邱松林，余蕾*

（廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 福建 廈門 361012）

紅薯膳食纖維在功能性酸奶中的實(shí)際應(yīng)用*

邱松林，余蕾*

（廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 福建 廈門 361012）

試驗(yàn)從紅薯廢渣中提取膳食纖維，將之應(yīng)用于膳食纖維功能性酸奶中。通過正交試驗(yàn)得出膳食纖維功能性酸奶的最佳發(fā)酵工藝為：膳食纖維添加量2%、發(fā)酵劑接種量4%、發(fā)酵時(shí)間450min、發(fā)酵溫度40℃。將試驗(yàn)生產(chǎn)的功能性酸奶通過差異實(shí)驗(yàn)進(jìn)行感官試驗(yàn)，通過計(jì)算分析得出本試驗(yàn)樣品與市售商品無顯著差異，添加膳食纖維的酸奶提高了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但并未降低其口感。

膳食纖維；酸奶；發(fā)酵工藝；差異試驗(yàn)

隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高, 人們對(duì)食物的要求越來越高，攝入的食物越來越精細(xì)，而肥胖癥、動(dòng)脈硬化、冠心病等營(yíng)養(yǎng)性疾病的發(fā)病率卻呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，目前已有許多研究結(jié)果表明，居民膳食結(jié)構(gòu)中膳食纖維攝入的不足或缺乏是導(dǎo)致這些現(xiàn)代“文明病”發(fā)病率上升的一個(gè)重要原因。膳食纖維主要是指植物細(xì)胞壁中不能被人體消化吸收的碳水化合物，包括纖維素1、半纖維素、果膠、樹膠和木質(zhì)素等，具有明顯的增強(qiáng)胃腸蠕動(dòng)、幫助消化、防止便秘及促進(jìn)人體內(nèi)毒素排除等作用。近年來，膳食纖維作為功能性營(yíng)養(yǎng)成分的研究得到了廣泛的關(guān)注和迅速的發(fā)展，積極開展對(duì)高膳食纖維食品的應(yīng)用研究，對(duì)提高居民的膳食營(yíng)養(yǎng)水平和健康水平有著非常重要的意義和廣泛的應(yīng)用發(fā)展前景。紅薯是福建省的重要經(jīng)濟(jì)作物之一，主要加工產(chǎn)品為紅薯淀粉。紅薯淀粉加工業(yè)每年都會(huì)產(chǎn)生大量的紅薯廢渣，其主要成分為淀粉和膳食纖維，紅薯廢渣中的纖維含量高、質(zhì)感好、口感佳，可以加工成高純度、高附加值、用途廣泛的低熱量的膳食纖維[1]。利用紅薯廢渣提取膳食纖維，并將其應(yīng)用于酸奶生產(chǎn)中，不僅可以使酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及功能進(jìn)一步提高，還可以增加酸奶中的固形物含量，明顯提高酸奶的穩(wěn)定性和分散性，改善及豐富口感，具有營(yíng)養(yǎng)和保健雙重功效。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料： 紅薯廢渣（廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室制備）；保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌（廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供）；α淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶，均為食品級(jí)；碳酸氫鈉、無水乙醇（分析純）；脫脂奶粉、白砂糖，均為市售，食品級(jí)。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)備 電子天平，冷凍離心機(jī)，臺(tái)式離心機(jī)，冷凍干燥機(jī)，恒溫水浴鍋，高速組織搗碎機(jī)，高壓蒸汽滅菌鍋，電熱恒溫培養(yǎng)箱，高壓均質(zhì)機(jī)，超純水系統(tǒng)等儀器設(shè)備。

1.2 紅薯廢渣膳食纖維的提取

膳食纖維提取工藝流程：紅薯廢渣粉碎→小蘇打浸泡→過濾→α—淀粉酶和糖化酶復(fù)合酶酶解→中性蛋白酶水解→沉淀→過濾→干燥→稱重→密封→保藏

將紅薯廢渣研磨成細(xì)末后，按 1∶5 ( W∶V )的比例加入 0.2 mol.L-1的 NaOH 溶液，攪拌均勻，并浸泡 1 h[2]。加入適量水加熱使淀粉糊化后冷卻，，用鹽酸調(diào)pH值至6.5，加入紅薯廢渣干重的3%的α—淀粉酶和糖化酶復(fù)合酶（α—淀粉酶與糖化酶按2：1進(jìn)行復(fù)配），攪拌溶解，于50℃恒溫水浴鍋中酶解300 min，酶解結(jié)束后立即放入沸水浴中。再將酶解液冷卻至室溫，調(diào)pH值至7，加入紅薯廢渣干重的0.5%的中性蛋白酶于45℃恒溫水浴鍋中酶解180 min。移出薯渣液，加入 4 倍體積乙醇進(jìn)行沉淀，經(jīng)過濾后干燥即得紅薯廢渣膳食纖維。

1.3 膳食纖維在功能性酸奶中的應(yīng)用

1.3.1 紅薯廢渣膳食纖維酸奶加工工藝流程

1.3.2 紅薯廢渣膳食纖維酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[3]

邀請(qǐng)20名我院學(xué)生成立感官品鑒組，參照GB19302-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》的要求對(duì)酸奶的感官質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。以酸奶的色澤、香味/滋氣味、口感、組織狀態(tài)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，每項(xiàng)均以100分為滿分，利用加權(quán)法計(jì)算總得分。膳食纖維酸奶評(píng)定等級(jí)分值表見表1，感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及分值權(quán)重見表2。

表1 評(píng)定等級(jí)分值表

表2 膳食纖維酸奶感官評(píng)定權(quán)重表

1.3.3 紅薯廢渣膳食纖維酸奶發(fā)酵工藝條件優(yōu)化試驗(yàn)

紅薯廢渣膳食纖維酸奶通過在牛乳中添加紅薯廢渣膳食纖維后經(jīng)混合發(fā)酵而制成。試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì), 以膳食纖維添加量、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度作為試驗(yàn)因素，以酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)指標(biāo), 研究并確定紅薯廢渣膳食纖維酸奶的最佳工藝條件。

1.3.4 紅薯廢渣膳食纖維酸奶感官差異實(shí)驗(yàn)研究

為確定紅薯廢渣膳食纖維在酸奶中的實(shí)際應(yīng)用效果及其對(duì)酸奶品質(zhì)的影響，選用3種市售的同類型酸奶與本試驗(yàn)所制作的紅薯廢渣膳食纖維酸奶進(jìn)行感官差異實(shí)驗(yàn)來加以比較，以確定這四種商品喜好度之間是否存在差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅薯廢渣膳食纖維酸奶發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化

一般酸奶的發(fā)酵工藝較為成熟，在試驗(yàn)中添加了自制的紅薯廢渣膳食纖維，膳食纖維添加量對(duì)酸奶的影響較大，膳食纖維添加量過多，會(huì)使酸奶口感不夠細(xì)膩，順滑；而膳食纖維添加量過少，則無法充分實(shí)現(xiàn)膳食纖維酸奶的營(yíng)養(yǎng)保健功效。根據(jù)研究，膳食纖維在酸奶產(chǎn)品中的添加量一般為1%～3%，且一般采用保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌復(fù)合發(fā)酵劑，用量比例為1：1[4,5]。試驗(yàn)為確定紅薯廢渣膳食纖維的添加對(duì)酸奶產(chǎn)品質(zhì)量的影響，在參考已知文獻(xiàn)及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以膳食纖維添加量、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度作為試驗(yàn)因素，以膳食纖維酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為指標(biāo)，安排進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，確定紅薯廢渣膳食纖維酸奶的最佳工藝條件。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素及水平見表3，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表3 因素與水平表

表4 紅薯廢渣膳食纖維酸奶發(fā)酵工藝的正交試驗(yàn)結(jié)果

從表4可以看出，影響紅薯廢渣膳食纖維酸奶發(fā)酵工藝的主次因素排序?yàn)榘l(fā)酵劑接種量＞發(fā)酵時(shí)間＞膳食纖維添加量＞發(fā)酵溫度。根據(jù)直觀初步確定紅薯廢渣膳食纖維酸奶發(fā)酵工藝的最佳工藝條件為A2B3C3D2，即膳食纖維添加量2%、發(fā)酵劑接種量5%、發(fā)酵時(shí)間450min、發(fā)酵溫度45℃。由于正交表中沒有A2B3C3D2這項(xiàng)組合，故按照此組合重復(fù)進(jìn)行了3次驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)評(píng)分值為94.8，低于目前表中A2B2C3D1的評(píng)分值。通過觀察，，當(dāng)發(fā)酵劑接種量達(dá)4.0%時(shí)再繼續(xù)增加其感官值并無明顯提高，而溫度上升到45-50℃時(shí)，由于溫度過高抑制發(fā)酵劑的活性效果不升反降，且從生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性角度考慮，確定紅薯廢渣膳食纖維酸奶發(fā)酵的最佳工藝條件為：膳食纖維添加量2%、發(fā)酵劑接種量4%、發(fā)酵時(shí)間450min、發(fā)酵溫度40℃。

2.2 應(yīng)用差異法感官評(píng)定紅薯廢渣膳食纖維酸奶實(shí)際應(yīng)用效果的研究

將試驗(yàn)所制作的紅薯廢渣膳食纖維酸奶A，與選用的3種市售同類型酸奶X、Y、Z通過感官差異實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。邀請(qǐng)100位感官品鑒員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，并且選出一個(gè)認(rèn)為最好的產(chǎn)品，以確定這四種商品喜好度之間是否存在差異，評(píng)定紅薯廢渣膳食

纖維酸奶的實(shí)際應(yīng)用效果。評(píng)價(jià)結(jié)果見表5。

表5 認(rèn)為某商品最好的人數(shù)

數(shù)個(gè)樣品間有無差異，根據(jù)檢驗(yàn)判斷結(jié)果，用以下公式求值：

式中：m表示樣品數(shù)，n表示有效鑒評(píng)表數(shù)，χi表示在m個(gè)樣品中最喜歡其中某個(gè)樣品的人數(shù)。

試驗(yàn)中，n=100，m=4，χ1=31，χ2=30，χ3=21，χ4=18，將其代入公式可得：

f=m-1=3，α=1%和α=5%

查χ2分布表知：

計(jì)算結(jié)果表明4個(gè)商品間的喜好度在5%和1%顯著水平無顯著差異，即試驗(yàn)樣品與市售商品不存在顯著差異。

3 結(jié)論

3.1 利用酶解提取制得的紅薯廢渣膳食纖維制作功能性酸奶，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，通過正交實(shí)驗(yàn)確定出紅薯廢渣膳食纖維酸奶發(fā)酵的最佳工藝條件為：膳食纖維添加量2%、發(fā)酵劑接種量4%、發(fā)酵時(shí)間450min、發(fā)酵溫度40℃。

3.2 將制得的紅薯廢渣膳食纖維酸奶與市售同類型酸奶進(jìn)行感官差異實(shí)驗(yàn)，通過試驗(yàn)可知，實(shí)驗(yàn)研制的紅薯廢渣膳食纖維酸奶與市售商品無顯著差異。說明利用紅薯廢渣膳食纖維制作功能性酸奶的實(shí)際應(yīng)用是完全可行的，這也為下一步紅薯廢渣膳食纖維酸奶實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了有力的實(shí)驗(yàn)支持。

[1]余筱潔.紅薯渣膳食纖維的提取﹑功能及其應(yīng)用[D].上海:上海大學(xué),2005.

[2]趙英虎,高莉,姬素淵,等.甘薯膳食纖維提取工藝的研究[J].畜牧與飼料科學(xué),20121,33(4):14-18.

[3]毛景海,樊祥富.小麥麩皮膳食纖維酸奶的研究[J].科協(xié)論壇,2012(5)(下):98－99.

[4]余筱潔.紅薯渣膳食纖維的提取﹑功能及其應(yīng)用[D].上海:上海大學(xué),2005.

[5]陸克峰,楊海軍.膳食纖維在功能性食品中的應(yīng)用及其發(fā)展前景[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),2004(3):24-26.

TS252.54

A

1007-550X（2015）12-0035-04

10.3969/j.issn.1007-550X.2015.12.001

廈門海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院自然科學(xué)項(xiàng)目。

2015-09-24

邱松林（1983－），男，碩士，講師，研究方向：食品加工研究。

余蕾（1970－），女，碩士，副教授，主要從事食品科學(xué)的教學(xué)與研究工作。