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        桑葚魔芋酸奶的研制

        2024-02-29 02:46:20付路靜彭彥彥
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2024年2期
        關鍵詞:木糖醇發(fā)酵劑魔芋

        付路靜,宗 鴻,彭彥彥

        (安康學院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學院,陜西安康 725000)

        桑葚(Fructus Mori),又名桑果、桑子等,為多年生木本植物桑的成熟果穗,桑葚果肉多汁、滋味甘美,被譽為水果中之珍品[1]。桑葚中含有多糖、有機酸、花青素、蘆丁、白黎蘆醇、維生素和氨基酸等多種成分[2],具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能,享有“中華果圣”之美稱,是傳統(tǒng)的藥食兩用的食品原料。中醫(yī)認為:桑葚味甘性寒,具生津止渴、補肝益腎、滋陰補血、明目安神、解酒、延年益壽等功效[3-4]?,F(xiàn)代研究也表明,桑葚具有降血糖[5-6]、降血脂[7]、抗氧化[8-10]等功效。但由于桑葚鮮果營養(yǎng)豐富、水分含量高,采收期大多集中在夏季,故容易腐敗變質(zhì),不易貯存,鮮食期較短。因此,常用于加工食品開發(fā),目前已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品,主要有飲料[11]、果凍[12],果酒[13-15]、桑葚果醋[16-17]、桑葚酵素[18-20]、酸奶[21]等。

        魔芋(Elephantfootyam,Konjac)別名磨芋、蒟蒻,屬天南星科(Araceae)魔芋屬(Amor phophallus Blume)植物,栽培學上屬薯芋類作物,在我國有悠久的種植和食用歷史[22]。魔芋的主要成分是魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan,KGM),是從魔芋塊莖中提取的天然多糖。KGM 是由D -葡萄糖和D -甘露糖按以β-1,4 糖苷鍵連接的一種天然高分子雜多糖,具有優(yōu)良的親水性、凝膠性、可逆性、乳化性、成膜作用和增稠作用[24]。有研究發(fā)現(xiàn),KGM 在降低血膽固醇和血糖、減輕體重、促進腸道活性和免疫功能方面具有有益作用。因此,魔芋近年來在世界各地流行起來,被世界衛(wèi)生組織高度贊揚為21 世紀人類最佳保健食品之一。將魔芋用于酸奶研制,一方面葡甘露低聚糖可以作為益生元促進乳酸菌生長[25-26];另一方面添加魔芋膠可以提高酸奶的膳食纖維含量,降低酸奶的熱量。此外,魔芋膠的增稠作用可以改善酸奶的品質(zhì)[27],將魔芋膠應用于酸奶開發(fā)具有重要的意義。

        隨著人們健康意識增強,消費者對乳制品需求也從風味、營養(yǎng)進一步提升至功能化。作為受眾廣泛的乳制品,酸奶與牛奶相比含有大量的有益菌及其代謝產(chǎn)物,具有降血壓、防癌、減輕乳糖不耐癥、調(diào)整腸道菌群、提高免疫能力等功效[27],因此有著較大的消費基礎。近年來,酸奶產(chǎn)品開發(fā)也朝著功能化方向發(fā)展[29-30]。以牛奶、桑葚汁、白砂糖、魔芋膠為主要原料進行凝固型酸奶的開發(fā),并以感官作為評價指標,通過單因素試驗和正交試驗進行配方優(yōu)化,旨在開發(fā)一款兼具多種營養(yǎng)和風味獨特的功能性酸奶產(chǎn)品。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        桑葚、純牛奶、白砂糖,均為市售;魔芋膠,永信食品配料有限公司提供;木糖醇,廣東華盛食品有限公司提供;家用酸奶發(fā)酵劑(麥芽糊精、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌),昆山佰生優(yōu)食品有限公司提供;氫氧化鈉(分析純),天津市天力化學試劑有限公司提供;葡萄糖(分析純),天津市百世化工有限公司提供;濃硫酸(優(yōu)級純),成都市科隆化學品有限公司提供;濃鹽酸(優(yōu)級純),洛陽昊華化學試劑有限公司提供。

        1.2 儀器及設備

        LHH-4 型低溫恒溫培養(yǎng)箱,金壇市杰瑞爾電器有限公司產(chǎn)品;ALC-201.4 型電子天平,賽多利斯科學儀器有限公司產(chǎn)品;YT-CJ-2ND 型超凈工作臺,北京亞泰科隆儀器技術有限公司產(chǎn)品;WYT-32型手持糖量計,四川省成都市光學廠產(chǎn)品;C21-SN2105 型電磁爐,廣東美的生活電器有限公司產(chǎn)品。

        1.3 試驗方法

        1.3.1 桑葚魔芋酸奶制作工藝流程

        ①桑葚→清洗→榨汁→過濾;

        ②牛奶→加白砂糖溶化→過濾;

        ③穩(wěn)定劑→加水溶化;

        ①+②+③調(diào)配→攪拌→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發(fā)酵→后發(fā)酵→成品。

        1.3.2 操作要點

        (1)桑葚的預處理。挑選新鮮的桑葚,清洗并去除果柄,用榨汁機榨汁并過濾殘渣,制得深紫色桑葚汁。

        (2)穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑(魔芋膠)按一定比例稱取后,用溫水溶化后備用。

        (3)牛奶的殺菌。取適量新鮮牛奶于65~80 ℃條件下殺菌處理30 min,滅菌后的牛奶立即冷卻至35~45 ℃。

        (4)調(diào)配。將白砂糖加入牛奶中,攪拌使其溶解后進行過濾,再加入桑葚果汁和溶化的穩(wěn)定劑,攪拌均勻,過濾去除雜質(zhì)。

        (5)殺菌。殺菌溫度80~90 ℃,保持15~20 min。

        (6)冷卻。滅菌后快速冷卻至42~45 ℃。

        (7)接種發(fā)酵。按比例接入發(fā)酵劑,進行發(fā)酵。接種完成后裝瓶,于恒溫培養(yǎng)箱(42 ℃)中發(fā)酵6 h左右,達到時間后取出,進行冷卻。

        (8)后發(fā)酵。冷卻后的酸奶必須放在冰箱(4 ℃)中進行后發(fā)酵。

        1.3.3 桑葚魔芋酸奶單因素試驗

        以鮮牛奶為原料,選取桑葚汁、白砂糖、魔芋膠、木糖醇、發(fā)酵劑等5 個因素,按配比依次進行單因素試驗。具體單因素設置如下:桑葚汁添加量設定為4%,6%,8%,10%,12%;白砂糖添加量設定為2%,4%,6%,8%,10%;魔芋膠添加量設定為0.10%,0.15%,0.20%,0.25%,0.30%;木糖醇添加量設定為4.5%,5.0%,5.5%,6.0%,6.5%;發(fā)酵劑添加量設定為2%,4%,6%,8%,10%。根據(jù)表2 進行感官評價,確定各成分的添加量范圍。

        1.3.4 正交試驗

        根據(jù)單因素試驗結(jié)果,以感官評分為指標,采用三因素四水平的正交試驗,確定桑葚魔芋酸奶最佳配方。

        正交試驗設計因素與水平設計見表1。

        表1 正交試驗設計因素與水平設計/ %

        1.3.5 桑葚魔芋酸奶的感官評價

        選擇10 名有經(jīng)驗的食品感官評價人員組成評價小組,從桑葚魔芋酸奶的色澤、組織狀態(tài)及滋味和氣味3 個指標對桑葚魔芋酸奶進行感官評價,滿分為100 分,取10 名評價人員評分的平均值作為最終結(jié)果。

        桑葚魔芋酸奶的感官評價標準見表2。

        表2 桑葚魔芋酸奶的感官評價標準

        1.3.6 檢測指標

        (1)可溶性固形物的測定。使用手持式糖量計對可溶性固形物進行測定。

        (2)總酸的測定。根據(jù)《GB 5009.239—2016 食品安全國家標準食品酸度的測定》進行酸度測定。

        (3)持水力測定。稱取后熟酸奶25 g 置于50 mL離心管中,精確稱量并記錄質(zhì)量W1,于4 ℃條件下以轉(zhuǎn)速4 000 r/min 離心15 min,靜置10 min 后棄去上清液,精確稱量并記錄質(zhì)量W2,平行測定3 次,并按照公式(1)計算持水力[30]:

        1.3.7 數(shù)據(jù)處理分析

        所有試驗重復3 次,結(jié)果表示為平均值±標準差。試驗采用Design Expert 8.0.6 軟件進行正交優(yōu)化設計,采用Origin 2018 軟件進行數(shù)據(jù)處理及單因素試驗繪圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 單因素試驗結(jié)果

        2.1.1 桑葚汁添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

        桑葚汁添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響見圖1。

        圖1 桑葚汁添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響

        桑葚汁可以使酸奶具有獨特的桑果味,并增加酸奶的營養(yǎng),提升保健效果。由圖1 可知,隨著桑葚汁添加量的增加,酸奶的感官評分呈先升高后下降的趨勢,桑葚汁添加量為10%時,感官評分最高;當桑葚汁添加量過少時,保健效果較差,而且酸奶的桑葚果香味較淡,風味不突出;當桑葚汁添加量過高時,桑葚汁的味道會掩蓋酸奶本身的香氣,酸奶凝乳效果也會變差,容易分層導致感官品質(zhì)下降。綜合考慮,酸奶中添加10%桑葚汁為宜。

        2.1.2 白砂糖添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

        白砂糖添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響見圖2。

        圖2 白砂糖添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響

        白砂糖可以提供甜度,中和酸度,改善產(chǎn)品口感和風味。由圖2 可知,隨著白砂糖添加量的增加,感官評分出現(xiàn)了先上升后下降的趨勢,在添加6%時感官最佳??赡苁怯捎诎咨疤翘砑恿刻蜁r,微生物將其利用完全,甜味淡,口感風味一般。當其添加量過多時,口感可能過于甜膩,使風味變差。因此,最適白砂糖添加量為6%。

        2.1.3 發(fā)酵劑添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

        發(fā)酵劑添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響見圖3。

        圖3 發(fā)酵劑添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響

        試驗采用的直投式發(fā)酵劑中含有保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌等多種菌株。其中,保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌是常用的酸奶發(fā)酵菌種,可以促進酸奶發(fā)酵,賦予酸奶特殊的發(fā)酵香氣,嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌可以改善酸奶的風味和營養(yǎng)。由圖3可知,隨著發(fā)酵劑添加量的增加,酸奶感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在6%時感官評分最高。發(fā)酵劑添加量低于6%時,隨著發(fā)酵劑添加量的增多,酸奶感官品質(zhì)不斷改善;當發(fā)酵劑添加量高于6%時,隨著發(fā)酵劑添加量的增多,酸奶會出現(xiàn)酸味過重、風味不佳的情況,導致感官評分隨之下降。因此,適宜的發(fā)酵劑添加量為6%。

        2.1.4 木糖醇添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

        木糖醇添加量對桑葚酸奶感官品質(zhì)的影響見圖4。

        圖4 木糖醇添加量對桑葚酸奶感官品質(zhì)的影響

        木糖醇作為一種很好的無蔗糖甜食品理想甜味劑,還可以促進腸道有益菌群雙歧桿菌、乳酸菌等的增殖,達到調(diào)節(jié)胃腸功能的作用。由圖4 可知,隨著木糖醇添加量的增多,感官評分逐漸增加,在5%時感官評分最高為73 分,木糖醇添加量在5.5%時評分最低為69 分。但從整體上看,木糖醇添加量從4.5%增加至6.5%,酸奶感官品質(zhì)變化不大。由于木糖醇不能被發(fā)酵菌株利用,導致酸奶發(fā)酵不足,因此與添加白砂糖的酸奶相比,添加木糖醇的酸奶風味稍差。當木糖醇添加量過多時,產(chǎn)品過于甜膩,也掩蓋發(fā)酵乳的獨特風味,使口感不佳,所以木糖醇不用于下一步的配方優(yōu)化。

        2.1.5 魔芋膠添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

        魔芋膠添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響見圖5。

        圖5 魔芋膠添加量對桑葚魔芋酸奶感官品質(zhì)的影響

        作為食品添加劑,魔芋膠具有增稠和穩(wěn)定的作用。因此,適當添加魔芋膠可提高酸奶的酸度,改善產(chǎn)品風味和品質(zhì)。由圖5 可知,隨著魔芋膠添加量增加,感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的明顯趨勢。在魔芋膠添加量為0.20%時評分最高,隨后感官評分下降。這是由于使用量過少魔芋膠增稠作用不顯著,隨著添加量的增加,酸奶的感官品質(zhì)不斷改善,但在達到0.20%后繼續(xù)添加魔芋膠,酸奶會出現(xiàn)顏色不均勻的情況,導致感官評分下降。原因可能是由于魔芋葡聚糖大量吸水后體積膨脹幾十倍,導致溶解度降低導致顏色出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象。因此,魔芋膠最適添加量為0.20%。

        2.2 桑葚魔芋酸奶配方的正交試驗結(jié)果

        在單因素試驗的基礎上,以白砂糖、魔芋膠、發(fā)酵劑、桑葚汁的添加量進行正交試驗。

        桑葚魔芋酸奶的正交試驗結(jié)果見表3。

        表3 桑葚魔芋酸奶的正交試驗結(jié)果

        由表3 可知,白砂糖添加量、魔芋膠添加量、發(fā)酵劑添加量、桑葚汁添加量的主次順序依次是A>B>D>C,其最佳工藝條件為A2B2C1D3;即白砂糖添加量為6.0%,魔芋膠添加量為0.2%,發(fā)酵劑添加量為4.0%,桑葚汁添加量為12.0%。

        2.3 產(chǎn)品質(zhì)量評價

        經(jīng)測定,配方優(yōu)化后的桑葚魔芋酸奶的持水力為83%,總酸度為97.0°T,可溶性固形物含量為14.0%,均符合國家標準,是一款營養(yǎng)健康的酸奶產(chǎn)品。

        3 結(jié)論

        通過單因素試驗和正交試驗優(yōu)化桑葚魔芋酸奶的配方,得到桑葚魔芋酸奶的最佳配比為每份桑葚魔芋酸奶中白砂糖添加量6.0%,魔芋膠添加量0.2%,發(fā)酵劑添加量4.0%,桑葚汁添加量12.0%。經(jīng)此工藝制作而成的酸奶色澤均勻一致,白色略帶粉色,組織細膩,表面無裂紋、無氣泡,無乳清析出,口感酸甜適中,有濃郁的乳酸發(fā)酵風味和桑果香味。對配方優(yōu)化后的桑葚魔芋酸奶進行質(zhì)量評價,結(jié)果表明,桑葚魔芋酸奶的持水力為83%,總酸度為97.0°T,可溶性固形物含量為14.0%,均符合國家標準,是一款兼具風味和營養(yǎng)的功能性酸奶產(chǎn)品。

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