紫甘薯燕麥羊酸奶制備工藝研究

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關(guān)山正西萍師，范黃大中學(xué)峰食品科學(xué)學(xué)院，山西 臨汾 ）

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0 引言

山羊乳作為“奶中之王”，具有營(yíng)養(yǎng)全面而且吸收效果好等特點(diǎn)。與牛乳相比，山羊乳的營(yíng)養(yǎng)成分是與人類母乳最相近的一種天然奶[1]。山羊奶脂肪具有良好的乳化狀態(tài)，脂肪球體積小，但相對(duì)表面積大，與腸道和胃內(nèi)容物分泌的液體有較大的接觸面積，更有利于人體的吸收。山羊奶的酸堿度呈中性，含有多種磷酸鹽，具有較好的緩沖能力，對(duì)胃病患者有較好的療效[2]。山羊奶含有較少的αs1-酪蛋白，占總蛋白質(zhì)1%～3%；而且羊乳中β-乳球蛋白含量較牛乳低，食用羊奶或其制品非常安全，通常不會(huì)引發(fā)過(guò)敏反應(yīng)[2]。

紫薯作為甘薯品種，除了具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值之外，尤其含有豐富的花青素和礦物質(zhì)硒等物質(zhì)[3-4]，有抗氧化、預(yù)防癌癥和動(dòng)脈硬化、降血壓等重要的生理功能。目前，對(duì)關(guān)于紫薯的營(yíng)養(yǎng)和保健方面的開發(fā)應(yīng)用研究受到了許多學(xué)者的足夠重視。

燕麥(Oats)中含有大量的亞油酸，它對(duì)動(dòng)脈粥樣化、高血壓及冠心病有較好的預(yù)防效果。燕麥含有大量VB、VD、VE和葉酸，具有促進(jìn)血液循環(huán)和減緩壓力的作用，最重要的是燕麥中的粗纖維對(duì)人體健康有較好的保健效用，如對(duì)糖尿病和脂肪肝病人有防治作用[6]。添加到羊酸奶中增加制品的膳食纖維，促進(jìn)人體的消化，方便各類人群飲用。

本研究將山羊乳、紫甘薯和燕麥的營(yíng)養(yǎng)保健功能相結(jié)合，以紫甘薯、燕麥和羊乳為主要原料，加入乳酸菌等菌種發(fā)酵，開發(fā)出一種新型的具有保健功能的復(fù)合型羊酸乳，為紫甘薯燕麥的深加工提供了新方向，同時(shí)也豐富了酸奶的品種，具有很重要的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料

山羊乳于當(dāng)天當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)購(gòu)買；紫甘薯和燕麥，均市售。

酸奶發(fā)酵劑，購(gòu)自江南紫天生物有限公司；酪朊酸鈉，購(gòu)自廣西天一配料有限公司；羥丙基二淀粉磷酸酯（HPDSP），購(gòu)自江西費(fèi)一諾配料有限公司；果膠，購(gòu)自洛陽(yáng)隆裕興科技有限公司；瓊脂，購(gòu)自洛陽(yáng)隆裕興科技有限公司。以上添加劑均為食品級(jí)添加劑。

改良MC培養(yǎng)基，購(gòu)自廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；VRBA（結(jié)晶紫中性膽鹽瓊脂）平板、BGLB（煌綠乳糖膽鹽）肉湯管、Bird-Parker平板，購(gòu)自青島高科園海博生物技術(shù)有限公司；牛血清蛋白，購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司。

氨水、氫氧化鈉、考馬斯亮藍(lán)G-250染料、磷酸、乙醇，購(gòu)自洛陽(yáng)市化學(xué)試劑廠；乙醚、石油醚，購(gòu)自天津光復(fù)科技發(fā)展有限公司；海砂，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器設(shè)備

303-0型臺(tái)式培養(yǎng)箱，購(gòu)自北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；752N型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，購(gòu)自湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；TDZ5-WS型臺(tái)式低速離心機(jī)、pH計(jì)，購(gòu)自上海儀電分析儀器有限公司；恒溫培養(yǎng)振蕩器，購(gòu)自天津市歐諾儀器儀表有限公司；均質(zhì)機(jī)，購(gòu)自溫州桑田流體自控設(shè)備有限公司；超凈工作臺(tái)，購(gòu)自蘇州凈化設(shè)備有限公司；恒溫培養(yǎng)箱、立式壓力蒸汽滅菌器，購(gòu)自上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 方法

1.3.1 紫甘薯漿液的制備[6]

紫甘薯→清洗→蒸煮→削皮→加水打碎→過(guò)濾→漿液

選取市售的新鮮紫甘薯清洗干凈，在鍋內(nèi)加適量的水蒸煮10 min，糊化后去皮。因紫薯中果膠的含量偏高，所以，打漿時(shí)紫薯與滅菌水的比例為1∶3。然后，用100目的篩網(wǎng)過(guò)濾，分離出大體積的果肉渣后得到紫薯漿液。

1.3.2 燕麥漿的制備[7]

燕麥→溫水浸泡→磨漿→蒸煮→燕麥漿

燕麥顆粒大，如果直接加入到酸奶中會(huì)對(duì)酸奶品質(zhì)有影響，因此燕麥的添加量和形態(tài)將對(duì)酸奶成品的營(yíng)養(yǎng)和口感造成影響，所以先將燕麥在40℃溫水中浸泡15 min，用打漿機(jī)打漿并蒸煮后待用。

1.3.3 羊奶的前處理

新鮮山羊乳→高壓滅菌處理→4℃冷藏待用

將鮮羊乳放入干凈器皿內(nèi)并且將其封口，然后放置高壓滅菌鍋內(nèi)在105℃、15 min高壓滅菌，取出待用。

1.3.4 冷卻接種

滅菌后的復(fù)合型山羊乳冷卻降溫到38℃,按照說(shuō)明書要求，加入0.1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）復(fù)合酸奶發(fā)酵劑，攪拌均勻。

1.3.5 灌裝

接種攪拌后應(yīng)立即進(jìn)行灌裝，灌裝量為每瓶的1/3～2/3左右。

1.3.6 發(fā)酵

將灌裝好的產(chǎn)品迅速放入微生物培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，發(fā)酵溫度為43℃，發(fā)酵時(shí)間為5～8 h。

1.3.7 冷藏后發(fā)酵

發(fā)酵結(jié)束后將羊酸奶在2～6℃冰箱中后發(fā)酵12～24 h，促進(jìn)酸奶中芳香物質(zhì)的產(chǎn)生，且增加酸奶制品黏稠度[8-9]。

1.3.8 紫薯燕麥復(fù)合型羊酸乳制備工藝流程

羊奶+紫甘薯漿+燕麥+白糖+復(fù)合穩(wěn)定劑→高溫滅菌（95℃，10 min）→冷卻（40℃）→（37℃）接種→包裝→發(fā)酵（43℃）→冷藏后熟（24 h）→產(chǎn)品

1.4 感官評(píng)價(jià)

選擇15位有本行業(yè)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人士組成的一個(gè)評(píng)分團(tuán)隊(duì)，對(duì)紫甘薯燕麥復(fù)合型羊酸乳產(chǎn)品的香味、口感和乳清分離等各項(xiàng)感官指標(biāo)進(jìn)行鑒定。將4個(gè)方面的得分相加得到總分，在總分中分別去掉一個(gè)最低分和最高分后，按照以下公式算出最終結(jié)果，評(píng)分=剩余所得分之和/(評(píng)價(jià)人數(shù)-2）[6,10]。滿分為100分，打分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 復(fù)合型羊酸奶感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.5 酸奶穩(wěn)定劑的復(fù)配評(píng)價(jià)

根據(jù)單因素試驗(yàn)，確定各因素最適量紫薯和燕麥的添加量20%且添加比例為3∶2（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），白糖的添加量為6.5%，發(fā)酵時(shí)間6.5 h，發(fā)酵溫度43℃，經(jīng)過(guò)感官評(píng)定試驗(yàn)，最初選用的穩(wěn)定劑是酪朊酸鈉、羥丙基二淀粉磷酸酯、果膠和瓊脂，通過(guò)單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單一穩(wěn)定劑的添加效果沒(méi)有復(fù)合穩(wěn)定劑的好。最終確定的復(fù)合穩(wěn)定劑添加量為酪蛋白酸鈉0.4%、羥丙基磷酸雙淀粉0.3%、果膠0.08%、瓊脂0.04%，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)。

酸奶穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 酸奶穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)表 /%

1.6 產(chǎn)品工藝配方的確定

1.6.1 單因素試驗(yàn)

1.6.1.1 紫甘薯和燕麥添加比例對(duì)羊酸奶品質(zhì)的影響

紫甘薯和燕麥添加比例為7∶3、3∶2、1∶1、2∶3、3∶7五個(gè)水平，白糖的添加量為6.5%，發(fā)酵時(shí)間6.5 h，發(fā)酵溫度43℃。每個(gè)試樣做3個(gè)平行樣，經(jīng)品嘗者感官評(píng)定后得到結(jié)果。

1.6.1.2 不同白砂糖添加量對(duì)羊酸奶品質(zhì)的影響

白砂糖添加量分別為 5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%五個(gè)水平，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發(fā)酵時(shí)間6.5 h，發(fā)酵溫度43℃。每個(gè)試樣做3個(gè)平行樣，經(jīng)品嘗者感官評(píng)定后得到結(jié)果。

1.6.1.3 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)羊酸奶品質(zhì)的影響

發(fā)酵時(shí)間分別為 5.5，6.0，6.5，7.0，7.5 h 8個(gè)水平，白糖的添加量為6.5%，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發(fā)酵溫度43℃。每個(gè)試樣做3個(gè)平行樣，經(jīng)品嘗者感官評(píng)定后得到結(jié)果。

1.6.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)中分別選取紫薯和燕麥的添加比例、白砂糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、中較優(yōu)的3個(gè)添加量進(jìn)行正交試驗(yàn)。

L9（33）正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表3。

表3 正交試驗(yàn)因素水平表

1.7 理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)檢測(cè)

添加紫薯和燕麥發(fā)酵的羊酸奶制品，按照GB 19302—2010檢驗(yàn)是否符合國(guó)家發(fā)酵乳的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)方法如下。

1.7.1 感官和理化指標(biāo)檢測(cè)

1.7.1.1 感官評(píng)價(jià)

參照GB 19302中的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制品進(jìn)行外觀等檢測(cè)。

1.7.1.2 理化檢測(cè)

蛋白質(zhì)：考馬斯亮藍(lán)染料比色法；

脂肪：參照GB/T 5009.46哥特里-羅紫法；

非脂乳固體：GB/T 5009.46第一種方法；

酸度：酸堿滴定法；

pH值：精密pH計(jì)法。

1.7.2 微生物指標(biāo)檢測(cè)

乳酸菌檢驗(yàn)：參照GB/T 4789.35—2010；

大腸桿菌檢驗(yàn)：參照GB/T 4789.3—2010；2010。

致病菌（金黃色葡萄球菌）：參照GB 4789.10—

2 結(jié)果與分析

2.1 酸奶穩(wěn)定劑的復(fù)配評(píng)價(jià)

酸奶穩(wěn)定劑復(fù)配的正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 酸奶穩(wěn)定劑復(fù)配正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表4中感官評(píng)定結(jié)果，四種穩(wěn)定劑對(duì)復(fù)合型羊酸乳的影響大小A＞B＞D＞C，即酪蛋白酸鈉＞羥丙基磷酸雙淀粉＞果膠＞瓊脂。酪蛋白酸鈉對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性影響最大，果膠對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性影響最小[11]。參考以上結(jié)果可知組合A2B2C3D1時(shí)復(fù)合穩(wěn)定劑配比最優(yōu)，各成分添加量分別為：酪蛋白酸鈉0.4%、羥丙基磷酸雙淀粉0.3%、果膠0.08%、瓊脂0.04%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。凝固型酸奶生產(chǎn)中，兩個(gè)主要的物理缺陷為乳清析出和凝乳不結(jié)實(shí)，單一穩(wěn)定劑與混合使用時(shí)用量差異，羊酸奶生產(chǎn)中使用的四種穩(wěn)定劑為親水膠體，適量復(fù)合穩(wěn)定劑的添加可避免乳清析出[12]，羊酸奶口感質(zhì)地更佳。

2.2 紫甘薯和燕麥添加比例對(duì)羊酸奶品質(zhì)的影響

選擇紫甘薯和燕麥添加比例為7∶3、3∶2、1∶1、2∶3、3∶7五個(gè)水平，白糖的添加量為6.5%，發(fā)酵時(shí)間6.5 h，發(fā)酵溫度43℃。結(jié)果表明（見(jiàn)表5）。當(dāng)燕麥添加數(shù)量較多時(shí)酸奶凝固完全，但口感較差。紫甘薯含量較高時(shí)紫甘薯香味明顯，口感較好。當(dāng)紫甘薯和燕麥的添加比例為3∶2時(shí)，口感較好，感覺(jué)細(xì)膩，酸甜比例適中，是比較理想的配方比例。

2.3 白砂糖添加量對(duì)羊酸奶品質(zhì)的影響

選擇白砂糖添加量分別為5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%五個(gè)水平，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發(fā)酵時(shí)間6.5 h，發(fā)酵溫度43℃。結(jié)果表明（見(jiàn)表6），當(dāng)紫甘薯燕麥復(fù)合型羊酸奶中白砂糖添加為6.5%時(shí)酸奶產(chǎn)品酸甜適中，口感最佳。而且隨著白砂糖添加量的不斷遞增，羊酸乳成品的酸味將變淡，甜度將變濃。

表5 紫薯和燕麥添加比例對(duì)羊酸奶品質(zhì)的影響

表6 白糖添加量對(duì)羊酸奶品質(zhì)的影響

2.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)復(fù)合型羊酸奶品質(zhì)的影響

選擇發(fā)酵時(shí)間分別為 5.5，6.0，6.5，7.0，7.5 h五個(gè)水平，白糖的添加量為6.5%，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發(fā)酵溫度43℃。結(jié)果表明（見(jiàn)表7），產(chǎn)品品質(zhì)最佳的發(fā)酵時(shí)間是6.5 h，此時(shí)得分較高，飲用最佳。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間不足時(shí)，發(fā)酵不完全，產(chǎn)品不能完全凝固而且其獨(dú)特的風(fēng)味不明顯。隨著發(fā)酵時(shí)間的增加酸奶的產(chǎn)酸量增大，酸奶凝固狀態(tài)較好，香味明顯，但發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)酸過(guò)多，影響酸奶口感，甚至無(wú)法接受[13]。

表7 發(fā)酵時(shí)間對(duì)羊酸乳品質(zhì)的影響

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果

復(fù)合型羊酸奶最佳工藝配方的正交試驗(yàn)見(jiàn)表8。

由表8得出，對(duì)各項(xiàng)主要影響因素進(jìn)行分析可知，與紫甘薯燕麥復(fù)合型酸奶的影響大小是A＞C＞B，即白糖的添加量＞紫甘薯與燕麥的添加比例＞發(fā)酵時(shí)間。表明與復(fù)合型羊酸奶制品關(guān)系最密切的是白糖的添加量和紫甘薯和燕麥的添加比例，其次是發(fā)酵時(shí)間。由感官評(píng)價(jià)得出結(jié)論，A1B2C2得分最高，由K值所知效果最優(yōu)組也是A1B2C2。即紫薯燕麥復(fù)合型羊酸乳的最佳條件：白糖的添加量為6.5%，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發(fā)酵溫度43℃。

2.6 復(fù)合型羊酸奶理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

2.6.1 感官指標(biāo)結(jié)果

表8 復(fù)合型羊酸奶正交試驗(yàn)結(jié)果

紫甘薯和燕麥的香味適中，口感較好，凝固性好，組織細(xì)膩均勻，順滑爽口，奶香充足。凝乳狀態(tài)較好，無(wú)分層現(xiàn)象，無(wú)異物，無(wú)或少量乳清析出；符合GB 19302對(duì)酸奶品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.6.2 復(fù)合型羊酸奶理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

復(fù)合型羊酸奶理化性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 復(fù)合型羊酸奶理化性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

表明復(fù)合型羊酸奶制品的理化指標(biāo)符合國(guó)標(biāo)規(guī)定。

2.6.3 復(fù)合型羊酸奶微生物檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果

復(fù)合型羊酸奶微生物檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表10。

表10 復(fù)合型羊酸奶微生物檢測(cè)結(jié)果 （cfu·mL-1）

表明復(fù)合型羊酸奶制品微生物指標(biāo)完全符合國(guó)標(biāo)。

3 結(jié)論

在發(fā)酵溫度為43℃條件下，試驗(yàn)首先通過(guò)單因素試驗(yàn)（白砂糖添加量、紫薯和燕麥添加比例和發(fā)酵時(shí)間）確定了每個(gè)因素的適宜配比，在這個(gè)基礎(chǔ)上，進(jìn)行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗(yàn)，得出穩(wěn)定劑復(fù)配最佳配方為酪蛋白酸鈉添加量0.4%、羥丙基磷酸雙淀粉添加量0.3%、果膠添加量0.08%、瓊脂添加量0.04%；之后進(jìn)行正交試驗(yàn)得到最佳復(fù)合型羊酸奶工藝配方為紫甘薯和燕麥的添加比例為3∶2，白砂糖添加量6%，發(fā)酵時(shí)間為6.5 h；制得復(fù)合型羊酸奶制品之后進(jìn)行理化性質(zhì)和微生物指標(biāo)檢測(cè)，均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。