胡興仁/湖南人文科技學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院

洋姜酸乳的生產(chǎn)工藝

胡興仁/湖南人文科技學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院

以洋姜為原料，以木糖醇為甜味劑，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)菊粉功能性酸奶進(jìn)行研制，得到的最佳配方為洋姜6％、甜味劑8％、發(fā)酵劑3％、發(fā)酵時(shí)間5h。所制成的洋姜乳酸飲料滋味獨(dú)特,香氣濃郁,價(jià)格低廉,具有較高的營養(yǎng)和保健價(jià)值，有較廣的市場前景，同時(shí)也為洋姜資源開辟了新的途徑。

洋姜;酶解;乳酸發(fā)酵;酸乳飲料

洋姜又名菊芋(Helianthustuberosus)、是菊科向日葵屬多年生草本植物。洋姜有著很高的營養(yǎng)價(jià)值,預(yù)防齲齒,增加腸道益生菌數(shù)量的作用；還可降低膽固醇和甘油三酯在血清中的含量；促進(jìn)營養(yǎng)的吸收,特別是鈣的吸收；防治腹瀉和便秘的作用。洋姜塊莖可開發(fā)成菊粉（菊糖）,菊粉具有促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌生長、長效釋放能量、提高運(yùn)動(dòng)耐力、替代脂肪等多種作用,作為一種食品功能性添加劑已被廣泛用于奶制品、冷飲食品以及低脂或無脂食品中。菊粉經(jīng)高科技生物技術(shù)轉(zhuǎn)化可制成高純度的低聚果糖和超高果糖漿,而低聚果糖可增殖人體內(nèi)雙歧桿菌,促進(jìn)腸道功能,防止便秘,提高人體免疫功能,有良好的抗衰老作用;可降低血脂,改善脂質(zhì)代謝,降低血液中膽固醇和甘油三酯的含量;低熱量。洋姜中含有豐富的菊糖,采用現(xiàn)代生物技術(shù)將洋姜進(jìn)行精深加工而制成的菊粉、低聚果糖和超高果葡糖漿,成為了現(xiàn)代保健食品行業(yè)中的全新多功能配料。

酸乳具有克服乳糖不耐癥,調(diào)節(jié)腸道微生物菌群,改善消化功能的作用：一方面它可降低膽固醇,預(yù)防冠心病,保護(hù)肝腎；另一方面它可排除體內(nèi)毒素,延緩人體衰老,潤膚美容；此外它還可以抑制腫瘤,減緩藥物的毒副作用。酸乳的保健功能還可羅列很多,例如：預(yù)防骨質(zhì)疏松,減輕過敏變態(tài)反應(yīng),治療神經(jīng)性厭預(yù)癥障等。酸乳和普通牛乳相比其總固體碳水化合物、蛋白質(zhì)及礦物質(zhì)均有所提高和普通牛乳相比酸乳更易于受到消化酶的作用也更有利于人體消化吸收。

1.洋姜酸乳的生產(chǎn)工藝流程工藝流程：

脫脂奶粉→復(fù)原乳→添加洋姜、甜味劑→預(yù)熱→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種發(fā)酵劑→灌裝→發(fā)酵→冷卻→冷藏→成品。

操作要點(diǎn)如下：

復(fù)原乳：將脫脂奶粉溶于蒸餾水中,備用。

均質(zhì)：在復(fù)原乳中加入適量的洋姜、甜味劑等輔料,此實(shí)驗(yàn)以木糖醇為甜味劑。將已添加輔料的原料乳預(yù)熱至60-70℃，使一部分的乳清蛋白凝固,加強(qiáng)了酪蛋白的熱穩(wěn)定性,避免滅菌時(shí)凝固,同時(shí)賦予酸奶適當(dāng)?shù)恼扯?使其均一穩(wěn)定,提高了酸奶的穩(wěn)定性和黏稠度。

殺菌：在90℃的水浴中、殺菌30min以上,使得原料基液中大部分雜菌與所有的致病菌被殺滅以確保食用安全性，鈍化了原料乳內(nèi)的天然抑制劑，抑制了發(fā)酵劑的作用,為乳酸菌生長繁殖創(chuàng)造了外部條件，提高了乳中蛋白質(zhì)和水的親和力,然后冷卻到42℃左右。

接種、發(fā)酵：溫度為42℃左右,接入工作發(fā)酵劑。攪拌均勻,分杯灌裝后放入42℃的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)發(fā)酵。

冷卻后熟：乳凝固后取出放至0-4℃冰箱內(nèi)冷藏24h?？煽刂飘a(chǎn)品的酸度,使得產(chǎn)品特征（組織形態(tài)、滋味、口感與酸度等）達(dá)到預(yù)期的要求。

本實(shí)驗(yàn)以洋姜為原料,添加一定量的木糖醇,與牛奶一起進(jìn)行乳酸發(fā)酵生產(chǎn)酸乳飲料。該工藝既降低了加工過程中蔗糖的用量,又強(qiáng)化了產(chǎn)品的保健性能和營養(yǎng)性能。所得產(chǎn)品不但具有良好的洋姜兼乳酸風(fēng)味,而且富含多種營養(yǎng)成分,是一種理想型的保健營養(yǎng)飲料。本研究為開發(fā)洋姜資源開辟了一種新的途徑。

2.材料與方法

2.1實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料:洋姜、脫脂奶粉、丹尼斯克直投菌種、木糖醇等，均為市購。實(shí)驗(yàn)設(shè)備有：均質(zhì)機(jī)（CGJB60-70）、電熱恒溫培養(yǎng)箱（DRP-9002型）、夾層鍋（HHL-50型）。

2.2理化指標(biāo)測定

酸度：參照GB/T5009.46-2003《乳與乳制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》規(guī)定的滴定法測定；微生物：參照GB/T4789.18-1010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)：乳與乳制品檢驗(yàn)》規(guī)定的方法檢驗(yàn)；乳酸菌：參照GB/T4789.35-2010《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)：乳酸菌飲料》乳酸菌檢驗(yàn)規(guī)定的方法檢驗(yàn)。

2.3正交試驗(yàn)

以綜合感官評(píng)分作為指標(biāo),采用正交試驗(yàn)L9(34)方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì),探究洋姜的添加量、甜味劑的添加量、發(fā)酵劑的添加量、發(fā)酵時(shí)間這4個(gè)因素對(duì)感官的影響,以確定最佳的配比,試驗(yàn)因素水平表見表1。

表1 洋姜酸乳配方正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

3.結(jié)果與分析

3.1洋姜的添加量對(duì)感官的影響

當(dāng)洋姜的添加量為6％時(shí)感官評(píng)分最高,添加量少于6％時(shí)色澤較不佳、無洋姜的獨(dú)特風(fēng)味,當(dāng)添加量多于6％時(shí)又過多，影響酸乳凝結(jié)狀態(tài),出現(xiàn)明顯分層,顏色呈現(xiàn)褐色,質(zhì)地略粗糙,影響感官。所以,本試驗(yàn)選擇4％、6％、8％三個(gè)水平用于正交試驗(yàn)。

3.2甜味劑添加量對(duì)感官的影響

甜味劑的添加量為8％時(shí)感官評(píng)分最高,這主要是因?yàn)樘鹞秳┑奶砑恿吭诘陀?％時(shí)口感較差,當(dāng)高于8％時(shí)添加量過多, 有明顯乳清析出,口感稍發(fā)澀,當(dāng)添加量為10％時(shí),酸乳不凝固,且偏澀。這可能是因?yàn)槟咎谴急旧碛幸欢ǖ囊志饔?抑制了乳酸菌的生長。所以,選取6％、8％、10％這三個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

3.3發(fā)酵劑添加量對(duì)感官的影響

當(dāng)發(fā)酵劑的添加量為3％時(shí)感官評(píng)分最高,這主要是因?yàn)楫?dāng)發(fā)酵劑的添加量過高時(shí),發(fā)酵速度過快,酸度大繼而影響口感；而當(dāng)添加量低時(shí)菌種含量也小,酸度值達(dá)不到酸乳質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。所以,選取2％、3％、4％這三個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

3.4發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官評(píng)價(jià)影響

發(fā)酵時(shí)間為5h時(shí)感官評(píng)分最高,時(shí)間少于5h時(shí)發(fā)酵時(shí)間不夠,酸奶凝結(jié)狀態(tài)略差,酸度適中；但是當(dāng)時(shí)間多于5h時(shí)后,凝結(jié)狀態(tài)較差,乳清不斷析出,過酸,嚴(yán)重影響感官評(píng)分。因此,選取4、5、6h三個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。

3.5正交試驗(yàn)

表2 洋姜酸乳配方正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

K2 76.100 87.000 70.867 81.167 K3 72.533 60.467 73.067 66.800 R 7.567 26.533 2.366 14.367

據(jù)表2可得,依R值的大小,可得出4個(gè)因素的主次關(guān)系為C

表3 方差分析表

從表5可以看出,B因素（甜味劑添加量）F值為103.99＞F0.01(2,2)＝99.00影響極顯著,D因素（發(fā)酵時(shí)間）F值為33.87＞F0.05(2,2)＝19.00影響顯著,而A、C因素影響不顯著。根據(jù)實(shí)際情況,得試驗(yàn)的最佳組合為A2B2C1D2,即洋姜的添加量為6％、甜味劑的添加量為8％、發(fā)酵劑的添加量為3％、發(fā)酵時(shí)間為5h。

3.6驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

用正交試驗(yàn)得到的最佳配比為A2B2C1D2,置3組平行樣,選取15人根據(jù)表1標(biāo)準(zhǔn)對(duì)洋姜酸乳進(jìn)行感官評(píng)分,得評(píng)分?jǐn)?shù)值為94,結(jié)果顯示,所得的酸奶色澤均一, 呈均勻的凝乳狀，口感細(xì)嫩爽滑,酸甜適口,具有濃郁的果香味,無異味,無分層現(xiàn)象無雜物,無或少量的乳清析出。

3.7微生物指標(biāo)實(shí)驗(yàn)

發(fā)酵后的乳酸菌為1.8×l08CFU/g, 沒有檢出致病菌。

4.結(jié)論

通過合理的試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及科學(xué)的感官評(píng)定方法,發(fā)現(xiàn)在洋姜添加量6％、甜味劑添加量8％、發(fā)酵劑添加量3％、發(fā)酵時(shí)間5h的條件下所得的洋姜酸乳口感，滋味及所呈現(xiàn)的外在形態(tài)最佳。在此條件下得到的洋姜酸乳酸甜適口，細(xì)膩爽滑，色澤均一，組織狀態(tài)呈凝乳狀。其不僅有洋姜特殊的果香味及洋姜所呈現(xiàn)的保健功效，還有酸奶醇香的口感，營養(yǎng)豐富且熱量低，老少皆宜，符合現(xiàn)代人崇尚食品安全營養(yǎng)的新觀念，在食品領(lǐng)域具有廣闊的市場前景，同時(shí)也為洋姜新型資源的研發(fā)開辟了新的途徑。

[1]楊政水,黃靜.洋姜多酚氧化酶特性研究[J].食品研究與開發(fā),2006,27（2）：24-25,43.

[2]孟秀梅,王宏勛,張曉昱.靈芝發(fā)酵生產(chǎn)芹菜全營養(yǎng)產(chǎn)品[J].食品科技,2005(3):91-92,95.

[3]周珠揚(yáng),朱磊,楊杰.菊芋的功能及開發(fā)利用前景[J].西藏科技,2009,6.

[4]于偉.菊粉保健酸奶的研制[B]. 乳業(yè)科學(xué)與技術(shù),2012,Vol.35 No.4.

胡興仁（1993-），男，湖南岳陽人，湖南人文科技學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院2012級(jí)學(xué)生。