朱 玲，趙 寧，張 杰

（鄭州科技學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450064）

黑米屬于糯米類，顏色呈黑色或褐色，其營(yíng)養(yǎng)豐富，其粒型有“粳、秈”2種，粒質(zhì)包含非糯性和糯性[1-2]。黑米具有降低膽固醇，預(yù)防心腦血管疾病，健脾開(kāi)胃，促進(jìn)兒童骨骼增長(zhǎng)、大腦發(fā)育等功效[3-4]。小米是一種無(wú)麩質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)豐富的全谷物食品，含有多種維生素、礦物質(zhì)和高水平的蛋白質(zhì)[5]。黑玉米又稱為黑糯玉米、紫玉米，含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、花青素，具有良好的抗氧化作用和抗癌的功效[6-7]。牛奶富含鈣、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和維生素，適量攝入能提高人的健康水平[8]。

風(fēng)味發(fā)酵乳是以牛奶為主要原料，通過(guò)滅菌冷卻后添加乳酸菌發(fā)酵劑，添加或不添加谷物、果蔬等，經(jīng)恒溫發(fā)酵制得一種發(fā)酵乳制品[9-10]。其中，谷物發(fā)酵乳中含有較多的益生菌、膳食纖維、B族維生素，能優(yōu)化腸道菌群，對(duì)腸道疾病、便秘具有良好的預(yù)防和治療作用[11-12]，對(duì)于平衡膳食具有不可代替的作用。已有以谷物為原料制作功能性發(fā)酵飲料，如大麥發(fā)酵乳、玉米發(fā)酵乳、小麥發(fā)酵乳以及多種谷物發(fā)酵乳[13]。蔣雅馨等[14]以糜米、玉米碎、大米為主要原料，植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）為發(fā)酵劑，確定了谷物乳酸菌發(fā)酵飲料的最佳制備工藝和配方。閆麗麗等[15]以糜米為原料，以2株乳酸菌作為發(fā)酵菌株，確定了糜米乳酸菌發(fā)酵飲料的預(yù)處理?xiàng)l件和發(fā)酵工藝，該產(chǎn)品可在4 ℃保存28 d。陳娟等[16]以燕麥、黑米、糙米為原材料，經(jīng)過(guò)超微粉碎、液化、糖化接種混合發(fā)酵劑，確定了谷物發(fā)酵飲料的生產(chǎn)工藝和配方。然而，國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)的谷物發(fā)酵產(chǎn)品多以谷物與發(fā)酵劑進(jìn)行發(fā)酵，營(yíng)養(yǎng)較單一，因此，開(kāi)發(fā)不同風(fēng)味的谷物發(fā)酵乳對(duì)豐富乳制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值具有重要意義。

本研究以谷物黑米、小米、黑玉米與牛奶為主要原料，制備谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳，采用單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)其發(fā)酵工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并確定產(chǎn)品保質(zhì)期，旨在為谷物類和乳類農(nóng)產(chǎn)品的深加工提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持，豐富乳品市場(chǎng)開(kāi)辟新的途徑，滿足人們對(duì)酸乳產(chǎn)品口味多樣化和營(yíng)養(yǎng)健康的需求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑米、小米、黑玉米、白砂糖、牛奶：市售；酸奶發(fā)酵劑：昆山佰生優(yōu)生物科技有限公司；純凈水：華潤(rùn)怡寶飲料有限公司；羧甲基纖維素鈉（carboxyl methyl cellulose，CMC）（分析純）：孟州市華興生物化工有限責(zé)任公司；MRS培養(yǎng)基、MC培養(yǎng)基：青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HH·BII·421-BS型電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療機(jī)械廠；KDN-08B（05B）型定氮儀：上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司；YX-280A型高壓滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；FSH-2A型均質(zhì)機(jī)：寧波新芝科技股份有限公司；DJ12B-A10型九陽(yáng)破壁機(jī)：杭州九陽(yáng)豆業(yè)有限公司；WFF-26A食品發(fā)酵箱：廣州市泓鋒食品機(jī)械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳加工工藝流程及操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)：

谷物預(yù)處理：黑米、小米、黑玉米去雜質(zhì)、淘洗，控干谷物表面水分。

打漿：黑米、小米、黑玉米按質(zhì)量比1∶1∶1，放入破壁機(jī)中，按照料液比1∶15（g∶mL）加純凈水，在料液保持微沸下打漿20 min，冷卻至40 ℃左右。

均質(zhì)：將0.4%CMC與6%白砂糖混合均勻后溶解于純牛奶中[17-18]，并與20%谷物漿液混合均勻，置于均質(zhì)機(jī)中，在15 MPa、65 ℃條件下均質(zhì)。

滅菌：混合物料于85 ℃條件下殺菌20 min，冷卻至40 ℃[19]。

發(fā)酵、攪拌：接種0.4%酸奶發(fā)酵劑[20]，在42 ℃條件下發(fā)酵6 h[21]，待發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵乳呈凝固的非流體狀態(tài)，發(fā)酵完成，在無(wú)菌條件下用玻璃棒破乳攪拌均勻。

灌裝、后熟：無(wú)菌環(huán)境下，灌裝至無(wú)菌玻璃包裝容器中，封蓋，于2～4 ℃條件下，后熟10 h[22]，即得谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳。

1.3.2 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳發(fā)酵條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)

固定基本條件為：以1 000 g純牛奶為基準(zhǔn)稱取其他原料或輔料，CMC添加量為0.4%、發(fā)酵劑添加量為0.4%，白砂糖添加量為6%，谷物漿添加量為20%，在42 ℃下發(fā)酵6 h。采用單因素輪換法分別考察料水比（1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25（g∶mL））、發(fā)酵劑添加量（0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%）、發(fā)酵溫度（38 ℃、40 ℃、42 ℃、44 ℃、46 ℃）、發(fā)酵時(shí)間（5 h、6 h、7 h、8 h、9 h）、白砂糖添加量（5%、6%、7%、8%、9%）、谷物漿添加量（10%、20%、30%、40%、50%）對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分及酸度的影響。

1.3.3 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳發(fā)酵條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)

以單因素試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，選取對(duì)結(jié)果影響較大的因素發(fā)酵劑添加量（A）、發(fā)酵溫度（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）、料水比（D）為自變量，以感官評(píng)分為響應(yīng)值（Y），進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用4因素3水平的Box-Behnken試驗(yàn)對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳的發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平表1。

表1 發(fā)酵條件優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素及水平Table 1 Factors and levels of response surface tests for fermentation conditions optimization

1.3.4 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳的感官評(píng)價(jià)

依據(jù)GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》[9]和相關(guān)文獻(xiàn)[23-24]，制定谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2，邀請(qǐng)10位專業(yè)人員從氣味、色澤、滋味及組織狀態(tài)對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，滿分為100分。

表2 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of grain-milk compound fermented milk

1.3.5 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳產(chǎn)品貯存期間的品質(zhì)變化

1.3.6 分析檢測(cè)

（1）理化指標(biāo)測(cè)定

pH 值的測(cè)定：采用pH 計(jì)；酸度的測(cè)定：按照GB 5009.239—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測(cè)定》[25]，蛋白質(zhì)含量的測(cè)定：按照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[26]；黏度的測(cè)定：采用旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)[27-28]。

持水力的測(cè)定：取10 g樣品，將樣品離心20 min，將乳清倒出來(lái)后稱其質(zhì)量，計(jì)算持水力，其計(jì)算公式如下：

花青素含量的測(cè)定：用pH示差法[32]測(cè)定谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳在發(fā)酵前后花青素含量的變化，計(jì)算花青素含量，其計(jì)算公式如下：

式中：ΔA表示谷物復(fù)合發(fā)酵飲料提取液中花青素的總吸光度值；A520nm表示樣品在波長(zhǎng)520 nm處測(cè)得的吸光度值，A700nm表示樣品在波長(zhǎng)700 nm處測(cè)得的吸光度值，DF表示樣品稀釋倍數(shù)；M表示矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷的相對(duì)分子質(zhì)量為449.2 g/mol；ε表示矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷的吸光系數(shù)為26 900 L/（mol·cm）；L表示光程長(zhǎng)度為1 cm[33]；Wt表示產(chǎn)品的質(zhì)量，g；V表示最終體積，mL。

（2）微生物指標(biāo)測(cè)定

④基礎(chǔ)工作薄弱，難以滿足防汛抗洪需求。嫩江、松花江、黑龍江流域防汛基礎(chǔ)工作相對(duì)落后，一定程度上影響防汛抗洪工作。仍有重點(diǎn)城市缺乏超標(biāo)準(zhǔn)洪水防御方案，近年制定的一些調(diào)度方案、防洪預(yù)案的科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性不強(qiáng)。防汛物資儲(chǔ)備普遍不足，抗洪搶險(xiǎn)專業(yè)隊(duì)伍建設(shè)滯后，難以滿足流域性大洪水抗洪搶險(xiǎn)需求。

菌落總數(shù)的檢測(cè)：按照GB/T 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》的平板菌落計(jì)數(shù)法[29]；大腸菌群的檢測(cè)：按照GB/T 4789.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》[30]；乳酸菌落數(shù)的測(cè)定：按照GB 4789.35—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌活菌數(shù)測(cè)定》[31]。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS26.0軟件和Origin8.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)利用Design Expert 10.0.3對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行數(shù)據(jù)建模處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 料水比的確定

料水比對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分和酸度的影響見(jiàn)圖1。

由圖1可知，隨著料水比在1∶5～1∶25（g∶mL）范圍內(nèi)變化，酸度變化不明顯。當(dāng)料水比在1∶5、1∶10、1∶15（g∶mL）范圍內(nèi)時(shí)，感官評(píng)分逐漸增加；當(dāng)料水比為1∶15（g∶mL）時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最大值，為84分；當(dāng)料水比為1∶15、1∶20、1∶25（g∶mL）時(shí)，感官評(píng)分逐漸下降。因此，最適料水比為1∶15（g∶mL）。

圖1 料水比對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分和酸度的影響Fig.1 Effect of solid and water ratio on sensory quality and acidity of grain-milk compound fermented milk

2.1.2 發(fā)酵劑添加量的確定

酸奶發(fā)酵劑的添加量對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分和酸度的影響見(jiàn)圖2。

圖2 酸奶發(fā)酵劑添加量對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分和酸度的影響Fig.2 Effect of yogurt starter addition on sensory quality and acidity of grain-milk compound fermented milk

由圖2可知，隨著酸奶發(fā)酵劑添加量在0.2%～0.6%范圍內(nèi)的增加，酸度上升。當(dāng)發(fā)酵劑添加量在0.2%～0.4%范圍內(nèi)增加，感官評(píng)分逐漸增加；當(dāng)酸奶發(fā)酵劑添加量為0.4%時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最大值，為85分；當(dāng)酸奶發(fā)酵劑添加量＞0.4%時(shí)，感官評(píng)分逐漸下降。當(dāng)酸奶發(fā)酵劑添加量＜0.4%時(shí)，產(chǎn)品發(fā)酵狀態(tài)不佳，風(fēng)味產(chǎn)生不足；當(dāng)酸奶發(fā)酵劑添加量為0.4%時(shí)，感官評(píng)分最高，產(chǎn)品口感細(xì)膩，酸甜適中，組織狀態(tài)均勻；當(dāng)酸奶發(fā)酵劑添加量＞0.4%時(shí)，產(chǎn)品酸味明顯，口感不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)分層和乳清析出現(xiàn)象[34]。因此，最適發(fā)酵劑添加量為0.4%。

2.1.3 發(fā)酵溫度的確定

發(fā)酵溫度對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分和酸度的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知，隨著發(fā)酵溫度在38～46 ℃范圍內(nèi)的升高，酸度呈上升趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵溫度在38～42 ℃范圍內(nèi)的增加，感官評(píng)分逐漸增加；當(dāng)發(fā)酵溫度為42 ℃時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最大值，為88分；當(dāng)發(fā)酵溫度高于42 ℃時(shí)，感官評(píng)分逐漸下降。發(fā)酵溫度偏低，產(chǎn)品的發(fā)酵風(fēng)味不足，凝乳狀態(tài)較差；當(dāng)發(fā)酵溫度達(dá)到42 ℃時(shí)，組織狀態(tài)細(xì)膩，酸甜適口，凝乳狀態(tài)較好；當(dāng)發(fā)酵溫度高于44 ℃時(shí)，部分乳酸菌因?yàn)闇囟冗^(guò)高失活，發(fā)酵風(fēng)味不足。因此，最適發(fā)酵溫度為42 ℃。

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官品質(zhì)和酸度的影響Fig.3 Effect of fermentation temperature on sensory quality and acidity of grain-milk compound fermented milk

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間的確定

發(fā)酵時(shí)間對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官品質(zhì)和酸度的影響見(jiàn)圖4。由圖4可知，隨著發(fā)酵時(shí)間在5～9 h范圍內(nèi)的增加，酸度呈上升趨勢(shì)。隨著發(fā)酵時(shí)間在5～6 h范圍內(nèi)的增加，感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為6 h時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最大值，為85分；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間＞6 h時(shí)，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間過(guò)短，乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)酸及風(fēng)味不足，口感較甜；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為6 h時(shí)，谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳酸甜可口，發(fā)酵風(fēng)味突出；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，酸味明顯，同時(shí)有異味產(chǎn)生。因此，最適發(fā)酵時(shí)間為6 h。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳品質(zhì)和酸度的影響Fig.4 Effect of fermentation time on sensory quality and acidity of grain-milk compound fermented milk

2.1.5 白砂糖添加量的確定

白砂糖添加量對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分和酸度的影響見(jiàn)圖5。由圖5可知，隨著白砂糖添加量在5%～9%范圍內(nèi)的增加，酸度呈緩慢上升趨勢(shì)。當(dāng)白砂糖添加量在5%～6%時(shí)，谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分逐漸增加；當(dāng)白砂糖添加量為6%時(shí)，感官評(píng)分最高，為85分，谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳產(chǎn)酸甜可口，黏稠度適中，口感細(xì)膩；當(dāng)白砂糖添加量＞6%時(shí)，感官評(píng)分有所下降。因此，最適白砂糖添加量為6%。

圖5 白砂糖添加量對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官品質(zhì)和酸度的影響Fig.5 Effect of sugar addition on sensory quality and acidity of grain-milk compound fermented milk

2.1.6 谷物漿添加量的確定

谷物漿添加量對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分和酸度的影響見(jiàn)圖6。由圖6可知，隨著谷物漿添加量在10%～50%范圍內(nèi)的增加，酸度呈上升趨勢(shì)。當(dāng)谷物漿添加量在10%～20%范圍內(nèi)增加時(shí)，感官評(píng)分逐漸增加；當(dāng)谷物漿添加量為20%時(shí)，感官評(píng)分最高，為88分；當(dāng)谷物漿添加量＞20%時(shí)，感官評(píng)分逐漸下降。谷物漿添加量＜20%時(shí)，谷物自然香氣不明顯，色澤較淺；谷物漿添加量為20%時(shí)，谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳色澤呈淡紫色，口感細(xì)膩適口，組織狀態(tài)均勻；當(dāng)谷物漿添加量＞20%時(shí)，口感稍酸，組織狀態(tài)不均勻，產(chǎn)品稍稀薄。因此，最適谷物漿添加量為20%。

圖6 谷物漿添加量對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官品質(zhì)和酸度的影響Fig.6 Effect of grain pulp addition on sensory quality and acidity of grain-milk compound fermented milk

2.2 發(fā)酵工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與方差分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，固定白砂糖添加量為6%，谷物漿添加量為20%，選擇發(fā)酵劑添加量（A）、發(fā)酵溫度（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）、料水比（D）為自變量，以感官評(píng)分為（Y）為響應(yīng)值，進(jìn)行4因素3水平的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表3，方差分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 發(fā)酵工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Design and results of response surface experiments for fermentation process optimization

利用Design Expert 10.0.3軟件對(duì)表3結(jié)果進(jìn)行回歸擬合，建立二次多項(xiàng)式回歸方程為：Y=89.58+1.06A+2.59B+1.70C+1.10D+1.00AB-0.57AC-1.40AD-1.98BC+2.05BD-2.15CD-4.01A2-4.91B2-6.95C2-7.32D2。

由表4可知，該模型極顯著（P＜0.000 1），失擬項(xiàng)不顯著（P=0.056 8＞0.05），表明該回歸模型合理且模型擬合度高，回歸方程的決定系數(shù)R2=0.966 2，調(diào)整決定系數(shù)R2adj=0.932 3。可見(jiàn)，該模型中93.23%的感官評(píng)分變化來(lái)自自變量A、B、C和D，該模型可以很好地反映試驗(yàn)真實(shí)值，因此該方程可以用于試驗(yàn)結(jié)果的分析。由P值可知，一次項(xiàng)B、C、交互項(xiàng)CD、二次項(xiàng)A2、B2、C2和D2對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳的感官評(píng)分影響極顯著（P＜0.01）。一次項(xiàng)A、D、交互項(xiàng)BC、BD對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳的感官評(píng)分影響顯著（P＜0.05），交互項(xiàng)AB、AC和AD對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳的感官評(píng)分影響不顯著（P＞0.05）。由F值可知，影響感官評(píng)分的因素順序?yàn)椋喊l(fā)酵溫度（B）＞發(fā)酵時(shí)間（C）＞料水比（D）＞發(fā)酵劑添加量（A）。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model

2.2.2 響應(yīng)面分析

各因素間交互作用對(duì)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面及等高線見(jiàn)圖7。

3D曲面較為直觀地反映了各因素之間的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響，3D曲面越陡峭、傾斜度越高，表明因素間的交互作用對(duì)響應(yīng)值影響越大[35]。由圖7可知，當(dāng)發(fā)酵劑添加量（A）、發(fā)酵溫度（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）、料水比（D）兩兩交互時(shí)，對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分均有影響，BC、BD、CD的響應(yīng)曲面較陡峭，且等高線圖呈橢圓形，表明交互作用較為顯著，這與方差分析結(jié)果一致。

圖7 各因素間交互作用對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面及等高線Fig.7 Response surface plots and contour lines of effects of interaction between various factors on sensory score

由Design Expert 10.0.3軟件預(yù)測(cè)谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳最佳發(fā)酵工藝條件為：發(fā)酵溫度42.49 ℃、發(fā)酵時(shí)間6.10 h、料水比1∶15.40（g∶mL）、發(fā)酵劑添加量0.55%、白砂糖添加量6%，感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為90.115 7分。為便于實(shí)際生產(chǎn)操作，將發(fā)酵工藝條件修正為：發(fā)酵溫度42 ℃，發(fā)酵時(shí)間6 h，料水比1∶15（g∶mL），發(fā)酵劑添加量0.55%，白砂糖添加量6%。在此優(yōu)化發(fā)酵工藝下進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，感官評(píng)分實(shí)際值為93分，與預(yù)測(cè)值相差不大，表明響應(yīng)面優(yōu)化的工藝條件可行。

2.3 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳理化指標(biāo)和微生物檢測(cè)結(jié)果

谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳的理化和微生物指標(biāo)見(jiàn)表5。

表5 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳的理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)Table 5 Physicochemical and microbiological indexes of grain-milk compound fermented milk

由表5可知，產(chǎn)品的理化和微生物指標(biāo)均符合GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中風(fēng)味發(fā)酵乳標(biāo)準(zhǔn)要求；發(fā)酵前花青素含量為7.68 mg/L，發(fā)酵后花青素含量為5.33 mg/L，減少了30%。

2.4 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳貯存期間品質(zhì)的變化和保質(zhì)期的確定

發(fā)酵乳的理想pH值在4.0～4.6之間[36]。谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳在貯存期內(nèi)品質(zhì)的變化見(jiàn)圖8。

圖8 谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳貯存期內(nèi)pH、酸度（a）與持水力、感官評(píng)分和乳酸菌活菌數(shù)（b）的變化Fig.8 Change of pH,acidity (a) and water retention,sensory scores,and number of viable lactic acid bacteria (b) during the storage of grain-milk compound fermented milk

由圖8（a）可知，隨著貯存天數(shù)在0～25 d內(nèi)的延長(zhǎng)，pH值逐漸下降，而酸度逐漸增加。當(dāng)貯存時(shí)間為22 d時(shí)，pH值為4.15，酸度為90.9°T，谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳口感細(xì)膩，酸甜基本協(xié)調(diào)，組織狀態(tài)均勻。在23～25 d貯存期內(nèi)，隨著pH值的下降，口感稍酸，酸甜不協(xié)調(diào)，有少量乳清析出。

由圖8（b）可知，在產(chǎn)品貯存期間，持水力呈緩慢下降趨勢(shì)，產(chǎn)品貯存第22天時(shí)，持水力＞90%，具有良好的持水能力；乳酸菌活菌數(shù)在第3天稍有增加，之后呈下降趨勢(shì)，第25天時(shí)產(chǎn)品的乳酸菌活菌數(shù)降至4.5×107CFU/mL，仍符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（≥1×106CFU/mL）規(guī)定[9]；感官評(píng)分呈緩慢下降趨勢(shì)，貯存第22天，產(chǎn)品感官評(píng)分開(kāi)始下降。綜合考慮，為保證產(chǎn)品品質(zhì)，保質(zhì)期為21 d。

3 結(jié)論

谷物小米、黑米、黑玉米與牛奶為主要原料制備谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳，通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)獲得其最佳發(fā)酵工藝條件為：谷物與水按照料水比1∶15（g∶mL）打漿，以牛奶質(zhì)量為基準(zhǔn)，谷物漿添加量20%，發(fā)酵劑添加量0.55%、白砂糖添加量6%，在42 ℃條件下發(fā)酵6 h。在此優(yōu)化條件下，谷物牛奶復(fù)合發(fā)酵乳的感官評(píng)分為93分，pH值為4.57，酸度為81.8 °T，持水力為95%，黏度為11.5（Pa·s），蛋白質(zhì)含量為3.32 g/100 g，花青素含量為5.33 mg/L。該產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)較為全面，且富含花青素，產(chǎn)品保質(zhì)期為21 d。本產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)為谷物類和乳類農(nóng)產(chǎn)品的深加工以及豐富乳品市場(chǎng)開(kāi)辟了新的途徑。