山藥薏米芡實(shí)褐色酸奶生產(chǎn)工藝研究

付榮霞 高桂彬 崔艷 付瑋琦

摘?要：為了研究褐色酸奶的制作工藝，提升褐色酸奶的營養(yǎng)價值及口味豐富度而制作山藥薏米芡實(shí)褐色酸奶。以山藥、薏米、芡實(shí)為原料，用中溫α-淀粉酶和糖化酶進(jìn)行處理，以糖化酶添加量、酶解時間、溫度和pH為因素進(jìn)行正交試驗(yàn)。通過試驗(yàn)確定的最適糖化酶添加量為0.5%、pH 4.0、58℃酶解50min。以此最適條件處理得到的山藥薏米芡實(shí)漿酶解液、奶粉、白砂糖和水為原料，在高溫下進(jìn)行美拉德反應(yīng)。得到的最佳褐變條件為121℃、25min、最適的酶解液與復(fù)原乳之比為1∶13。設(shè)置不同處理組進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵，測定不同處理組的pH、酸度、持水力、乳酸菌數(shù)以及進(jìn)行感官評定，選擇出6號（即添加酶解液的褐變復(fù)原乳與添加酶解液的未褐變復(fù)原乳混合后共同發(fā)酵）處理組為最佳。由此條件下制得的褐色酸奶具有酸味甜度合適，風(fēng)味獨(dú)特，口感細(xì)膩，并具有一定的營養(yǎng)價值。

關(guān)鍵詞：山藥;薏米;芡實(shí);糖化;褐色酸奶

褐色酸奶是由美拉德反應(yīng)處理的乳品進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵得到的。由于不同的加工方法、溫度等差異，美拉德反應(yīng)會呈現(xiàn)一系列的顏色，可以是淡黃色、金黃色、淡褐色、棕紅色，甚至是深棕黑色等[1]。褐色酸奶與傳統(tǒng)酸奶相比，不添加色素就可以通過配料、優(yōu)化生產(chǎn)工藝形成需要的顏色，并帶有微醺的酪香，受到消費(fèi)者的喜愛。山藥可以肺、脾、腎三臟并補(bǔ)，還能夠斂汗，對緩解東方人乳糖不耐癥的癥狀也有積極作用[2]。薏米具有補(bǔ)益脾胃、祛除濕邪、抗癌等功效。芡實(shí)有補(bǔ)脾腎、除濕等作用。山藥、薏米和芡實(shí)都是藥食同源之物，三者共同熬粥自古有之，不僅口感軟綿，谷香濃郁，更可以使山藥薏米芡實(shí)等原料的滋補(bǔ)功效相互促進(jìn)，增強(qiáng)其食療效果。山藥酸奶、薏米酸奶、芡實(shí)酸奶已經(jīng)逐漸被人們開發(fā)，但未見有山藥薏米芡實(shí)酸奶的研發(fā)。作為新興的酸奶品類——褐色酸奶，還缺乏對其系統(tǒng)性的研究。本試驗(yàn)將山藥薏米芡實(shí)漿的酶解液與復(fù)原乳混合后，經(jīng)褐變處理，共同發(fā)酵制成酸奶，研究其最佳的生產(chǎn)工藝。

1?材料與方法

1.1?材料與試劑

白砂糖、薏米、山藥、芡實(shí)、雀巢全脂奶粉、酸奶、小蘇打，購自京東網(wǎng)上商城;2-硫代巴比妥酸、K2HPO4·7H2O、檸檬酸三銨、MgSO4·7H2O、MnSO4·4H2O等，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司;中溫α-淀粉酶（酶活力10 000U/g）、糖化酶（酶活力150 000U/g），均為食品級，天津諾奧科技發(fā)展有限公司。

1.2?儀器與設(shè)備

5810R冷凍離心機(jī)，Eppedorf;UV-1800PC紫外可見分光光度計，上海美譜達(dá)儀器有限公司;SW-CJ-1FD超凈工作臺，蘇州凈化設(shè)備有限公司;BJ-150組織粉碎機(jī)，德清拜杰電器有限公司。

1.3?方法

1.3.1?山藥薏米芡實(shí)漿處理工藝

（1）山藥薏米芡實(shí)漿的前處理：①山藥預(yù)處理：將新鮮山藥清洗干凈、去除表皮，切成小塊后，按照料水比1∶3加水，用組織搗碎機(jī)打成勻漿，90℃下糊化15min;②薏米預(yù)處理：稱量一定量的薏米，粉碎后，按照料水比1∶10加水，90℃糊化30min;③芡實(shí)預(yù)處理：選擇優(yōu)質(zhì)芡實(shí)用清水洗凈，加入7倍的水，40℃浸泡4h，用組織搗碎機(jī)打成勻漿，85℃糊化12min。（2）山藥薏米芡實(shí)漿的液化處理：將制備好的山藥漿、薏米漿、芡實(shí)漿按照1∶1∶1混合并攪拌均勻。用小蘇打調(diào)pH至6.5，加入總體積0.3%的中溫α-淀粉酶（10 000U/g），在55℃下液化60min[3]。（3）山藥薏米芡實(shí)漿糖化處理條件正交試驗(yàn)：①糖化處理：液化完成的山藥薏米芡實(shí)漿用檸檬酸調(diào)節(jié)至合適pH，加入適量的糖化酶，在合適的溫度下，經(jīng)過一定的時間完成糖化過程;②葡萄糖含量的測定：使用3，5-二硝基水楊酸比色法測定[4]，以糖化完成后山藥薏米芡實(shí)漿中葡萄糖的含量為指標(biāo)，判斷出糖化酶的最佳酶解pH、溫度、時間及糖化酶添加量。

1.3.2?酶解液添加量對美拉德反應(yīng)的影響

（1）褐變處理條件的選擇：根據(jù)文獻(xiàn)可知[5]，利用不同的溫度和時間加熱復(fù)原乳產(chǎn)生的褐變程度不同，通過測定中期產(chǎn)物羥甲基糠醛（HMF）的含量[6-7]，判斷美拉德反應(yīng)程度，以確定最佳的褐變處理條件。（2）最佳酶解液添加量的確定：把奶粉和水按照復(fù)原比1∶7調(diào)配成復(fù)原乳，加入8%的白砂糖，按照1∶5、1∶7、1∶9、1∶11、1∶13、1∶15的比例在復(fù)原乳中加入山藥薏米芡實(shí)漿的酶解液，進(jìn)行褐變處理。通過測定HMF的含量，選擇最適的酶解液添加量。

1.3.3?山藥薏米芡實(shí)褐色酸奶的研制

（1）不同處理組的工藝流程

①添加酶解液的褐變復(fù)原乳直接經(jīng)乳酸菌發(fā)酵：奶粉、水、白砂糖→復(fù)原乳→酶解液→褐變處理→冷卻→接種→發(fā)酵→冷藏;②不添加酶解液的普通酸奶：奶粉、水、白砂糖→復(fù)原乳→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→冷藏;③添加酶解液的普通酸奶：奶粉、水、白砂糖→復(fù)原乳→酶解液→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→冷藏;④添加酶解液的褐變復(fù)原乳與普通復(fù)原乳混合后共同發(fā)酵：

奶粉、水、白砂糖→復(fù)原乳→酶解液→褐變處理

↓

奶粉、水、白砂糖→復(fù)原乳→殺菌→均勻混合→冷卻→接種→發(fā)酵→冷藏

⑤經(jīng)過褐變的復(fù)原乳與添加酶解液的復(fù)原乳混合后共同發(fā)酵：

奶粉、水、白砂糖→復(fù)原乳→褐變處理

↓

奶粉、水、白砂糖→復(fù)原乳→酶解液→殺菌→均勻混合→冷卻→接種→發(fā)酵→冷藏

⑥添加酶解液的褐變復(fù)原乳與添加酶解液的復(fù)原乳混合后共同發(fā)酵：

奶粉、水、白砂糖→復(fù)原乳→酶解液→褐變處理

↓

奶粉、水、白砂糖→復(fù)原乳→酶解液→殺菌→均勻混合→冷卻→接種→發(fā)酵→冷藏

（2）操作要點(diǎn)：

①復(fù)原乳：按照1∶7的比例加水把奶粉調(diào)配成復(fù)原乳;②褐變處理：在高壓滅菌鍋中，121℃下加熱25min;③冷卻：冷卻至43～45℃，準(zhǔn)備接種;④接種：以市售酸奶（君樂寶原味老酸奶）為發(fā)酵劑，將適當(dāng)量的市售酸奶接種到料液中;⑤發(fā)酵：將容器密封好之后，放入溫度為42℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一定時間;⑥后熟、冷藏：置于4℃，冷藏12h后即為成品。

（3）指標(biāo)的測定：①酸度的測定：參照GB 5009.?239—2016方法進(jìn)行;②乳酸菌活菌數(shù)的測定：參照GB 4789.35—2016方法進(jìn)行;③酸奶持水力的測定：取一定量的酸奶用離心機(jī)離心，根據(jù)析出清液的量判斷持水力的情況;④pH的測定：利用pH計測定;⑤感官評定：感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2?結(jié)果與分析

2.1?山藥薏米芡實(shí)漿的制作工藝

2.1.1?酶解條件的確定?葡萄糖的含量可以判斷糖化酶水解程度，葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線見表2和附圖。參照文獻(xiàn)和糖化酶的使用說明書，采用4因素3水平的正交試驗(yàn)選擇糖化酶最適酶解條件。通過比較表3的極差R得知，各因素對糖化酶酶解程度的影響依次為酶的添加量>pH>溫度>時間，最優(yōu)水平為A1B1C1D2，即溫度為58℃、酶解時間50min、pH為4.0、添加量為0.5%。由于正交試驗(yàn)中不包括這一組合，因此進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得出葡萄糖含量為15.23，高于正交試驗(yàn)中的9個組合，為最佳組合。

2.2?褐變處理條件的選擇

隨著美拉德反應(yīng)的進(jìn)行，類黑精等色素會逐漸增多，因此，判斷美拉德反應(yīng)程度最直觀的指標(biāo)就是觀察復(fù)原乳色澤的變化。按照表4的條件對復(fù)原乳進(jìn)行褐變處理，由表5可知，在121℃、25min處理條件下，復(fù)原乳的顏色最深，即美拉德反應(yīng)程度最深，褐變處理效果最好。

2.3?酶解液添加量對美拉德反應(yīng)的影響

按照表6的添加比向復(fù)原乳中添加山藥薏米芡實(shí)酶解液，在121℃下加熱25min進(jìn)行褐變處理，測定處理后樣品的pH和HMF的含量。由表7可知，從1～7號pH逐漸升高。由HMF含量可以看出，1號樣品美拉德反應(yīng)的程度最深，但觀察發(fā)現(xiàn)1號樣品的美拉德反應(yīng)液出現(xiàn)了絮狀物，把1號樣品的美拉德反應(yīng)液接種菌種后發(fā)酵制成酸奶，觀察酸奶的凝乳狀態(tài)，同樣出現(xiàn)了組織不均勻、有絮狀物生成的現(xiàn)象，而如果選擇HMF含量僅低于1號的6號，即1∶13的酶解液∶復(fù)原乳之比，發(fā)酵制成酸奶，觀察酸奶狀態(tài)良好。

2.4?山藥薏米芡實(shí)褐色酸奶生產(chǎn)工藝的確定

2.4.1?不同制作工藝產(chǎn)品指標(biāo)的測定?按照1.3.3（1）中的不同制作工藝發(fā)酵制成酸奶，測定酸度、pH、持水力，并進(jìn)行感官評分。由表8可知，6號為最佳的處理組，即添加酶解液的褐變復(fù)原乳與添加酶解液的復(fù)原乳混合后共同發(fā)酵制得的酸奶為最佳生產(chǎn)工藝。這樣制作的酸奶不僅保證了口感和風(fēng)味的獨(dú)特，同時由于添加到復(fù)原乳中的酶解液未經(jīng)過高溫處理，也保證了營養(yǎng)物質(zhì)的損失，酸奶的營養(yǎng)價值更高。

2.5?產(chǎn)品的感官指標(biāo)

由最佳處理組6號制作的酸奶顏色呈現(xiàn)為褐色且色澤均勻一致;口感細(xì)膩，爽滑，酸甜合適，發(fā)酵乳香味適中，并帶有濃郁的獨(dú)特的美拉德反應(yīng)的芳香，部分有奶皮，并且有奶皮的特殊口感。沒有或只有少量乳清洗出，組織均勻，不分層，質(zhì)地柔軟但不松散，粘稠度適宜，整體接受性較好。

2.6?產(chǎn)品的理化和微生物指標(biāo)

將最佳處理組6號和不加酶解液的2號處理組制作的酸奶，后熟冷藏后，進(jìn)行理化和微生物指標(biāo)的測定。由表9可知，由6號處理組制作的酸奶和2號相比，其持水力、酸度和乳酸菌活菌數(shù)略低，pH略高。

3?結(jié)論

山藥薏米芡實(shí)漿經(jīng)α-淀粉酶和糖化酶處理后，將酶解液添加到復(fù)原乳中制作山藥薏米芡實(shí)褐色酸奶，通過研究得出以下結(jié)論：

（1）山藥、薏米、芡實(shí)分別進(jìn)行前處理并糊化處理后混勻，調(diào)節(jié)酶解液pH至6.5，加入總體積0.3%的α-淀粉酶進(jìn)行液化處理，再進(jìn)行糖化處理，糖化的最佳處理條件為：58℃、50min、pH 4.0、糖化酶添加量為0.5%。

（2）復(fù)原乳的復(fù)原比為1∶7、白砂糖添加量為8%、酶解液與復(fù)原乳的比例為1∶13、褐變處理的條件為121℃、25min、發(fā)酵劑的接種量為8%、發(fā)酵時間12h、冷藏12h，采用此工藝條件制得的山藥薏米芡實(shí)褐色酸奶口感柔和，酸甜合適，發(fā)酵乳香味適中，且?guī)в袧庥舻莫?dú)特的美拉德反應(yīng)的芳香。

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（責(zé)任編輯?唐建敏）