紅薯膳食纖維在功能性酸奶中的實際應用*

邱松林，余蕾*

（廈門海洋職業技術學院， 福建 廈門 361012）

紅薯膳食纖維在功能性酸奶中的實際應用*

邱松林，余蕾*

（廈門海洋職業技術學院， 福建 廈門 361012）

試驗從紅薯廢渣中提取膳食纖維，將之應用于膳食纖維功能性酸奶中。通過正交試驗得出膳食纖維功能性酸奶的最佳發酵工藝為：膳食纖維添加量2%、發酵劑接種量4%、發酵時間450min、發酵溫度40℃。將試驗生產的功能性酸奶通過差異實驗進行感官試驗，通過計算分析得出本試驗樣品與市售商品無顯著差異，添加膳食纖維的酸奶提高了營養價值，但并未降低其口感。

膳食纖維；酸奶；發酵工藝；差異試驗

隨著社會的發展和生活水平的提高, 人們對食物的要求越來越高，攝入的食物越來越精細，而肥胖癥、動脈硬化、冠心病等營養性疾病的發病率卻呈現增長趨勢，目前已有許多研究結果表明，居民膳食結構中膳食纖維攝入的不足或缺乏是導致這些現代“文明病”發病率上升的一個重要原因。膳食纖維主要是指植物細胞壁中不能被人體消化吸收的碳水化合物，包括纖維素1、半纖維素、果膠、樹膠和木質素等，具有明顯的增強胃腸蠕動、幫助消化、防止便秘及促進人體內毒素排除等作用。近年來，膳食纖維作為功能性營養成分的研究得到了廣泛的關注和迅速的發展，積極開展對高膳食纖維食品的應用研究，對提高居民的膳食營養水平和健康水平有著非常重要的意義和廣泛的應用發展前景。紅薯是福建省的重要經濟作物之一，主要加工產品為紅薯淀粉。紅薯淀粉加工業每年都會產生大量的紅薯廢渣，其主要成分為淀粉和膳食纖維，紅薯廢渣中的纖維含量高、質感好、口感佳，可以加工成高純度、高附加值、用途廣泛的低熱量的膳食纖維[1]。利用紅薯廢渣提取膳食纖維，并將其應用于酸奶生產中，不僅可以使酸奶的營養價值及功能進一步提高，還可以增加酸奶中的固形物含量，明顯提高酸奶的穩定性和分散性，改善及豐富口感，具有營養和保健雙重功效。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 試驗材料： 紅薯廢渣（廈門海洋職業技術學院實驗室制備）；保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌（廈門海洋職業技術學院微生物實驗室提供）；α淀粉酶、糖化酶、中性蛋白酶，均為食品級；碳酸氫鈉、無水乙醇（分析純）；脫脂奶粉、白砂糖，均為市售，食品級。

1.1.2 試驗設備 電子天平，冷凍離心機，臺式離心機，冷凍干燥機，恒溫水浴鍋，高速組織搗碎機，高壓蒸汽滅菌鍋，電熱恒溫培養箱，高壓均質機，超純水系統等儀器設備。

1.2 紅薯廢渣膳食纖維的提取

膳食纖維提取工藝流程：紅薯廢渣粉碎→小蘇打浸泡→過濾→α—淀粉酶和糖化酶復合酶酶解→中性蛋白酶水解→沉淀→過濾→干燥→稱重→密封→保藏

將紅薯廢渣研磨成細末后，按 1∶5 ( W∶V )的比例加入 0.2 mol.L-1的 NaOH 溶液，攪拌均勻，并浸泡 1 h[2]。加入適量水加熱使淀粉糊化后冷卻，，用鹽酸調pH值至6.5，加入紅薯廢渣干重的3%的α—淀粉酶和糖化酶復合酶（α—淀粉酶與糖化酶按2：1進行復配），攪拌溶解，于50℃恒溫水浴鍋中酶解300 min，酶解結束后立即放入沸水浴中。再將酶解液冷卻至室溫，調pH值至7，加入紅薯廢渣干重的0.5%的中性蛋白酶于45℃恒溫水浴鍋中酶解180 min。移出薯渣液，加入 4 倍體積乙醇進行沉淀，經過濾后干燥即得紅薯廢渣膳食纖維。

1.3 膳食纖維在功能性酸奶中的應用

1.3.1 紅薯廢渣膳食纖維酸奶加工工藝流程

1.3.2 紅薯廢渣膳食纖維酸奶感官評分標準[3]

邀請20名我院學生成立感官品鑒組，參照GB19302-2010《食品安全國家標準 發酵乳》的要求對酸奶的感官質量進行評價。以酸奶的色澤、香味/滋氣味、口感、組織狀態為評價指標，每項均以100分為滿分，利用加權法計算總得分。膳食纖維酸奶評定等級分值表見表1，感官評價標準以及分值權重見表2。

表1 評定等級分值表

表2 膳食纖維酸奶感官評定權重表

1.3.3 紅薯廢渣膳食纖維酸奶發酵工藝條件優化試驗

紅薯廢渣膳食纖維酸奶通過在牛乳中添加紅薯廢渣膳食纖維后經混合發酵而制成。試驗采用正交試驗設計, 以膳食纖維添加量、發酵劑接種量、發酵時間、發酵溫度作為試驗因素，以酸奶感官評分標準為評價指標, 研究并確定紅薯廢渣膳食纖維酸奶的最佳工藝條件。

1.3.4 紅薯廢渣膳食纖維酸奶感官差異實驗研究

為確定紅薯廢渣膳食纖維在酸奶中的實際應用效果及其對酸奶品質的影響，選用3種市售的同類型酸奶與本試驗所制作的紅薯廢渣膳食纖維酸奶進行感官差異實驗來加以比較，以確定這四種商品喜好度之間是否存在差異。

2 結果與分析

2.1 紅薯廢渣膳食纖維酸奶發酵工藝條件的優化

一般酸奶的發酵工藝較為成熟，在試驗中添加了自制的紅薯廢渣膳食纖維，膳食纖維添加量對酸奶的影響較大，膳食纖維添加量過多，會使酸奶口感不夠細膩，順滑；而膳食纖維添加量過少，則無法充分實現膳食纖維酸奶的營養保健功效。根據研究，膳食纖維在酸奶產品中的添加量一般為1%～3%，且一般采用保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌復合發酵劑，用量比例為1：1[4,5]。試驗為確定紅薯廢渣膳食纖維的添加對酸奶產品質量的影響，在參考已知文獻及實際經驗的基礎上，以膳食纖維添加量、發酵劑接種量、發酵時間、發酵溫度作為試驗因素，以膳食纖維酸奶感官評分標準為指標，安排進行L9（34）正交試驗，確定紅薯廢渣膳食纖維酸奶的最佳工藝條件。正交試驗設計因素及水平見表3，試驗結果見表4。

表3 因素與水平表

表4 紅薯廢渣膳食纖維酸奶發酵工藝的正交試驗結果

從表4可以看出，影響紅薯廢渣膳食纖維酸奶發酵工藝的主次因素排序為發酵劑接種量＞發酵時間＞膳食纖維添加量＞發酵溫度。根據直觀初步確定紅薯廢渣膳食纖維酸奶發酵工藝的最佳工藝條件為A2B3C3D2，即膳食纖維添加量2%、發酵劑接種量5%、發酵時間450min、發酵溫度45℃。由于正交表中沒有A2B3C3D2這項組合，故按照此組合重復進行了3次驗證性實驗，試驗評分值為94.8，低于目前表中A2B2C3D1的評分值。通過觀察，，當發酵劑接種量達4.0%時再繼續增加其感官值并無明顯提高，而溫度上升到45-50℃時，由于溫度過高抑制發酵劑的活性效果不升反降，且從生產的經濟性角度考慮，確定紅薯廢渣膳食纖維酸奶發酵的最佳工藝條件為：膳食纖維添加量2%、發酵劑接種量4%、發酵時間450min、發酵溫度40℃。

2.2 應用差異法感官評定紅薯廢渣膳食纖維酸奶實際應用效果的研究

將試驗所制作的紅薯廢渣膳食纖維酸奶A，與選用的3種市售同類型酸奶X、Y、Z通過感官差異實驗進行比較。邀請100位感官品鑒員對產品進行感官評價，并且選出一個認為最好的產品，以確定這四種商品喜好度之間是否存在差異，評定紅薯廢渣膳食

纖維酸奶的實際應用效果。評價結果見表5。

表5 認為某商品最好的人數

數個樣品間有無差異，根據檢驗判斷結果，用以下公式求值：

式中：m表示樣品數，n表示有效鑒評表數，χi表示在m個樣品中最喜歡其中某個樣品的人數。

試驗中，n=100，m=4，χ1=31，χ2=30，χ3=21，χ4=18，將其代入公式可得：

f=m-1=3，α=1%和α=5%

查χ2分布表知：

計算結果表明4個商品間的喜好度在5%和1%顯著水平無顯著差異，即試驗樣品與市售商品不存在顯著差異。

3 結論

3.1 利用酶解提取制得的紅薯廢渣膳食纖維制作功能性酸奶，以感官評價為指標，通過正交實驗確定出紅薯廢渣膳食纖維酸奶發酵的最佳工藝條件為：膳食纖維添加量2%、發酵劑接種量4%、發酵時間450min、發酵溫度40℃。

3.2 將制得的紅薯廢渣膳食纖維酸奶與市售同類型酸奶進行感官差異實驗，通過試驗可知，實驗研制的紅薯廢渣膳食纖維酸奶與市售商品無顯著差異。說明利用紅薯廢渣膳食纖維制作功能性酸奶的實際應用是完全可行的，這也為下一步紅薯廢渣膳食纖維酸奶實際生產中的應用提供了有力的實驗支持。

[1]余筱潔.紅薯渣膳食纖維的提取﹑功能及其應用[D].上海:上海大學,2005.

[2]趙英虎,高莉,姬素淵,等.甘薯膳食纖維提取工藝的研究[J].畜牧與飼料科學,20121,33(4):14-18.

[3]毛景海,樊祥富.小麥麩皮膳食纖維酸奶的研究[J].科協論壇,2012(5)(下):98－99.

[4]余筱潔.紅薯渣膳食纖維的提取﹑功能及其應用[D].上海:上海大學,2005.

[5]陸克峰,楊海軍.膳食纖維在功能性食品中的應用及其發展前景[J].中國食物與營養,2004(3):24-26.

TS252.54

A

1007-550X（2015）12-0035-04

10.3969/j.issn.1007-550X.2015.12.001

廈門海洋職業技術學院自然科學項目。

2015-09-24

邱松林（1983－），男，碩士，講師，研究方向：食品加工研究。

余蕾（1970－），女，碩士，副教授，主要從事食品科學的教學與研究工作。