凝固型藤椒酸奶的加工工藝

蔣麗施，左棲楓，張新明，羅莎杰，陳艷，孟曉

成都中醫(yī)藥大學(xué)（成都 611137）

藤椒，又名竹葉花椒（Zanthoxylum armatum. DC），其色澤呈綠色或黃綠色，與花椒相比，藤椒香氣獨(dú)特，麻味更綿長(zhǎng)幽香，沒(méi)有澀味，不刺激咽喉和胃腸道且不易上火[1]。我國(guó)藤椒種植較為廣泛，其中以四川洪雅、峨眉的品質(zhì)最佳[2]。藤椒含多種有益成分，如揮發(fā)油、生物堿、木脂素、黃酮、多酚等，可食用也可入藥[3-4]，能促消化、溫脾腎、抗菌殺蟲(chóng)和抗氧化等[5-6]。目前藤椒在食品領(lǐng)域多用于調(diào)味品，其消費(fèi)量有待提高，因此對(duì)藤椒資源開(kāi)發(fā)利用、提高市場(chǎng)化和開(kāi)發(fā)程度、彌補(bǔ)藤椒加工產(chǎn)品單一是亟待解決的問(wèn)題[7]。

隨著生活水平的提高和對(duì)食物口味需求的多元化，人們對(duì)酸奶也有了更高的創(chuàng)新需求[8]，各類(lèi)風(fēng)味酸奶如大蒜酸奶[9]、生姜酸奶[10]、洋蔥酸奶[11]層出不窮。將四川洪雅特產(chǎn)藤椒添加到酸奶中，制得的酸奶既能滿足現(xiàn)代人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)、健康的追求，亦為四川洪雅地區(qū)藤椒資源的開(kāi)發(fā)利用和精深加工探索新的方向。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛奶（內(nèi)蒙古伊利乳業(yè)有限公司）；洪雅藤椒（幺麻子食品有限公司）；黃原膠（華森食品配料有限公司）；直投式乳酸菌發(fā)酵粉（生合生物科技有限公司）。

氫氧化鈉、硫酸、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑、乙醚、石油醚，成都科龍化學(xué)品有限公司；試劑均為分析純。MRS培養(yǎng)基，上海哈林生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FW100高速萬(wàn)能粉碎機(jī)（天津泰斯特儀器有限公司）；FSH-2型可調(diào)高速勻漿機(jī)（常州奧華儀器有限公司）；電熱恒溫培養(yǎng)箱（華普達(dá)教學(xué)儀器有限公司）；pH計(jì)（賽多利斯有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 藤椒酸奶加工工藝流程

藤椒油浸物+乳化劑↘

牛奶、白砂糖→復(fù)原乳→均質(zhì)（混合均勻）→95 ℃滅菌15 min→冷卻至43 ℃左右→接種→發(fā)酵→冷藏→成品→貯藏

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 藤椒油的提取

藤椒去籽打碎過(guò)0.425 mm篩，按水-藤椒250∶40（mL/g）加熱浸提，加熱溫度為100 ℃，餾出液流速2滴/s，浸提4 h，加玻璃珠防暴沸；提取完成后，待揮發(fā)油測(cè)定儀冷卻至室溫后，得到藤椒油備用[12]。

1.3.2.2 調(diào)配、混合、滅菌

將提取的藤椒油與牛奶、白砂糖按比例調(diào)配，加入黃原膠作穩(wěn)定劑，用高速攪拌機(jī)混合均勻，并在65 ℃、20 MPa條件下均質(zhì)3 min，于95 ℃恒溫水浴殺菌15 min后迅速冷卻至43 ℃。

1.3.2.3 接種、灌裝、發(fā)酵與后熟

混合料冷卻后，加入適量菌種和發(fā)酵劑（保加利亞乳桿菌），混合均勻后灌裝密封，在恒溫?fù)u床里進(jìn)行發(fā)酵與殺菌。待發(fā)酵完成后，將酸奶置于4 ℃冰箱中后熟24 h，即得成品。

1.3.3 凝固型藤椒酸奶加工工藝優(yōu)化試驗(yàn)

以酸奶感官評(píng)分和滴定酸度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察藤椒油浸出物添加量、白砂糖添加量、穩(wěn)定劑添加量、發(fā)酵劑添加量對(duì)凝固型藤椒酸奶品質(zhì)的影響。

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以白砂糖添加量（A）、藤椒油浸物添加量（B）、穩(wěn)定劑添加量（C）、發(fā)酵劑添加量（D）4個(gè)因素的最佳水平值，以感官評(píng)分為主要指標(biāo)，采用Box-Behnken中心組合進(jìn)行四因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，固定發(fā)酵溫度43 ℃、發(fā)酵時(shí)間4.5 h，優(yōu)化凝固型藤椒酸奶的最佳配方。試驗(yàn)因素和水平如表1所示。

表1 凝固型藤椒酸奶工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素和水平單位：%

1.3.4 分析評(píng)價(jià)測(cè)量方法

1.3.4.1 感官評(píng)定

以10名食品專(zhuān)業(yè)品評(píng)人員組成的感官評(píng)定小組，依據(jù)表2對(duì)凝固型藤椒酸奶的感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)分，結(jié)果以平均值計(jì)。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4.2 理化指標(biāo)

根據(jù)GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》要求，參照GB 5009.6—2016、GB 5009.5—2016、GB 5009.239—2016和GB 5009.237—2016測(cè)定酸奶的脂肪、蛋白質(zhì)、酸度和pH。

1.3.4.3 微生物指標(biāo)

參照GB 4789.35—2016和謝繼志等[13]的微生物快速計(jì)數(shù)法對(duì)乳酸菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，參照GB 4789.3—2016對(duì)大腸桿菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。

1.3.4.4 質(zhì)構(gòu)分析

測(cè)定酸奶的硬度、黏性及凝膠強(qiáng)度，以反映食用時(shí)的口中膠感和吞咽力度[14]，即克服酸奶表面間的吸引力和模擬內(nèi)部粘合力[15]。測(cè)定條件：A/BE探頭，測(cè)前速率和測(cè)試速率均為1.0 mm/s，測(cè)后速率為10.0 mm/s，穿透深度為30.0 mm；觸發(fā)器類(lèi)型為Auto-10.0 g[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 白砂糖添加量對(duì)凝固型藤椒酸奶品質(zhì)的影響

由圖1可看出，凝固型藤椒酸奶的酸度隨白砂糖添加量的增加呈上升趨勢(shì)，而酸奶的感官評(píng)分隨著白砂糖添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)白砂糖添加量為7%時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最大值。這是由于加入白砂糖過(guò)少，酸奶口感偏酸而不甜；加入量大，又會(huì)使酸奶口感過(guò)甜和膩，掩蓋了酸奶的特殊風(fēng)味，因此白砂糖添加量7%為宜。

圖1 白砂糖添加量對(duì)凝固型藤椒酸奶品質(zhì)的影響

2.1.2 藤椒油浸物添加量對(duì)凝固型藤椒酸奶品質(zhì)的影響

由圖2可看出，藤椒酸奶的酸度隨著藤椒油浸物添加量的增加并無(wú)明顯變化，可見(jiàn)在一定范圍內(nèi)，藤椒油浸物的添加量對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)影響不大。而酸奶的感官評(píng)分隨著藤椒添加量的增加呈先上升后下降趨勢(shì)，當(dāng)藤椒油添加量為2%時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最大值，藤椒酸奶風(fēng)味和諧。當(dāng)添加量過(guò)低時(shí)，酸奶無(wú)藤椒風(fēng)味；當(dāng)添加量過(guò)高時(shí)，藤椒風(fēng)味過(guò)于濃郁，掩蓋酸奶應(yīng)有的香味，感官評(píng)分有所下降，因此藤椒油添加量2%為宜。

圖2 藤椒油浸物添加量對(duì)凝固型藤椒酸奶品質(zhì)的影響

2.1.3 穩(wěn)定劑添加量對(duì)凝固型藤椒酸奶品質(zhì)的影響

在酸奶加工制作過(guò)程，牛乳蛋白會(huì)凝聚和沉淀，尤其是加入極性較小的藤椒油浸物后，酸奶更容易出現(xiàn)分層、油狀物上浮等現(xiàn)象，故添加穩(wěn)定劑減少或避免這個(gè)問(wèn)題[17]。由圖3可以看出，酸奶的感官評(píng)分隨著穩(wěn)定劑的增加先上升后下降，當(dāng)穩(wěn)定劑添加量為0.4%時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最大值。穩(wěn)定劑添加過(guò)少，藤椒油會(huì)以油珠或油層的形態(tài)分布在酸奶表面；添加量過(guò)多，又會(huì)使酸奶過(guò)于濃稠，偏離自身的組織狀態(tài)。酸度隨著穩(wěn)定劑的增加無(wú)明顯變化，可見(jiàn)穩(wěn)定劑只調(diào)節(jié)酸奶的水分和組織狀態(tài)，不影響酸奶的發(fā)酵。因此，穩(wěn)定劑添加量0.4%為宜。

圖3 穩(wěn)定劑添加量對(duì)凝固型藤椒酸奶品質(zhì)的影響

2.1.4 發(fā)酵劑添加量對(duì)凝固型藤椒酸奶品質(zhì)的影響

由圖4可看出，凝固型藤椒酸奶的感官評(píng)分隨著發(fā)酵劑添加量的增加先上升后下降，當(dāng)發(fā)酵劑添加量為25%時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最大值。發(fā)酵劑添加不足，在相同溫度和發(fā)酵時(shí)間條件下，酸奶難以發(fā)酵到理想狀態(tài)。而酸度隨著發(fā)酵劑添加量的增加呈微上升趨勢(shì)，但總體上升幅度不大，可見(jiàn)添加發(fā)酵劑只會(huì)略微加快酸奶的發(fā)酵速度，因此發(fā)酵劑添加量25%為宜。

圖4 發(fā)酵劑添加量對(duì)凝固型藤椒酸奶品質(zhì)的影響

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.2.1 響應(yīng)面回歸模型的建立與分析

以感官評(píng)分（Y）為指標(biāo)，以白砂糖添加量（A）、藤椒油添加量（B）、穩(wěn)定劑添加量（C）、發(fā)酵劑添加量（D）為自變量進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，響應(yīng)面分析方案見(jiàn)表3，方差分析見(jiàn)表4。

將表3數(shù)據(jù)利用Design Expert軟件進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到模型的二次多項(xiàng)回歸方程：Y=84.03+ 3.06A+0.73B+0.59C+1.56D+0.75AB-2.45AC-2.31AD- 0.14BC-0.11BD+0.29CD-3.43A2-3.38B2-1.67C2-3.14D2。

表3 凝固型藤椒酸奶工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)分析

由表4可知，所得模型的p值＜0.01，表明回歸模型極顯著，而失擬項(xiàng)p值＞0.05，表明失擬項(xiàng)不顯著，說(shuō)明模型方程與實(shí)際情況吻合較好，試驗(yàn)誤差較小。對(duì)一次項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行比較，可知4個(gè)因素對(duì)藤椒酸奶品質(zhì)的影響程度：A＞D＞B＞C，即白砂糖添加量＞發(fā)酵劑添加量＞藤椒油浸物添加量＞穩(wěn)定劑添加量。

表4 回歸方程方差分析

2.2.2 響應(yīng)面圖形分析

為更直觀地分析兩兩交互因素對(duì)藤椒酸奶感官評(píng)分的影響，根據(jù)回歸方程建立響應(yīng)曲面圖。響應(yīng)曲面陡峭程度反映交互因素對(duì)感官評(píng)分的影響程度，即曲面越陡峭，交互因素的影響越大。由圖5展示：白砂糖添加量和發(fā)酵劑添加量的曲面最陡，其影響最大。

圖5 A、D與A、C兩兩因素交互作用對(duì)凝固型藤椒酸奶感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面圖

2.2.3 工藝參數(shù)驗(yàn)證

由響應(yīng)面試驗(yàn)得到凝固型藤椒酸奶的最佳工藝?yán)碚撝担喊咨疤翘砑恿?.52%、藤椒油添加量2.08%、穩(wěn)定劑添加量0.39%、發(fā)酵劑添加量25.21%，為方便實(shí)驗(yàn)操作，調(diào)整白砂糖添加量7.5%、藤椒油添加量2%、穩(wěn)定劑添加量0.4%、發(fā)酵劑添加量25%。通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證，所制得的酸奶口感和組織狀態(tài)俱佳，風(fēng)味協(xié)調(diào)，感官評(píng)分為85.3分，相對(duì)誤差＜5%，說(shuō)明響應(yīng)面法優(yōu)化得到的條件參數(shù)準(zhǔn)確可靠，有實(shí)用價(jià)值。

2.3 凝固型藤椒酸奶品質(zhì)分析

由表5可知，在最佳工藝條件下制得的凝固型藤椒酸奶和市售的兩款凝固型酸奶的蛋白質(zhì)、脂肪含量、酸度、pH等理化指標(biāo)和大腸桿菌群、乳酸菌菌落總數(shù)等微生物指標(biāo)均符合國(guó)標(biāo)要求，同時(shí)藤椒酸奶的硬度、黏度和凝膠強(qiáng)度等質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與市售的兩款凝固型酸奶較為接近，表明按照試驗(yàn)優(yōu)化所得的最佳工藝制得的凝固型藤椒酸奶品質(zhì)良好且較為穩(wěn)定均勻。

表5 凝固型藤椒酸奶理化檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

將四川洪雅特產(chǎn)藤椒加入到酸奶中，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)得到凝固型藤椒酸奶的最佳工藝：藤椒油浸物添加量2%，白砂糖添加量7.5%，穩(wěn)定劑添加量0.4%，發(fā)酵劑添加量25%，在43 ℃下發(fā)酵4.5 h。在此工藝下，可獲得具有典型藤椒風(fēng)味，酸甜適宜，均勻細(xì)膩的藤椒風(fēng)味酸奶。利用藤椒開(kāi)發(fā)新型風(fēng)味酸奶，不僅可以更好地?cái)U(kuò)寬酸奶的口味和市場(chǎng)，更為藤椒的精深加工和資源開(kāi)發(fā)利用、旅游產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)等提供了可參考思路，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和現(xiàn)實(shí)意義。