀)。

1.5.3 胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉活菌數(shù)測(cè)定

采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4789.35-2010方法進(jìn)行活菌數(shù)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)測(cè)定重復(fù)3次，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 胡蘿卜風(fēng)味酸奶工藝條件優(yōu)化

2.1.1 胡蘿卜汁添加量對(duì)酸奶的影響

由圖1可知，胡蘿卜汁與原料乳的不同比例對(duì)發(fā)酵后酸奶口感，顏色，風(fēng)味等存在差異。隨著胡蘿卜汁添加量的增加，酸奶感官評(píng)分增加，當(dāng)胡蘿卜汁添加量為15%時(shí)，酸奶色澤柔和，胡蘿卜風(fēng)味及酸奶味協(xié)調(diào)，組織狀態(tài)良好，感官評(píng)分最高，胡蘿卜汁添加量過(guò)低時(shí)，胡蘿卜風(fēng)味欠缺；當(dāng)胡蘿卜添加量過(guò)高時(shí)，胡蘿卜味偏重，口感較差。

圖1 胡蘿卜汁添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

2.1.2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶的影響

由圖2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，酸奶的感官評(píng)分增加，在發(fā)酵時(shí)間為6 h時(shí)達(dá)到最大，酸奶色澤較柔和均勻，組織細(xì)膩，芳香味濃，酸奶味及胡蘿卜風(fēng)味較明顯，酸甜適中，口感較黏稠，細(xì)膩。發(fā)酵時(shí)間過(guò)短，菌體含量不足，乳蛋白膠體結(jié)構(gòu)不能充分形成，有較多乳清析出，酸奶組織較粗糙，酸奶味平淡，口感過(guò)甜。發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，菌體大量繁殖，破壞原來(lái)已形成的膠體結(jié)構(gòu)，造成乳清析出，組織凝塊不均勻[9]，同時(shí)乳酸含量過(guò)多，口感偏酸。

圖2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

2.1.3 發(fā)酵溫度對(duì)酸奶的影響

由圖3可知，發(fā)酵溫度為42℃時(shí)最為適宜，酸奶組織細(xì)膩，有濃厚的胡蘿卜風(fēng)味及酸奶味，口感黏稠，細(xì)膩。發(fā)酵溫度低于42℃時(shí)，酸奶組織較粗糙，凝塊大小不均勻，酸奶味較平淡，風(fēng)味偏甜，口感較稀，不夠醇厚。若發(fā)酵溫度偏高，酸奶偏酸，而且過(guò)于黏稠。發(fā)酵溫度對(duì)菌體增殖存在影響，溫度偏低不利于菌體增殖，乳酸生成較少，酸奶口味偏甜，同時(shí)溫度是酸奶凝膠形成的重要影響因素，隨著發(fā)酵溫度升高，酸奶凝膠時(shí)間縮短[10]，在42℃時(shí)，凝膠形成較好，組織凝塊均勻,當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí),乳酸生成較多,口感偏酸，影響感官評(píng)定。

表1 胡蘿卜風(fēng)味酸奶感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)酸奶的影響

2.1.4 蔗糖添加量對(duì)酸奶的影響

由圖4可知，隨著蔗糖添加量的增加，酸奶感官評(píng)分增大，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%添加量時(shí)感官評(píng)分最高，酸甜適中。蔗糖添加量太小，甜味不足，酸奶偏酸。蔗糖添加比例太高，使得酸奶中糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，導(dǎo)致口感偏甜，甚至口感較稀、不黏稠。

圖4 蔗糖添加量對(duì)酸奶的影響

2.1.5 接種量對(duì)酸奶的影響

由圖5可知，隨著接種量的增加，感官評(píng)分不斷增加，當(dāng)接種量為0.16%時(shí)感官評(píng)分最高，此時(shí)酸奶有光澤，組織細(xì)膩，有濃厚的胡蘿卜風(fēng)味及酸奶味，口感黏稠，酸甜適中。接種量太低時(shí)，菌體含量不足，發(fā)酵未完全，乳酸生成較少，酸奶偏甜，同時(shí)酸奶凝膠狀態(tài)形成不佳，影響酸奶組織狀態(tài)。接種量太高，乳酸生成較多，酸奶偏酸，感官評(píng)分降低。

圖4 蔗糖添加量對(duì)酸奶的影響

2.1.6 正交設(shè)計(jì)結(jié)果

以混合菌種發(fā)酵劑的接種量、蔗糖量、胡蘿卜汁的添加量進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn)，如表2所示。由表3可知，影響胡蘿卜風(fēng)味酸奶的主次順序?yàn)锳＞C＞B，即接種量＞胡蘿卜汁添加量＞蔗糖量，胡蘿卜風(fēng)味酸奶最佳發(fā)酵條件為A2B2C2，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中并未出現(xiàn)此項(xiàng)組合，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明A2B2C2條件下得到的產(chǎn)品感官評(píng)定為91分，從而確定最佳發(fā)條件，即接種量為0.15%，蔗糖量為7%，胡蘿卜汁添加量為15%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）。

表2 酸奶正交實(shí)驗(yàn)因素及水平 %

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉速溶特性

2.2.1 不同干燥載體對(duì)胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉的影響

由表4可知，不同濃度的干燥載體對(duì)酸奶粉速溶特性影響不同，隨著干燥載體添加量的增加，酸奶粉的潤(rùn)濕下沉?xí)r間逐漸減少。在同等添加量的條件下添加麥芽糊精的胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉潤(rùn)濕下沉?xí)r間最短，沖調(diào)性最佳，杯底沒(méi)有出現(xiàn)沉淀。加入β-環(huán)糊精的酸奶粉潤(rùn)濕下沉?xí)r間也較短，但是沖調(diào)過(guò)程中會(huì)有團(tuán)塊，杯底有沉淀。

表4 不同干燥載體對(duì)酸奶粉的影響

2.2.2 干燥載體添加順序?qū)}卜風(fēng)味酸奶粉的影響

麥芽糊精具有防結(jié)塊、增加產(chǎn)品分散性和溶解性等特點(diǎn)，可用于制備速溶飲品，起到改善產(chǎn)品外觀，增進(jìn)溶解性能的作用[11]。表5可以看出，干燥載體的不同添加順序?qū)λ崮谭鄣臐?rùn)濕下沉性有顯著影響，在發(fā)酵后添加干燥載體,不論是靜置還是攪拌條件下，酸奶粉的潤(rùn)濕下沉?xí)r間都比較短，而在發(fā)酵前添加麥芽糊精，由于菌種的發(fā)酵作用，對(duì)麥芽糊精的性質(zhì)會(huì)有一定影響，從而造成酸奶粉速溶性不佳。

表5 麥芽糊精添加順序?qū)λ崮谭鄣挠绊?/p>

2.2.3 冷凍保護(hù)劑對(duì)胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉的影響

余華等人研究表明冷凍干燥工藝制得的酸奶粉因其具有多孔、海綿和疏松的結(jié)構(gòu)，其速溶性優(yōu)于真空干燥得到的酸奶粉[12]。由表6可以看出，冷凍保護(hù)劑的添加對(duì)酸奶粉的沖調(diào)性存在影響。加入冷凍保護(hù)劑后不論是靜置還是攪拌情況下，酸奶粉的潤(rùn)濕下沉?xí)r間都比較短，且沖調(diào)后杯底無(wú)沉淀，而不加冷凍保護(hù)劑的酸奶粉沖調(diào)后會(huì)有沉淀產(chǎn)生，可能是由于在凍干過(guò)程造成酸奶中部分蛋白質(zhì)變性，從而影響酸奶粉的沖調(diào)性。

表6 冷凍保護(hù)劑對(duì)酸奶粉的影響

2.3 胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉活菌數(shù)測(cè)定

由表7可以看出，未添加凍干保護(hù)劑時(shí)，凍干后菌體存活率僅為50.3%，而添加了凍干保護(hù)劑后，存活率為78.2%，提高了0.5倍。由于冷凍干燥過(guò)程會(huì)造成細(xì)胞失水、冰晶形成、改變細(xì)胞膜的通透性，造成細(xì)胞死亡。冷凍保護(hù)劑能抑制或減緩細(xì)胞內(nèi)冰晶形成，同時(shí)能在細(xì)胞表面形成穩(wěn)定的水分子層阻礙水的流失，保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而維持細(xì)胞較高的存活率[13]。

3 結(jié) 論

本項(xiàng)目對(duì)胡蘿卜風(fēng)味酸奶粉工藝進(jìn)行了研究，并對(duì)其速溶特性進(jìn)行初步探討，得出以下結(jié)論：胡蘿卜風(fēng)味酸奶的最佳配方為：保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合菌種接種量0.15%、蔗糖添加量7%、胡蘿卜汁添加量15%、發(fā)酵溫度42℃、發(fā)酵時(shí)間6 h，按照此工藝條件發(fā)酵的酸奶產(chǎn)品，色澤均勻，組織細(xì)膩、凝塊細(xì)小均勻，酸奶色香味俱全，胡蘿卜風(fēng)味及酸奶味協(xié)調(diào)，酸甜適中，口感粘稠、細(xì)膩。在發(fā)酵后添加10%的麥芽糊精，酸奶粉的潤(rùn)濕下沉?xí)r間更短，速溶特性更好，在預(yù)凍前添加冷凍保護(hù)劑有助于改善酸奶粉速溶性，同時(shí)能提高酸奶粉中的活菌數(shù)。但是，本次實(shí)驗(yàn)制備的酸奶粉與市售的奶粉、咖啡等速溶產(chǎn)品相比，速溶性仍有差距。因此，酸奶粉速溶性具有進(jìn)一步深入研究的空間[14]。

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Research on preparation and instant soluble properties of carrot flavor yogurt powder

LIN Yan-yun1，YENan-hui2，CHEN Lin2
（1.Fuzhou University Zhicheng College,Fuzhou 350002,China;2.College of Biological Science and Engineering Fuzhou University，F(xiàn)uzhou 350108，China）

A mixture of carrot juice and milk was fermented with Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus Thermophilus.The optimum ratio of carrot flavor yogurt was determined by using orthogonal design,the instant soluble properties of yogurt powder which was prepared by freeze-drying technique was also studied.The results showed that the best yogurt recipe was:0.15%inoculum,7%sucrose,15%carrot juices. A temperature of 42℃and a time of 6 h was found to be the optimal for fermentation.The instant soluble properties showed that by adding maltodextrin dosage of 10%after fermentation,the wetting of yogurt powder siking time was shorter and instant soluble of yogurt powder was better.In addition,adding cryoprotectant before pre-frozen could improve the reconstituted properties of yogurt power and the survival of lactobacillus.

carrot;yogurt powder;instant soluble characteristics

表7 凍干保護(hù)劑對(duì)活菌的影響

TS252.54

：A

：1001-2230（2016）02-0061-04

2015-08-13

福建省教育廳項(xiàng)目（JA 12034）。

林艷云（1986-），女，碩士，從事食品生物技術(shù)研究。

葉南慧