黃和升，王海平（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安223003）

紫甘薯乳酸菌飲料工藝技術(shù)研究

黃和升，王海平*
（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安223003）

摘要：以紫甘薯和鮮乳為主要原料，研制紫甘薯活性乳酸菌飲料。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)確定紫甘薯乳酸菌飲料的最佳工藝條件為：發(fā)酵時(shí)間6.5 h、檸檬酸的添加量0.4%、白砂糖添加量8%、紫甘薯添加量20%，所得產(chǎn)品質(zhì)地均勻，口感細(xì)膩，酸甜可口，具有紫甘薯的香味和濃郁的乳酸菌發(fā)酵的奶香味，理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 16321-2003《乳酸菌飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

關(guān)鍵詞：紫甘薯；乳酸菌飲料；工藝

紫甘薯又稱(chēng)黑薯、紫肉甘薯。紫甘薯除富含蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、多種氨基酸和礦物元素等普通紅薯具有的基本營(yíng)養(yǎng)成分之外[1-2]，其富含的花青素、多糖、硒和多酚類(lèi)物質(zhì)等功能性成分使其在預(yù)防糖尿病、改善肝功能、降血壓、抗腫瘤、抗氧化等方面也起到一定保健功效[1-4]。

我國(guó)紫薯資源豐富，但深加工和利用率均比較低，目前紫薯開(kāi)發(fā)主要有紫薯全粉生產(chǎn)[5]、紫薯休閑食品[5-6]、紫薯色素提取[3-4]、紫薯飲料[7-8]等。本試驗(yàn)以紫甘薯和鮮牛乳為主要原料研制紫甘薯乳酸菌飲料，利用正交試驗(yàn)優(yōu)化發(fā)酵工藝，以此迎合消費(fèi)者對(duì)乳酸菌飲料的口味及營(yíng)養(yǎng)要求的需求，同時(shí)也為紫甘薯資源開(kāi)發(fā)提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與設(shè)備

1.1.1主要原輔料

紫甘薯、白砂糖、鮮奶、純凈水：市售；檸檬酸、穩(wěn)定劑（瓊脂+CMC-Na）為食品級(jí)；乳酸菌飲料發(fā)酵劑：潤(rùn)盈生物工程有限公司生產(chǎn)。

1.1.2主要儀器設(shè)備

電磁爐（SH2050型）：美的集團(tuán)有限公司；高壓滅菌鍋（LDZX-40C）：上海實(shí)驗(yàn)儀器廠(chǎng)；高壓均質(zhì)機(jī)（SSY33-JZ-1）：北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司；電熱恒溫箱（DNP-9082）：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；電子天平（FA-1004）：上海精科天平廠(chǎng)；精密pH計(jì)（PHS-3B）：上海雷磁儀器廠(chǎng)。

1.2工藝流程及操作要點(diǎn)

1.2.1紫甘薯乳酸菌飲料的制作工藝

鮮牛乳→加入紫甘薯、白砂糖及穩(wěn)定劑→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→無(wú)菌灌裝→保溫發(fā)酵→冷藏后酵→成品

1.2.2紫甘薯乳酸菌飲料操作要點(diǎn)

1.2.2.1紫甘薯的處理

將新鮮紫甘薯洗凈、去皮后，切成大小約為邊長(zhǎng)3 mm的肉丁，置于80℃熱水中護(hù)色4 min（以水面高出紫甘薯2 cm左右為準(zhǔn)）。

1.2.2.2均質(zhì)

將0.1%瓊脂+0.1%CMC-Na加入60℃～65℃的鮮乳中，同時(shí)加入約8%的白砂糖，在20 MPa壓力下均質(zhì)。

1.2.2.3殺菌、冷卻

將紫甘薯肉丁加入均質(zhì)液中，攪拌均勻加熱到95℃保持5 min（原料殺菌的同時(shí)紫甘薯也得到了熟化），然后冷卻到42℃，并轉(zhuǎn)移到發(fā)酵瓶。

1.2.2.4接種發(fā)酵

加入直投式乳酸菌發(fā)酵菌劑（按1 L鮮奶加1 g計(jì)），在42℃下恒溫發(fā)酵約6 h。

1.2.2.5冷藏后酵

將主發(fā)酵后的半成品迅速冷至10℃以下，置于約4℃的冰箱中，后酵24 h，即得成品。

1.3方法

1.3.1單因素試驗(yàn)

在基礎(chǔ)配方為100 mL鮮奶，白砂糖添加量6%，檸檬酸添加量為0.5%、發(fā)酵時(shí)間6 h、紫薯添加量20%的基礎(chǔ)上，改變其中一個(gè)因素的量，考察其對(duì)紫甘薯乳酸菌飲料品質(zhì)的影響，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定各因素的最適合的量。單因素試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表1。

表1　單因素試驗(yàn)因素及水平表Table 1　Levels and factors in single factor test

1.3.2正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平表如表2所示。

表2　正交試驗(yàn)因素水平Table 2　Levels and factors in orthogonal experiments

以紫薯乳酸菌飲料感官質(zhì)量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定白砂糖添加量、檸檬酸添加量、發(fā)酵時(shí)間、紫薯添加量的最佳水平。

1.4紫甘薯酸奶質(zhì)量測(cè)定

感官評(píng)價(jià)請(qǐng)10位專(zhuān)業(yè)人員參照GB/T 21732-2008《含乳飲料》進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后取平均值；理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)參照GB 16321-2003《乳酸菌飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

2　結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1.1白砂糖添加量對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響

白砂糖添加量對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響見(jiàn)圖1。

圖1　白砂糖添加量對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響Fig.1　Effect of sugar amount on quality of purple sweet potato lactobacillus drink

由圖1可以看出，當(dāng)糖的添加量在6%之前時(shí)，感官評(píng)分隨著糖添加量的增加而增加。當(dāng)糖添加量在6%之后時(shí)，感官評(píng)分隨著糖添加量的增加而減少，所以確定糖添加量為6%左右。

2.1.2檸檬酸添加量對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響

檸檬酸添加量對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響見(jiàn)圖2。

圖2　檸檬酸添加量對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響Fig.2　Effect of citric acid amount on quality of purple sweet potato lactobacillus drink

由圖2可以看出，當(dāng)檸檬酸的添加量在0.4%之前時(shí)，感官評(píng)定得分隨著檸檬酸添加量的增加而增加。當(dāng)檸檬酸添加量在0.4%之后時(shí)，感官評(píng)定得分隨著檸檬酸添加量的增加而減少，所以確定檸檬酸添加量為0.4%。

2.1.3發(fā)酵時(shí)間對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響

發(fā)酵時(shí)間對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響見(jiàn)圖3。

圖3　發(fā)酵時(shí)間對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響Fig.3　Effect of fermentation time on quality of purple sweet potato lactobacillus drink

由圖3可以看出，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間在6 h之前時(shí)，感官評(píng)定得分隨著發(fā)酵時(shí)間的增加而增加。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間在6 h之后時(shí)，感官評(píng)定得分隨著發(fā)酵時(shí)間的增加而減少，所以確定發(fā)酵時(shí)間約為6.5 h。

2.1.4紫薯添加量對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響

紫甘薯添加量對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響見(jiàn)圖4。

圖4　紫甘薯添加量對(duì)乳酸菌飲料質(zhì)量的影響Fig.4　Effect of purple sweet potato amount on quality of purple sweet potato lactobacillus drink

由圖4可以看出，當(dāng)紫薯添加量在20%之前時(shí)，感官評(píng)定得分隨著紫薯添加量的增加而增加。當(dāng)紫薯添加量在20%之后時(shí)，感官評(píng)定得分隨著紫薯添加量的增加而減少，所以確定紫薯添加量為20%。

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

正交試驗(yàn)結(jié)果表明：產(chǎn)品的最佳配比為A2B2C3D2，即發(fā)酵時(shí)間6.5 h、檸檬酸的添加量0.4%、白砂糖添加量8%、紫薯添加量20%。在此條件下重復(fù)試驗(yàn)3次，得出的試驗(yàn)結(jié)果感官評(píng)分平均值為95.62分，從R值可以看出四個(gè)因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響的強(qiáng)弱依次為：發(fā)酵時(shí)間、檸檬酸的添加量、糖添加量、紫薯添加量。

表4　正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4　Orthogonal experimental results

2.3產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

對(duì)最佳工藝條件下得到的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

2.3.1感官指標(biāo)

紫甘薯乳酸菌飲料呈淡紫色，均勻一致，無(wú)異物，無(wú)分層，無(wú)氣泡及沉淀現(xiàn)象，具有紫薯的香味和濃郁的乳酸菌奶香味，酸甜可口，口感細(xì)膩、柔和。

2.3.2理化指標(biāo)

總砷（以As計(jì)）/（mg/L）＜0.2，鉛（Pb）/（mg/L）＜0.05，銅（Cu）/（mg/L）＜5.0，脲酶試驗(yàn)陰性，脂肪2.9 g/100 g，蛋白質(zhì)2.8 g/100 g，非脂乳固體含量3.0 g/100 g，酸度80°T。

2.3.3微生物指標(biāo)

乳酸菌數(shù)為8.0×106cfu/mL，霉菌數(shù)＜30 cfu/mL，酵母菌數(shù)＜cfu/mL，大腸菌群＜3 MPN/100 mL，致病菌未檢出。

以上指標(biāo)均符合GB16321-2003《乳酸菌飲料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定。

3　結(jié)論

通過(guò)對(duì)紫甘薯酸奶的加工藝研究，得到紫甘薯的最佳工藝為：發(fā)酵時(shí)間6.5 h、檸檬酸的添加量0.4%、糖添加量8%、紫薯添加量20%。該紫薯乳酸菌飲料產(chǎn)品呈淡紫色，質(zhì)地均勻一致，既具有紫甘薯的香味又具有濃郁的乳酸菌發(fā)酵而來(lái)的奶香味。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.20.017

收稿日期：2015-06-01

作者簡(jiǎn)介：黃和升（1979—），男（漢），講師，碩士，從事食品微生物、食品發(fā)酵的教學(xué)與科研。

*通信作者：王海平（1976—），女（漢），副教授，碩士，從事食品微生物、食品發(fā)酵的教學(xué)與科研。

Study on the Technology of Purple Sweet Potato Yogurt

HUANG He-sheng，WANG Hai-ping*
（Jiangsu Food＆Pharmaceutical Science College，Huai'an 223003，Jiangsu，China）

Abstract：Purple sweet potato lactobacillus drink was made by making use of fresh milk and purple sweet potato.On the basis of single factor experiments，process Condition was optimizated through a orthogonal experiments.Results showed that the optimal process parameters were as follows：fermentation time 6.5 h，citric acid 0.4%，sugar 8%，purple sweet potato20%.Purple sweet potato lactobacillus drink has refreshing taste，pure flavor，sweet and sour taste，of lactobacillus drink and purple sweet potat.The quality of purple sweet potato lactobacillus drink was in accordance with GB 16321-2003.

Key words：purple sweet potato；lactobacillus drink；process