紫薯風(fēng)味酸乳的發(fā)酵工藝優(yōu)化

張蕾蕾，康宗華，崔馨元，郭小川

（1.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050061；2.天津桂發(fā)祥十八街麻花食品股份有限公司，天津 300221）

紫薯風(fēng)味酸乳的發(fā)酵工藝優(yōu)化

張蕾蕾1，康宗華2，崔馨元1，郭小川1

（1.河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北石家莊 050061；2.天津桂發(fā)祥十八街麻花食品股份有限公司，天津 300221）

通過(guò)研究不同發(fā)酵工藝、發(fā)酵劑及發(fā)酵條件對(duì)紫薯風(fēng)味酸乳感官評(píng)價(jià)及花青素含量的影響，確定最佳工藝條件：以8種菌復(fù)合發(fā)酵劑進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵前紫薯粉添加量4.0%，白砂糖添加量8%，發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時(shí)間6.5 h。在此條件下制得的紫薯風(fēng)味酸乳色澤均一，紫薯風(fēng)味明顯且花青素含量較高。

紫薯；酸乳；花青素

紫薯屬旋花科番薯屬，薯肉呈紫色至深紫色。紫薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，其蛋白質(zhì)、賴氨酸、銅、硒、錳、鉀的含量明顯高于普通紅薯，紫薯中所含花青素達(dá)12.2 mg/100 g[1]?；ㄇ嗨厥且环N水溶性的黃酮化合物，具有抗癌、抗誘變、抑菌、降血糖、降血脂等保健作用，是一種天然強(qiáng)效的自由基清除劑，也是目前唯一能透過(guò)血腦屏障清除自由基、保護(hù)大腦細(xì)胞的物質(zhì)[2-3]。紫薯中還含有大量膳食纖維，能促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，對(duì)人類的健康有重要作用。總之，紫薯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高，是極佳的健康食品之一。

隨著生活水平的提高，酸乳越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞。我國(guó)銷(xiāo)售的酸乳類產(chǎn)品按其狀態(tài)可分為凝固型和攪拌型2種[4-5]。隨著酸乳的普及和消費(fèi)者營(yíng)養(yǎng)健康意識(shí)的不斷提高，酸乳由單一特殊風(fēng)味的飲料向具有不同營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功效的功能性飲料發(fā)展成為趨勢(shì)。

試驗(yàn)研制的紫薯風(fēng)味酸乳以牛奶和紫薯粉為主要原料，通過(guò)分析原料配比、發(fā)酵菌種、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間等，優(yōu)化紫薯風(fēng)味酸乳的發(fā)酵條件；對(duì)紫薯風(fēng)味酸乳成品進(jìn)行感官評(píng)定和產(chǎn)品中花青素含量進(jìn)行測(cè)定，最終確定營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及感官評(píng)價(jià)最優(yōu)的制備工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料乳，伊利全脂純牛奶無(wú)菌枕；發(fā)酵劑，川秀乳酸菌酸奶發(fā)酵劑、川秀開(kāi)菲爾酸奶發(fā)酵劑；東奧熟食紫薯粉；白砂糖。

1.2 主要儀器與設(shè)備

J20型高速冷凍離心機(jī)，Backman公司產(chǎn)品；HZY-A100型電子天平，福州華志科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；AJJH-2112型超凈臺(tái)，上海捷呈實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品；SPX-250B-2型恒溫培養(yǎng)箱，上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；SJ-20型分光光度計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法[6-8]

1.3.1 工藝流程

原料乳→添加白砂糖→殺菌（98℃，5 min）→冷卻（43℃）→接種→發(fā)酵→后熟→破乳。

1.3.2 操作要點(diǎn)

取一定量原料乳，白砂糖添加量8%，混勻后置于98℃水浴鍋中殺菌5 min；冷卻至室溫，在無(wú)菌條件下添加1 g/L發(fā)酵劑；于45℃的恒溫培養(yǎng)箱進(jìn)行發(fā)酵，4 h后每0.5 h測(cè)量1次pH值并記錄；發(fā)酵好的酸乳進(jìn)行破乳；按不同方式添加紫薯粉，混勻后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)并記錄。

1.3.3 紫薯粉添加方式及比例

紫薯粉的添加方式及比例是決定紫薯風(fēng)味酸乳風(fēng)味及特性的關(guān)鍵步驟，試驗(yàn)采用發(fā)酵前和發(fā)酵后2種添加方式，分別以2.5%，3.0%，3.5%，4.0%，4.5%5個(gè)梯度進(jìn)行添加，發(fā)酵菌種采用川秀雙菌發(fā)酵劑，發(fā)酵溫度45℃條件下發(fā)酵時(shí)間4.5 h，發(fā)酵好的酸乳置于4℃下后熟12 h，然后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.3.4 發(fā)酵劑的選擇

試驗(yàn)分別采用川秀乳酸菌酸奶發(fā)酵劑（含保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌）和川秀開(kāi)菲爾酸奶發(fā)酵劑（含保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、雙歧桿菌、乳酸乳球菌乳脂亞種、腸膜明串珠菌、干酪乳桿菌、乳酸乳球菌雙甲乙酰亞種、乳酸乳球菌乳酸亞種）2種發(fā)酵劑進(jìn)行酸乳制備，白砂糖添加量8%，發(fā)酵前紫薯粉添加量4%，發(fā)酵溫度45℃，發(fā)酵時(shí)間4.5 h，發(fā)酵好的酸乳置于4℃下后熟12 h，然后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，選出效果更好的發(fā)酵劑。

1.3.5 發(fā)酵條件優(yōu)化

對(duì)發(fā)酵溫度及發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn)。以發(fā)酵前紫薯粉添加量4%，白砂糖添加量8%為基礎(chǔ)，采用含有8種菌的川秀開(kāi)菲爾發(fā)酵劑進(jìn)行酸乳發(fā)酵；發(fā)酵溫度分別為40，45，50，55℃；發(fā)酵時(shí)間分別為5.0，5.5，6.0，6.5 h，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，最終確定最佳發(fā)酵條件。

1.3.6 正交試驗(yàn)

依照預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果設(shè)計(jì)發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間和紫薯粉添加量為變量的三因素三水平正交試驗(yàn)；采用紫薯粉的2種添加方式，即發(fā)酵前添加和發(fā)酵后添加，對(duì)比不同制作工藝產(chǎn)生的紫薯風(fēng)味酸乳效果。其中，正交試驗(yàn)組為發(fā)酵前添加和發(fā)酵后添加。

1.3.7 花青素相對(duì)含量的檢測(cè)

對(duì)不同條件制備的酸乳進(jìn)行花青素相對(duì)含量測(cè)定。配置0.4%的檸檬酸溶液100 mL于250 mL錐形瓶中，并在每份溶液中分別添加4 mL樣品紫薯風(fēng)味酸乳，攪拌均勻，于60℃水浴條件下恒溫提取30 min。對(duì)酸乳提取溶液進(jìn)行離心處理，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心10 min，然后取上清液并進(jìn)行過(guò)濾。分別取濾液30 mL于100 mL容量瓶中，冷卻至室溫，用0.4%的檸檬酸溶液定容至刻度，于波長(zhǎng)525 nm處測(cè)量其OD值。

1.3.8 感官評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)20個(gè)人對(duì)不同條件下制作的紫薯風(fēng)味酸乳進(jìn)行感官評(píng)價(jià)評(píng)分并記錄。

感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 添加方式對(duì)紫薯風(fēng)味酸乳的影響

試驗(yàn)選擇添加紫薯粉，主要是由于紫薯粉質(zhì)地較均一，且容易保存，相對(duì)于新鮮紫薯漿更易操作，適合工業(yè)生產(chǎn)。

紫薯粉不同添加方式及添加量對(duì)紫薯風(fēng)味酸乳感官品質(zhì)的影響見(jiàn)表2。

表2 紫薯粉不同添加方式及添加量對(duì)紫薯風(fēng)味酸乳感官品質(zhì)的影響/分

結(jié)果顯示，隨著紫薯粉添加量的增加，紫薯風(fēng)味酸乳的狀態(tài)評(píng)分均呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)。由于紫薯粉主要成分為淀粉，適當(dāng)添加可以增加酸乳的黏稠度，增加口感；而發(fā)酵前添加紫薯粉的紫薯風(fēng)味酸乳狀態(tài)明顯優(yōu)于發(fā)酵后添加的，這是由于酸乳發(fā)酵完成后，紫薯粉極難均勻地與黏稠的酸乳混勻，導(dǎo)致產(chǎn)品有較嚴(yán)重的顆粒感，口感較差。在顏色方面，紫薯粉添加量越大，紫薯風(fēng)味酸乳紫色越明顯，相比而言發(fā)酵后添加紫薯粉制成的紫薯風(fēng)味酸乳紫色更鮮亮，但均勻度較差。在風(fēng)味方面，紫薯粉添加量越大，紫薯香味越明顯，但添加量大于4%之后，紫薯風(fēng)味酸乳口感明顯變差。最終選擇紫薯粉的添加方式為發(fā)酵前添加，添加量為4%。

2.2 發(fā)酵劑的選擇

發(fā)酵劑的篩選采用紫薯粉發(fā)酵前的添加方式，由此更能體現(xiàn)不同乳酸菌對(duì)酸乳和紫薯的作用。

不同發(fā)酵劑對(duì)紫薯風(fēng)味酸乳風(fēng)味的影響見(jiàn)表3。

含8種菌的開(kāi)菲爾酸奶發(fā)酵劑制備的紫薯風(fēng)味酸乳口感更為細(xì)膩，拉絲效果也更好，而其他感官指標(biāo)相差不大。這可能由于8種復(fù)合菌發(fā)酵劑中的菌種可產(chǎn)生更多的代謝產(chǎn)物（如多糖或其他風(fēng)味物質(zhì)），使得紫薯風(fēng)味酸乳總體感官更佳。

表3 不同發(fā)酵劑對(duì)紫薯風(fēng)味酸乳風(fēng)味的影響/分

2.3 發(fā)酵條件優(yōu)化

發(fā)酵溫度高于50℃后，紫薯風(fēng)味酸乳凝固狀態(tài)極差，可能由于發(fā)酵溫度過(guò)高，影響了乳酸菌的活性。發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，總體感官評(píng)價(jià)越高，未出現(xiàn)由于發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生過(guò)酸的口感。最終選擇45℃，發(fā)酵6.5 h為最佳發(fā)酵條件。

2.4 正交試驗(yàn)分析結(jié)果

以發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間和紫薯粉添加量為變量設(shè)計(jì)L9（33）的正交試驗(yàn)。

發(fā)酵條件正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 發(fā)酵條件正交試驗(yàn)結(jié)果

分析可知，發(fā)酵時(shí)間對(duì)紫薯風(fēng)味酸乳總體感官評(píng)分影響最大，其次為紫薯粉添加量，而發(fā)酵溫度對(duì)于紫薯風(fēng)味酸乳總體感官評(píng)分影響較小。經(jīng)綜合比較，最佳條件為發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時(shí)間6.5 h，紫薯粉添加量4.0%。

2.5 花青素相對(duì)含量測(cè)定

對(duì)正交試驗(yàn)各組酸乳進(jìn)行花青素含量測(cè)定。發(fā)酵條件對(duì)花青素含量的正交分析見(jiàn)表5。

試驗(yàn)結(jié)果表明，除了紫薯粉添加量外，發(fā)酵時(shí)間對(duì)花青素含量的影響較大，而發(fā)酵溫度對(duì)吸光度的影響不大；這可能由于花青素隨著發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，降解損失越大造成。綜合比較，在發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時(shí)間6.5 h，紫薯粉添加量4.0%的條件下，紫薯風(fēng)味酸乳的花青素含量最佳。

3 討論

發(fā)酵劑對(duì)酸乳產(chǎn)品的風(fēng)味有重要作用，更對(duì)酸乳的益生作用有重要影響。不同的發(fā)酵菌種可產(chǎn)生各種對(duì)人體健康有益的代謝產(chǎn)物，也可能產(chǎn)生更豐富的風(fēng)味物質(zhì)改善酸乳的風(fēng)味。當(dāng)前，越來(lái)越多的酸乳產(chǎn)品，尤其是功能性酸乳采用了多菌種的復(fù)合型發(fā)酵劑進(jìn)行酸乳生產(chǎn)，在改善風(fēng)味的同時(shí)更加提高了酸乳的益生效果。試驗(yàn)表明，含8種菌的復(fù)合型發(fā)酵劑制備的紫薯風(fēng)味酸乳感官評(píng)價(jià)更高，制備出的紫薯風(fēng)味酸乳口感、氣味更佳。在紫薯添加方式的選擇上，發(fā)酵前添加紫薯粉效果明顯要好，原因可能是發(fā)酵前添加，紫薯粉更易混勻，導(dǎo)致顆粒感較低；另外乳酸菌發(fā)酵過(guò)程也可能對(duì)紫薯粉中的成分有作用，導(dǎo)致口感更佳。發(fā)酵條件優(yōu)化方面，通過(guò)正交試驗(yàn)證明，紫薯粉添加量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)紫薯風(fēng)味酸乳的風(fēng)味及感官影響較大，而發(fā)酵溫度影響一般，因此后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)可針對(duì)這2個(gè)方面進(jìn)行更細(xì)致的研究，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝。在花青素含量方面，理論上添加紫薯成分越多，花青素含量應(yīng)該更高，但實(shí)際結(jié)果顯示，發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品的花青素保有量影響更大。原因可能是試驗(yàn)為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)，選擇商品紫薯粉作為添加的主要介質(zhì)，而紫薯粉由于經(jīng)過(guò)加工，花青素?fù)p失較大，因此改變紫薯粉添加量對(duì)產(chǎn)品花青素的保有量影響不大。從花青素的保有量上考慮，今后的研究需要在紫薯的添加方式上做更多的嘗試，研究出既適于工業(yè)生產(chǎn)又能更好地保證其花青素含量的方法。

表5 發(fā)酵條件對(duì)花青素含量的正交分析

[1]閔建.瑞士乳桿菌和干酪乳桿菌在大豆酸奶制備中的應(yīng)用研究 [D].上海：華南理工大學(xué)，2010.

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Preparation of Purple Potato Yogurt

ZHANG Leilei1，KANG Zonghua2，CUI Xinyuan1，GUO Xiaochuan1
（1.College of Biological Science and Engineering，Hebei University of Economics and Business，Shijiazhuang，Hebei 050061，China；2.Tianjin Guifaxiang Food Limited Liability Company，Tianjin 300221，China）

Purple potato has rich nutritional value.Through leaven screened，optimized the ratio of materials and fermentation conditions.The optimal technology is determined by sensory evaluation and contents of anthocyanin：using the mix leaven，adding 4.0%the purple tomato starch before fermentation，sugar 8%，fermentation temperature 43℃，fermentation time 6.5 h. The product has a unique flavor of purple potato and higher anthocyanin content.

purple potato；yogurt；anthocyanin

TS252.54

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.02.011

1671-9646（2017）02a-0034-03

2016-12-15

張蕾蕾（1991— ），女，本科，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。