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        凝固型風(fēng)味荸薺發(fā)酵酸奶的工藝優(yōu)化研究

        2022-10-03 06:10:32秦璇璇MarynaSamilyk羅楊合
        中國(guó)乳業(yè) 2022年9期
        關(guān)鍵詞:荸薺酸度蔗糖

        秦璇璇,Maryna Samilyk,羅楊合

        1 賀州學(xué)院,廣西賀州 542800

        2 烏克蘭蘇梅國(guó)立農(nóng)業(yè)大學(xué),烏克蘭蘇梅 999146

        0 引言

        荸薺,別名馬蹄,地栗,是莎草科荸薺屬多年水生草本植物的地下球莖[1],在中國(guó)的廣西、湖北、江蘇等地大量種植。荸薺呈扁圓形,深紫紅色皮,風(fēng)味獨(dú)特、脆嫩、多汁而甜,富含多種營(yíng)養(yǎng)成分。據(jù)測(cè)定,每百克荸薺鮮品中,含水分68 g,蛋白質(zhì)1.5 g,脂肪0.1 g,碳水化合物21.8 g,富含鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)元素,B族維生素、C、胡蘿卜素等維生素[2];荸薺皮中含有黃酮、多糖、皂苷、多酚等多種生物活性成分。黃酮是一種重要的生物活性成分,可消炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化、抗腫瘤等,被廣泛應(yīng)用到食品藥物等領(lǐng)域[3~6]。多糖是一種重要的生物活性物質(zhì),具有清除自由基、保護(hù)生物膜、延緩衰老、減肥、降血糖、促進(jìn)消化等作用[7~12]。皂苷具有較高的醫(yī)學(xué)價(jià)值,是許多中草藥的重要組成部分,具有抗氧化、抗菌、降血糖、降血脂等藥理學(xué)作用[13]。多酚類具有抗腫瘤、抗突變、抗脂質(zhì)過氧化、抗氧化等生物活性[14~16]。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為,荸薺味甘,性微寒,具有清熱生津,涼血解毒、化痰消積等作用[17]。臨床醫(yī)學(xué)上采用荸薺甘蔗百合汁治療慢性咽炎,效果佳[18]。

        我國(guó)荸薺的主要消費(fèi)方式為鮮銷,小部分以馬蹄糕、馬蹄飲料等作為食品原料開發(fā)[19,20]。劉海燕等[21]以鮮牛奶、荸薺果粒和沙棘果汁為原料,接入發(fā)酵劑,研發(fā)荸薺沙棘復(fù)合酸奶;李殿鑫等[22]對(duì)荸薺果脯的工藝進(jìn)行優(yōu)化;周文斌等[23]利用荸薺汁、脫脂牛乳等進(jìn)行了荸薺風(fēng)味發(fā)酵乳的研制。

        酸奶是一種受大眾歡迎的乳制品,不僅具有純牛奶的豐富營(yíng)養(yǎng),其中的乳糖也能被乳酸菌利用,產(chǎn)生乳酸[24],減少了乳糖不耐受癥狀的發(fā)生,同時(shí)乳酸還能消除人體自由基,增強(qiáng)抗氧化性,減少癌癥等疾病的發(fā)生,延緩衰老[25]。此外,乳酸菌發(fā)酵能也合成多種維生素[26,27]。將荸薺添加到發(fā)酵乳中,乳桿菌屬及乳酸鏈球菌屬發(fā)酵會(huì)對(duì)對(duì)果蔬中維生素種類及含量產(chǎn)生較大影響[28],會(huì)大大提高發(fā)酵乳中的維生素的種類和含量,從而提升產(chǎn)品的保健性能。

        荸薺以其清爽的風(fēng)味為大眾所喜愛,為促進(jìn)荸薺在乳制品中的開發(fā)和利用,本研究以荸薺為主要原料之一,選取荸薺添加量、蔗糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn),以感官評(píng)價(jià)、黏度、酸度作為評(píng)價(jià)指標(biāo),在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上結(jié)合正交試驗(yàn)優(yōu)化凝固型荸薺發(fā)酵酸奶的加工工藝,開發(fā)一款風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富的荸薺保健發(fā)酵酸奶。

        1 試驗(yàn)

        1.1 主要材料與試劑

        荸薺、白砂糖(市售);純牛奶,內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)有限公司;菌種(嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌),昆山佰生優(yōu)生物科技有限公司。

        1.2 主要儀器與設(shè)備

        恒溫培養(yǎng)箱PH-O70A,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;九陽高速破壁調(diào)理機(jī)、NDJ-8S數(shù)顯黏度計(jì),邦西儀器科技有限公司;電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。

        1.3 方法

        1.3.1 工藝流程

        1.3.2 工藝要點(diǎn)

        (1)荸薺的處理

        選擇新鮮,無蟲眼,大小一致,表皮完好的荸薺為試驗(yàn)原料,浸泡30 min,清洗干凈,去皮切丁,沸水熱燙3 min備用。

        (2)容器的滅菌

        250 mL玻璃罐頭瓶,清洗干凈,沸水中15 min滅菌,烘箱烘干,降溫待用。

        (3)打漿

        荸薺丁置于燒杯,加入蔗糖,加入純牛奶定容,轉(zhuǎn)移到破壁機(jī),打漿處理10 min,濾布濾除大顆粒,轉(zhuǎn)移至玻璃罐頭瓶,75 ℃巴氏殺菌30 min,冷卻待用。

        (4)發(fā)酵

        加入發(fā)酵菌劑,攪拌均勻,恒溫箱中發(fā)酵,待得到凝固狀態(tài)良好的發(fā)酵酸奶,入冰箱冷卻24 h。

        1.4 優(yōu)選試驗(yàn)

        1.4.1 荸薺添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

        設(shè)定荸薺的添加量分別為6%、10%、14%、18%、22%(m/V),蔗糖添加量為8%(m/V),發(fā)酵溫度40 ℃,發(fā)酵時(shí)間5 h,樣品體積250 mL進(jìn)行試驗(yàn),以荸薺添加量為0作為空白試驗(yàn),以感官評(píng)價(jià)、酸度和黏度作為評(píng)價(jià)指標(biāo),探究荸薺添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。

        1.4.2 糖添加量對(duì)荸薺酸奶品質(zhì)的影響

        設(shè)定糖添加量為4%、6%、8%、10%,荸薺添加量為10%,發(fā)酵溫度40 ℃,發(fā)酵時(shí)間5 h,樣品體積250 mL,以感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)指標(biāo),探究糖添加量對(duì)發(fā)酵酸奶品質(zhì)的影響。

        1.4.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)荸薺發(fā)酵酸奶品質(zhì)的影響

        設(shè)定發(fā)酵時(shí)間分別為4 h、5 h、6 h、7 h,發(fā)酵溫度為40 ℃,荸薺添加量為10%,蔗糖添加量為8%,樣品體積250 mL,以感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)指標(biāo),探究發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵酸奶品質(zhì)的影響。

        1.4.4 發(fā)酵溫度對(duì)荸薺酸奶品質(zhì)的影響

        設(shè)定發(fā)酵溫度為38 ℃、40 ℃、42 ℃、44 ℃,以荸薺添加量為10%,蔗糖添加量為8%,發(fā)酵時(shí)間5 h,樣品體積250 mL,以感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)指標(biāo),探究發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

        1.5 分析方法

        1.5.1 感官評(píng)價(jià)

        以專業(yè)人員共10 人組成質(zhì)量評(píng)定小組,進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量感官鑒定。感官評(píng)價(jià)表如下表1所示。

        表1 荸薺發(fā)酵酸奶感官評(píng)價(jià)表

        1.5.2 酸度測(cè)定

        按GB 5009.239-2016第一法[28]進(jìn)行測(cè)定。

        1.5.3 黏度測(cè)定

        用NDJ-8S數(shù)顯黏度計(jì)直接測(cè)定。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同荸薺原漿添加量對(duì)發(fā)酵酸奶品質(zhì)的影響

        從表2可以看出,當(dāng)樣品中荸薺添加量為14%時(shí),樣品的感官品質(zhì)是最好的,荸薺的添加量會(huì)對(duì)產(chǎn)品的組織狀態(tài)產(chǎn)生重要影響。當(dāng)荸薺的添加量低于18%時(shí),產(chǎn)品組織狀態(tài)均勻,口感細(xì)膩;當(dāng)樣品的荸薺添加量高于18%,樣品出現(xiàn)分層,上層出現(xiàn)粗糙孔隙,口感粗糙,產(chǎn)品質(zhì)量下降。由表3可以看出,隨著荸薺添加量的增加,酸奶黏度整體呈上升趨勢(shì),荸薺添加量對(duì)發(fā)酵酸奶黏度產(chǎn)生顯著影響;隨著荸薺添加量的增加,酸奶的酸度呈現(xiàn)逐步下降的趨勢(shì)。荸薺添加量對(duì)發(fā)酵酸奶的酸度產(chǎn)生顯著影響。

        表2 不同荸薺添加量的發(fā)酵酸奶的品質(zhì)影響

        表3 不同荸薺添加量對(duì)發(fā)酵酸奶黏度和酸度的影響

        2.2 不同蔗糖添加量對(duì)發(fā)酵酸奶品質(zhì)的影響

        根據(jù)感官評(píng)價(jià)表11判斷不同蔗糖添加量對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響蔗糖添加量對(duì)于產(chǎn)品的黏度,酸度,組織狀態(tài),風(fēng)味等均為顯著影響,糖的添加主要影響產(chǎn)品的口感滋味。當(dāng)糖的添加量為6%時(shí),口感滋味是最好的。

        2.3 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵酸奶品質(zhì)的影響

        根據(jù)表1判斷不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵酸奶組織狀態(tài)和滋味的影響。發(fā)酵時(shí)間對(duì)于酸奶成品的品質(zhì)具有顯著影響,發(fā)酵時(shí)間主要影響產(chǎn)品的組織狀態(tài)和風(fēng)味,當(dāng)發(fā)酵時(shí)間是6 h時(shí),發(fā)酵酸奶的組織狀態(tài)是最好的,同時(shí)產(chǎn)品滋味最好。

        2.4 不同發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵酸奶品質(zhì)的影響

        考察不同發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵酸奶組織狀態(tài)和風(fēng)味及酸度方面的影響。當(dāng)發(fā)酵溫度低于40℃時(shí),荸薺酸奶的發(fā)酵會(huì)受到影響,菌種活力不足,表現(xiàn)為荸薺酸奶凝固性差,呈流體狀態(tài);隨著發(fā)酵溫度的升高,荸薺發(fā)酵酸奶的感官品質(zhì)無明顯變化,組織凝固狀態(tài)有所提升,口感酸度上升, 荸薺的風(fēng)味逐漸淡化,由于溫度升高導(dǎo)致的揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā)。40℃是合適的發(fā)酵溫度,此時(shí)所得到的酸奶荸薺風(fēng)味濃郁,酸味柔和,組織狀態(tài)好。

        2.5 正交試驗(yàn)

        根據(jù)單因素試驗(yàn)優(yōu)化的結(jié)果,選擇三個(gè)因素:A-發(fā)酵時(shí)間、B-蔗糖添加量、C-荸薺添加量作為單因素,進(jìn)行三因素三水平的試驗(yàn),因素水平表如下表4示,選定試驗(yàn)方案為L(zhǎng)9(34)。設(shè)定發(fā)酵溫度為40 ℃,荸薺添加量的三水平為6%、10%、14%,蔗糖添加量的三水平為6%、8%、10%,發(fā)酵時(shí)間的三水平為5 h、6 h、7 h,根據(jù)表1判斷感官品質(zhì),同時(shí)考察酸奶的酸度和黏度。

        表4 荸薺發(fā)酵酸奶正交試驗(yàn)因素與水平

        通過對(duì)表5的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)影響大小的因素順序?yàn)檎崽翘砑恿浚菊崽翘砑恿颗c發(fā)酵時(shí)間的交互作用>馬蹄添加量>發(fā)酵時(shí)間,最佳組合為發(fā)酵時(shí)間6 h,蔗糖添加量10%,荸薺添加量1 0%,此時(shí)產(chǎn)品組織細(xì)膩,滋味適宜,馬蹄風(fēng)味足。對(duì)產(chǎn)品黏度影響大小的順序?yàn)榘l(fā)酵時(shí)間>荸薺添加量>蔗糖添加量,發(fā)酵時(shí)間越久,產(chǎn)品黏度越大。對(duì)產(chǎn)品酸度影響大小的順序?yàn)椋喊l(fā)酵時(shí)間>馬蹄添加量>糖添加量,發(fā)酵時(shí)間越久,產(chǎn)品酸度越高;馬蹄添加量越多,產(chǎn)品酸度越高。

        3 結(jié)論

        荸薺以其清爽而獨(dú)特的荸薺清香,非常適合于開發(fā)發(fā)酵乳制品,糖添加量對(duì)于荸薺風(fēng)味發(fā)酵乳的品質(zhì)影響是最大的,發(fā)酵時(shí)間主要影響產(chǎn)品的酸度和黏度,荸薺風(fēng)味發(fā)酵酸奶的最佳發(fā)酵組合為:發(fā)酵時(shí)間6 h,糖添加量10%,馬蹄添加量10%,在此發(fā)酵條件下所得到的荸薺風(fēng)味發(fā)酵乳組織狀態(tài)細(xì)膩,口感柔和,具有荸薺清爽濃郁的風(fēng)味。

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