李宏高， 魏利軍

(1.陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710021; 2.陜西省輕工業(yè)研究設(shè)計(jì)院， 陜西 西安 710054)

0 前 言

馬鈴薯，俗稱(chēng)“山藥蛋”、“土豆”、“洋芋”.中醫(yī)認(rèn)為馬鈴薯有和胃、調(diào)中、健脾、益氣之作用，還兼有解毒消炎之功效.近來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯中含有豐富的粘體蛋白質(zhì)，它能預(yù)防心血管系統(tǒng)的脂肪沉淀，保持動(dòng)脈血管的彈性，防止動(dòng)脈粥狀硬化的過(guò)早發(fā)生，還可預(yù)防肝腎中結(jié)締組織的萎縮，保持呼吸道、消化道潤(rùn)滑[1].

馬鈴薯蛋白質(zhì)是完全蛋白質(zhì)，賴(lài)氨酸的含量較高(93 mg/100 g)，色氨酸的含量也不少(32 mg/100 g),這兩種氨基酸是一般谷類(lèi)糧食中所缺乏的，此外還含有大量的淀粉、糖、粗纖維、鈣、磷、鐵、胡蘿卜素以及維生素B1、B2、維生素C等.美國(guó)農(nóng)業(yè)部研究中心的341號(hào)研究報(bào)告中指出：“作為食物，牛奶和馬鈴薯兩樣便可以提供人體所需的所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[2].

雙歧桿菌作為人體腸道內(nèi)的正常菌，在腸道內(nèi)形成了一個(gè)生物屏障，保持其正常的微生物平衡，能激活吞噬細(xì)胞的活性，增強(qiáng)肌體細(xì)胞和體液的免疫能力，提高人體的抗感染能力，并可合成多種維生素，產(chǎn)生多種微量元素，同時(shí)具有延壽、抗衰老、抗癌作用.乳酸菌對(duì)人體具有抑制腸道內(nèi)各種病原菌和各種腐敗菌的增殖，改善腸道內(nèi)菌叢的作用.

馬鈴薯種植面積很大，大部分鮮食、作飼料和工業(yè)原料，只有少部分用于食品加工，且品種單一.根據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)原理和雙歧桿菌發(fā)酵工藝，作者以馬鈴薯為主要原料，輔以適量牛乳，經(jīng)雙歧桿菌發(fā)酵制成了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、口感好、食用方便、價(jià)格低廉、優(yōu)質(zhì)的雙歧飲料.

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

(1)原料：新鮮馬鈴薯、鮮牛乳、蔗糖、乳酸菌、雙歧桿菌、四硼酸鈉、抗壞血酸、CMC和PGA(藻朊酸丙二酯)等.

(2)設(shè)備和儀器： 發(fā)酵罐、夾層鍋、打漿機(jī)、均質(zhì)機(jī)、恒溫水浴鍋、滅菌鍋、恒溫培養(yǎng)箱、冰箱、電子天平、干燥箱、顯微鏡、722型分光光度計(jì)等.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

牛乳

↓

馬鈴薯→清洗→去皮→護(hù)色→熟化→打漿→調(diào)配→預(yù)熱→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→冷卻→攪拌→灌裝→后熟→產(chǎn)品

1.2.2 操作要點(diǎn)

(1)原料預(yù)處理.選擇無(wú)霉、無(wú)蟲(chóng)蛀、無(wú)出芽、新鮮的馬鈴薯為原料，洗凈、去皮并熟化.

(2)護(hù)色.馬鈴薯去皮后出現(xiàn)變色主要是由酶促褐變引起，為防止褐變，必須進(jìn)行護(hù)色，用0.5%的四硼酸鈉加0.5%抗壞血酸溶液浸泡馬鈴薯0.5 h，幾乎抑制了酶的活性.

(3)打漿.將熟化好的馬鈴薯加牛乳和60%的水打漿.

(4)調(diào)配、預(yù)熱、均質(zhì).將打漿好的物料加入牛乳，將穩(wěn)定劑用1～3倍的白砂糖混勻[3]，加入到預(yù)熱至65 ℃的打漿好的物料中，在20 MPa的壓力下進(jìn)行均質(zhì).

(5)殺菌、冷卻.將均質(zhì)好的物料加熱到90～95 ℃，保溫10 min，冷卻至38～40 ℃.

(6)菌種活化、馴化[5]. 乳酸菌和雙歧桿菌均來(lái)源于陜西科技大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室.鮮牛乳經(jīng)過(guò)殺菌、過(guò)濾等處理后，保持溫度在40 ℃左右，接種傳代使菌種恢復(fù)活力.馴化是為了使牛乳中活化的雙歧桿菌和乳酸菌能適應(yīng)混合乳的培養(yǎng)，馴化過(guò)程采用在牛乳中逐漸增加馬鈴薯漿.牛乳和馬鈴薯漿混合后，于95 ℃殺菌15 min,冷藏備用.

將乳酸菌和雙歧桿菌按1∶5的比例接到培養(yǎng)液內(nèi)，置于40 ℃恒溫箱中培養(yǎng)，每隔1 h觀察一次培養(yǎng)狀態(tài)，看培養(yǎng)液是否凝固，組織狀態(tài)有無(wú)乳清析出，有無(wú)氣泡及顏色變化等.如果培養(yǎng)液在3～5 h內(nèi)凝固均勻，無(wú)乳清析出或有微量析出，并且無(wú)氣泡和異常顏色者，將其接到下一培養(yǎng)液中繼續(xù)馴化.依次下去，直至乳酸菌和雙歧桿菌適合復(fù)合的環(huán)境，將馴化好的菌種擴(kuò)大培養(yǎng)作為發(fā)酵劑使用.

(7)馬鈴薯汁的制備.將500 g馬鈴薯洗凈，加水打碎，煮0.5 h，過(guò)濾得到500 mL溶液(若不足，加水補(bǔ)足).

(8)接種、發(fā)酵.加入7%的工作發(fā)酵劑，緩慢攪拌使菌種混合均勻，并迅速在38～40 ℃發(fā)酵罐中發(fā)酵10 h，酸度至70～75 °T時(shí)終止發(fā)酵.

(9)冷卻、攪拌.將發(fā)酵馬鈴薯酸奶冷卻至20 ℃以下，手動(dòng)攪拌，開(kāi)始用低速，以后用較快的速度[6].

(10)灌裝、后熟.攪拌后的酸奶灌裝、封口，在0～5 ℃冷藏22 h，進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定.

表1 不同原料配比對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯與牛乳的配比

根據(jù)感官評(píng)定,對(duì)馬鈴薯、牛乳的配比進(jìn)行篩選，結(jié)果見(jiàn)表1.結(jié)果表明，馬鈴薯與牛乳的比例以7∶4 (質(zhì)量比)最好,這樣生產(chǎn)出的產(chǎn)品在風(fēng)味、狀態(tài)、色澤及口感上均為最佳狀態(tài)[7].

表2 乳酸菌和雙歧桿菌不同比例的發(fā)酵情況

2.2 不同菌種比例對(duì)發(fā)酵的影響

乳酸菌和雙歧桿菌在發(fā)酵過(guò)程中表現(xiàn)出共生作用，乳酸菌可以降低培養(yǎng)基中的氧化還原電位，提供容易吸收的已分解的物質(zhì)，促進(jìn)酶系的形成，使雙歧桿菌發(fā)酵的遲滯狀態(tài)得到改善，共同發(fā)酵彌補(bǔ)了雙歧桿菌單一發(fā)酵時(shí)產(chǎn)品風(fēng)味上的不足.但乳酸菌比例不能太大，否則，不僅使雙歧桿菌數(shù)量嚴(yán)重下降，劇烈地酸化，造成酸奶凝塊粗糙、不細(xì)膩，而且會(huì)使產(chǎn)品失去應(yīng)有的風(fēng)味.選擇乳酸菌和雙歧桿菌的比例以1∶5為宜(表2).

2.3 加蔗糖、牛乳的作用[2,9]

在馬鈴薯混合液中添加蔗糖，能在一定程度上提高乳酸菌的產(chǎn)酸水平，從而改善成品風(fēng)味.在馬鈴薯中添加少量牛乳可增加乳脂含量，通過(guò)接入相應(yīng)菌量可提高乙醛和雙乙酰的含量，從而使產(chǎn)品增香，使發(fā)酵乳產(chǎn)生良好的風(fēng)味.為防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)酸過(guò)多，在攪拌型酸乳基料的制備時(shí)不加入蔗糖，而在后熟之后加入，本試驗(yàn)加入5%蔗糖，以使產(chǎn)品甜度適中，酸度適口.

表3 馬鈴薯雙歧酸奶飲品因素水平表

2.4 發(fā)酵最簡(jiǎn)工藝條件選擇

本研究采用正交試驗(yàn)法來(lái)確定最佳工藝條件.試驗(yàn)因素分別為發(fā)酵溫度(A)、發(fā)酵時(shí)間(B)、接種量(C)、后發(fā)酵時(shí)間(D)，每一因素都有3個(gè)水平(表3).由20名有關(guān)專(zhuān)業(yè)人士組成評(píng)審小組，對(duì)產(chǎn)品的色澤、組織狀態(tài)、口感進(jìn)行綜合感官評(píng)價(jià)，正交試驗(yàn)的K值越大越好[9]，結(jié)果見(jiàn)表4.

表4 馬鈴薯雙歧酸奶飲品配方L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果分析表

由表4可以看出，各因素影響的主次順序是：接種量C>發(fā)酵溫度A>后發(fā)酵時(shí)間D>發(fā)酵時(shí)間B.發(fā)酵最佳工藝條件是：發(fā)酵溫度為40 ℃， CMC 0.15%，PGA 0.15%，發(fā)酵時(shí)間10 h，接種量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%，后發(fā)酵時(shí)間22 h，即A3B2C2D3，影響發(fā)酵質(zhì)量的主要因素為接種量.

2.5 穩(wěn)定劑的選擇[10]

為防止成品放置一段時(shí)間產(chǎn)生分層現(xiàn)象，保持較好的組成狀態(tài)，在攪拌型產(chǎn)品中需加入穩(wěn)定劑.單一使用某種穩(wěn)定劑，穩(wěn)定效果較差，經(jīng)單因素試驗(yàn)確定馬鈴薯雙歧酸奶最佳穩(wěn)定劑組合質(zhì)量分?jǐn)?shù)為CMC-Na 0.15%，PGA0.15%.同時(shí)，采用均質(zhì)處理使產(chǎn)品中微粒半徑為0.5～1.0 μm,以防攪拌型終產(chǎn)品分層.

3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

3.1 感官指標(biāo)

色澤：乳白色，均勻一致，不得有異常. 滋味和氣味：酸甜香適口，口感細(xì)膩，具有雙歧桿菌飲料特有滋味、氣味，無(wú)異味. 組織狀態(tài)：呈均勻細(xì)膩的乳濁液，無(wú)異物，無(wú)分層現(xiàn)象.

3.2 理化指標(biāo)

可溶性固形物含量(%)≥14,蛋白質(zhì)(%)≥1.0, 酸度(°T)60～80, 重金屬含量符合GB/T5009-2003要求. 食品添加劑按GB/2760-86規(guī)定添加.

3.3 微生物指標(biāo)

乳酸菌數(shù)(cfu/mL)≥107, 大腸菌群(cfu/100mL)≤3, 致病菌不得檢出.

3.4 最佳保存期

馬鈴薯雙歧酸奶在保存到7 d以后活菌數(shù)基本所剩無(wú)幾，其保健作用大大降低，成品在常溫下保存5 d最具保健性.

4 結(jié) 論

以馬鈴薯和鮮乳為主要原料,其原料資源豐富、價(jià)格低廉，配以蔗糖和穩(wěn)定劑，使用乳酸菌和雙歧桿菌混合菌種發(fā)酵.通過(guò)本試驗(yàn)得出最佳工藝的配方為：馬鈴薯∶牛乳為7∶4(質(zhì)量比),加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的蔗糖和復(fù)合穩(wěn)定劑(CMC 0.15%，PGA 0.15%),所用乳酸菌和雙歧桿菌的比例為1∶5,混合菌種發(fā)酵,接種量為7%,在40 ℃下發(fā)酵10 h,后發(fā)酵時(shí)間為22 h,制成的馬鈴薯雙歧酸奶不僅營(yíng)養(yǎng)全面,而且風(fēng)味獨(dú)特,是一種良好的營(yíng)養(yǎng)保健飲品.

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