李鵬飛 楊靜 吳志霜 夏清海 肖文娜 王琦

摘要 [目的] 研制口感、風味良好的凝固型瑪卡酸奶。 [方法] 以瑪卡提取液和鮮牛乳為原料，添加適量蔗糖、發(fā)酵劑，在單因素試驗的基礎上，通過BoxBehnken（BBD）響應面法優(yōu)化凝固型瑪卡酸奶的最佳工藝。 [結果] 優(yōu)化后的凝固型瑪卡酸奶工藝：瑪卡提取液添加量為4%、蔗糖添加量為4%和發(fā)酵劑添加量為3%。按照優(yōu)化后的凝固型瑪卡酸奶工藝發(fā)酵，瑪卡酸奶呈有光澤淡黃色，質地均勻一致，具有濃郁的乳酸菌發(fā)酵和較適宜的瑪卡味道，測得的瑪卡酸奶pH為3.8、持水力為42%。[結論]研究可為新的乳制品的產(chǎn)品研發(fā)提供參考依據(jù)。

關鍵詞瑪卡；凝固型酸奶；單因素試驗；響應曲面設計；BoxBehnken設計

中圖分類號S879.1文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）34-071-03

瑪卡（Maca）全稱瑪卡獨行菜（Lepidium meyenii Walp），屬于十字花科（Cruciferae）的一種植物[1]，原產(chǎn)于秘魯中部基寧（Jinin）及帕斯科（Pasco）附近海拔4 000 m以上的安第斯大林山區(qū)，是一種非常獨特的高原農(nóng)作物?，斂ǖ幕瘜W成分主要含有瑪卡酰胺、瑪卡烯、生物堿、芥子油苷、甾醇和類固醇等次生代謝物，營養(yǎng)成分主要是粗蛋白、粗脂肪、纖維、碳水化合物、VC等[2-4]，這些成分賦予了瑪卡制品濃郁的風味特征，也具有調節(jié)內(nèi)分泌功能、抗骨質疏松、減輕宿醉等保健功能[5-6]。近年來云南省的部分地區(qū)成功地引種栽培出了瑪卡，并繁殖了多代，形成了一定的規(guī)模和產(chǎn)量，利用當?shù)卦耘喱斂ㄑ兄片斂ㄋ崮叹哂性弦椎谩⑸a(chǎn)成本低等顯著優(yōu)勢。

近些年響應面法在工藝學科中應用比較多，在食品科學領域應用越來越廣，響應面法在模型構建上顯示出與實際系統(tǒng)有著較好的吻合，擬合模型取得了較好的結果，其中BoxBehnken設計在設計因素與水平較少時與中心復合設計的吻合度較好，并且BoxBehnken設計對于因成本過于昂貴或實際情況不現(xiàn)實而受到限制的試驗能夠顯示出特有的長處，對食品科學與食品工藝的研究有著很好的借鑒[7-12]。筆者以瑪卡提取液和新鮮牛乳為原料，通過響應面法優(yōu)化凝固型瑪卡酸奶的工藝[13-17]，以提升瑪卡的附加值，同時也為新的乳制品產(chǎn)品研發(fā)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

主要原料與試劑：鮮牛乳，雪蘭巴氏殺菌乳；瑪卡提取液，麗江瑪卡；發(fā)酵劑為保加利亞乳桿菌（Lactobacillus ulgaricus，LB）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus，ST）；蔗糖，豐驛牌。

主要儀器與設備：

新隔水式恒溫培養(yǎng)箱（GH9050型），電子天平（FA2204B），梅特勒-托利多pH計（EL20），離心機（TDZ4BWS），冰箱等。

1.2方法

1.2.1瑪卡提取液的制備。

在新鮮瑪卡中加入30%乙醇（料液比為1∶10），加熱、回流提取2次，每次2 h，最后減壓、濃縮、干燥得到得率為16%的瑪卡提取液。

1.2.2瑪卡酸奶制作工藝流程。瑪卡酸奶制作工藝流程見圖1。

圖1瑪卡酸奶制作工藝流程

1.2.3操作要點。

原料混合：準確稱量一定質量鮮牛奶，再往鮮牛奶中加入相應比例的瑪卡提取液、蔗糖。

攪拌：用攪拌器使原輔料進行充分混溶。

殺菌：90 ℃高溫殺菌5 min。

接種：在混溶料液溫度降至 37 ℃時，接入相應比例的發(fā)酵劑。

發(fā)酵：在恒溫培養(yǎng)箱中39 ℃發(fā)酵 8 h。

后熟：將發(fā)酵好的制品快速降溫至4 ℃，并保持4 h，以促進后熟，使成品口感細膩滑潤。

1.2.4感官評價標準。

由20位以上營養(yǎng)專業(yè)感官正常人員經(jīng)培訓后品嘗，分別從組織狀態(tài)、凝乳狀態(tài)、口感、氣味色澤4個方面對發(fā)酵乳樣品進行評定，感官評分結果取其平均值。參考GB19302-2010中發(fā)酵乳的評價標準并進行了適當修改，具體感官項目權重的分布如表1所示。

表1凝固型瑪卡酸奶感官評價標準

項目（總分100分）評分標準分值∥分

組織狀態(tài)無或有少量乳清析出、均勻細膩、無氣泡16～20

（20分）有乳清析出、均勻細膩、有氣泡少量11～15

有大量乳清析出和顆粒狀凝塊0～10

凝乳狀態(tài)表面柔滑晶瑩、無乳清析出或有微量析出16～20

（20分）表面柔滑、有少量乳清析出11～15

表面粗糙、有大量乳清析出0～10

口感（30分）酸甜適合、滋味純正、口感細膩21～30

酸甜比例不佳、滋味不柔和、口感粗糙但能接受11～20

酸甜比例差、過酸或過甜、難以接受0～10

氣味色澤有瑪卡特有香氣和乳香，香氣協(xié)調、色澤均勻一致21～30

（30分）瑪卡香氣淡、乳香淡、氣味協(xié)調、但顏色深淺不一11～20

無瑪卡香氣、氣味不協(xié)調、顏色不均一0～10

1.2.5單因素試驗。

選取對瑪卡酸奶發(fā)酵工藝有顯著影響的3個因素，即瑪卡提取液添加量、蔗糖添加量和發(fā)酵劑的添加量分別進行試驗，按表1中的感官評價標準對酸奶進行感官評價。

1.2.6響應曲面試驗設計。

在單因素試驗結果的基礎上，以瑪卡提取液、蔗糖和發(fā)酵劑的添加量為自變量，以感官評分為因變量，采用BoxBehnken軟件設計3因素3水平回歸組合試驗。

1.3數(shù)據(jù)處理

每個平行試驗重復3次，取其平均值，采用Design Expert 8.05b（原版）軟件進行數(shù)據(jù)分析 。

1.4凝固型瑪卡酸奶主要指標測定

pH測定：使用梅特勒-托利多pH計（EL20）測定瑪卡酸奶樣品的pH，測定時的溫度為20 ℃。

持水力測定：采用離心法（TDZ4BWS）在3 000 r/min條件下離心10 min，測定瑪卡酸奶樣品的持水力。

2結果與分析

2.1單因素試驗

2.1.1瑪卡提取液對瑪卡酸奶的影響。

在鮮奶100 ml、蔗糖添加量4%、發(fā)酵劑接種量3%的基礎上，按2%、3%、4%、5%、6%的比例分別加入瑪卡提取液后，于39 ℃發(fā)酵8 h。經(jīng)后熟后，感官評分：瑪卡提取液在添加量為4%時口感和質地最佳，顏色較淺，繼續(xù)添加時，顏色加深，且瑪卡味較重。因此確定瑪卡提取液的添加量為3%～5%為優(yōu)化時的考察范圍。

2.1.2蔗糖添加量對瑪卡酸奶的影響。

在鮮奶100 ml、瑪卡提取液添加量4%、發(fā)酵劑接種量3%的基礎上，按2%、3%、4%、5%、6%的比例分別加入蔗糖后，于39 ℃發(fā)酵8 h。經(jīng)后熟后，感官評分：當蔗糖添加量為4%時，瑪卡酸奶的口感和質地最佳，繼續(xù)添加蔗糖時，甜味和酸味的比例失衡。因此確定蔗糖的添加量為3%～5%為優(yōu)化時的考察范圍。

2.1.3發(fā)酵劑添加量對瑪卡酸奶的影響。

在鮮奶100 ml、蔗糖添加量4%、瑪卡提取液添加量4%的基礎上，按1%、2%、3%、4%、5%的發(fā)酵劑接種量分別接種，于39 ℃發(fā)酵8 h。經(jīng)后熟后，感官評分：當發(fā)酵劑添加量為3%時，瑪卡酸奶的凝固效果、口感及組織狀態(tài)最佳，當繼續(xù)增加發(fā)酵劑的添加量時，酸奶的口感和色味變差，光澤度降低，可見乳清析出較多。因此確定發(fā)酵劑的添加量為2%～4%為優(yōu)化時的考察范圍。

2.2BoxBehnken試驗

根據(jù)表2的試驗因素水平設計，得到瑪卡酸奶配料BoxBehnken試驗方案與結果，如表3所示。

多種方差模型比較中，二次多項式模型（2FI）的擬合效果要好于其他模型，三次方多項式模型（Quadratic）效果最差。由DesignExpert 8.05b（原版）軟件對二次多項式模型（Model）的顯著性及回歸系數(shù)分析可得：①P=0.001 5，響應面回歸模型合適。②方程的相關系數(shù)為0.941 8，調整后的為0.866 9，即回歸方程回歸效果可以。③失擬項（P=0.208 6）不顯著，表明擬合效果良好，試驗數(shù)據(jù)誤差較小，可信度良好，建立的模型可以用來分析和預測凝固型瑪卡酸奶的感官。④3個因素對瑪卡酸奶感官評分的影響大小順序依次是：瑪卡提取液添加量（A）、發(fā)酵劑添加量（C）、蔗糖添加量（B）。⑤感官評分與各因素之間的三元二次回歸的方程：Tastecore=67.99+4.34A+0.30B+2.11C+1.15AB+0.093 AC+6.25BC+3.26A2+2.60B2+9.84C2。各因素交互作用對凝固型瑪卡酸奶的感官評分影響的響應面分析見圖2、3、4。

2.3驗證試驗

根據(jù)BoxBehnken響應面分析結果確定瑪卡酸奶最佳配方為：瑪卡提取液的添加量為4%，蔗糖的添加量為4%，發(fā)酵劑的添加量為3%。在此最佳配方條件下進行3次驗證試驗，測得的感官評分平均值分為68.00，與回歸模型得到的預測值分67.99接近，表明回歸模型所得出的預測值與實際測定值間的擬合性良好，通過BoxBehnken響應面試驗方法得到優(yōu)化工藝條件較為準確可靠 。

2.4產(chǎn)品主要理化指標測定

按照通過BoxBehnken響應

面試驗方法得到的最佳工藝條件進行瑪卡酸奶的發(fā)酵，最后測得的瑪卡酸奶pH為3.8、持水力為42%。

3結論

通過BoxBehnken響應面法來設計試驗，然后借此篩選最優(yōu)的凝固型瑪卡酸奶制作配方，最后得到的凝固型瑪卡酸奶的最佳配方為：瑪卡提取液添加量為4%，蔗糖添加量為4%，發(fā)酵劑添加量為3%。在此配料條件下制作的凝固型瑪卡酸奶呈現(xiàn)有淡黃色光澤，質地均勻較一致，具有濃郁的乳酸菌發(fā)酵和較適宜的瑪卡味道。在凝固型酸奶的研制中，發(fā)酵時間在對比試驗中觀察到試驗組較其他不含瑪卡提取液的酸奶發(fā)酵時間長，一般酸奶發(fā)酵最佳時間為3～4 h[13-16]，該試驗研制的瑪卡酸奶發(fā)酵時間為8 h，對于瑪卡是否對酸奶的發(fā)酵過程產(chǎn)生抑菌作用還有待進一步的研究。

43卷34期李鵬飛等凝固型瑪卡酸奶的研制

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