黑枸杞牦牛酸奶的制備工藝探究

李文浩，馬琳，張建華，桑巴，肖立成，郭衛(wèi)興，王紅，張雁平

(1.青海大學畜牧獸醫(yī)科學院；2.青海省玉樹市畜牧獸醫(yī)工作站)

青海省現(xiàn)有牦牛存欄量590萬頭，居全國首位，牦牛是農牧民生產生活的重要資料之一[1]。已有研究發(fā)現(xiàn)，牦牛乳含有豐富的氨基酸、不飽和脂肪酸、礦物質以及維生素等，具有提高機體免疫力、預防心腦血管疾病、促進嬰幼兒生長發(fā)育等特殊功效[2]。牦牛產乳量相對較低，但脂肪含量高，脂肪球平均直徑大，適合酸奶、奶油、冰淇淋等產品的開發(fā)[3，4]，因此，深度開發(fā)牦牛乳產品是提高牦牛養(yǎng)殖附加值，增加農牧民收入的重要途徑[5]。

黑枸杞是青海省重要的經濟作物，產量高、品質好，具有豐富的營養(yǎng)價值和保健作用。已有研究發(fā)現(xiàn)，黑枸杞富含維生素E、氨基酸和礦物質[6]，具有增強免疫力、延遲衰老、改善睡眠、明目以及抗疲勞和保護心血管等保健功效[7]，被譽為“軟黃金”[8]。本研究鑒于牦牛乳和黑枸杞的營養(yǎng)價值以及保健功能，開發(fā)黑枸杞牦牛酸奶是科學利用青海資源、豐富牦牛乳產品，為提高牦牛養(yǎng)殖效益，增加牧民收入探索新的途徑。

1 試驗材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1試驗材料

黑枸杞果，市售；牦牛乳，購于玉樹市藏霸喇種畜場；白砂糖，市售；發(fā)酵劑，購于網絡混合發(fā)酵劑；塑料酸奶杯，購于食品包裝專門店等。

1.1.2試驗設備

不銹鋼鍋、不銹鋼盆、大湯勺、均質機、電爐子、發(fā)酵箱、冰箱、分光光度計、索氏抽提機、離心機、阿貝折光儀、滴定管、滴定管架、試管、離心管、吸耳球、燒杯、錐形瓶、移液管、玻璃棒、分析天平、稱量紙等。

1.1.3試驗試劑

95%乙醇、氫氧化鈉、牛血清蛋白、考馬斯亮藍G-250試劑、酚酞、磷酸、等。

1.2 試驗方法

1.2.1工藝流程

1.2.2操作要點

1.2.2.1挑選清洗：挑選新鮮飽滿的黑枸杞干果，去除霉爛變色的壞果及雜物，用清水沖洗洗凈黑枸杞干果，瀝干水分。

1.2.2.2浸泡護色：將洗凈的沙棘和黑枸杞干果分別置于質量分數2% 氯化鈉溶液中浸泡 3min～ 5min，進行護色處理[18]。

1.2.2.3黑枸杞預處理：將黑枸杞果實與水比列為1∶1.5混合之后開始榨制，榨汁結束之后將黑枸杞醬與白糖比列為9∶1，在50℃溫水下進行水浴，邊攪拌邊加入白糖，最后制成黑枸杞果醬。

1.2.2.4牛奶預處理：冷凍牦牛乳解凍后，用800目的過濾網對牦牛乳進行過濾，在25MPa下，對牦牛乳均質。均質后待用。

1.2.2.5殺菌：采用煮沸殺菌法殺菌5min。將殺菌完成的原料奶迅速冷卻至41℃。

1.2.2.6發(fā)酵：將加入發(fā)酵菌的原料奶置于42℃的恒溫發(fā)酵箱中發(fā)酵。

1.2.2.7攪拌分裝：將發(fā)酵完成的酸奶降溫至10℃左右，加入處理好的黑枸杞攪拌均勻后分裝在一次性塑料杯中。

1.3 單因素試驗

1.3.1白沙糖添加量的確定

固定黑枸杞添加量為6%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時間為5h，菌種添加量為0.20%，選擇白糖添加量分別為4%、5%、6%、7%、8%進行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官評定為考察指標，確定最佳白糖添加量，做三組平行試驗。

1.3.2發(fā)酵菌種添加量的確定

固定白糖添加量為6%，黑枸杞添加量為6%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時間5h，選擇發(fā)酵菌種添加量分別為0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%進行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官評定為考察指標，確定菌種添加量。

1.3.3黑枸杞添加量的確定

固定白糖添加量為6%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時間為5h，菌種添加量為0.20%的條件下，選擇黑枸杞添加量分別為4%、5%、6%、7%、8%來進行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官評定為考察指標，確定最佳黑枸杞添加量。

1.3.4發(fā)酵時間的確定

固定白糖添加量為6%,黑枸杞添加量為6%，發(fā)酵溫度為42℃，菌種添加量0.20%，選擇發(fā)酵時間分別為3h、4h、5h、6h、7h來進行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官評定為考察指標，確定最佳菌種添加量。

1.4 正交試驗

結合以上單因素試驗結果，用L9(34)正交試驗進行工藝優(yōu)化。正交試驗因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表

1.5 驗證試驗

應用優(yōu)化的工藝參數進行黑枸杞牦牛酸奶產品的驗證。

1.6 測定方法

1.6.1感官評定

參照表2，隨機選擇10位人員進行感官評價。

表2 黑枸杞牦牛酸奶的感官評分表

1.6.2蛋白質測定

將黑枸杞牦牛酸奶成品按要求預處理，用考馬斯亮藍法測定蛋白質，等待配置好考馬斯標準曲線，將樣品和標曲滴進比色板，放入分光光度計測定，最后通過計算得到。

1.6.3持水性測定

將酸奶成品按一定的質量放入離心管中，打開離心機按4000r/min的轉速離心15min后，將上清液倒出備用，稱出離心后的質量，按公式計算得出。

1.6.4酸度測定

用滴定法測酸奶酸度，準備好滴定架、滴定管、錐形瓶以及氫氧化鈉和酚酞進行滴定。待滴定至微紅色且30s內不褪色后記錄下滴定所消耗的體積數，最后計算酸度。

1.6.5黏度測定

將電子黏度計打開，選擇四號轉子，轉速30r/min，將酸奶成品放入深一點的容器進行測定，大概一分鐘便可記錄黏度數值，重復三次算出平均值，得到黏度。

1.6.6可溶性固形物測定

將離心后備用的上清液取出，用阿貝折光儀測定，將上清液涂平于折光儀板上，進行觀察，重復三次測定算出平均值，得到可溶性固形物的含量。

1.6.7脂肪測定

將酸奶樣品放置于冰柜中進行凍干，待樣品酸奶凍干后用索氏抽提法測定其中脂肪，最后待結果出來后用公式計算脂肪的含量。

1.7 數據分析

采用Excel 2019和SPSS 20對數據進行統(tǒng)計與分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1白糖添加量對感官評價的影響

由圖1可知，當白糖的添加量控制在6%時，黑枸杞牦牛酸奶的感官評價分數最高。隨著白糖添加范圍在4%～6%時，黑枸杞牦牛酸奶的色澤、風味評價分數隨之升高，當白糖添加量超過6%時，評價分數趨于穩(wěn)定。這是由于隨著白糖不斷增加，酸奶的酸度值變化，破壞酸奶的酸性風味，增加了可溶性固形物的量，從而影響黑枸杞牦牛酸奶的組織狀態(tài)和口感，最終影響消費者對產品的可接受性[18]。因此選擇最佳的白糖添加量為6%。

圖1 白糖添加量對感官評價影響結果

2.1.2發(fā)酵劑添加量對感官評價的影響

由圖2可知，當發(fā)酵劑的添加量為0.20%時，黑枸杞牦牛酸奶的感官評價分數最高。當發(fā)酵劑添加量在0.05%～0.15%時，黑枸杞牦牛酸奶的組織狀態(tài)、口感評價分數逐漸上升；色澤、風味的評價分數波動不大，這是由于發(fā)酵劑的添加量，使得酸奶的凝乳效果和酸度逐漸增強，影響黑枸杞牦牛酸奶的組織狀態(tài)和口感。酸奶產酸和凝固這一特點也會影響消費者對產品的接受度，因而選擇最佳的發(fā)酵劑添加量為0.25%。

圖2 菌種添加量對感官評價影響結果

2.1.3黑枸杞醬添加量對感官評定的影響

由圖3可知，當黑枸杞醬添加量控制在6%時，黑枸杞牦牛酸奶的感官評價分數最高。隨著黑枸杞醬添加范圍在4%～6%時，黑枸杞牦牛酸奶的色澤、風味評價分數隨之升高，當黑枸杞醬添加量超過7%時，評價分數趨于穩(wěn)定。這是由于隨著黑枸杞醬不斷增加，黏度和硬度值下降，破壞酸奶的凝乳，增加乳清比例，影響黑枸杞牦牛酸奶的組織狀態(tài)和口感，最終影響消費者對產品的可接受性[19]。因此選擇最佳的黑枸杞醬添加量為6%。

圖3 黑枸杞添加量對感官評價影響結果

2.1.4發(fā)酵時間對感官評定的影響

由圖4可知，當發(fā)酵時間控制在6h時，黑枸杞牦牛酸奶的感官評價分數最高。隨著發(fā)酵時間范圍值在3h～5h時，酸奶無法凝固或酸奶太過于稀，隨著發(fā)酵時間在6h～7h時，酸奶的組織狀態(tài)和風味評價會隨之提高，而當發(fā)酵時間超過7h時，酸奶組織狀態(tài)不夠細膩，風味評價也隨之下降，并且不是最合理經濟效益，最終影響消費者對產品的可接受性。因此選擇最佳的發(fā)酵時間為6h。

圖4 發(fā)酵時間對感官評價影響結果

2.2 正交試驗

由正交表可得，A、B、C、D四個因素中影響黑枸杞牦牛酸奶感官評定分數的主次比為A>D>B>C,即在黑枸杞牦牛酸奶中影響品質和口味的最大因素為白糖添加量，其次為發(fā)酵時間，然后是菌種添加量，最后是黑枸杞添加量。且由K值比較可以得出最優(yōu)水平組合出的最優(yōu)配方為A3B3C2D3，即白糖添加量7%，菌種添加量0.25%，黑枸杞添加量6%，發(fā)酵時間7h。

表3 黑枸杞牦牛酸奶的正交實驗結果

2.3 指標測定

2.3.1黑枸杞牦牛酸奶中蛋白的測定

用考馬斯亮藍法測定酸奶中蛋白質的含量[20]。

根據標曲計算出蛋白質含量。

其中：X代表樣品中蛋白質的含量，g/100g

c代表樣品蛋白濃度，mg/mL

C0代表空白試驗蛋白濃度，mg/mL

m代表樣品稱取質量，g

V代表最終樣品溶液定容的體積，mL

圖5 蛋白質濃度標準曲線

2.3.2黑枸杞牦牛酸奶中持水性的測定

持水性按以下公式來計算：

其中：m1代表離心后樣品重量；m0代表離心前樣品重量得到的結果為持水:第一天為85.68%，第三天為83.02%，第七天為78.43%。

圖6 黑枸杞牦牛酸奶持水性

2.3.3黑枸杞牦牛酸奶中酸度的測定

通過以下公式進行計算樣品酸度。

其中：c2代表氫氧化鈉標準溶液的濃度，mol/L

m1代表稱取的鄰苯二甲基氫鉀的質量，g

204.22為的摩爾體積分數

V1代表滴定至終點消耗氫氧化鈉溶液的體積，mL

X2代表所求的酸度，°T

V2代表樣品滴定至終點所消耗氫氧化鈉的體積，mL

m2代表稱取的樣品質量，g

通過公式得到酸奶酸度為74.95°T即75°T.

2.3.4黑枸杞牦牛酸奶中黏度的測定

根據電子粘度計測定黏度，三次的黏度值分別為1974厘泊、1851厘泊、1741厘泊。即最終黏度為1846厘泊。

2.3.5黑枸杞牦牛酸奶中可溶性固形物的測定

用阿貝折光儀測定，在折光儀中看到的示數為10左右，即可溶性固形物的含量為10%。

2.3.6黑枸杞牦牛酸奶中脂肪的測定

根據以下公式計算黑枸杞牦牛酸奶樣品中所含的脂肪。

其中：X代表樣品中脂肪的含量，%

m總代表m1加m樣品的質量，g

m1代表經過恒重的收集瓶質量，g

3 試驗結果

針對黑枸杞牦牛酸奶制備，優(yōu)化工藝后所得產品風味好，營養(yǎng)價值高，具有較好的保健功能，本研究結果與前人在同類產品的制備工藝優(yōu)化試驗相比，加工工藝更為簡單。對產品經過測定，得到蛋白質含量為3.6%，持水性為85.68%，酸度為75°T，黏度為1846cP，可溶性固形物為10%，脂肪含量為6.25%，符合酸奶營養(yǎng)標準，制備工藝更適合在青藏高原地區(qū)推廣應用。