藍(lán)莓酸奶的生產(chǎn)工藝研究

梅玉立 童彬 于素鳳 劉洋 丁志剛 華平

摘要：為了探究和優(yōu)化藍(lán)莓酸奶的生產(chǎn)工藝，以生鮮牛乳、發(fā)酵劑、藍(lán)莓汁還有白砂糖作為主要原料，制備藍(lán)莓酸奶。通過單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)，對(duì)發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵劑添加量、藍(lán)莓添加量以及白砂糖添加量進(jìn)行優(yōu)化?？傻盟{(lán)莓酸奶最佳制備條件為；白砂糖添加量為7%，藍(lán)莓汁添加量為10%，發(fā)酵時(shí)間7h，發(fā)酵劑接種量6%。在此種配方下制備的藍(lán)莓酸奶的品質(zhì)較高，口感較好，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為87.2分。通過抗氧化試驗(yàn)測(cè)得藍(lán)莓酸奶清除自由基的能力EC50（清除一半自由基時(shí)使用的抗氧化劑的量）為：EC50=20.85 g/L。

Abstract： In order to study and optimize the processing of blueberry yogurt， raw milk， leaven， blueberry juice and white sugar are used as main ingredients to produce blueberry yogurt. According to single factor experiment and the orthogonal test， the paper made improvement on the additive quantity of leaven， blueberries and white sugar. The paper found out the best condition of producing yogurt： the white sugar should account for 7%， blueberry juice 11%， inoculum concentration 6% and fermentation time should be 7 hours. In this case， high-quality and good-taste blueberry yogurt is produced， the sensory evaluation grade of which is 87.2. According to Anti-oxidation experiment， EC50 （the amount of antioxidant used to eliminate half of free-radicals）， which measures the ability of blueberry yogurt to eliminate free-radicals， is： EC50=20.85g/L

關(guān)鍵詞：藍(lán)莓酸奶；正交；感官評(píng)價(jià)；抗氧化性

Key words： blueberry yogurt；orthogonal test；sensory evaluation；anti-oxidation

中圖分類號(hào)：TS252.54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2019）03-0132-05

0 引言

藍(lán)莓，屬杜鵑花科，越橘屬植物，起源于北美，多年生灌木小漿果果樹，因果實(shí)呈藍(lán)色，故稱為藍(lán)莓。我國野生藍(lán)莓主要產(chǎn)在長白山、大興安嶺和小興安嶺林區(qū)，近幾年來才成功進(jìn)行人工培植。藍(lán)莓果實(shí)中含有豐富的營養(yǎng)成分，具有防止腦神經(jīng)老化、保護(hù)視力、強(qiáng)心、抗癌、軟化血管、增強(qiáng)人機(jī)體免疫等功能[1]。其中，由于藍(lán)莓富含花青素，具有活化視網(wǎng)膜功效，可以強(qiáng)化視力，防止眼球疲勞而備受注目[2]。據(jù)美國、日本、歐洲科學(xué)家研究，經(jīng)常食用藍(lán)莓制品，還可明顯地增強(qiáng)視力，消除眼睛疲勞。醫(yī)學(xué)臨床報(bào)告也顯示，藍(lán)莓中的花青素可以促進(jìn)視網(wǎng)膜細(xì)胞中的視紫質(zhì)再生，預(yù)防近視，增進(jìn)視力。陳健[3]等人的研究表明，純化后的藍(lán)莓花青素有較強(qiáng)的清除DPPH自由基的能力，且其抗氧化活性比VC更強(qiáng)。孟憲軍[4]等人研究發(fā)現(xiàn)純化后的藍(lán)莓多糖具有較強(qiáng)的抗氧化活性。除了直接食用之外，以藍(lán)莓汁為原料的加工產(chǎn)品很多，其主要作為生產(chǎn)酸奶、飲料、冰琪淋等產(chǎn)品的配料。

研究藍(lán)莓酸奶的加工工藝及其他的研究也很多，主要包括藍(lán)莓酸奶的加工研究[5]、藍(lán)莓保健型酸奶的加工研究[6]、以及一些添加其他物質(zhì)的藍(lán)莓酸奶，比如添加玉米[7]、蜂蜜[8]、大豆[9]、玫瑰[10]等食物的提取物。藍(lán)莓作為一種口味鮮美的水果，它還具有豐富的營養(yǎng)成分和保健價(jià)值，具有防止腦神經(jīng)老化、保護(hù)視力、強(qiáng)心、抗癌、軟化血管、增強(qiáng)人機(jī)體免疫[11]等功能。而酸奶的作用與價(jià)值更是廣為人知。酸奶能夠促進(jìn)消化、保護(hù)肝臟腎臟[12]等。酸奶能促進(jìn)消化的原因是其含多種酶及增強(qiáng)消化液分泌的能力。王曉軍等[13]人的研究表明，酸奶能顯著增強(qiáng)人體的消化功能。

本試驗(yàn)為了探求和優(yōu)化藍(lán)莓酸奶的制備工藝，通過感官評(píng)價(jià)找出最佳的組合，并且探究藍(lán)莓酸奶的抗氧化性，與其他品牌的乳制品進(jìn)行對(duì)比，確定藍(lán)莓酸奶具有抗氧化能力。

1 材料與方法

1.1 原料與輔料

藍(lán)莓、常溫牛乳、白砂糖、伊利酸奶（均為市售）。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

AL204分析天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；可調(diào)萬用電爐，龍口市電爐制造廠；LHP-160恒溫培養(yǎng)箱，上海三發(fā)科學(xué)儀器；HH數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市金城國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；BROOKFIELD CT3質(zhì)構(gòu)儀，美國Brookfield公司；FK-A組織搗碎勻漿機(jī)，上海和欣科教設(shè)備有限公司；722E型可見分光光度計(jì)；冰箱，青島海爾股份有限公司。

1.2.2 試劑

無水乙醇，天津市永大化學(xué)試劑有限公司、95%乙醇，天津市永大化學(xué)試劑有限公司、DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼），Aladdin Chemistry Co.Ltd、蘆丁。以上溶液均為分析純，試驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.3 工藝流程及操作要點(diǎn)

鮮奶滅菌：將新鮮牛乳裝入滅菌后的燒杯中，1kg/cm2蒸汽滅菌20min。

發(fā)酵劑：在滅菌乳中接入直投菌種，混合后，置于43 ℃下恒溫培養(yǎng)至發(fā)酵終點(diǎn)，使乳酸菌保持較強(qiáng)的發(fā)酵活力，得到工作發(fā)酵劑。

發(fā)酵：接入工作發(fā)酵劑恒溫培養(yǎng)，發(fā)酵5～7h。

冷藏：發(fā)酵結(jié)束后，冷卻至以20℃下灌裝，分裝完畢后送入4℃以下冷庫冷藏后熟，得成品。

藍(lán)莓汁榨取：選用無腐爛的、成熟、去梗后的新鮮藍(lán)莓在流動(dòng)水中清洗干凈。然后用組織搗碎機(jī)打漿，用60目篩網(wǎng)過濾即為藍(lán)莓汁。

藍(lán)莓汁殺菌：將藍(lán)莓果汁、蔗糖混合，混合液經(jīng)預(yù)熱（55℃～65℃），均質(zhì)，殺菌（ 95℃，5min）。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 發(fā)酵劑制備

取100 mL生鮮牛乳，1 kg/cm2蒸汽滅菌20min。在滅菌乳中加入菌種，混合后，置于43 ℃下恒溫培養(yǎng)至發(fā)酵終點(diǎn)，取出發(fā)酵至終點(diǎn)的發(fā)酵劑放入4 ℃溫度下冷藏，待用。

1.4.2 單因素試驗(yàn)

通過查詢相關(guān)資料，在其他工藝參數(shù)固定的條件下，對(duì)藍(lán)莓汁的添加量、蔗糖的添加量、發(fā)酵劑的添加量和酸奶的發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行單因素試驗(yàn)。每個(gè)因素取5個(gè)試驗(yàn)水平，其中藍(lán)莓汁的添加量為4%、7%、10%、13%和16%；蔗糖的添加量為3%、5%、7%、9%和11%；發(fā)酵劑的添加量為3%、4%、5%、6%和7%；發(fā)酵時(shí)間為3h、4h、5h、6h和7h。

1.4.3 正交試驗(yàn)

在單因素的基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)因素的水平進(jìn)行細(xì)化。以蔗糖添加量（A）、發(fā)酵劑接種量（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）、藍(lán)莓汁添加量（D）為四個(gè)因素，每個(gè)因素各取三個(gè)水平，選取L9（34）正交設(shè)計(jì)對(duì)配方進(jìn)行優(yōu)化。

1.4.4 抗氧化性試驗(yàn)

用吸量管分別取2.0，4.0，6.0，8.0，10.0mL質(zhì)量濃度為12.664 mg/gDPPH溶液于比色管中，然后用體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇稀釋到刻度，搖勻，以體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶劑作參比，在517 nm處測(cè)定各濃度的吸光度。以DPPH質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得線性方程。

蘆丁對(duì)DPPH自由基清除率[14]的測(cè)定：在7個(gè)10mL比色管中均加入9mL質(zhì)量濃度為12.664mg/L的DPPH溶液，再分別加入質(zhì)量濃度為0.1g/L的蘆丁溶液0.10，0.15，0.20，0.25，0.30，0.35，0.4mL，用體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇稀釋至刻度，混勻后放置30min，以體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇溶劑作參比， 于517nm處測(cè)定吸光度，根據(jù)DPPH標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程計(jì)算DPPH質(zhì)量濃度，并按下列公式計(jì)算DPPH清除率（γ）。

γ=（1-Ct/C0）×100%

（式中C0為未加樣品時(shí)DPPH的質(zhì)量濃度；Ct為加入不同試樣后DPPH的質(zhì)量濃度。）

酸牛奶對(duì)DPPH自由基清除率的測(cè)定：在5個(gè)10mL比色管均加入8mL質(zhì)量濃度為12.664mg/L的DPPH溶液，再分別加入0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL的酸牛奶，用體積分?jǐn)?shù)95%乙醇稀釋至刻度，混勻后放置30min，以95%乙醇溶劑作參比，于517nm處測(cè)定吸光度，根據(jù)DPPH標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程計(jì)算DPPH質(zhì)量濃度。清除率計(jì)算同上。

為了評(píng)價(jià)酸牛奶的抗氧化性能和自由基清除能力，常選擇清除率為50%時(shí)酸牛奶的質(zhì)量濃度（EC50）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，EC50值越小，酸牛奶清除自由基的能力越強(qiáng)。根據(jù)清除率與酸牛奶質(zhì)量濃度之間的線性關(guān)系，計(jì)算出藍(lán)莓酸奶、蒙牛酸牛奶、蒙牛純牛奶的EC50 值，比較3種牛奶對(duì)DPPH的清除能力。

1.5 檢測(cè)方法

1.5.1 感官評(píng)分

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB19302-2010中所列的各種檢驗(yàn)項(xiàng)目，選擇25人作為評(píng)價(jià)小組，從藍(lán)莓酸奶的口感（30分）、組織狀態(tài)（30分）、香味（20分）、酸甜度（20分）4個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.5.2 質(zhì)構(gòu)分析

根據(jù)感官分析，選取正交試驗(yàn)確定的最佳配方進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定硬度、黏度、內(nèi)聚性，了解藍(lán)莓酸奶的質(zhì)地等。質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試參數(shù)設(shè)定為測(cè)試前速度2.0mm/s，測(cè)試速度1.0mm/s，測(cè)試后速度 1.0mm/s，測(cè)試距離 20mm，樣品壓縮百分率15%，感應(yīng)力5g，T44-1000探頭。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 蔗糖的添加量對(duì)藍(lán)莓酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

藍(lán)莓汁10%、發(fā)酵劑接種量5%、發(fā)酵時(shí)間5h，蔗糖添加量分別為：3%、5%、7%、9%和11%，感官評(píng)分如圖1所示。

如圖所示，添加不同量的蔗糖時(shí)，藍(lán)莓酸奶的感官評(píng)價(jià)分有所不同。在蔗糖添加量為3%時(shí)，感官評(píng)價(jià)分最低，為67分，隨著蔗糖添加量的增加，酸奶的感官評(píng)分隨之升高。在添加量為8%左右的時(shí)候達(dá)到最高值，為79分。隨后蔗糖添加量越高，酸甜度變高，評(píng)分穩(wěn)定，但感官評(píng)分越來越低，因?yàn)樗崮痰慕M織狀態(tài)以及香味評(píng)分下降，使得感官評(píng)價(jià)總分下降。由此得出，在其他因素一定的情況下，蔗糖添加量為7%左右時(shí)，藍(lán)莓酸奶的品質(zhì)最佳。

2.1.2 發(fā)酵劑接種量對(duì)藍(lán)莓酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

蔗糖添加量7%、藍(lán)莓汁添加量10%、發(fā)酵時(shí)間5h，發(fā)酵劑添加量分別為4%、5%、6%、7%和8%，感官評(píng)分如圖2所示。

圖2顯示，隨著發(fā)酵劑接種量增加，因?yàn)榘l(fā)酵程度的改變，口感評(píng)分迅速增加，后隨之下降，其他評(píng)價(jià)值變化不大。在發(fā)酵劑接種量為6%左右時(shí)，感官評(píng)價(jià)分達(dá)到峰值，為85分。接種量超過6%后，口感和組織狀態(tài)評(píng)分逐漸下降，總分下降，說明在發(fā)酵劑添加6%左右時(shí)，口感最佳。

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)藍(lán)莓酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

蔗糖添加量為7%；發(fā)酵劑接種量為6%；藍(lán)莓汁添加量為10%，發(fā)酵時(shí)間為4h；5h；6h；7h和8h。評(píng)分結(jié)果如圖3所示。

圖3表明，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，酸奶的組織狀態(tài)逐漸成型，口感變好，感官評(píng)價(jià)分呈上升的趨勢(shì)，在發(fā)酵時(shí)間為6h時(shí)，感官評(píng)價(jià)最高，為82分。超過6h后，感官評(píng)價(jià)分逐漸下降，但是趨于穩(wěn)定和平緩。由此可見，在其他條件一定的情況下，發(fā)酵時(shí)間6h左右時(shí)，藍(lán)莓酸奶的品質(zhì)最佳，感官評(píng)分最高。

2.1.4 藍(lán)莓汁添加量對(duì)藍(lán)莓酸奶感官評(píng)價(jià)的影響

蔗糖添加量為7%；發(fā)酵劑接種量為6%；發(fā)酵時(shí)間為5h，藍(lán)莓汁添加量為7%；9%；10%；11%和13%。該條件下的評(píng)分如圖4所示。

由圖4和表可知，隨著藍(lán)莓汁添加量的增加，酸奶的口感變好，酸度變大，在10%左右時(shí)達(dá)到最大值，約為85分。隨后口感評(píng)分有所下降，但是下降幅度不大。其他評(píng)分項(xiàng)目分?jǐn)?shù)基本不變。由此可見，在其他因素一定的條件下，藍(lán)莓汁添加量在10%左右時(shí)，藍(lán)莓酸奶的口感及品質(zhì)最好，感官評(píng)價(jià)分最高。

2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化

正交試驗(yàn)因素水平表見表2，正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。極差分析結(jié)果表明影響藍(lán)莓酸奶感官評(píng)價(jià)的因素為：藍(lán)莓汁的添加量（D）>發(fā)酵時(shí)間（C）>蔗糖添加量（A）>發(fā)酵劑接種量（B）。因此，最佳制備工藝條件為A1B3C3D2。

由蔗糖添加量、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間、藍(lán)莓汁添加量4因素3水平正交試驗(yàn)結(jié)果分析可得最佳制備條件為A1B3C3D2。即蔗糖添加量為7%；發(fā)酵劑接種量為7%；發(fā)酵時(shí)間為7h；藍(lán)莓汁添加量為10%。極差分析結(jié)果表明影響藍(lán)莓酸奶感官評(píng)價(jià)的因素為：藍(lán)莓汁的添加量（D）>發(fā)酵時(shí)間（C）>蔗糖添加量（A）>發(fā)酵劑接種量（B）。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

最優(yōu)組合未在正交試驗(yàn)組中，因此進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。由表4可知組合A1B3C3D2的感官評(píng)分大于A3B1C3D2組合，明A1B3C3D2為最優(yōu)組合。

2.4 質(zhì)構(gòu)結(jié)果分析

在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行藍(lán)莓酸奶的質(zhì)構(gòu)分析，表5為質(zhì)構(gòu)儀分析正交試驗(yàn)與驗(yàn)證試驗(yàn)中每組樣品的硬度、彈性、粘著性、膠著性和內(nèi)聚性的結(jié)果的平均值。

通過表5對(duì)比從市面上購買的成品酸奶，一般市面上的酸奶硬度在12g左右，該工藝所制備的酸奶硬度較成品酸奶高，大多數(shù)在40g左右。測(cè)得市面上的酸奶內(nèi)聚在6g左右，該工藝制得酸奶內(nèi)聚性普遍在4g左右，較低。結(jié)合正交試驗(yàn)結(jié)果分析，硬度在40g，彈性0.2mJ，粘著性0.2～0.3mJ，膠著性40g左右，內(nèi)聚性3.75～4.0時(shí)，感官評(píng)價(jià)較好。

2.5 抗氧化性結(jié)果分析

根據(jù)方法1.4.4，對(duì)藍(lán)莓酸奶進(jìn)行抗氧化性分析并與其他牛奶酸奶進(jìn)行比較，結(jié)果如表6。

由表6可得，藍(lán)莓酸奶的EC50遠(yuǎn)小于蒙牛酸奶與純牛奶，故藍(lán)莓酸奶清除DPPH自由基的能力強(qiáng)于普通酸奶和純牛奶。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以藍(lán)莓酸奶的工藝優(yōu)化為目的，首先通過單因素試驗(yàn)確定蔗糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵劑添加量以及藍(lán)莓汁添加量的最佳范圍，然后通過正交試驗(yàn)得出每種配比下的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，最后通過極差分析確定最佳的配比為A1B3C3D2，即蔗糖添加量為7%；發(fā)酵劑接種量為7%；發(fā)酵時(shí)間為7h；藍(lán)莓汁添加量為10%，并通過驗(yàn)證試驗(yàn)加以證明。

通過試驗(yàn)與計(jì)算得出藍(lán)莓酸奶的EC50值為20.85g/L，遠(yuǎn)低于蒙牛酸奶的35.09g/L和蒙牛純牛奶的97.23g/L。說明在酸奶中添加藍(lán)莓汁后，藍(lán)莓的抗氧化能力大大提高，清除DPPH自由基的能力大大增強(qiáng)。

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