王紫琳，方 冉，趙存朝，2，楊 敏，陶 亮，2*，田 洋，2，3

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201；2.國(guó)家辣木加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心，云南 昆明 650201；3.食藥同源資源開(kāi)發(fā)與利用教育部工程研究中心，云南 昆明 650201）

雪蓮果（Smallanthus sonchifolius），學(xué)名亞貢（yacon），為菊科向日葵屬雙子葉草本植物，原產(chǎn)于南美洲西部的安第斯山脈[1]。雪蓮果肉質(zhì)晶瑩如玉，口感甜脆，低聚果糖的含量極高，具有“低聚果糖之王”的美稱[2]。雪蓮果汁液豐富，適宜作為飲料、果汁等產(chǎn)品原料，其含有多種人體所需的營(yíng)養(yǎng)成分，具有抗氧化[3]、調(diào)節(jié)胃腸道功能[4]、降血糖[5]、降血脂[6]等功效，具有極高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）是革蘭氏陽(yáng)性菌的一種，屬于乳桿菌科（Lactobacillaceae）中的乳桿菌屬（Lactobacillus），具有較高的蛋白酶活，能分解多種大分子蛋白質(zhì)和碳水化合物，產(chǎn)生小分子多肽及低聚糖類，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收[7]。植物乳桿菌及其代謝產(chǎn)物對(duì)促進(jìn)人體健康具有一定作用，如平衡腸道菌群，預(yù)防和治療腸易激綜合征[8]、緩解感冒癥狀[9]、抗糖尿病[10]等功效。

植物基發(fā)酵飲料指以植物、發(fā)酵菌等為原料，通過(guò)微生物發(fā)酵獲得的特定生物活性成分制成的產(chǎn)品[11]。近年來(lái)，植物發(fā)酵制品風(fēng)靡全球，微生物發(fā)酵促進(jìn)了底物分解轉(zhuǎn)化，可以改善食品風(fēng)味，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[12]。作為21世紀(jì)新型保健功能飲料，植物發(fā)酵飲料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、保健效果好，能夠滿足人們對(duì)生活品質(zhì)的追求和健康的飲食習(xí)慣。發(fā)酵后的果蔬不僅能提高其風(fēng)味，還會(huì)產(chǎn)生豐富的氨基酸等成分，提升原料的質(zhì)感，增加風(fēng)味復(fù)雜度和飽和度，同時(shí)還能天然降糖，有助于人體健康[13]。隨著消費(fèi)不斷的升級(jí)、消費(fèi)群體的不斷細(xì)分、消費(fèi)方案逐漸細(xì)化和多樣化，功能飲料的開(kāi)發(fā)將得到持續(xù)的支持和推動(dòng)。將功能、口感、飲用場(chǎng)景與發(fā)酵結(jié)合可能會(huì)是飲料企業(yè)下一步的研究方向和熱點(diǎn)。當(dāng)前市場(chǎng)上常見(jiàn)的雪蓮果加工產(chǎn)品主要有果凍[14]、果脯[15]、飲料[16]、糕點(diǎn)[17]等。雪蓮果發(fā)酵型飲料的研究較少，將雪蓮果果汁與植物乳桿菌相結(jié)合，兼顧了營(yíng)養(yǎng)與健康，是一款新型特色發(fā)酵型飲料產(chǎn)品。

本實(shí)驗(yàn)擬選用雪蓮果為原料，以植物乳桿菌BNCC194165為菌種發(fā)酵，利用單因素試驗(yàn)考察蔗糖添加量、穩(wěn)定劑添加量、菌種接種量、發(fā)酵時(shí)間等因素對(duì)雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料感官評(píng)分和總酸含量的影響，并通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)最佳生產(chǎn)工藝及參數(shù)，研制出營(yíng)養(yǎng)豐富、口感清爽的雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料，豐富了飲料市場(chǎng)品種，拓寬了植物發(fā)酵飲料的生產(chǎn)鏈，為雪蓮果的開(kāi)發(fā)利用提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雪蓮果、蔗糖：市售；植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）BNCC194165：北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)研究院；阿拉伯膠：河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司；維生素C（vitamin C，VC）：成都萬(wàn)象宏潤(rùn)生物科技有限公司；氯化鈉（NaCl）：云南省鹽業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HT118ATC手持糖度儀：上海楚工實(shí)業(yè)有限公司；YXQLS-100SII立式壓力蒸汽滅菌器：江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限公司；SW-CJ-2F標(biāo)準(zhǔn)型凈化工作臺(tái)：蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；LRH-250智能生化培養(yǎng)箱：鄭州生元儀器有限公司；FE28數(shù)字型pH計(jì)：梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司；WT20002電子天平：杭州萬(wàn)特衡器有限公司；LC-4014低速離心機(jī)：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；JYL-Y6榨汁機(jī)：九陽(yáng)股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 雪蓮果發(fā)酵飲料制備工藝流程及操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)：

雪蓮果汁的制備：選擇水分充足，大小適中的新鮮雪蓮果，洗凈后切成大小均勻的塊狀，置于護(hù)色液（1.5%NaCl+2%VC）中浸泡1 h，取出榨汁，用60目篩過(guò)濾得到雪蓮果汁；

調(diào)配：在過(guò)篩后的雪蓮果汁中加入8%的蔗糖和0.6%的阿拉伯膠，攪拌成均勻的溶液，過(guò)濾除去雜質(zhì)，得到質(zhì)地均勻的雪蓮果汁，罐裝入干凈玻璃瓶中。

滅菌：灌裝后放入立式壓力蒸汽滅菌器中滅菌，主要目的是為了殺死其中有害微生物，防止在后續(xù)的發(fā)酵過(guò)程中干擾微生物的接種發(fā)酵，采用100 ℃，滅菌15 min。制成雪蓮果汁調(diào)配液，冷卻備用。

菌種活化：將菌種培養(yǎng)液放入依氏燒瓶中，用封口膜密封，將其置入蒸汽滅菌鍋中121 ℃維持15 min，取出后置于超凈工作臺(tái)冷卻至37 ℃，接入植物乳桿菌，在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。

發(fā)酵：將活化完成的植物乳桿菌接種于冷卻至40 ℃的雪蓮果汁調(diào)配液中，密封后放入培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵。

過(guò)濾：將發(fā)酵完成的雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料經(jīng)100目紗布過(guò)濾，保留濾液。

罐裝、密封：發(fā)酵濾液裝入干凈的玻璃瓶中并密封，防止微生物、雜質(zhì)進(jìn)入影響飲料品質(zhì)。

滅菌、冷卻：采用沸水滅菌15 min，滅菌完畢后放入冷水浴中迅速冷卻至室溫，制成雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）單因素試驗(yàn)

以感官評(píng)分及總酸含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察蔗糖添加量（2%、4%、6%、8%、10%）、阿拉伯膠添加量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）、植物乳桿菌接種量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、發(fā)酵時(shí)間（12 h、14 h、16 h、18 h、20 h）對(duì)雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料品質(zhì)的影響。

（2）Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上運(yùn)用Design-expert 8.0.6軟件設(shè)計(jì)12次的Placket-Burman試驗(yàn)對(duì)蔗糖添加量（X1）、菌種接種量（X2）、發(fā)酵時(shí)間（X3）、阿拉伯膠添加量（X4）進(jìn)行感官評(píng)分（Y）顯著性考察，每個(gè)因素設(shè)計(jì)高（1），低（-1）2個(gè)水平，PB設(shè)計(jì)因素及水平見(jiàn)表1。

表1 Plackett-Burman試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of Plackett-Burman

（3）響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在Plackett-Burman試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取蔗糖添加量（X1）、菌種接種量（X2）、發(fā)酵時(shí)間（X3）作為響應(yīng)面試驗(yàn)的影響因子，以感官評(píng)分（Y）作為響應(yīng)值，通過(guò)Box-Behnken設(shè)計(jì)進(jìn)行3因素3水平試驗(yàn)，優(yōu)化雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵工藝，因素及水平見(jiàn)表2。

表2 雪蓮果植物乳桿菌飲料發(fā)酵工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of response surface tests for fermentation technology optimization of yacon beverage fermented with Lactobacillus plantarum

1.3.3 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料的感官評(píng)定由10名有一定品評(píng)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員組成評(píng)定小組，分別從組織狀態(tài)、氣味、色澤、滋味四項(xiàng)指標(biāo)對(duì)雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料采用百分制打分。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及所占分值見(jiàn)表3，結(jié)果取平均感官評(píng)分作為綜合評(píng)分。

表3 雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standards of yacon beverage fermented with Lactobacillus plantarum

1.3.4 理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)的測(cè)定

總酸測(cè)定參考GB 12456—2021《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中總酸的測(cè)定》；pH值的測(cè)定使用pH計(jì)；還原糖的測(cè)定參照GB/T 5009.7—2016《食品中還原糖的測(cè)定》。

大腸菌群、菌落總數(shù)、霉菌分別按照GB 4789.3—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》、GB 4789.2—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》、GB 4789.15—2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2013、SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件處理單因素試驗(yàn)方差分析數(shù)據(jù)，工藝優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用Design-Expert 8.0.6軟件處理，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 蔗糖添加量的確定

飲料中加入蔗糖不僅可以提高飲料甜度，調(diào)節(jié)甜酸比和苦澀味，還可以提高其黏度和穩(wěn)定性[18]。蔗糖添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響見(jiàn)圖1。由圖1可知，隨著蔗糖添加量的增加，感官綜合評(píng)價(jià)得分呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，總酸呈逐漸增加的趨勢(shì)。當(dāng)蔗糖添加量為8%時(shí)，感官評(píng)分最高，為（88.28±0.81）分。當(dāng)蔗糖添加量為2%時(shí)，感官評(píng)分最低，為（74.50±0.23）分，原因可能是雪蓮果本身甜度較低，而發(fā)酵過(guò)程中微生物生長(zhǎng)代謝需要消耗一部分糖，同時(shí)產(chǎn)生有機(jī)酸[19]。蔗糖添加量過(guò)低，不利于植物乳桿菌發(fā)酵，且果汁過(guò)酸，受歡迎度降低。為避免酸甜比例失調(diào)，雪蓮果發(fā)酵飲料中蔗糖的添加量需要較一般的非發(fā)酵類果蔬飲料偏高。因此，確定最適蔗糖添加量為8%。

圖1 蔗糖添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of sucrose addition on product quality

2.1.2 阿拉伯膠添加量的確定

在植物飲料中添加適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑可防止沉淀的產(chǎn)生，改善飲料的粘稠度，提高飲料品質(zhì)和口感。阿拉伯膠具有良好的親水性和親油性，是較好的天然水包油型乳化穩(wěn)定劑，可提高飲料的溶解度，使飲料更加穩(wěn)定。因此，選擇阿拉伯膠作為發(fā)酵飲料的穩(wěn)定劑[20]。阿拉伯膠添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知，隨著阿拉伯膠的增加，感官評(píng)分呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，總酸變化趨勢(shì)平緩。阿拉伯膠添加量為0.6%時(shí)，感官評(píng)分最高，為（89.67±0.36）分，這是由于阿拉伯膠可以和蛋白質(zhì)在酸性條件下發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)形成帶電復(fù)合物，通過(guò)靜電斥力防止蛋白質(zhì)絮凝和沉淀，有助于穩(wěn)定和提升飲料的組織狀態(tài)及風(fēng)味，并有一定的增稠作用[21]。添加量不足時(shí)，酸性蛋白質(zhì)粒子間壓力和重力平衡性差，仍會(huì)產(chǎn)生蛋白質(zhì)沉淀[22]，添加過(guò)多破壞了飲料的穩(wěn)定體系，影響了產(chǎn)品的流動(dòng)性及適口性，品質(zhì)變差。因此，阿拉伯膠最佳添加量為0.6%。

圖2 阿拉伯膠添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of arabic gum addition on product quality

2.1.3 菌種接種量的確定

菌種接種量可以直接影響其在發(fā)酵體系中的生長(zhǎng)，適當(dāng)?shù)木N量可以保證溶氧充分，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使發(fā)酵液充分發(fā)酵[23]；但當(dāng)菌種量過(guò)多時(shí)，發(fā)酵體系中的微生物含量增加，維持其生長(zhǎng)代謝所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增多，過(guò)量的菌種易產(chǎn)生過(guò)量的代謝廢物，影響產(chǎn)品口感[24]。菌種接種量對(duì)雪蓮果發(fā)酵產(chǎn)品感官質(zhì)量的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知，感官評(píng)分隨菌種接種量的增大呈現(xiàn)先增大后減少趨勢(shì)，總酸呈逐漸增加的趨勢(shì)。在接種量為1%時(shí)，組織狀態(tài)及風(fēng)味均較好，感官評(píng)分達(dá)最高（87.11±0.36）分，隨著接種量繼續(xù)增加，產(chǎn)品過(guò)酸，口感不柔和，當(dāng)植物乳桿菌接種量為2.5%時(shí)，感官評(píng)分最低，為（72.17±0.57）分，原因是植物乳桿菌接種量過(guò)多，導(dǎo)致乳酸菌在適宜條件下迅速繁殖，導(dǎo)致蔗糖和雪蓮果汁中糖類迅速消耗，同時(shí)產(chǎn)生大量有機(jī)酸，使產(chǎn)品酸度過(guò)高，影響飲料整體風(fēng)味和口感。菌種添加量低于1.0%，微生物生長(zhǎng)緩慢，代謝效率低，產(chǎn)品風(fēng)味不足。因此，最優(yōu)菌種接種量為1%。

圖3 接種量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of inoculum on product quality

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間的確定

微生物發(fā)酵中，發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵體系影響較大，可影響發(fā)酵程度和產(chǎn)品品質(zhì)，也可影響工藝及生產(chǎn)效率，是發(fā)酵食品開(kāi)發(fā)中的重要參數(shù)。發(fā)酵時(shí)間過(guò)短，發(fā)酵不完全；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，又會(huì)形成過(guò)多的酸性物質(zhì)，影響飲料的風(fēng)味。因此，確定合適的發(fā)酵時(shí)間是制作植物乳桿菌果汁飲品的必需步驟[25]。發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知，發(fā)酵飲料的感官評(píng)分隨發(fā)酵時(shí)間的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)，總酸呈逐漸增加的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間低于14 h時(shí)，飲料產(chǎn)品發(fā)酵不徹底，產(chǎn)品風(fēng)味并未完成釋放，產(chǎn)品品質(zhì)是隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)逐漸提升，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間達(dá)到14 h時(shí)，飲料組織狀態(tài)穩(wěn)定且口感較好，感官評(píng)分達(dá)到最高（87.29±0.45）分；隨著發(fā)酵時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，產(chǎn)酸量過(guò)多，口感變差，尤其是酸澀感明顯，同時(shí)伴有少量絮狀雜質(zhì)產(chǎn)生，影響產(chǎn)品外觀、穩(wěn)定性及口感風(fēng)味，感官質(zhì)量逐漸變差。因此，最適發(fā)酵時(shí)間為14 h。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of fermentation time on product quality

2.2 Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法可通過(guò)對(duì)每個(gè)因子取兩水平來(lái)進(jìn)行分析，通過(guò)比較各個(gè)因子兩水平的差異與整體的差異來(lái)確定因子的顯著性，篩選及確定顯著影響的因子，避免試驗(yàn)過(guò)程中因子數(shù)過(guò)多或某些因子不顯著造成的實(shí)驗(yàn)資源過(guò)度浪費(fèi)，PB試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，利用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行多元回歸方程擬合和方差分析。得到回歸方程為：Y=8.49+1.52X1+0.28X2+0.25X3+0.31X4-0.17X5。PB試驗(yàn)?zāi)Ｐ头讲罘治鲆?jiàn)表5。

表4 Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 4 Design and results of Plackett-Burman tests

表5 Plackett-Burman試驗(yàn)?zāi)Ｐ头讲罘治鯰able 5 Variance analysis of Plackett-Burman test model

由表5可知，模型F＞1，P＜0.01，差異性極顯著，表明模型設(shè)計(jì)合理。X1蔗糖添加量、X2菌種添加量、X3發(fā)酵時(shí)間對(duì)結(jié)果影響均為極顯著（P＜0.01），X4阿拉伯膠添加量表現(xiàn)為不顯著（P＞0.05），表明此因子對(duì)感官評(píng)分的影響不顯著。模型的決定系數(shù)R2=97.95%，與調(diào)整決定系數(shù)R2Adj=96.79%接近，表明該模型可預(yù)測(cè)性及可信度較高。

根據(jù)前期單因素試驗(yàn)，在以雪蓮果與水的料水比為1∶1的基礎(chǔ)上將因子X(jué)4（阿拉伯膠添加量）設(shè)置為0.6%，對(duì)顯著性因子蔗糖添加量（X1）、菌種添加量（X2）、發(fā)酵時(shí)間（X3）進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，考察其最優(yōu)水平范圍。

2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及模型建立

基于Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在單因素試驗(yàn)和Plackett-Burman試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，選取蔗糖添加量（X1）、菌種添加量（X2）、發(fā)酵時(shí)間（X3）3個(gè)因素，以感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，完成雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料發(fā)酵工藝優(yōu)化，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 6 Design and results of Box-Behnken tests

續(xù)表

根據(jù)表6的結(jié)果，利用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行二元回歸方程擬合和方差分析?；貧w方程為：Y=86.66+1.64X1+2.81X2+0.36X3-1.26X1X2-1.05X1X3-2.02X2X3-6.52X12-6.62X22-1.99X32。利用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)表6數(shù)據(jù)進(jìn)行分析方差分析，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 回歸模型方差分析Table 7 Variance analysis of regression model

由表7可知，該回歸模型的P＜0.000 1，說(shuō)明回歸模型的影響達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）；模型失擬項(xiàng)不顯著，表明此模型可用于試驗(yàn)擬合。模型的決定系數(shù)R2=0.994 1，表明該模型能解析99.41%的響應(yīng)變化，說(shuō)明該模型擬合程度相對(duì)較好，試驗(yàn)誤差較小。響應(yīng)值Y的變異系數(shù)（coefficient of variation，CV）與試驗(yàn)精確度和重復(fù)性成反比，其變異系數(shù)CV=0.84%＜5%，說(shuō)明試驗(yàn)的精確度和重復(fù)性較高，且可信度較高。由F值大小可以得出各因素對(duì)飲料感官品質(zhì)的影響大小順序?yàn)閄2（菌種添加量）＞X3（發(fā)酵時(shí)間）＞X1（蔗糖添加量），一次項(xiàng)X2、X3的P值均＜0.01，表明其對(duì)飲料感官品質(zhì)的影響極顯著。

2.3.2 各因素交互作用響應(yīng)面分析

響應(yīng)面的變化情況和等高線的稀疏程度可直觀地反映蔗糖添加量（X1）、菌種接種量（X2）、發(fā)酵時(shí)間（X3）之間交互作用對(duì)雪蓮果植物乳桿菌感官評(píng)分的影響。曲面圖弧度變化越陡峭，等高線越密集且呈橢圓形或馬鞍形時(shí)，表示兩因素之間交互作用越顯著，各因素交互作用結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 各因素間交互作用對(duì)雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料感官品質(zhì)影響的響應(yīng)面及等高線Fig.5 Response surface plots and contour lines of effect of interaction between various factors on the sensory quality of yacon beverage fermented with Lactobacillus plantarum

由圖5、表7可知，交互項(xiàng)X1X2、X2X3的曲面傾斜度較大，坡度較陡，且等高線呈橢圓形，較密集，說(shuō)明其影響極顯著（P＜0.01），與X1X2、X2X3相比，X1X3曲面傾斜度較小，坡面較平緩（P＜0.05），各因素間交互作用對(duì)雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料的感官評(píng)分的影響大小依次為X1X2＞X2X3＞X1X3。

2.4 雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料最佳發(fā)酵工藝的確定及驗(yàn)證試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)回歸方程進(jìn)一步擬合分析預(yù)測(cè)得出最佳發(fā)酵工藝為：蔗糖添加量7.91%、菌種接種量1.10%、發(fā)酵時(shí)間14.22 h。在此優(yōu)化條件下，雪蓮果發(fā)酵型飲料分值達(dá)到（87.26±0.36）分?？紤]到實(shí)際操作的可行性，將發(fā)酵工藝條件修正為：蔗糖添加量8%、菌種接種量1%、發(fā)酵時(shí)間14 h。在優(yōu)化發(fā)酵工藝條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證性試驗(yàn)，感官評(píng)分平均實(shí)際值為（87.42±0.32）分，與預(yù)測(cè)值接近，說(shuō)明響應(yīng)面優(yōu)化后得到的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2.5 產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.5.1 雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料感官指標(biāo)

按照最優(yōu)組合制備雪蓮果發(fā)酵飲料，根據(jù)感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官分析。開(kāi)發(fā)的雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料最終產(chǎn)品均勻一致，顏色呈鮮亮的橘黃色，具有雪蓮果及乳桿菌香氣，層次豐富，無(wú)異味，酸甜適宜。

2.5.2 雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)

理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)見(jiàn)表8。由表8可知，在該工藝下制得的雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料酸甜適中，且微生物指標(biāo)符合相關(guān)國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)。

表8 理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)結(jié)果Table 8 Results of physical and chemical indicators and microbial indicators

3 結(jié)論

本研究以雪蓮果為原料，植物乳桿菌BNCC194165為發(fā)酵菌種，通過(guò)單因素試驗(yàn)、Plackett-Burman試驗(yàn)及響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料發(fā)酵工藝。結(jié)果表明，雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料的最佳發(fā)酵工藝為雪蓮果與水質(zhì)量比為1∶1，蔗糖添加量8%、阿拉伯膠添加量0.6%、植物乳桿菌BNCC194165接種量1%、37 ℃發(fā)酵14 h的條件下，感官評(píng)分為（87.42±0.32）分。按照該工藝所得的雪蓮果植物乳桿菌發(fā)酵飲料兼具雪蓮果及植物乳桿菌的清香，清新爽口，酸甜適中，其理化及微生物指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)注要求，是一款風(fēng)味品質(zhì)較佳的發(fā)酵型植物飲料。本產(chǎn)品的研發(fā)對(duì)延伸雪蓮果產(chǎn)業(yè)鏈、豐富特色果蔬發(fā)酵飲料品類具有一定的意義。