桑葚魔芋酸奶的研制

付路靜，宗 鴻，彭彥彥

（安康學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學(xué)院，陜西安康 725000）

桑葚（Fructus Mori），又名桑果、桑子等，為多年生木本植物桑的成熟果穗，桑葚果肉多汁、滋味甘美，被譽為水果中之珍品[1]。桑葚中含有多糖、有機酸、花青素、蘆丁、白黎蘆醇、維生素和氨基酸等多種成分[2]，具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能，享有“中華果圣”之美稱，是傳統(tǒng)的藥食兩用的食品原料。中醫(yī)認為：桑葚味甘性寒，具生津止渴、補肝益腎、滋陰補血、明目安神、解酒、延年益壽等功效[3-4]。現(xiàn)代研究也表明，桑葚具有降血糖[5-6]、降血脂[7]、抗氧化[8-10]等功效。但由于桑葚鮮果營養(yǎng)豐富、水分含量高，采收期大多集中在夏季，故容易腐敗變質(zhì)，不易貯存，鮮食期較短。因此，常用于加工食品開發(fā)，目前已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品，主要有飲料[11]、果凍[12]，果酒[13-15]、桑葚果醋[16-17]、桑葚酵素[18-20]、酸奶[21]等。

魔芋（Elephantfootyam，Konjac）別名磨芋、蒟蒻，屬天南星科（Araceae）魔芋屬（Amor phophallus Blume）植物，栽培學(xué)上屬薯芋類作物，在我國有悠久的種植和食用歷史[22]。魔芋的主要成分是魔芋葡甘聚糖（Konjac glucomannan，KGM），是從魔芋塊莖中提取的天然多糖。KGM 是由D -葡萄糖和D -甘露糖按以β-1,4 糖苷鍵連接的一種天然高分子雜多糖，具有優(yōu)良的親水性、凝膠性、可逆性、乳化性、成膜作用和增稠作用[24]。有研究發(fā)現(xiàn)，KGM 在降低血膽固醇和血糖、減輕體重、促進腸道活性和免疫功能方面具有有益作用。因此，魔芋近年來在世界各地流行起來，被世界衛(wèi)生組織高度贊揚為21 世紀人類最佳保健食品之一。將魔芋用于酸奶研制，一方面葡甘露低聚糖可以作為益生元促進乳酸菌生長[25-26]；另一方面添加魔芋膠可以提高酸奶的膳食纖維含量，降低酸奶的熱量。此外，魔芋膠的增稠作用可以改善酸奶的品質(zhì)[27]，將魔芋膠應(yīng)用于酸奶開發(fā)具有重要的意義。

隨著人們健康意識增強，消費者對乳制品需求也從風(fēng)味、營養(yǎng)進一步提升至功能化。作為受眾廣泛的乳制品，酸奶與牛奶相比含有大量的有益菌及其代謝產(chǎn)物，具有降血壓、防癌、減輕乳糖不耐癥、調(diào)整腸道菌群、提高免疫能力等功效[27]，因此有著較大的消費基礎(chǔ)。近年來，酸奶產(chǎn)品開發(fā)也朝著功能化方向發(fā)展[29-30]。以牛奶、桑葚汁、白砂糖、魔芋膠為主要原料進行凝固型酸奶的開發(fā)，并以感官作為評價指標，通過單因素試驗和正交試驗進行配方優(yōu)化，旨在開發(fā)一款兼具多種營養(yǎng)和風(fēng)味獨特的功能性酸奶產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桑葚、純牛奶、白砂糖，均為市售；魔芋膠，永信食品配料有限公司提供；木糖醇，廣東華盛食品有限公司提供；家用酸奶發(fā)酵劑（麥芽糊精、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌），昆山佰生優(yōu)食品有限公司提供；氫氧化鈉（分析純），天津市天力化學(xué)試劑有限公司提供；葡萄糖（分析純），天津市百世化工有限公司提供；濃硫酸（優(yōu)級純），成都市科隆化學(xué)品有限公司提供；濃鹽酸（優(yōu)級純），洛陽昊華化學(xué)試劑有限公司提供。

1.2 儀器及設(shè)備

LHH-4 型低溫恒溫培養(yǎng)箱，金壇市杰瑞爾電器有限公司產(chǎn)品；ALC-201.4 型電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；YT-CJ-2ND 型超凈工作臺，北京亞泰科隆儀器技術(shù)有限公司產(chǎn)品；WYT-32型手持糖量計，四川省成都市光學(xué)廠產(chǎn)品；C21-SN2105 型電磁爐，廣東美的生活電器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 桑葚魔芋酸奶制作工藝流程

①桑葚→清洗→榨汁→過濾；

②牛奶→加白砂糖溶化→過濾；

③穩(wěn)定劑→加水溶化；

①+②+③調(diào)配→攪拌→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發(fā)酵→后發(fā)酵→成品。

1.3.2 操作要點

（1）桑葚的預(yù)處理。挑選新鮮的桑葚，清洗并去除果柄，用榨汁機榨汁并過濾殘渣，制得深紫色桑葚汁。

（2）穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑（魔芋膠）按一定比例稱取后，用溫水溶化后備用。

（3）牛奶的殺菌。取適量新鮮牛奶于65～80 ℃條件下殺菌處理30 min，滅菌后的牛奶立即冷卻至35～45 ℃。

（4）調(diào)配。將白砂糖加入牛奶中，攪拌使其溶解后進行過濾，再加入桑葚果汁和溶化的穩(wěn)定劑，攪拌均勻，過濾去除雜質(zhì)。

（5）殺菌。殺菌溫度80～90 ℃，保持15～20 min。

（6）冷卻。滅菌后快速冷卻至42～45 ℃。

（7）接種發(fā)酵。按比例接入發(fā)酵劑，進行發(fā)酵。接種完成后裝瓶，于恒溫培養(yǎng)箱（42 ℃）中發(fā)酵6 h左右，達到時間后取出，進行冷卻。

（8）后發(fā)酵。冷卻后的酸奶必須放在冰箱（4 ℃）中進行后發(fā)酵。

1.3.3 桑葚魔芋酸奶單因素試驗

以鮮牛奶為原料，選取桑葚汁、白砂糖、魔芋膠、木糖醇、發(fā)酵劑等5 個因素，按配比依次進行單因素試驗。具體單因素設(shè)置如下：桑葚汁添加量設(shè)定為4%，6%，8%，10%，12%；白砂糖添加量設(shè)定為2%，4%，6%，8%，10%；魔芋膠添加量設(shè)定為0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%；木糖醇添加量設(shè)定為4.5%，5.0%，5.5%，6.0%，6.5%；發(fā)酵劑添加量設(shè)定為2%，4%，6%，8%，10%。根據(jù)表2 進行感官評價，確定各成分的添加量范圍。

1.3.4 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以感官評分為指標，采用三因素四水平的正交試驗，確定桑葚魔芋酸奶最佳配方。

正交試驗設(shè)計因素與水平設(shè)計見表1。

表1 正交試驗設(shè)計因素與水平設(shè)計/ %

1.3.5 桑葚魔芋酸奶的感官評價

選擇10 名有經(jīng)驗的食品感官評價人員組成評價小組，從桑葚魔芋酸奶的色澤、組織狀態(tài)及滋味和氣味3 個指標對桑葚魔芋酸奶進行感官評價，滿分為100 分，取10 名評價人員評分的平均值作為最終結(jié)果。

桑葚魔芋酸奶的感官評價標準見表2。

表2 桑葚魔芋酸奶的感官評價標準

1.3.6 檢測指標

（1）可溶性固形物的測定。使用手持式糖量計對可溶性固形物進行測定。

（2）總酸的測定。根據(jù)《GB 5009.239—2016 食品安全國家標準食品酸度的測定》進行酸度測定。

（3）持水力測定。稱取后熟酸奶25 g 置于50 mL離心管中，精確稱量并記錄質(zhì)量W1，于4 ℃條件下以轉(zhuǎn)速4 000 r/min 離心15 min，靜置10 min 后棄去上清液，精確稱量并記錄質(zhì)量W2，平行測定3 次，并按照公式（1）計算持水力[30]：

1.3.7 數(shù)據(jù)處理分析

所有試驗重復(fù)3 次，結(jié)果表示為平均值±標準差。試驗采用Design Expert 8.0.6 軟件進行正交優(yōu)化設(shè)計，采用Origin 2018 軟件進行數(shù)據(jù)處理及單因素試驗繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 桑葚汁添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

桑葚汁添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 桑葚汁添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響

桑葚汁可以使酸奶具有獨特的桑果味，并增加酸奶的營養(yǎng)，提升保健效果。由圖1 可知，隨著桑葚汁添加量的增加，酸奶的感官評分呈先升高后下降的趨勢，桑葚汁添加量為10%時，感官評分最高；當桑葚汁添加量過少時，保健效果較差，而且酸奶的桑葚果香味較淡，風(fēng)味不突出；當桑葚汁添加量過高時，桑葚汁的味道會掩蓋酸奶本身的香氣，酸奶凝乳效果也會變差，容易分層導(dǎo)致感官品質(zhì)下降。綜合考慮，酸奶中添加10%桑葚汁為宜。

2.1.2 白砂糖添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

白砂糖添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 白砂糖添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響

白砂糖可以提供甜度，中和酸度，改善產(chǎn)品口感和風(fēng)味。由圖2 可知，隨著白砂糖添加量的增加，感官評分出現(xiàn)了先上升后下降的趨勢，在添加6%時感官最佳。可能是由于白砂糖添加量太低時，微生物將其利用完全，甜味淡，口感風(fēng)味一般。當其添加量過多時，口感可能過于甜膩，使風(fēng)味變差。因此，最適白砂糖添加量為6%。

2.1.3 發(fā)酵劑添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

發(fā)酵劑添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 發(fā)酵劑添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響

試驗采用的直投式發(fā)酵劑中含有保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌等多種菌株。其中，保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌是常用的酸奶發(fā)酵菌種，可以促進酸奶發(fā)酵，賦予酸奶特殊的發(fā)酵香氣，嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌可以改善酸奶的風(fēng)味和營養(yǎng)。由圖3可知，隨著發(fā)酵劑添加量的增加，酸奶感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在6%時感官評分最高。發(fā)酵劑添加量低于6%時，隨著發(fā)酵劑添加量的增多，酸奶感官品質(zhì)不斷改善；當發(fā)酵劑添加量高于6%時，隨著發(fā)酵劑添加量的增多，酸奶會出現(xiàn)酸味過重、風(fēng)味不佳的情況，導(dǎo)致感官評分隨之下降。因此，適宜的發(fā)酵劑添加量為6%。

2.1.4 木糖醇添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

木糖醇添加量對桑葚酸奶感官品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 木糖醇添加量對桑葚酸奶感官品質(zhì)的影響

木糖醇作為一種很好的無蔗糖甜食品理想甜味劑，還可以促進腸道有益菌群雙歧桿菌、乳酸菌等的增殖，達到調(diào)節(jié)胃腸功能的作用。由圖4 可知，隨著木糖醇添加量的增多，感官評分逐漸增加，在5%時感官評分最高為73 分，木糖醇添加量在5.5%時評分最低為69 分。但從整體上看，木糖醇添加量從4.5%增加至6.5%，酸奶感官品質(zhì)變化不大。由于木糖醇不能被發(fā)酵菌株利用，導(dǎo)致酸奶發(fā)酵不足，因此與添加白砂糖的酸奶相比，添加木糖醇的酸奶風(fēng)味稍差。當木糖醇添加量過多時，產(chǎn)品過于甜膩，也掩蓋發(fā)酵乳的獨特風(fēng)味，使口感不佳，所以木糖醇不用于下一步的配方優(yōu)化。

2.1.5 魔芋膠添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

魔芋膠添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響見圖5。

圖5 魔芋膠添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響

作為食品添加劑，魔芋膠具有增稠和穩(wěn)定的作用。因此，適當添加魔芋膠可提高酸奶的酸度，改善產(chǎn)品風(fēng)味和品質(zhì)。由圖5 可知，隨著魔芋膠添加量增加，感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的明顯趨勢。在魔芋膠添加量為0.20%時評分最高，隨后感官評分下降。這是由于使用量過少魔芋膠增稠作用不顯著，隨著添加量的增加，酸奶的感官品質(zhì)不斷改善，但在達到0.20%后繼續(xù)添加魔芋膠，酸奶會出現(xiàn)顏色不均勻的情況，導(dǎo)致感官評分下降。原因可能是由于魔芋葡聚糖大量吸水后體積膨脹幾十倍，導(dǎo)致溶解度降低導(dǎo)致顏色出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象。因此，魔芋膠最適添加量為0.20%。

2.2 桑葚魔芋酸奶配方的正交試驗結(jié)果

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以白砂糖、魔芋膠、發(fā)酵劑、桑葚汁的添加量進行正交試驗。

桑葚魔芋酸奶的正交試驗結(jié)果見表3。

表3 桑葚魔芋酸奶的正交試驗結(jié)果

由表3 可知，白砂糖添加量、魔芋膠添加量、發(fā)酵劑添加量、桑葚汁添加量的主次順序依次是A＞B＞D＞C，其最佳工藝條件為A2B2C1D3；即白砂糖添加量為6.0%，魔芋膠添加量為0.2%，發(fā)酵劑添加量為4.0%，桑葚汁添加量為12.0%。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量評價

經(jīng)測定，配方優(yōu)化后的桑葚魔芋酸奶的持水力為83%，總酸度為97.0°T，可溶性固形物含量為14.0%，均符合國家標準，是一款營養(yǎng)健康的酸奶產(chǎn)品。

3 結(jié)論

通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化桑葚魔芋酸奶的配方，得到桑葚魔芋酸奶的最佳配比為每份桑葚魔芋酸奶中白砂糖添加量6.0%，魔芋膠添加量0.2%，發(fā)酵劑添加量4.0%，桑葚汁添加量12.0%。經(jīng)此工藝制作而成的酸奶色澤均勻一致，白色略帶粉色，組織細膩，表面無裂紋、無氣泡，無乳清析出，口感酸甜適中，有濃郁的乳酸發(fā)酵風(fēng)味和桑果香味。對配方優(yōu)化后的桑葚魔芋酸奶進行質(zhì)量評價，結(jié)果表明，桑葚魔芋酸奶的持水力為83%，總酸度為97.0°T，可溶性固形物含量為14.0%，均符合國家標準，是一款兼具風(fēng)味和營養(yǎng)的功能性酸奶產(chǎn)品。