山藥酸乳的配方優化

陳 默，范 雲，艾秋實，李 斌，閆文杰*

（北京聯合大學 應用文理學院，北京 100083）

山藥含有豐富的淀粉、蛋白質、游離氨基酸等營養成分以及多糖、膽堿、膽甾醇、麥角甾醇、尿囊素、淀粉酶、多酚氧化酶等多種活性成分[1-5]。近幾年，由于功能食品的快速發展，山藥的保健功能受到了食品行業的密切關注。

在山藥的傳統加工中，一方面山藥可作為中藥原料；另一方面，山藥可研粉作料、熬粥煮飯、泡茶飲、制丸、泡酒等。目前，我國已開發的山藥食品有：速凍山藥、山藥益壽餅、懷山藥片、山藥酥等[6-7]。然而，現有的山藥食品在國內各大超市并不多見。將山藥開發成酸乳，不但具有酸乳和山藥的雙重營養及保健方面的功能，而且可以提高山藥的附加值，具有很高的應用價值。本研究借鑒其他復合型酸乳的開發，采用正交試驗優化山藥酸乳的加工，可為山藥發酵產品的產業化提供理論基礎[8-15]。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

山藥、三元袋裝牛奶購于家樂福超市。

菌種為嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌，由中國農業大學食品科學與營養工程學院畜產品加工實驗室提供。

F6/10高速勻漿器：上海弗魯克流體機械制造有限公司；FA/JA系列電子天平：上海方瑞儀器有限公司；BCD-290W冰箱：青島海爾集團；DHP-9082型電熱恒溫培養箱：上海一恒科技有限公司；LDZX-30KBS立式壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫療器械廠；JJ均質機：廊坊市盛通機械有限公司。

1.2 方法

1.2.1 山藥酸乳生產工藝流程

選擇質量較優的山藥，清洗后切成片狀，打成漿狀后放入膠體磨處理后制備成山藥汁；將大豆蛋白用55℃～60℃的熱水溶解后與山藥汁混合在一起，經60℃、20MPa高壓均質后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，殺菌后冷卻到45℃左右，按確定的量接種后進行發酵處理，發酵溫度控制在42℃左右，至剛好出現少量乳清時終止發酵[16-17]。

1.2.2 產品感官評價

按照外觀、顏色和風味3項進行評定，滿分為10分，由10人品嘗評分。評分標準見表1。

表1 感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards

1.2.3 山藥汁添加量的確定

將質量分數分別為12%、14%、16%、18%的山藥汁與質量分數為3%的大豆蛋白液混合，經60℃、20MPa高壓均質后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，接種經馴化后的菌種，接種量為混合液體積的3%，在42℃發酵7h，根據山藥汁對酸乳外觀、顏色和風味的影響確定山藥汁的濃度。

1.2.4 大豆蛋白添加量的確定

將質量分數為1%、3%、5%、7%的大豆蛋白與質量分數為14%的山藥汁混合，經60℃、20MPa高壓均質后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，接種經馴化后的菌種，接種量為混合液體積的3%，在42℃發酵7h，根據大豆蛋白對酸乳外觀、顏色和風味的影響確定大豆蛋白的添加量。

1.2.5 蔗糖添加量的確定

將質量分數為14%的山藥汁與質量分數為3%的大豆蛋白混合，分別加入混合液質量3%、5%、7%、9%的蔗糖，經60℃、20MPa高壓均質后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，接種3%經馴化的菌種，42℃發酵，冰箱內后熟24h，根據產品的凝固時間、凝乳狀態和口感確定最適添加量[18]。

1.2.6 接種量的確定

將質量分數為14%的山藥汁與質量分數為3%的大豆蛋白混合，加入7%的蔗糖，經60℃、20MPa高壓均質后，在90℃～95℃條件下殺菌10min，分別接種2%、3%、4%、5%的菌種，在冷藏條件下后熟24h后，根據凝乳狀態確定接種量。

1.2.7 正交試驗設計

在單因素試驗確定山藥汁添加量和大豆蛋白添加量后，采用L9（43）4因素3水平，對山藥汁添加量、大豆蛋白添加量、蔗糖添加量和接種量進行正交試驗。

1.2.8 測定方法

凝固時間的判定依據酸乳剛剛出現少量乳清時為標準；pH值用PHS-2型酸度計測定；蛋白質、脂肪、乳酸菌根據相關標準進行測定[19]。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 山藥汁添加量的確定

表2 山藥汁添加量對酸乳的影響Table 2 Effect of the concentration of Chinese yam juice on yoghurt

從表2可以看出，濃度為14%和16%的山藥汁生產的酸乳在感官評價上無顯著差異，但均極顯著的高于濃度為12%和18%的山藥汁生產的酸乳，這說明當山藥汁添加量過低或過高時，酸乳質量較差，在14%～16%時，質量較好。

2.1.2 大豆蛋白添加量的確定

酸乳生產是利用蛋白質在酸性條件下凝固的機理，因此，蛋白質的含量是影響酸乳生產的重要因素之一。山藥中蛋白的含量較低，添加大豆蛋白可以改善山藥酸乳的質量。從表3可以看出，大豆蛋白添加量越多，凝乳時間越快，但pH值變化不大。大豆蛋白添加量過少或過多都會有少量乳清析出，因此，大豆蛋白添加量在3%～5%時，酸乳質量較好。

表3 大豆蛋白添加量對酸乳的影響Table 3 Effect of the addition of soybean protein on yoghurt

2.1.3 蔗糖添加量的確定

在酸乳生產中，加入適量的蔗糖不僅有利于乳酸菌產酸量的提高，而且可提高產品的黏度，使產品產生良好的風味，生成的凝塊細膩光滑。如果加糖量過大，會產生高滲透壓，抑制乳酸菌的生長繁殖[20]。

由表4可知，當加糖量為3%時，口感偏酸；當加糖量為9%時，口感偏甜。結合酸乳后酸化后的凝乳狀態可知，當蔗糖添加量在5%～7%時，酸乳的質量較好。

2.1.4 接種量的確定

乳酸菌添加量是影響山藥酸乳的重要因素之一。根據1.2.6方法進行試驗，結果如表5所示。

表5 接種量對酸乳的影響Table 5 Effect of inoculums on yoghurt

在發酵時間固定的條件下，接種量過多會導致發酵過度；接種量過少會造成發酵不足。由表5可見，當接種量大于4%時，酸乳有乳清析出。當接種量在3%時，酸乳凝固性良好，無乳清析出，凝固時間較短。因此，乳酸菌接種量應以3%為宜。

2.2 正交試驗結果

2.2.1 最佳配方的確定

山藥汁添加量、大豆蛋白添加量、接種量和蔗糖添加量是影響產品質量的主要因素。本試驗采用L9（43）4因素3水平正交試驗，并通過感官得分來優化山藥酸乳的最佳配方。正交試驗結果見表6。

表6 正交試驗設計及結果Table 6 Design and result of orthogonal tests

由表6可知，通過對極差R的大小判斷，各因素對感官得分的影響程度依次為A＞B＞D＞C。其中，山藥汁添加量對酸乳生產的影響最為顯著，蔗糖添加量的影響最小。

各因素的最優水平組合為A2B1C3D2，但這一組合并不在正交試驗的9組之中，因此，需要做驗證試驗。

2.3 驗證實驗

根據正交試驗所得酸乳配方的最優組合為A2B1C3D2，即山藥汁液添加量為15%，大豆蛋白添加量為3%，蔗糖添加量為7%，按此配方接種3%的混合菌種，發酵所得酸乳的感官得分為9.6分，高于正交試驗中的所有平均分，表明A2B1C3D2為最佳配方。對最佳配方制備的山藥酸乳品質指標進行檢測，結果如表7所示。

表7 山藥酸乳最佳配方樣品的品質指標Table 7 Quality indexes of the Chinese yam yoghurt made by optimal formula

3 結論

（1）通過正交試驗得到山藥酸乳的優化配方為：山藥汁添加量為15%，大豆蛋白添加量為3%，蔗糖添加量為7%，混合菌種接種量為3%。

（2）最佳配方制備的山藥酸乳色澤均勻一致，呈乳白色。口感細膩，具有獨特的發酵乳香味。呈均勻的乳狀液，無分層，無雜質；蛋白質含量≥2.6%，脂肪含量≥0.5%，乳酸菌數≥1.0×106cfu/mL；能夠檢測出多糖、膽堿等多種活性成分。

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