袁云霞，于慧春，吳昊

(河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南洛陽471023)

0 引 言

酸奶是用新鮮牛乳、脫脂奶粉等殺菌后進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵所得到的牛奶制品[1-2]。酸奶除含有人體必需的蛋白質(zhì)、脂肪外，還含有豐富的礦物質(zhì)、芳香物質(zhì)、細(xì)胞壁外多糖等，這些物質(zhì)在提供機(jī)體營養(yǎng)、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)、促進(jìn)人體健康方面都起著重要作用[3]。酸奶中的乳糖、蛋白質(zhì)等經(jīng)過發(fā)酵后被分解，更易被消化吸收；有益菌能夠調(diào)節(jié)腸道菌群，抑制有害物質(zhì)的產(chǎn)生，保持腸道健康，預(yù)防心血管疾病，具有抗腫瘤、抗衰老的功效[4-5]。

西瓜口感清爽而又甘甜多汁，被稱為盛夏之王，深受人們喜愛。西瓜含有豐富的糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素及礦物元素，同時還富含番茄紅素、瓜氨酸、果膠等活性成分，具有較高的營養(yǎng)價值和保健作用，具有除濕利尿、清熱解暑、生津止渴、美容養(yǎng)顏、抗衰老、抗腫瘤等功效[6-8]我國是世界上最大的西瓜產(chǎn)地，在我國各地均有栽培，由于西瓜的季節(jié)性較強(qiáng)而且難以存放，每年損失嚴(yán)重。然而現(xiàn)如今西瓜除了直接食用以及榨汁飲用之外，被開發(fā)出的吃法和產(chǎn)品極少，因此開發(fā)西瓜利用新工藝具有重要意義。

椰果，是以椰子汁或者椰子水為原料，由木質(zhì)醋酸菌進(jìn)行發(fā)酵所形成的代謝產(chǎn)物，是優(yōu)質(zhì)的生物合成天然膳食纖維[9]。椰果顏色潔凈微白，晶瑩剔透，具有極佳的韌性和彈性，口感絲滑而富有嚼勁，在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用[10-12]。

開發(fā)西瓜椰果粒酸奶不僅可以豐富酸奶的品種，為酸奶的開發(fā)與生產(chǎn)提供一定理論依據(jù)，還可以為西瓜的利用提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西瓜，市售；椰果粒，市售；全脂奶粉，市售；蔗糖，市售；乳酸菌（保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合菌種），河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院實驗中心提供；水楊酸（分析純），天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；雙氧水（分析純），山東榮碩醫(yī)療科技有限公司；無水乙醇（分析純），天津市德恩化學(xué)試劑有限公司；DPPH（分析純），南京奧多福尼生物科技有限公司；抗壞血酸（分析純），上海源葉生物科技有限公司；硫酸亞鐵（分析純），國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AD500S-H 高速分散均質(zhì)機(jī)，上海昂尼儀器儀表有限公司；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；DHP-9272 電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；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；PHS-3C 型pH 計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；SW-CJ-ID 型超凈工作臺，蘇州凈化設(shè)備有限公司；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司；TGL-20M 高速冷凍離心機(jī)，湖南湘儀儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 西瓜椰果粒酸奶的制備工藝流程

1.3.2 操作要點

（1）西瓜汁的制備：將西瓜沖洗干凈，去皮，切成小塊，去籽后放入打漿機(jī)進(jìn)行打漿，紗布過濾，得到西瓜汁，密封保存?zhèn)溆谩?/p>

（2）椰果粒的處理：將椰果粒清洗干凈，切成10 mm×10 mm×10 mm 的小粒，冷藏保存?zhèn)溆谩?/p>

（3）復(fù)原乳的制備：全脂乳粉與溫水按照1∶5 的比例攪拌均勻復(fù)原備用。

（4）調(diào)配：將西瓜汁、復(fù)原乳、蔗糖按比例混合后攪拌均勻并預(yù)熱至55 ℃。

均質(zhì)：將調(diào)配后的混合乳在10～20.0 MPa 條件下均質(zhì)10 min。

（5）殺菌：在90～95 ℃條件下滅菌5 min，然后冷卻至40 ℃左右。

（6）接種發(fā)酵：在超凈工作臺中將保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合菌種按一定比例接種，接種后輕輕搖勻，使乳酸菌與混合乳充分混合，然后置于42 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)6 h。

（7）添加椰果粒：在超凈工作臺中將發(fā)酵好的酸奶中加入適量椰果粒，并輕輕攪拌使果粒與酸奶混合均勻。

（8）冷藏后熟：冷卻至室溫后放入4 ℃冰箱中冷藏后熟12～24 h，得到西瓜椰果粒酸奶。

1.3.3 單因素實驗方案

分別考察西瓜汁添加量、椰果粒添加量、蔗糖添加量和發(fā)酵劑接種量四個因素對西瓜椰果粒酸奶品質(zhì)的影響，從而確定各因素的最佳水平，評價指標(biāo)為感官得分。

（1）西瓜汁添加量單因素實驗：西瓜汁添加量分別為5%、10%、15%、20%、25%。不變因素為椰果粒添加量20%、蔗糖添加量6%、發(fā)酵劑接種量6%。每次實驗重復(fù)3次。

（2）椰果粒添加量單因素實驗：椰果粒添加量分別為5%、10%、15%、20%、25%。不變因素為西瓜汁添加量20%、蔗糖添加量6%、發(fā)酵劑接種量6%。每次實驗重復(fù)3次。

（3）蔗糖添加量單因素實驗：蔗糖的添加量分別為4%、5%、6%、7%、8%。不變因素為西瓜汁添加量20%、椰果粒添加量20%、發(fā)酵劑接種量6%。每次實驗重復(fù)3次。

（4）發(fā)酵劑接種量單因素實驗：發(fā)酵劑接種量分別為4%、5%、6%、7%、8%。不變因素為西瓜汁添加量20%、椰果粒添加量20%、蔗糖添加量6%。每次實驗重復(fù)3次。

1.3.4 正交實驗方案

以感官評價為指標(biāo)，以西瓜汁添加量、椰果粒添加量、蔗糖添加量和發(fā)酵劑接種量為因素，按L9（34）正交表設(shè)計四因素三水平的正交實驗對西瓜椰果粒酸奶的配方進(jìn)行優(yōu)化。

1.4 產(chǎn)品檢測方法

1.4.1 感官評定

由12 位乳品專業(yè)的人員組成感官評價小組，根據(jù)表1 中的感官評價標(biāo)準(zhǔn)對西瓜椰果粒酸奶進(jìn)行感官評定，取其平均值作為最終得分。

表1 西瓜椰果粒酸奶感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.2 理化指標(biāo)測定

采用乳成分分析儀測定酸奶的理化指標(biāo)（包括蛋白含量、脂肪含量）。

1.4.3 酸度測定

酸度采用酸堿滴定法進(jìn)行測定。

1.4.4 微生物測定方法

乳酸菌的檢測參考GB 4789.35-2016《食品微生物學(xué)檢驗乳酸菌檢驗》[13]；大腸桿菌的檢測參考GB 4789.3-2016《食品微生物學(xué)檢驗大腸菌群計數(shù)》[14]；金黃色葡萄球菌的檢測參考GB 4789.10-2016《食品微生物學(xué)檢驗金黃色葡萄球菌檢驗》[15]；沙門氏菌的檢測參考GB 4789.4-2016《食品微生物學(xué)檢驗沙門氏菌檢驗》[16]；霉菌及酵母菌的檢測參考GB 4789.15-2016《食品微生物學(xué)檢驗霉菌和酵母計數(shù)》[17]。

1.4.5 抗氧化能力測定

DPPH 自由基清除能力按照丁欣然等[18]的方法進(jìn)行測定；羥基自由基清除能力按照朱文學(xué)等[19]的方法進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果與分析

2.1.1 西瓜汁添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

圖1 西瓜汁添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

由圖1 可以看出，隨著西瓜汁添加量的增加，酸奶的感官評分先升高后下降。西瓜汁添加量為20%，酸奶感官評分最高；當(dāng)西瓜汁添加量低于20%時，西瓜風(fēng)味體現(xiàn)不出來，感官評分較低；當(dāng)西瓜汁添加量大于20%時，酸奶的凝乳效果變差、酸奶口味不協(xié)調(diào)，因而評分降低。因此可以確定西瓜汁的最佳添加量為20%。

2.1.2 椰果粒添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

由圖2 可以看出，隨著椰果粒添加量的增加，椰果以其本身特殊的嚼勁和味道改善了酸奶的口感，使感官評分分?jǐn)?shù)升高，當(dāng)椰果添加量增大至20%，酸奶感官得分最高；當(dāng)椰果粒添加量低于20%時，椰果粒含量偏少嚼勁偏低導(dǎo)致酸奶口感不夠令人滿意，因此酸奶的感官評分較低；當(dāng)椰果粒添加量大于20%時，酸奶中椰果粒含量過多會影響酸奶本身的口感，導(dǎo)致酸奶的感官評分降低，因此可以確定椰果粒的最佳添加量為20%。

圖2 椰果粒添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

2.1.3 蔗糖添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

圖3 蔗糖添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

由圖3 可知，當(dāng)蔗糖的添加量為6%時，酸奶的感官評分最高，此時酸奶酸甜適宜，口感最為適合；當(dāng)蔗糖添加量小于6%時，酸奶酸度較突出，口感不適宜，評分較低；當(dāng)蔗糖添加量高于6%時，酸奶酸度不足，口感太甜膩，過量的蔗糖會掩蓋住酸奶本身的乳香和西瓜特有的香氣。因此可以確定蔗糖的最佳添加量為6%。

2.1.4 發(fā)酵劑接種量對酸奶感官品質(zhì)的影響

圖4 發(fā)酵劑接種量對酸奶感官品質(zhì)的影響

由圖4 可知，當(dāng)發(fā)酵劑接種量為6%時，酸奶的感官評分達(dá)到最高，此時酸奶凝乳均勻，組織細(xì)膩，口感滑膩；當(dāng)發(fā)酵劑接種量低于6%時，乳酸菌產(chǎn)酸不足，酸奶發(fā)酵效果差，口感不好；當(dāng)發(fā)酵劑接種量高于6%時，會導(dǎo)致菌種產(chǎn)酸能力過強(qiáng)，有絮狀物生成，酸奶酸度過高并且口感發(fā)澀，甚至部分酸奶凝成果凍狀，導(dǎo)致評分較低。因此可以確定發(fā)酵劑的最佳接種量為6%。

2.2 正交實驗結(jié)果與分析

以西瓜汁添加量（A）、椰果粒添加量（B）、蔗糖添加量（C）、發(fā)酵劑接種量（D）為因素，進(jìn)行四因素三水平的正交實驗優(yōu)化西瓜椰果粒酸奶的配方。正交因素水平表如表2所示，正交實驗結(jié)果如表3所示。

表2 正交實驗因素水平表

表3 正交實驗結(jié)果

由表3 可知蔗糖添加量的極差最大，其次是西瓜汁添加量，然后是發(fā)酵劑的接種量，椰果粒添加量的極差最小。因此得出四種因素對西瓜椰果粒酸奶的品質(zhì)影響大小為蔗糖添加量（C）>西瓜汁添加量（A）>發(fā)酵劑接種量（D）>椰果粒添加量（B）。由K 值的大小可以得出西瓜椰果粒酸奶配方的較優(yōu)組合為A2B2C2D2，即：西瓜汁添加量20%、椰果粒添加量20%、蔗糖添加量6%、發(fā)酵劑接種量6%。由于該組合不在正交表中，因此進(jìn)行驗證試驗（重復(fù)三次），得到產(chǎn)品的感官評分為95分，高于正交實驗各組得分。

2.3 產(chǎn)品的抗氧化能力

通過對DPPH 自由基和羥基自由基清除能力測定來比較西瓜椰果粒酸奶、原味酸奶（未添加西瓜和椰果粒）的抗氧化能力，同時選擇VC進(jìn)行陽性對照，測試結(jié)果如圖5和圖6所示。

圖5 不同樣品對DPPH自由基清除率的影響

圖6 不同樣品對羥自由基清除率的影響

由圖5和圖6可以看出，西瓜椰果粒酸奶對DPPH自由基的清除率和羥基自由基的清除率均隨其質(zhì)量濃度的增大而增大，與VC相比，其清除能力略低。在相同濃度下，西瓜椰果粒酸奶對DPPH 自由基、羥基自由基的清除能力明顯高于原味酸奶，說明其抗氧化能力高于原味酸奶。隨著其濃度增大到25 mg/mL，西瓜椰果粒酸奶對DPPH 自由基清除率達(dá)到了46.6%，對羥基自由基清除率可以達(dá)到48.8%，其主要原因是由于西瓜果肉及椰果中含有大量的VC、VE、β-胡蘿卜素、以及鋅、硒等抗氧化物質(zhì)。因此在酸奶中添加西瓜、椰果?？梢蕴岣咚崮痰目寡趸阅?。

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.4.1感官指標(biāo)

酸奶整體呈淺紅色，凝乳均勻，無分層現(xiàn)象，無乳清析出，口感細(xì)膩，酸甜適宜，富有嚼勁，具有西瓜的清香味、椰果特有風(fēng)味和酸奶原有的良好風(fēng)味。

2.4.2理化指標(biāo)

西瓜椰果粒酸奶的蛋白質(zhì)含量為3.2 g/100 g，脂肪含量4.5 g/100 g，酸度為72.8 °T，符合國家標(biāo)準(zhǔn)[20]。

2.4.3微生物指標(biāo)

西瓜椰果粒酸奶的乳酸菌數(shù)≥4.2×106cfu/mL，大腸桿菌≤1 cfu/mL，致病菌未檢出，符合國家標(biāo)準(zhǔn)[20]。

3 結(jié) 論

通過單因素實驗和正交實驗確定了西瓜椰果粒酸奶的最佳配方，即西瓜汁添加量20 %，椰果粒的添加量20%，蔗糖的添加量6%，發(fā)酵劑的添加量6%。產(chǎn)品組織狀態(tài)均勻細(xì)膩，顏色誘人，具有西瓜、椰果和酸奶特有的風(fēng)味，口感清涼舒爽，富有嚼勁。在酸奶中添加西瓜、椰果粒，其DPPH 自由基和羥基自由基清除能力顯著提高。所研發(fā)酸奶的各項指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。西瓜椰果粒酸奶不僅保留了酸奶的營養(yǎng)成分，也融合了西瓜和椰果粒的營養(yǎng)價值，是一種新型復(fù)合保健酸奶，符合人們的消費需求。