馬鈴薯山藥復(fù)合大豆酸乳的制備及貯藏品質(zhì)研究

王 然

（1.長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品與生物技術(shù)分院，吉林 長(zhǎng)春 130033；2.吉林大學(xué) 生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130022）

我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)量位居世界首位，馬鈴薯因其營(yíng)養(yǎng)豐富[1]、易于調(diào)味、熟制后口感綿軟，所以廣受消費(fèi)者歡迎，是百姓餐桌的常見菜肴[2]。農(nóng)業(yè)部在2015年也將馬鈴薯提高到了主糧的重要地位。山藥是薯蕷科植物薯蕷的塊莖，性溫味甘，含有山藥多糖、糖蛋白、尿囊素、皂苷等多種活性成分[3-4]，具有健脾養(yǎng)胃，補(bǔ)腎益肺等功效，屬于藥食兼用作物，在我國(guó)已有兩千余年的食用歷史[5]。酸奶由于其營(yíng)養(yǎng)、健康、美味，已經(jīng)成為百姓餐桌的主要乳品。目前，酸奶新產(chǎn)品的開發(fā)主要集中于功能性酸奶的研制。陳亞楠等[1]以馬鈴薯和鮮牛乳為原料，研究得出酸奶中的最佳馬鈴薯配比；劉春芬等[4]以山藥和奶粉為原料經(jīng)益生菌發(fā)酵確定了主要原料添加配比及發(fā)酵條件；王新惠等[6]以黃豆和紫薯為原料，經(jīng)過優(yōu)化工藝得到紫薯大豆酸奶的工藝參數(shù)。國(guó)外研究人員也進(jìn)行了相關(guān)研究報(bào)道[7-8]。但是，對(duì)以馬鈴薯、山藥和豆乳為主要原料，經(jīng)過發(fā)酵工藝制備的酸奶，其制備工藝及貯藏品質(zhì)方面的研究鮮有報(bào)道。

國(guó)務(wù)院發(fā)布的《國(guó)民營(yíng)養(yǎng)計(jì)劃（2017～2030年）》中提出“推進(jìn)以馬鈴薯為主食的功能性食品的開發(fā)”以及“利用優(yōu)質(zhì)動(dòng)、植物蛋白，開展雙蛋白營(yíng)養(yǎng)食品的開發(fā)”等要求。大豆蛋白是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白來源，本研究將馬鈴薯和山藥應(yīng)用于大豆復(fù)合酸乳的加工中，既豐富了酸乳的營(yíng)養(yǎng)成分和功能特性[9]，又解決了大豆酸乳凝乳不良的問題。同時(shí)，大豆復(fù)合酸乳在貯藏的過程中容易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象[10]，導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)變劣，本實(shí)驗(yàn)通過研究馬鈴薯、山藥、豆乳等主要原料添加比例對(duì)復(fù)合酸乳貯藏品質(zhì)的影響，為馬鈴薯、山藥、大豆等農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)用于功能性酸乳中的開發(fā)提供方法和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

山藥、大豆：本地農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；馬鈴薯雪花全粉：赤峰凌志食品有限公司；α-淀粉酶（3 700 U/g）：北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；牛乳：完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司；益生菌發(fā)酵劑：北京川秀科技有限公司；檸檬酸、抗壞血酸鈉：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司；實(shí)驗(yàn)所用所有化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

TA-XTplus2質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)Stable Micro Systems公司；CRS300實(shí)驗(yàn)室乳化機(jī)：上海馳翔新能源設(shè)備科技有限公司；GNP9080恒溫培養(yǎng)箱：常州菲普實(shí)驗(yàn)儀器廠；SW-CJ-1D超凈工作臺(tái)：蘇州凈化設(shè)備有限公司；HH-W600電熱恒溫水浴箱：金壇市醫(yī)療儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯山藥復(fù)合大豆酸奶的制備工藝流程及操作要點(diǎn)

馬鈴薯漿的制備：取馬鈴薯全粉，按質(zhì)量比1∶8加水混合均勻，添加α-淀粉酶40 U/g（按馬鈴薯粉懸浮液計(jì)算），混合均勻后，置于50℃水浴攪拌12 min；然后置于沸水浴中進(jìn)行滅酶處理10 min，過80目篩，得到平均葡萄糖當(dāng)量值（DE）為13.85的馬鈴薯漿[11-12]。

山藥漿的制備：取新鮮山藥去皮后切成0.3 cm左右的薄片，立即放入含有D-抗壞血酸鈉（質(zhì)量濃度1 g/L）和檸檬酸（質(zhì)量濃度3 g/L）的護(hù)色液中，浸泡30 min；然后，徹底清洗山藥片，放入沸水中燙漂5 min滅酶。山藥與水以質(zhì)量比2∶1進(jìn)行打漿，過80目篩，得到山藥漿[4，13]。

大豆預(yù)處理：大豆經(jīng)過除雜、清洗之后，在清水中浸泡至豆粒膨脹，并除去豆粒表面皮層。

磨漿：大豆與水的質(zhì)量比為1∶5，使用磨漿機(jī)磨漿，然后過120目篩，得到濾液，加熱至90℃，保溫15 min。

調(diào)配：牛乳按體積比1∶3加入豆?jié){中，然后將馬鈴薯漿、山藥漿加入其中并混合均勻，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%的綿白糖。

殺菌：在95℃條件下加熱處理15min，然后冷卻至40℃。

接種、發(fā)酵：接種2 g/L復(fù)合乳酸菌發(fā)酵劑（保加利亞乳桿菌∶嗜熱鏈球菌=1∶2），然后灌裝50 g樣品于帶蓋廣口瓶中，在42℃進(jìn)行保溫發(fā)酵10 h。

后熟、成品：發(fā)酵完成后立即冷卻至室溫（20℃），然后置于4℃冰箱中后熟24h，即制成馬鈴薯山藥復(fù)合大豆酸奶。

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇馬鈴薯漿、山藥漿與乳液的體積比（0∶0∶100、3∶15∶82、6∶12∶82、9∶9∶82、12∶6∶82、15∶3∶82），調(diào)制的復(fù)合乳液在發(fā)酵劑接種量2 g/L、發(fā)酵溫度42℃的條件下，進(jìn)行恒溫發(fā)酵10 h，經(jīng)24 h低溫后熟，即制得馬鈴薯山藥復(fù)合大豆酸奶樣品。研究馬鈴薯山藥復(fù)合大豆酸乳在分別貯藏1d、3d、5d、7 d、9d時(shí)，其主要原料的不同體積比（0∶0∶100、3∶15∶82、6∶12∶82、9∶9∶82、12∶6∶82、15∶3∶82）對(duì)馬鈴薯山藥復(fù)合大豆酸乳樣品的理化性質(zhì)及感官品質(zhì)的影響。

1.3.3 測(cè)定方法

（1）酸度測(cè)定

酸乳樣品的酸度測(cè)定按照GB 5009.239—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測(cè)定》進(jìn)行檢測(cè)。

（2）乳清析出率測(cè)定

選用直接稱量法測(cè)定酸乳樣品的乳清析出率[10]，其計(jì)算公式如下：

式中：M1為乳清的質(zhì)量，g；M2為酸乳樣品的質(zhì)量，g。

（3）持水性測(cè)定

稱取25 g酸乳樣品置于離心管中，設(shè)置離心機(jī)的離心力450 g，轉(zhuǎn)速3 000 r/min，離心10 min，倒掉上清液后稱質(zhì)量[14]。樣品持水性計(jì)算公式如下：

式中：W1為酸乳樣品離心后的質(zhì)量，g；W2為酸乳樣品離心前的質(zhì)量，g。

（4）質(zhì)構(gòu)性質(zhì)測(cè)定

使用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)酸乳樣品的硬度、破裂強(qiáng)度、彈性和膠黏性進(jìn)行測(cè)定。選取直徑為45 mm的圓柱形探頭，測(cè)試前速2.0 mm/s，測(cè)試中速1.0 mm/s，測(cè)試后速2.0 mm/s，初始應(yīng)力2.0 g，壓縮深度15 mm[15]。

（5）乳酸菌數(shù)測(cè)定

按照GB 4789.35—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》檢測(cè)酸乳樣品中桿菌和球菌的活菌數(shù)，檢測(cè)結(jié)果以對(duì)數(shù)值（lg）表示[16]。

（6）感官評(píng)定

選擇8名品評(píng)員（男女各4人）組成的感官評(píng)定小組，分別對(duì)6種酸乳排列組成的帶有編號(hào)的18個(gè)樣品（每種酸乳提供3個(gè)不同編號(hào)的樣品）從外觀、組織狀態(tài)、口感、風(fēng)味和適口性等方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)并賦分，滿分100分，每個(gè)酸乳樣品感官品質(zhì)得分結(jié)果取12人評(píng)分的平均值，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1[17-19]。

表1 馬鈴薯山藥復(fù)合大豆酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of soy yogurt with potato and Chinese yam

續(xù)表

1.3.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用IBM SPSSStatistics20統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。選擇Duncan分析，在95%的置信水平范圍內(nèi)，計(jì)算試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間差異的顯著性。試驗(yàn)結(jié)果取自3個(gè)平行樣品的檢測(cè)結(jié)果，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同原料配比對(duì)酸乳樣品貯藏性質(zhì)的影響

2.1.1 不同原料配比對(duì)酸乳樣品酸度的影響

在酸乳樣品發(fā)酵過程中，乳酸菌進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖，并產(chǎn)生大量有機(jī)酸，這是構(gòu)成酸乳獨(dú)特風(fēng)味的主要物質(zhì)之一。由表2可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，6種酸乳樣品的酸度均在不同程度的增加，并且，馬鈴薯漿、山藥漿的添加比例對(duì)大豆復(fù)合酸乳在貯藏過程中的酸度變化產(chǎn)生一定的影響。通過對(duì)比6種酸乳樣品貯藏1 d（樣品制作完成后24 h）的酸度發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯漿、山藥漿與乳液體積比為3∶15∶82的酸乳樣品，其酸度最高（72.9°T），然而，不含馬鈴薯漿和山藥漿的酸乳樣品（0∶0∶100）其酸度最低（68.2°T），這可能是因?yàn)榇蠖沟鞍啄軌蚪档腿樗峋l(fā)酵過程中的酸度增長(zhǎng)速率[20]。此外，酸乳樣品的酸度隨著山藥漿含量的增加而升高，在貯藏過程中，6種酸乳樣品酸度的平均增長(zhǎng)率由高到低依次為3∶15∶82＞6∶12∶82＞9∶9∶82＞15∶3∶82＞12∶6∶82＞0∶0∶100，其酸度增長(zhǎng)速率依次為3.76%、2.56%、1.78%、1.76%、1.54%、1.32%。

表2 不同原料配比對(duì)酸乳樣品貯藏過程中酸度的影響Table 2 Effect of different ratio of raw material on the acid degree of yogurt samples during storage°T

2.1.2 不同原料配比對(duì)酸乳樣品乳清析出率的影響

乳清析出率是評(píng)價(jià)酸乳品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，乳清析出率低的酸乳口感潤(rùn)滑，品質(zhì)更高。馬鈴薯漿、山藥漿添加比例對(duì)酸乳在貯藏過程中乳清析出率的影響見表3。由表3可知，在貯藏期1 d，6種酸乳樣品均無乳清析出即乳清析出率為0；在第3天，不含馬鈴薯漿、山藥漿的酸乳樣品（0∶0∶100）開始析出乳清，而其他酸乳樣品均無乳清析出；在第5天，所有酸乳樣品均有乳清析出，并且隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，乳清析出率增加。在貯藏第9天，馬鈴薯漿、山藥漿與乳液體積比為3∶15∶82的酸乳樣品的乳清析出率最低，而不含馬鈴薯漿和山藥漿的酸乳樣品（0∶0∶100）其乳清析出率最高。在貯藏過程中，6種酸乳樣品乳清析出率數(shù)值從小到大依次為3∶15∶82＞6∶12∶82＞9∶9∶82＞12∶6∶82＞15∶3∶82＞0∶0∶100。

表3 不同原料配比對(duì)酸乳樣品貯藏過程中乳清析出率的影響Table 3 Effect of different ratio of raw material on whey separation rate of yogurt samples during storage%

2.1.3 不同原料配比對(duì)酸乳樣品持水性的影響

酸乳凝乳的組織結(jié)構(gòu)與其物理性質(zhì)持水性具有密切的關(guān)系，在離心力的作用下，酸乳的持水性越好，其乳清析出率越低，不同原料配比對(duì)酸乳樣品持水性的影響見表4。

表4 不同原料配比對(duì)酸乳樣品貯藏過程中持水性的影響Table 4 Effect of different ratio of raw material on water holding of yogurt samples during storage%

如表4所示，隨著貯藏時(shí)間的增加，所有酸乳樣品持水性均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；同時(shí)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在貯藏過程中馬鈴薯漿和山藥漿的體積比對(duì)酸乳樣品的持水性影響顯著（P＜0.05）；馬鈴薯漿、山藥漿與乳液體積比為3∶15∶82的酸乳樣品的持水性最好，在貯藏過程中，隨著山藥漿添加比例的降低，酸乳樣品的持水性下降，這可能是由于山藥漿中的山藥淀粉與酸乳中的酪蛋白相互作用，致使酸乳體系黏度增加，酸乳脫水收縮的敏感性降低，進(jìn)而提高酸乳持水性[5]。然而，不含馬鈴薯漿、山藥漿的酸乳樣品（0∶0∶100），其持水力顯著低于其他5種酸乳樣品（P＜0.05）。這與酸乳樣品乳清析出檢測(cè)結(jié)果相一致，酸乳樣品原料體積比為3∶15∶82的持水性高，則乳清析出率低；相反，酸乳樣品0∶0∶100的持水性低，則乳清析出率高。

2.1.4 不同原料配比對(duì)酸乳樣品質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的影響

硬度和稠度反映了酸乳組織狀態(tài)和口感，是評(píng)價(jià)酸乳質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的重要指標(biāo)。不同原料配比對(duì)酸乳樣品硬度的影響如表5所示，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，酸乳樣品的硬度略有增加；同時(shí)，在貯藏過程中，隨著馬鈴薯漿添加比例的增加，酸乳樣品的硬度也表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，其硬度增加率由低到高依次為6∶12∶82＜12∶6∶82＜9∶9∶82＜15∶3∶82＜3∶15∶82＜0∶0∶100，硬度增加率依次為2.49%、2.52%、2.94%、3.09%、3.96%、7.09%。其中，不含馬鈴薯漿、山藥漿的酸乳樣品（0∶0∶100），其硬度顯著低于其他5種酸乳樣品（P＜0.05），其硬度增加率卻為最高。這可能是由于乳液中大豆蛋白在乳酸菌產(chǎn)酸的誘導(dǎo)下形成凝膠[21]，但是凝膠結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定，當(dāng)在乳液中添加了山藥漿和酶解后的馬鈴薯漿時(shí)，馬鈴薯漿中的低聚糖、糊精以及沒有完全酶解的淀粉等成分能夠促進(jìn)凝膠結(jié)構(gòu)的形成，并有助于酸乳樣品的硬度的增加；在貯藏過程中，酸乳樣品硬度增加比較緩慢。

稠度表示為質(zhì)構(gòu)儀探頭下壓酸乳樣品所做的功。貯藏過程中馬鈴薯漿、山藥漿添加量對(duì)酸乳樣品稠度的影響見表6。

表5 不同原料配比對(duì)酸乳樣品貯藏過程中硬度的影響Table 5 Effect of different ratio of raw material on hardness of yogurt samples during storage g

表6 不同原料配比對(duì)酸乳樣品貯藏過程中稠度的影響Table 6 Effect of different ratio of raw material on consistency of yogurt samples during storage g/s

由表6可知，6組酸乳樣品的稠度隨貯藏時(shí)間的增加而增加。在添加了馬鈴薯漿和山藥漿的酸乳樣品中，原料配比為15∶3∶82時(shí)的稠度最高，原料體積比為3∶15∶82時(shí)的稠度最低，這與乳清析出率的結(jié)果相反，因此原因不排除酸乳樣品乳清析出率增加所導(dǎo)致的酸乳樣品稠度的升高[9]。

2.1.5 不同原料配比對(duì)酸乳樣品乳酸菌活菌數(shù)的影響

在貯藏過程中，不同原料配比對(duì)酸乳樣品中活菌數(shù)的影響見表7。由表7可知，6種酸乳樣品的乳酸菌活菌數(shù)幾乎均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。在貯藏過程中，酸乳樣品3∶15∶82的桿菌和球菌活菌數(shù)最高，這與表2中此樣品酸度值最高的結(jié)果相一致。酸乳樣品中桿菌活菌數(shù)和部分樣品的球菌活菌數(shù)均隨著山藥漿添加比例的降低而減少，原因可能是山藥中含有的膳食纖維、山藥多糖和薯蕷皂苷元[5]等成分，這些成分都可能作為益生元，促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)和繁殖。然而，在6種酸乳樣品中，不含馬鈴薯漿和山藥漿的酸乳樣品（0∶0∶100），其桿菌和球菌活菌數(shù)均最少，這可能是由于大豆蛋白能降低乳酸菌的發(fā)酵速率[20]，并對(duì)乳酸菌生命活動(dòng)產(chǎn)生抑制。

表7 不同原料配比對(duì)酸乳樣品乳酸菌活菌數(shù)的影響Table 7 Effect of different ratio of raw material on viable counts of lactic acid bacteria in yogurt samples during storage lg（CFU/mL）

2.1.6 不同原料配比對(duì)酸乳樣品感官評(píng)價(jià)的影響

感官評(píng)價(jià)是決定酸乳產(chǎn)品能否被消費(fèi)者接受的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，不同原料配比對(duì)酸乳樣品感官評(píng)價(jià)的影響見圖1。

圖1 不同原料配比對(duì)酸乳樣品感官評(píng)價(jià)的影響Fig.1 Effect of different ratio of raw material on sensory evaluation of yogurt samples during storage

如圖1所示，在貯藏過程中，所有酸乳樣品的感官評(píng)價(jià)得分均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但是添加不同比例的馬鈴薯漿和山藥漿對(duì)酸乳樣品的感官評(píng)價(jià)得分產(chǎn)生顯著影響（P＜0.05）。原料體積比為3∶15∶82酸乳樣品在貯藏期1 d的感官評(píng)價(jià)得分為91.37分，在貯藏期3 d的感官評(píng)價(jià)得分為90.65分，即在貯藏期前3 d，此酸乳樣品感官品質(zhì)未發(fā)生明顯變劣，并且感官評(píng)價(jià)得分明顯高于其他5種酸乳樣品。隨著乳液中山藥漿添加比例的下降，酸乳的感官評(píng)價(jià)得分也出現(xiàn)不同程度的降低。然而，在貯藏過程中，原料體積比為15∶3∶82酸乳樣品和不含馬鈴薯漿和山藥漿的酸乳樣品的感官評(píng)價(jià)得分呈大幅度下降，主要原因是這兩種樣品的乳清析出率高，并且酸乳樣品的組織結(jié)構(gòu)粗糙，其中，隨著貯藏時(shí)間的增加，酸乳樣品15∶3∶82有明顯顆粒感，可能是由于沒有完全酶解的馬鈴薯淀粉老化所致，而不含馬鈴薯漿和山藥漿的酸乳樣品質(zhì)地過軟，凝乳一觸即碎。馬鈴薯漿、山藥漿和乳液體積比為3∶15∶82的酸乳樣品表面光滑，凝塊完整，酸甜適度，入口潤(rùn)滑，具有純正的發(fā)酵豆乳香味并且?guī)в猩剿幒婉R鈴薯香味，香味和諧，無異味。

3 結(jié)論

本研究以馬鈴薯、山藥、大豆為主要原料，接種乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，制成馬鈴薯山藥復(fù)合大豆酸乳。通過單因素試驗(yàn)，研究貯藏過程中不同原料配比對(duì)復(fù)合酸乳品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，馬鈴薯漿、山藥漿與乳液體積比為3∶15∶82的酸乳樣品，在貯藏過程中，具有適宜的酸度，較低的乳清析出率，良好的持水性，適中的硬度和稠度，并且具有較高的活菌數(shù)，此外，在20℃的條件下，貯藏3 d時(shí)，其感官評(píng)分仍在90分以上，說明馬鈴薯漿和山藥漿的添加提高了酸乳樣品的貯藏品質(zhì)的穩(wěn)定性。制備的馬鈴薯山藥復(fù)合大豆酸乳酸甜適口、風(fēng)味純正、營(yíng)養(yǎng)豐富，為農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)用于功能性酸奶的開發(fā)提供參考和理論依據(jù)。