瓊脂復(fù)配開發(fā)紅菜苔酸奶穩(wěn)定劑的研究

李利紅 李煒?gòu)? 史丹宇 任艷婷 張亞楠 張越 郭彩珍

摘 要：選用瓊脂、果膠和玉米變性淀粉3種穩(wěn)定劑復(fù)配得出適合紅菜苔酸奶貨架期品質(zhì)好的穩(wěn)定劑，使紅菜苔酸奶在貨架期后的感官評分達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。在單因素試驗基礎(chǔ)上確定紅菜苔汁、瓊脂、果膠和玉米變性淀粉的最佳用量。選用響應(yīng)面優(yōu)化試驗研究瓊脂加入量、果膠加入量和玉米變性淀粉加入量對產(chǎn)品感官評價分?jǐn)?shù)的影響，根據(jù)響應(yīng)面給出最優(yōu)方案并進(jìn)行驗證。試驗結(jié)果表明：紅菜苔酸奶穩(wěn)定劑的最優(yōu)復(fù)配方案為紅菜苔汁加入量5%，瓊脂加入量0.10%，果膠加入量0.11%，玉米變性淀粉加入量0.43%。在響應(yīng)面優(yōu)化下的紅菜苔酸奶口感達(dá)到最佳狀態(tài)，持水性為63%，粘度為2069mPa·s，酸度為75°T，感官評分為91.8分。在該工藝條件下，紅菜苔酸奶在貨架期穩(wěn)定性和口感達(dá)到最佳狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：瓊脂;紅菜苔;復(fù)配穩(wěn)定劑

中圖分類號 TS252.54文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2020）20-0134-05

Study on Compound of Agar to Exploit Aed bolt Yoghourt Stabilizer

LI Lihong et al.

（Department of Life Science，Lüliang College，Lvliang 033000，China）

Abstract：Three stabilizers，agar，pectin and corn modified starch，were used to prepare a stabilizer suitable for the shelf-life quality of Brassica campestris yoghurt. The sensory score of Brassica campestris yoghurt reached the optimal state after shelf-life. The optimum dosage of carrot moss juice，agar，pectin and corn modified starch was determined on the basis of single factor. Response surface optimization experiment was used to analyze the effects of agar，pectin and corn modified starch on sensory evaluation of the product，and the optimum formula was determined and verified. The results showed that the optimum compound formula of the stabilizer for carrot coating yoghurt was 5% of carrot coating juice，0.10% of agar，0.11% of pectin and 0.43% of corn modified starch. Under this condition，the taste of carrot moss yoghurt reached the best state，with water holding capacity of 63%，viscosity of 2069 mPa·s，acidity of 75°T，sensory score of 91.8. Under this condition，the stability and taste of carrot moss yoghurt reached the best state during shelf life.

Key words：Agar;Aed bolt;Compound stabilizer

紅菜苔，又名蕓苔菜和紫菜苔，其莖是紫色的，皮是紫色的，花是金黃色的。植物屬于蕓苔屬植物種類，以蕓苔屬植物為主的白菜亞種的一個變種，是我國南方地區(qū)普遍種植的一年生草本植物[1]。湖北省武漢市洪山區(qū)生產(chǎn)的紅菜苔久負(fù)盛名，因此紅菜苔又稱“洪山菜苔”[2]。紅菜苔外面的表皮和葉脈都是呈現(xiàn)紫紅色，果肉淺綠色;紅菜苔不只是適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)量也特別高，而且營養(yǎng)比較豐富[3]，富含大量的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、和人體必需的微量元素等，在唐代曾被封為“金殿玉菜”[4]。

前人已對瓊脂復(fù)配開發(fā)酸奶穩(wěn)定劑、瓊脂復(fù)配開發(fā)酸乳飲料和紅菜苔生物活性[5]等進(jìn)行了大量的研究。雖然很多學(xué)者已經(jīng)研究了一些瓊脂復(fù)配優(yōu)化方案，但總體來看，瓊脂和紅菜苔產(chǎn)品在乳制品中的復(fù)配應(yīng)用研究比較少。為此，本實驗將營養(yǎng)價值全面的紅菜苔汁與酸奶結(jié)合起來，通過7d貨架期后的感官評價為指標(biāo)，利用瓊脂產(chǎn)品和其他穩(wěn)定劑在紅菜苔酸奶中復(fù)配，進(jìn)行優(yōu)化實驗，得到一款口感好、品質(zhì)優(yōu)的紅菜苔酸奶[6]。

1 材料與方法

1.1 主要材料 新鮮紅菜苔：購于湖北省武漢市;古城全脂奶粉、綿白糖：購于星瑪客超市;乳酸菌：購于北京市中關(guān)村;瓊脂（食品級）、果膠（食品級）、玉米變性淀粉（食品級）：市售。

1.2 主要設(shè)備 高速離心機(jī)（TG18G）：金壇市高科儀器廠;恒溫培養(yǎng)箱（BJPX150）：濟(jì)南百瑞生物技術(shù)有限公司;九陽榨汁機(jī)（ZY-01）：廣州市九陽榨汁機(jī)廠家;數(shù)字式粘度計（DJN）：上海力辰邦西儀器科技有限公司;低速離心機(jī)（TD6M）：鹽城市凱特實驗儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程 復(fù)原乳、紅菜苔汁、綿白糖、穩(wěn)定劑→溶解、混合→過濾→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→冷藏→成品

復(fù)原乳的制備：將12g的古城全脂奶粉溶于100 mL的飲用水（50～55°C）中，攪拌均勻，得到復(fù)原乳。

紅菜苔汁的制備：挑選新鮮良好、成熟的紅菜苔，去除腐爛、傷殘部分，清洗干凈，在沸水中浸泡殺菌，壓榨成汁，經(jīng)過濾去除雜質(zhì)。

溶解、混合、過濾：將制備好的復(fù)原乳、紅菜苔汁、綿白糖、穩(wěn)定劑按一定的比例混合，拿玻璃棒攪拌均勻混合，充分溶解后過濾。

均質(zhì)：均質(zhì)溫度為65～70°C，壓力為20MPa。

殺菌：將混合奶液加熱至85℃，滅菌20min。

冷卻、接種：冷卻到42°C接入菌種攪拌10～15min。

發(fā)酵、冷藏：接種后，將其在42°C恒溫發(fā)酵箱中發(fā)酵6h，將發(fā)酵好的酸奶放入4°C冰箱中冷藏12h。

1.3.2 單因素試驗

1.3.2.1 紅菜苔汁加入量 在原料乳用量為12%，綿白糖加入量為8%，乳酸菌添加量為0.10%的條件下，分別添加3%、5%、7%、9%、11%的紅菜苔汁，考察對酸奶感官評價分?jǐn)?shù)的影響[7]。

1.3.2.2 瓊脂加入量 在原料乳用量為12%，綿白糖加入量為8%，紅菜苔汁添加量為5%，乳酸菌添加量為0.10%的條件下，分別添加0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%的瓊脂產(chǎn)品，考察對紅菜苔酸奶感官評價分?jǐn)?shù)的影響[8]。

1.3.2.3 果膠加入量 在原料乳用量為12%，綿白糖加入量為8%，紅菜苔汁添加量為5%，乳酸菌添加量為0.10%的條件下，分別添加0.07%、0.09%、0.11%、0.13%、0.15%的果膠產(chǎn)品，考察對紅菜苔酸奶感官評價分?jǐn)?shù)的影響。

1.3.2.4 玉米變性淀粉加入量 在原料乳用量為12%，綿白糖加入量為8%，紅菜苔汁添加量為5%，乳酸菌添加量為0.10%的條件下，添加0.40%、0.45%、0.50%、0.55%、0.60%的玉米變性淀粉產(chǎn)品，考察對紅菜苔酸奶感官評價分?jǐn)?shù)的影響[9]。

1.3.3 紅菜苔酸奶穩(wěn)定劑的響應(yīng)面試驗 根據(jù)Box-Behnken8.0試驗設(shè)計及單因素試驗確定響應(yīng)面因素水平，以瓊脂的加入量、果膠的加入量、玉米變性淀粉的加入量進(jìn)行3因素3水平的響應(yīng)面試驗設(shè)計，考察3個因素之間的相互作用對感官指標(biāo)的影響[9]見表1。

1.3.4 響應(yīng)面驗證試驗 根據(jù)優(yōu)化后的試驗結(jié)果，將最佳瓊脂加入量、果膠加入量和玉米變性淀粉加入量進(jìn)行實驗，進(jìn)行3次試驗，驗證試驗結(jié)果是否正確。

1.3.5 感官評定方法 通過對紅菜苔酸奶的口感、色澤、組織狀態(tài)、滋味和氣味進(jìn)行綜合評分[10]。選擇本專業(yè)的老師和學(xué)生對酸奶的色、香、味和質(zhì)地等諸多感官特性做出正確評價的10人分別打分，取平均值作為感官評分。感官評價見表2。

1.3.6 理化指標(biāo)測定

1.3.6.1 粘度 在4℃冰箱中冷藏12h后的酸奶取到室溫下攪拌均勻，放置20h，用粘度計3號轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速15r/min，將每杯酸奶測定3次，酸奶粘度即為3次測定值的平均值。

1.3.6.2 持水性 10℃以下，將10g酸奶放入離心管中，4000r/min離心10min，除去上清液后稱其重量，根據(jù)公式（2-1）計算樣品持水性，持水性為測定3次結(jié)果的平均值。

[持水性（%）=離心后沉淀的質(zhì)量樣品質(zhì)量×100] （2-1）

1.3.6.3 pH 酸度計法：先校正酸度計，然后將酸度計的探頭放入待測的酸奶中測定pH。

1.3.6.4 滴定酸度 在裝有20mL蒸餾水的錐形瓶中加入10mL酸奶，滴入0.5mL酚酞搖勻，用氫氧化鈉溶液（0.1mol/L）滴定，換算為滴定酸度（°T）。滴定酸奶所用去的氫氧化鈉毫升數(shù)乘以10即為酸奶的酸度。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅菜苔酸奶穩(wěn)定劑單因素試驗結(jié)果

2.1.1 紅菜苔汁加入量 由圖1所示，酸奶的感官評分隨著紅菜苔汁加入量的增大，呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。當(dāng)紅菜苔汁的加入量小于5%時，酸奶感覺不到紅菜苔汁的風(fēng)味，紅菜苔汁用量在5%的時候，酸奶口感最好。添加量大于5%時酸奶時，會出現(xiàn)不良風(fēng)味，影響酸奶品質(zhì)，感官評分逐漸下降。因此，紅菜苔汁的最佳加入量為5%。

2.1.2 瓊脂加入量 由圖2可知，當(dāng)瓊脂加入量小于0.10%時，紅菜苔酸奶的感官評分隨著瓊脂加入量的增加逐漸上升。當(dāng)瓊脂添加量為0.10%時，紅菜苔酸奶感官評分達(dá)到最高值90分，此時無乳清析出，粘稠度正合適，組織細(xì)膩，無氣泡。當(dāng)瓊脂加入量大于0.10%時，紅菜苔酸奶的感官評分呈現(xiàn)下降的趨勢。因此，選擇瓊脂的最佳加入量為0.10%。

2.1.3 果膠加入量 如圖3所示，紅菜苔酸奶的感官評分隨著果膠加入的量的增大，呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。當(dāng)果膠用量在0.11%時，無乳清析出，組織細(xì)膩，紅菜苔酸奶感官評分最好。因此，果膠的最佳加入量為0.11%。

2.1.4 玉米變性淀粉加入量 由圖4可知，紅菜苔酸奶感官評分隨著玉米變性淀粉加入的量的增大，呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。當(dāng)玉米變性淀粉用量為0.45%時，無乳清析出，粘度正合適，組織細(xì)膩，感官評分最好，當(dāng)玉米變性淀粉加入量為0.60%時，感官評價分?jǐn)?shù)出現(xiàn)最低值，此時紅菜苔酸奶粘度、滋味等各項指標(biāo)的感官評分都出現(xiàn)最低值。因此，玉米變性淀粉的最佳加入量為0.45%。

2.2 紅菜苔酸奶穩(wěn)定劑的響應(yīng)面試驗優(yōu)化工藝

2.2.1 試驗設(shè)計和結(jié)果 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以瓊脂、果膠和玉米變性淀粉加入量3個因素為自變量，以感官評分為響應(yīng)值，進(jìn)行Box-Behnken 8.0設(shè)計以及響應(yīng)面分析試驗，結(jié)果如表3所示。

2.2.2 回歸模型的顯著性及方差分析 利用Design Expert 8.0軟件對表3中的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得出紅菜苔酸奶的感官評分與瓊脂、果膠、玉米變性淀粉加入量3個因素的二次多項式回歸方程式如下：Y=91.60+1.78A+0.59B-1.29C-0.58AB-2.03AC-0.10BC-5.18A2-8.25B2-2.30C2

模型的顯著性檢驗及方差分析見表4。由表4可知，響應(yīng)值的二次回歸模型實驗極顯著，失擬項為不顯著，擬合程度比較好;感官評分R2=0.9939。說明該回歸模型可以很好的表達(dá)響應(yīng)值和各個因素之間的真實關(guān)系。由表4可以得出，3種因素對感官評分的影響的主要次序為：瓊脂>玉米變性淀粉>果膠。

2.2.3 紅菜苔酸奶穩(wěn)定劑的響應(yīng)面分析 從5的曲面圖和等高線圖中可以直觀的看出，瓊脂的加入量和果膠的加入量2個因素對感官分?jǐn)?shù)的影響。由等高線圖可以看出等高線輪廓呈橢圓形，說明瓊脂和果膠之間的因素作用較顯著。伴隨瓊脂和果膠加入量的增大，感官評分出現(xiàn)先升高后降低的趨勢，瓊脂和果膠交互作用的響應(yīng)曲面拋物線是開口向下的，響應(yīng)曲面較陡，說明瓊脂和果膠對感官評分的影響顯著。

從圖6可以直觀的看出，瓊脂的添加量和玉米變性淀粉的添加量及其交互作用對紅菜苔酸奶的影響。從曲面圖中可以看出，在玉米變性淀粉不變的前提下，紅菜苔酸奶感官分?jǐn)?shù)隨著瓊脂加入量的改變出現(xiàn)先緩慢增大后迅速下降的明顯變化，趨勢較陡，且等高線較密集，呈現(xiàn)橢圓形，說明瓊脂添加量與玉米變性淀粉交互作用較顯著。

從圖7等高線圖可以看出，果膠加入量在水平0.11～0.12和玉米變性淀粉加入量在水平0.43～0.45時感官分?jǐn)?shù)存在最大值，等高線呈橢圓形，較密集。從曲面圖中可以看出，在玉米變性淀粉不變的前提下，紅菜苔酸奶感官評分隨著果膠加入量的改變呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，在果膠添加量不變的前提下，紅菜苔酸奶感官分?jǐn)?shù)隨著玉米變性淀粉添加量的增加呈先緩慢增加后緩慢下降的趨勢，但整體變化不大，說明玉米變性淀粉加入量對紅菜苔酸奶感官分?jǐn)?shù)的影響沒有果膠加入量對紅菜苔酸奶感官分?jǐn)?shù)影響明顯。

2.2.4 紅菜苔酸奶穩(wěn)定劑的響應(yīng)面驗證試驗 在響應(yīng)面優(yōu)化條件下，選取瓊脂最優(yōu)加入量0.10%、果膠最優(yōu)加入量0.11%、玉米變性淀粉最優(yōu)加入量0.43%的條件下，進(jìn)行3次驗證實驗，得到最優(yōu)水平條件下的紅菜苔酸奶感官評分為91.8分，與預(yù)測值接近。

2.2.5 紅菜苔酸奶穩(wěn)定劑理化指標(biāo)的測定 在響應(yīng)面驗證實驗下的紅菜苔酸奶理化指標(biāo)：粘度為2069mPa·s，持水性為63%，酸度為75°T，pH為4.13，感官評分為91.8分。該工藝條件下的理化指標(biāo)符合酸奶標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本試驗先用單因素實驗確定紅菜苔汁、瓊脂、果膠和玉米變性淀粉的最佳添加量，再利用響應(yīng)面軟件對瓊脂、果膠和玉米變性淀粉進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。響應(yīng)面以感官評價分?jǐn)?shù)作為響應(yīng)值，優(yōu)化酸奶穩(wěn)定劑的配方得到瓊脂加入量0.10%、果膠加入量0.11%、玉米變性淀粉加入量0.43%。在該工藝下，紅菜苔酸奶持水性63%、粘度為2069mPa·s、酸度為75°T、感官評分為91.8分，表明該工藝下紅菜苔酸奶貨架期穩(wěn)定性、口感達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

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（責(zé)編：張宏民）