袁云霞*，焦昆鵬，梁華

河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院（洛陽 471023）

香蕉口感清香獨(dú)特，香甜可口，深受各個(gè)年齡段的人追捧。香蕉富含多種維生素和礦物元素，不僅食用價(jià)值較高，還具有較高的醫(yī)用價(jià)值，具有清熱解毒、滋補(bǔ)潤肺、降脂降壓、潤腸通便、減肥、改善抑郁等功效[1-3]，是聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦的五大健康水果之一。香蕉可終年收獲，是全世界銷量最高的大宗水果之一，同時(shí)也是中國最主要的亞熱帶、熱帶水果之一，主要種植在中國東南地區(qū)。近些年，中國的香蕉產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，尤其是海南地區(qū)。但是由于加工方法和市場規(guī)模的有限及香蕉自身易氧化的特點(diǎn)，每年都有大量的香蕉發(fā)生褐變腐敗的現(xiàn)象，導(dǎo)致大批量香蕉浪費(fèi)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，因此開發(fā)香蕉新的加工工藝意義重大[4]。

咖啡是由生長在熱帶地區(qū)的咖啡樹的果實(shí)，經(jīng)脫皮、焙烤和磨粉等工藝后，而制得的粉狀固體顆粒，經(jīng)沖調(diào)后得到的飲料香濃醇厚，口感絲滑，是世界最著名的飲料之一[5]?？Х群锌Х纫?、綠原酸、單寧酸等活性因子，可以消除疲勞、改善睡眠、提神醒腦，同時(shí)能帶給人視覺和味覺的享受，深受年輕消費(fèi)者喜愛[6]。

酸奶是以新鮮的牛乳、羊乳或復(fù)原乳為原料，加入各種輔料（白砂糖、穩(wěn)定劑、色素等）后經(jīng)過均質(zhì)、滅菌，冷卻后向乳中添加發(fā)酵劑，經(jīng)發(fā)酵、后熟而得到的一種乳制品[7-8]。酸奶除了含有牛奶所含的營養(yǎng)成分外，在發(fā)酵過程中也產(chǎn)生VB1、VB2、VB6、VB12等人體必需的維生素，同時(shí)乳糖轉(zhuǎn)化成乳酸，可以緩解乳糖不耐癥，更利于人體的消化吸收[9]。酸奶所含有的乳酸菌可以調(diào)節(jié)腸道菌群，促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，提高人體免疫力，防止衰老[10]。

試驗(yàn)以香蕉、咖啡、全脂乳粉為主要原料，添加白砂糖、發(fā)酵劑等進(jìn)行發(fā)酵，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定香蕉咖啡酸奶的最佳工藝參數(shù)。開發(fā)香蕉咖啡酸奶不僅可以豐富酸奶品種，還可為香蕉和咖啡的利用提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香蕉（市售）；速溶咖啡（雀巢集團(tuán)股份有限公司）；全脂奶粉（內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司）；白砂糖（市售）；乳酸菌（安琪酵母股份有限公司）；果膠（食品級(jí)，市售）；檸檬酸鈉（食品級(jí)，河南吉乾生物科技有限公司）；氫氧化鈉（化學(xué)純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

PHS-3C型pH計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；YXQ LS 50SII高壓滅菌鍋（上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司）；AD500S-H高速分散均質(zhì)機(jī)（上海昂尼儀器儀表有限公司）；FA2004電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；HR2838打漿機(jī)（北京科偉永興儀器有限公司）；DHP 9272電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；SW-CJ-ID型超凈工作臺(tái)（蘇州凈化設(shè)備有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 香蕉汁制備工藝流程

香蕉→去皮→切塊→熱燙→護(hù)色→打漿→靜置→過濾→香蕉汁

1.3.2 香蕉咖啡酸奶制作工藝流程

咖啡、白糖、果膠、香蕉汁↘奶粉、水→溫水溶解→復(fù)原乳→調(diào)配→預(yù)熱→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→后熟、冷藏→檢驗(yàn)→成品

1.3.3 部分操作要點(diǎn)

1) 香蕉汁制備：新鮮香蕉去皮后，切成0.5 cm的薄片，放入沸水中熱燙10 min，使香蕉中的多酚氧化酶失活，滅酶后放入0.1 mol/L的檸檬酸鈉溶液中進(jìn)行護(hù)色。將香蕉與水按1∶2比例混合，進(jìn)行打漿，靜置一段時(shí)間后，用3層濾布進(jìn)行過濾，得到的香蕉汁備用。

2) 復(fù)原乳的制備：將全脂奶粉和蒸餾水按一定比例混合均勻，保持水溫在45 ℃左右，充分?jǐn)嚢枋蛊淙芙狻?/p>

3) 調(diào)配、預(yù)熱、均質(zhì)：將香蕉汁、咖啡、復(fù)原乳、白糖、果膠等按一定比例混合并預(yù)熱，充分?jǐn)嚢枋蛊浠旌暇鶆颍?0.0 MPa條件下均質(zhì)10 min。

4) 殺菌：將均質(zhì)后的混合乳在95 ℃條件下滅菌5 min[11]，而后迅速冷卻至42 ℃左右。

5) 接種：在超凈工作臺(tái)中將保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合菌種接種至均質(zhì)后的混合乳中，接種后輕輕搖勻，使乳酸菌與混合乳充分混合。

6) 發(fā)酵：在恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間4～10 h。

7) 后熟、冷藏：將發(fā)酵后的酸奶冷卻至室溫后放入4 ℃冰箱中冷藏后熟24 h，得到酸奶產(chǎn)品[12]。

1.3.4 單因素試驗(yàn)方案

分別考察香蕉汁添加量、咖啡添加量、復(fù)原乳奶粉和水比例（質(zhì)量比）、白砂糖添加量、發(fā)酵劑添加量和發(fā)酵時(shí)間6個(gè)因素對(duì)香蕉咖啡酸奶感官品質(zhì)的影響，從而確定各因素的最佳參數(shù)。

1) 香蕉汁添加量單因素試驗(yàn)：香蕉汁添加量分別為5%，10%，15%，20%和25%。不變因素為咖啡添加量0.5%、復(fù)原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發(fā)酵劑添加量10%、發(fā)酵時(shí)間8 h。每次試驗(yàn)重復(fù)3次。

2) 咖啡添加量單因素試驗(yàn)：咖啡添加量分別為0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%。不變因素為香蕉汁添加量15%、復(fù)原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發(fā)酵劑添加量10%、發(fā)酵時(shí)間8 h。每次試驗(yàn)重復(fù)3次。

3) 復(fù)原乳奶粉和水的比例單因素試驗(yàn)：奶粉和水的比例分別為1∶4，1∶5，1∶6，1∶7，1∶8和1∶9。不變因素為香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、白砂糖添加量9%、發(fā)酵劑添加量10%、發(fā)酵時(shí)間8 h。每次試驗(yàn)重復(fù)3次。

4) 白砂糖添加量單因素試驗(yàn)：白砂糖添加量分別為6%，7%，8%，9%，10%和11%。不變因素為香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、復(fù)原乳奶粉和水比例1∶8、發(fā)酵劑添加量10%、發(fā)酵時(shí)間8 h。每次試驗(yàn)重復(fù)3次。

5) 發(fā)酵劑添加量單因素試驗(yàn)：發(fā)酵劑添加量分別為8%，9%，10%，11%和12%。不變因素為香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、復(fù)原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發(fā)酵時(shí)間8 h。每次試驗(yàn)重復(fù)3次。

6) 發(fā)酵時(shí)間單因素試驗(yàn)：發(fā)酵時(shí)間分別為6，7，8，9和10 h。不變因素為香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、復(fù)原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發(fā)酵劑添加量10%。每次試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3.5 正交試驗(yàn)方案

以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，選擇香蕉汁的添加量、咖啡添加量、發(fā)酵劑添加量和發(fā)酵時(shí)間4個(gè)因素，按L9(34)正交表設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)優(yōu)化香蕉咖啡酸奶的加工工藝。

1.4 產(chǎn)品品質(zhì)檢測

1.4.1 感官評(píng)定

選定10名感官評(píng)審員（男、女各5名），對(duì)香蕉咖啡酸奶的組織狀態(tài)、口感、色澤、氣味進(jìn)行感官評(píng)定，重復(fù)3次取平均值作為酸奶的最后感官得分。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 香蕉咖啡酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.2 理化指標(biāo)

pH的測定：采用PHS-3C型pH計(jì)進(jìn)行測定。

香蕉咖啡酸奶的蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、非脂乳固體含量、酸度的測定按照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行[13-16]。

1.4.3 微生物指標(biāo)

乳酸菌、大腸桿菌、致病菌的檢測方法參照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)[17-21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 香蕉汁添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

香蕉汁添加量分別是5%，10%，15%，20%和25%，酸奶的感官評(píng)分結(jié)果如圖1所示。酸奶的感官評(píng)分隨著香蕉汁添加量增加呈現(xiàn)先升高后下降趨勢。香蕉汁添加量15%時(shí)，酸奶的感官評(píng)分最高，產(chǎn)品的色澤均勻、無雜質(zhì)，組織狀態(tài)均一，無乳清析出，口感細(xì)膩，酸甜可口，具有明顯的香蕉特殊風(fēng)味。香蕉汁添加量小于15%時(shí)，酸奶中的香蕉風(fēng)味不明顯，酸味突出，組織狀態(tài)略粗糙。香蕉汁添加量大于15%時(shí)，酸奶凝乳不均勻，分層現(xiàn)象嚴(yán)重，口感粗糙，香蕉風(fēng)味過濃。由此可以得出，最佳香蕉汁添加量為15%。

2.1.2 咖啡添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

咖啡添加量分別為0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%，酸奶的感官評(píng)分結(jié)果如圖2所示?？Х忍砑恿?.3%時(shí)，咖啡的醇香味道較淡，組織狀態(tài)較好，沒有乳清析出?？Х忍砑恿?.4%時(shí)，咖啡獨(dú)特香味濃郁，口感絲滑，酸甜適中，凝乳均一，沒有分層現(xiàn)象，酸奶感官評(píng)分最高?？Х忍砑恿看笥?.4%時(shí)，隨著咖啡添加量的增加，香蕉咖啡酸奶的綜合評(píng)分呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，咖啡的苦澀味增加，凝乳不均一，分層現(xiàn)象明顯。因此，可以得出最佳咖啡添加量為0.4%。

圖1 香蕉汁添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

圖2 咖啡添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

2.1.3 復(fù)原乳奶粉和水的比例對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

復(fù)原乳奶粉和水比例分別是1∶4，1∶5，1∶6，1∶7，1∶8和1∶9，酸奶的感官評(píng)分結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，隨著復(fù)原乳奶粉和水比例降低，感官評(píng)分先上升而后下降。奶粉和水比例1∶4和1∶5時(shí)，酸奶的組織狀態(tài)粗糙，有較多乳清析出，有分層現(xiàn)象且色澤不協(xié)調(diào)。奶粉和水比例1∶6和1∶7時(shí)，酸奶的凝乳不均勻，有輕微分層現(xiàn)象，并且伴有少量乳清析出。奶粉和水比例1∶8時(shí)，組織狀態(tài)最好，無分層現(xiàn)象，無乳清析出，無絮狀沉淀。奶粉和水比例1∶9時(shí)，酸奶凝固不完全，且口感較差。因此，最佳復(fù)原乳奶粉和水比例為1∶8。

圖3 復(fù)原乳奶粉和水的比例對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

2.1.4 白砂糖添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

白砂糖的添加量分別是6%，7%，8%，9%，10%和11%，酸奶的感官評(píng)分結(jié)果如圖4所示。白砂糖添加量對(duì)香蕉咖啡酸奶的感官評(píng)分有一定影響，白砂糖含量過低或者過高，酸奶的感官評(píng)價(jià)均會(huì)較低。白砂糖添加量小于9%時(shí)，甜味過淡，酸味過于突出，產(chǎn)品口感較差。白砂糖添加量大于9%時(shí)，酸味不明顯，口感過甜，減弱了香蕉咖啡酸奶的風(fēng)味。白砂糖添加量9%時(shí)，產(chǎn)品酸甜可口，口感絲滑，感官評(píng)分最高。由此可以得出，最佳白砂糖添加量為9%。

圖4 白砂糖添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

2.1.5 發(fā)酵劑添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

發(fā)酵劑的添加量分別為8%，9%，10%，11%和12%，酸奶的感官評(píng)分結(jié)果如圖5所示。結(jié)果表明，酸奶的感官評(píng)分隨著發(fā)酵劑添加量增加先增大而后減小。發(fā)酵劑添加量小于10%時(shí)，酸奶凝乳不完全，組織狀態(tài)偏稀，且酸度不夠，色澤不協(xié)調(diào)，酸奶風(fēng)味略低。發(fā)酵劑添加量10%時(shí)，產(chǎn)品組織狀態(tài)細(xì)膩，無分層現(xiàn)象，無乳清析出，無絮狀沉淀，口感爽口，細(xì)膩潤滑，產(chǎn)品的感官評(píng)分最高。發(fā)酵劑添加量大于10%時(shí)，產(chǎn)品有分層現(xiàn)象，出現(xiàn)乳清析出，且酸甜失調(diào)，口感粗糙。因此，最佳發(fā)酵劑添加量為10%。

圖5 發(fā)酵劑添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

2.1.6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

香蕉咖啡酸奶的發(fā)酵時(shí)間分別為6，7，8，9和10 h，酸奶的感官評(píng)分結(jié)果如圖5所示。發(fā)酵時(shí)間小于8 h時(shí)，酸奶組織狀態(tài)不均一，有少量乳清析出，酸味不夠明顯，口感欠缺。發(fā)酵時(shí)間8 h時(shí)，感官評(píng)分最高，產(chǎn)品組織狀態(tài)均勻細(xì)膩，酸奶風(fēng)味濃郁，酸甜適中，口感細(xì)膩潤滑。發(fā)酵時(shí)間大于8 h時(shí)，產(chǎn)品凝乳狀態(tài)較差，有乳清析出甚至出現(xiàn)裂痕，且酸味過于突出，造成酸甜不均衡，口感較差。因此，香蕉咖啡酸奶發(fā)酵最佳時(shí)間為8 h。

圖6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選擇香蕉汁添加量、咖啡添加量、發(fā)酵劑添加量和發(fā)酵時(shí)間4個(gè)因素，以感官評(píng)分為指標(biāo)，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，優(yōu)化香蕉咖啡酸奶的加工工藝。正交試驗(yàn)因素水平表設(shè)計(jì)如表2所示。每個(gè)試驗(yàn)重復(fù)3次取平均值，試驗(yàn)結(jié)果及其分析如表3所示。

由表3正交試驗(yàn)結(jié)果中各因素的極差大小可以得出4個(gè)因素對(duì)香蕉咖啡酸奶感官評(píng)分影響的主次順序?yàn)锽＞A＞C=D，即咖啡添加量對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)分影響最大，香蕉汁添加量對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)分影響次之，發(fā)酵劑添加量和發(fā)酵時(shí)間的影響最小。由正交試驗(yàn)得出的香蕉咖啡酸奶的較優(yōu)組合為A2B2C2D2。即香蕉汁添加量15%，咖啡添加量0.4%，發(fā)酵劑添加量10%，發(fā)酵時(shí)間8 h。然而該組合并不在表中9組正交試驗(yàn)中，因此需要進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)（重復(fù)3次取平均值），最終得到其感官評(píng)分為95.3分，高于正交表中感官評(píng)分最高的A2B2C3D1組合，因此驗(yàn)證了產(chǎn)品最優(yōu)組合A2B2C2D2的正確性。

2.3 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)

2.3.1 感官指標(biāo)

最優(yōu)工藝參數(shù)下制備的香蕉咖啡酸奶，其感官指標(biāo)為：（1）組織狀態(tài)。組織狀態(tài)均勻細(xì)膩，無分層現(xiàn)象，無乳清析出，無絮狀沉淀。（2）口感。具有香蕉的清香味、咖啡的絲滑醇香味和酸奶的風(fēng)味，口感細(xì)膩，無異味。（3）色澤。具有咖啡的色澤，呈淺褐色。（4）氣味。兼具咖啡的香濃味、淡淡的香蕉味及酸奶的乳香味。

2.3.2 理化指標(biāo)

經(jīng)檢測，香蕉咖啡酸奶pH 4.21，蛋白質(zhì)含量2.46 g/100 g，脂肪含量2.57 g/100 g，非脂乳固體含量8.14 g/100 g，酸度79.82 °T，均符合國家標(biāo)準(zhǔn)[22]。

2.3.3 微生物指標(biāo)

經(jīng)檢測，香蕉咖啡酸奶中，乳酸菌數(shù)≥9.8×107CFU/mL，大腸桿菌≤1 CFU/mL，致病菌未檢出，符合國家標(biāo)準(zhǔn)[22]。

表2 正交試驗(yàn)因素水平

表3 香蕉咖啡酸奶正交試驗(yàn)結(jié)果及其極差分析

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)最終確定香蕉咖啡酸奶的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)，即香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.4%、復(fù)原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發(fā)酵劑添加量10%、發(fā)酵時(shí)間8 h。香蕉咖啡酸奶是一種新型的復(fù)合酸奶，將香蕉和咖啡中的營養(yǎng)元素添加到酸奶中，不僅可以滿足對(duì)營養(yǎng)和健康的需要，又滿足年輕人對(duì)于咖啡的需求和鐘愛。香蕉易腐敗變質(zhì)，每年會(huì)造成巨大浪費(fèi)，香蕉咖啡酸奶研制工藝的應(yīng)用，可以極大提升香蕉利用率，具有廣闊的發(fā)展前景。