吳海燕，邵元健，李文婷（.南通科技職業(yè)學(xué)院，江蘇南通226000；2.南通市農(nóng)副產(chǎn)品加工技術(shù)協(xié)會，江蘇南通226000）

紫薯南瓜凝固型酸奶發(fā)酵工藝研究

吳海燕1，2，邵元健1，李文婷1
（1.南通科技職業(yè)學(xué)院，江蘇南通226000；2.南通市農(nóng)副產(chǎn)品加工技術(shù)協(xié)會，江蘇南通226000）

摘要：以紫薯、南瓜、牛奶為主要原料，利用乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，得到一種風(fēng)味酸奶。通過L16（35）正交試驗優(yōu)化發(fā)酵工藝條件，最佳發(fā)酵條件為：紫薯---南瓜漿與牛乳的比例為1∶5（g/mL），蔗糖添加量為9%，菌種接種量為0.7%，發(fā)酵時間為5 h，發(fā)酵溫度42℃。在該條件下制成酸奶質(zhì)地均勻，口感細(xì)膩，酸甜可口，具有紫薯、南瓜的香味和濃郁的乳酸菌發(fā)酵酸奶香味，理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：凝固型酸奶；紫薯；南瓜；發(fā)酵工藝

紫薯（purple sweet potato）是一種富含花青素的甘薯品種，薯皮呈紫色，薯肉呈紫色或深紫色。紫薯營養(yǎng)價值高，除了含有普通甘薯的營養(yǎng)成分外，還富含有礦物質(zhì)硒和花青素[1-2]，具有抗氧化、抗突變、防癌、預(yù)防動脈硬化、降血壓等多種生物活性[3-6]，有關(guān)紫薯的營養(yǎng)和保健作用已引起研究者的廣泛興趣，對紫薯的開發(fā)利用研究也越來越受到人們的重視。酸奶是由牛奶經(jīng)乳酸菌發(fā)酵制成的，除具有鮮牛奶的營養(yǎng)價值外，還有乳酸及B族維生素等，易于消化吸收，能提高機(jī)體的抵抗力，是人們?nèi)粘Ｉ钪邢矏鄣氖称分弧?/p>

南瓜含多糖、多種氨基酸和VB以及甘露醇、葫蘆巴堿等，性溫、味甘，具有補(bǔ)中益氣、消炎止痛等功效，能促進(jìn)胰島素的分泌，增加肝、腎細(xì)胞的再生能力，對防治糖尿病、高血壓及癌癥等疾病有一定療效[7]。

利用紫薯、南瓜、牛奶為主要原料發(fā)酵制成的紫薯酸奶，不但具有紫薯、南瓜特有滋味，而且增加了酸奶纖維素、維生素和多種微量元素含量，減少脂肪含量，達(dá)到動植物營養(yǎng)互補(bǔ)。

本研究以紫薯漿、南瓜漿與牛乳為主要原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)功能性酸奶，設(shè)計單因素試驗和正交試驗，探索紫薯酸奶的最佳發(fā)酵工藝。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

紫薯、超高溫滅菌乳、脫脂奶粉、白砂糖：市售。乳酸菌：南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物技術(shù)實驗室提供；辛烯基琥珀酸淀粉酯：南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院實驗室自制。

SNJ-A酸奶發(fā)酵機(jī)：上海會中實業(yè)有限公司；LDZX 250FBS立式壓力高壓蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；HR2084食品打漿機(jī)：飛利浦。

1.2方法

1.2.1工藝流程

1.2.2　操作要點(diǎn)

1）原料預(yù)處理：取新鮮優(yōu)質(zhì)的紫薯、南瓜，清洗、去皮后蒸煮5 min后，經(jīng)打漿機(jī)打成漿狀。由于紫薯、南瓜果膠含量高，打漿時可適量加水，原料與水的比例為1∶3（g/mL）。

2）牛乳標(biāo)準(zhǔn)化：由于鮮奶中蛋白質(zhì)含量低（約為3%），不能滿足乳酸菌發(fā)酵所需，因此加入5%的脫脂奶粉使蛋白質(zhì)含量≥32%，以達(dá)到試驗要求及預(yù)期結(jié)果。

3）調(diào)配：將白砂糖加入原料乳中溶解后過濾，將紫薯漿、南瓜漿與牛奶按一定比例調(diào)配后在20MPa均質(zhì)。

4）殺菌：將調(diào)配好的原料置于95℃環(huán)境下殺菌5 min后立即封口，冷卻至42℃?zhèn)溆谩?/p>

5）發(fā)酵：接入0.4%～0.7%的乳酸菌，在38℃～44℃下發(fā)酵一定時間，得到酸奶產(chǎn)品。

1.2.3評價方法

1.2.3.1感官評價

選擇15位有經(jīng)驗的專業(yè)人員對酸奶產(chǎn)品進(jìn)行感官評價，取平均分為酸奶的綜合得分，評價標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 酸奶感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1　Sensory scoring criteria of yogurt

1.2.3.2產(chǎn)品指標(biāo)測定

蛋白質(zhì)測定：按照GB5009.5-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》；酸度測定：按照GB 5413.34-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)乳和乳制品酸度的測定》。微生物指標(biāo)檢測：按照GB 4789.18-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗乳與乳制品檢驗》。1.2.4試驗設(shè)計

設(shè)計單因素試驗和正交試驗，以酸奶的感官質(zhì)量為指標(biāo)，研究白砂糖添加量、乳酸菌的接種量、漿料與牛奶的比、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間等因素對紫薯南瓜酸奶品質(zhì)的影響。在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)計L16（45）正交試驗，從而優(yōu)化出紫薯南瓜酸奶的最佳生產(chǎn)工藝。

2　結(jié)果與討論

2.1單因素試驗

2.1.1白砂糖添加量對酸奶品質(zhì)影響

紫薯漿與南瓜漿比是1∶1（g/g），發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時間5 h，接種量為0.5%，漿料與牛奶的比例是1∶4（g/mL），考察不同白砂糖添加量（3%、6%、9%、12%）對酸奶感官評價的影響，如表2所示。

表2　糖的添加量對酸奶感官品質(zhì)影響結(jié)果Table 2　Effect of sugar addition on sensory quality of yogurt

由上表可知，糖添加量為9%時產(chǎn)品的質(zhì)量最佳。糖作為甜味劑能緩和產(chǎn)品的酸度，以獲得適當(dāng)?shù)乃崽鸨?；同時，白砂糖也可作為發(fā)酵菌種的碳源，促進(jìn)發(fā)酵。6%以下的添加量的產(chǎn)品風(fēng)味不佳，偏酸；而12%添加量的產(chǎn)品口感過甜，可能因為糖的反滲透作用影響了酸奶的發(fā)酵速度，從而影響產(chǎn)酸量。

2.1. 2接種量對酸奶品質(zhì)影響

紫薯漿與南瓜漿比是1∶1（g/g），發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時間5h，漿料與牛奶的比例是1∶4（g/mL），糖的添加量為9%，乳酸菌接種量對酸奶品質(zhì)的影響如表3所示。

表3　乳酸菌接種量對酸奶感官品質(zhì)影響結(jié)果Table 3　Effect of lactobacillus inoculum on sensory quality of yogurt

由上表可知，乳酸菌接種量0.7%，產(chǎn)品品質(zhì)較好，用量0.5%～0.6%之間，有少量乳清析出，用量為0.4%，乳清析出明顯。

2.1.3發(fā)酵溫度對酸奶品質(zhì)影響

紫薯漿與南瓜漿比是1∶1（g/g），乳酸菌接種量為0.7%，發(fā)酵時間5 h，漿料與牛奶的比例是1∶4（g/mL），糖的添加量為9%，發(fā)酵溫度對酸奶品質(zhì)的影響如表4所示。

表4　發(fā)酵溫度對酸奶感官品質(zhì)影響結(jié)果Table 4　Effect of fermentation temperature on sensory quality of yogurt

由上表可知，發(fā)酵溫度為42℃時，產(chǎn)品的感官評價值最高。41℃發(fā)酵的產(chǎn)品的口感不盡柔和；44℃發(fā)酵的產(chǎn)品酸甜比失調(diào)。

2.1.4發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)影響

紫薯漿與南瓜漿比是1∶1（g/g），乳酸菌接種量為0.7%，發(fā)酵溫度為42℃，漿料與牛奶的比例是1∶4（g/mL），糖的添加量為9%，發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響如表5所示。

表5　發(fā)酵時間對酸奶感官品質(zhì)影響結(jié)果Table 5　Effect of fermentation time on sensory quality of yogurt

由上表可知，發(fā)酵時間為5 h，產(chǎn)品品質(zhì)最好。隨著發(fā)酵時間的延長，產(chǎn)酸量保持上升，酸性過高導(dǎo)致體系膠體結(jié)構(gòu)受到部分破壞，水分溶出，形成乳清，浮于凝乳表面。

2.1.5穩(wěn)定劑的用量對酸奶品質(zhì)影響

酸奶加工過程中乳酸菌利用發(fā)酵基中營養(yǎng)成分凝固酪蛋白，不可避免的產(chǎn)生乳清。乳清對凝固型酸奶結(jié)構(gòu)有破壞作用，這也是其加工過程中影響穩(wěn)定性的重要因素之一[8]。有報道，添加0.5%～1.0%取代度為0.02左右的辛烯基琥珀酸淀粉酯能改善酸奶的組織形態(tài)、降低離心沉淀率、增加黏度[9]。因此本試驗考察不同辛烯基琥珀酸淀粉的添加量（0.5%、0.75%、1.0%）對酸奶感官評價的影響，結(jié)果見表6。

表6　穩(wěn)定劑用量對酸奶感官品質(zhì)影響結(jié)果Table 6　Effect of stabilizer addition on sensory quality of yogurt

由上表可知，添加了0.75%的辛烯基琥珀酸淀粉酯的酸奶其組織狀態(tài)均勻穩(wěn)定，產(chǎn)品組織狀態(tài)最佳。酸奶是典型的假塑性流水，這種流體具有剪切稀化的性質(zhì)，即表現(xiàn)為表觀黏度隨著剪切速率的增加而降低。一定強(qiáng)度的抗剪切能力，對酸奶具有重要的影響，添加一定濃度的辛烯基琥珀酸淀粉酯，解決了口感粗糙、乳清分離的問題，賦予成品良好的稠度、圓滑的外觀和細(xì)膩純正的風(fēng)味。

2.1.6漿料與牛乳料液比對酸奶品質(zhì)影響

紫薯漿與南瓜漿比是1∶1（g/g），乳酸菌接種量為0.7%，發(fā)酵時間5 h，發(fā)酵溫度42℃，糖的添加量為9%，漿料與牛奶的比例對酸奶品質(zhì)的影響如表7所示。

表7　料液比對酸奶感官品質(zhì)影響結(jié)果Table 7　Effect of solid-liquid ratio on sensory quality of yogurt

由上表可知，漿料與牛奶的比例過高或過低均不利于產(chǎn)酸，凝乳狀態(tài)也較差。只有料液比為1∶5（g/mL）時，才能得到品質(zhì)良好的酸奶。

2. 2正交試驗

選擇對酸乳品質(zhì)影響較大的因素，即白砂糖添加量、接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間、料液比進(jìn)行L16（45）正交試驗。試驗因子與水平設(shè)置見表8。

表8　正交試驗因素水平安排表Table 8　Orthogonal experimental design

正交試驗因素水平及結(jié)果見表9。利用正交設(shè)計助手軟件進(jìn)行方差分析，見表10。

由正交表可知，對酸奶品質(zhì)影響因素依次為：接種量>糖添加量>發(fā)酵溫度>發(fā)酵時間>料液比。從方差分析表中可以看出，接種量為本試驗的顯著因素。

本試驗最佳工藝組合為：乳酸菌接種量為0.7%，糖的添加量為9%，發(fā)酵時間5 h，發(fā)酵溫度42℃，料液比為1∶5（g/mL）。

表9　正交試驗結(jié)果Table 9　Orthogonal experimental result

表10 方差分析Table 10　The Analysis of Variance

2.3產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

酸度78°T，蛋白質(zhì)含量3.1 g/100 g，乳酸菌數(shù)≥12.7×106CFU/mL，大腸菌群≤0.7 CFU/100 mL，致病菌未檢出，質(zhì)量符合GB 19302-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》標(biāo)準(zhǔn)要求。

3　結(jié)論

研制出的酸奶中的紫薯、南瓜原料增加了酸奶中的纖維素、礦物質(zhì)、維生素等多種物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，同時減少其脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)，達(dá)到動植物營養(yǎng)互補(bǔ)，增加了酸奶的保健功能。

通過對酸奶品質(zhì)影響因素的正交試驗分析，影響酸奶品質(zhì)的因素依次為：接種量>糖添加量>發(fā)酵溫度>發(fā)酵時間>料液比。其中乳酸菌接種量對酸奶品質(zhì)影響顯著。優(yōu)化出紫薯南瓜酸奶生產(chǎn)的最佳工藝條件：紫薯漿：南瓜漿為1∶1（g/g），乳酸菌接種量為0.7%，糖的添加量為9%，發(fā)酵時間5 h，發(fā)酵溫度42℃，漿料與牛奶比為1∶5（g/mL）。生產(chǎn)的酸奶具有紫薯、南瓜的香味和濃郁的乳酸菌發(fā)酵酸奶香味，酸甜可口，口感細(xì)膩、柔和，質(zhì)量符合GB 19302-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》標(biāo)準(zhǔn)要求。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.23.025

收稿日期：2014-04-16

基金項目：江蘇高等學(xué)校大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃立項項目（2012JSSPITP4059）；江蘇教育廳青藍(lán)工程資助（2014023）

作者簡介：吳海燕（1978—），女（漢），副教授，碩士，主要從事食品加工及食品營養(yǎng)與安全的研究。

Research on Fermentation Technology of Purple Sweet Potato and Pumpkin Yoghourt

WU Hai-yan1，2，SHAO Yuan-jian1，LI Wen-ting1
（1.Nantong Science and Technology College，Nantong 226000，Jiangsu，China；2.Nantong Agricultural Product Processing Technology Association，Nantong 226000，Jiangsu，China）

Abstract：Using purple sweet potato，pumpkin and milk as raw material，Lactic acid bacteria as leavening agents，the fermentation conditions of lactic acid fermented yoghourt were studied.The orthogonal experiments of L16（35）results showed that the optimize fermentation conditions were：the proportion of slurry and milk was 1∶5（g/mL），with the addition of sucrose 9%，inoculums 0.7%，fermentation time 5 hours，fermentation temperature 42℃.Under these conditions，the purple sweet potato and pumpkin yoghourt took on welldistributed quality，smooth，flour and sweet delicious taste with purple sweet potato and pumpkin fragrance，full-bodied scent of yoghourt coming from lactic fermentation.Both physiochemical indexes and microbial indexes complied with national standards.

Key words：yoghourt；purple sweet potato；pumpkin；fermentation technology