馬鈴薯酸奶加工工藝優(yōu)化

吳建民 劉紹軍 邵松林

（1.河北省秦皇島市食品化妝品稽查支隊，河北 秦皇島 066001；2.河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，河北 秦皇島 066004）

馬鈴薯營養(yǎng)豐富，營養(yǎng)學(xué)組分也比較合理。其中除含有碳水化合物和蛋白質(zhì)外，還含有豐富的維生素。所含的Vc是蘋果的10倍，B族維生素是蘋果的4倍，各種礦物質(zhì)是蘋果的幾倍至幾十倍不等［1］。另外，馬鈴薯還具有降血壓等食療功效［1，2］，是優(yōu)良的食物資源。目前，國內(nèi)外馬鈴薯加工利用途徑主要是提取淀粉、釀造酒精、加工方便食品和快餐等［2］，而相關(guān)飲料類產(chǎn)品并不多見。為改善馬鈴薯食品的感官品質(zhì)，豐富馬鈴薯食品的花色品種，充分挖掘馬鈴薯的潛在價值，本研究擬以馬鈴薯和鮮牛奶為原料，經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵，制成一種既含有馬鈴薯營養(yǎng)成分又去掉馬鈴薯的土腥味，還具有乳酸發(fā)酵風味的乳酸菌飲料，為馬鈴薯資源的開發(fā)利用探索新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

馬鈴薯：產(chǎn)自河北承德平泉縣；

牛奶：蒙牛唐山公司；

酸牛奶（作為發(fā)酵劑，內(nèi)含有嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌和乳雙歧桿菌4種益生菌）：君樂寶公司；

白砂糖：食品級，市售。

1.1.2 主要儀器

電子天平：AB104－N型，上海第二天平儀器廠；

微波爐：MH6343SDB型，韓國LG公司；

生化培養(yǎng)箱：SPX－100B－Z型，上海博訊實業(yè)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

馬鈴薯→去皮→切塊→打漿→除淀粉→過濾取上清液→混合（添加新鮮牛奶、白糖）→加熱殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→后熟→成品

1.2.2 操作要點

（1）去皮：選擇無機械傷、飽滿、成熟的馬鈴薯。去皮后清洗干凈。

（2）切分、打漿：切成長寬高均為1.5cm左右的小塊，快速放入組織搗碎機，加水打漿6～8min。

（3）除淀粉：向馬鈴薯汁液加冷純凈水至400mL，靜置30min，去除馬鈴薯汁液中自然沉降的淀粉，避免多余淀粉對滅菌和發(fā)酵產(chǎn)生不良影響。

（4）過濾：將靜置分離后的溶液以2層紗布過濾，收集濾液，即得到馬鈴薯浸提液。

（5）配制和滅菌：將新鮮牛奶、馬鈴薯濾液和白糖按照一定配比混合，以微波爐800W下加熱至沸騰，以殺滅微生物。在無菌室自然冷卻至45℃［3］。

（6）接種：將冷卻好的混合液在無菌室里按一定的比例接種含有4種益生菌的酸乳（作為發(fā)酵劑），并用保鮮膜封口［4，5］。

（7）培養(yǎng)：把接種好的混合液轉(zhuǎn)移到生化培養(yǎng)箱中，于43℃下培養(yǎng)3～7h，觀察凝乳時間［6－8］。

（8）后熟：將發(fā)酵成的酸奶放入冰箱中4℃下后熟24h以上，得到成品［9－11］。

1.2.3 單因素試驗設(shè)計

（1）馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比單因素試驗：將馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比分別調(diào)整為80∶10，70∶20，60∶30，50∶40，40∶50，在加糖量4%（m/V）、發(fā)酵劑接種10%（V/V）、43℃發(fā)酵4h的條件下，考察馬鈴薯浸提液與牛奶體積比對發(fā)酵效果的影響。記錄凝乳時間，測定pH，每個水平重復(fù)3次。

（2）加糖量單因素試驗：在馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比為70∶20、發(fā)酵劑添接種量10%（V/V）、43℃發(fā)酵4h的條件下，分別加入3%，4%，5%，6%，7%（m/V）的白糖，考察加糖量對發(fā)酵效果的影響。記錄凝乳時間，測定pH，每個水平重復(fù)3次。

（3）發(fā)酵劑添加量單因素試驗：以酸乳作為發(fā)酵劑，在馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比為70∶20、加糖量4%（m/V）、43℃發(fā)酵4h的條件下，分別接種6%，8%，10%，12%，14%（V/V）的發(fā)酵劑，考察發(fā)酵劑接種量對發(fā)酵效果的影響。記錄凝乳時間，測定pH，每個水平重復(fù)3次。

（4）發(fā)酵時間單因素試驗：在馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比為70∶20、加糖量4%（m/V）、發(fā)酵劑添加量10%（V/V）的條件下，分別于43℃發(fā)酵3，4，5，6，7h后觀察凝乳情況，測定pH，每個水平重復(fù)3次。

1.2.4 正交試驗設(shè)計 以馬鈴薯浸提液與牛奶比例、加糖量、發(fā)酵劑添加量、發(fā)酵時間為4個因素，以單因素試驗結(jié)果為參考，以產(chǎn)品感官評價為依據(jù)，進行四因素三水平正交試驗。

1.2.5 測定項目及方法

（1）凝乳時間：以發(fā)酵開始至凝乳正常的時間為凝乳時間［7］。

（2）pH 值：采用精密試紙法［9］。

（3）蛋白質(zhì)含量：采用凱氏定氮法［4］。

（4）脂肪含量：采用離心法［4］。

（5）酸度：采用滴定法［4］。

（6）苯甲酸鈉：采用色譜法［8］。

（7）菌落總數(shù)檢驗：采用傾注平板法［4，9］。

（8）大腸菌群檢驗：采用九管法［9］。

（9）感官評價：馬鈴薯酸奶感官評價標準［7］見表1。感官評價小組由10人組成，共3各小組，取每小組平均值，滿分為100分。

表1 產(chǎn)品感官評分標準Table 1 Product sensory scoring standard

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用DPS 7.05版和EXCEL2003版軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比對凝乳效果的影響

由表2可知：馬鈴薯浸提液添加量過高，導(dǎo)致酸奶飲料凝乳時間過長甚至不能凝固，pH偏高，口感欠佳。當馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比為20∶70時，凝乳時間最短且達到顯著水平，酸奶凝固的效果最好，口味酸甜可口。可能是由于馬鈴薯上清液中可能含有某些抑制因子，所以添加量不能過高。

2.1.2 加糖量對凝乳效果的影響 白糖添加量過高，會導(dǎo)致酸奶甜度過高，影響酸度；白糖添加量過低會導(dǎo)致酸奶甜度不足，口感欠佳。此外，加糖量過高還會影響乳酸菌的生長與發(fā)酵。由表3可知：當白糖添加量為4%～5%（m/V）時，酸奶的凝固效果最佳且差異顯著。

表2 馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比對凝乳效果的影響Table 2 Effects on coagulating effect from ratio of potato（n＝3）

表2 馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比對凝乳效果的影響Table 2 Effects on coagulating effect from ratio of potato（n＝3）

同列不同字母表示差異顯著（P＜0.05）。

馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比凝乳時間/h pH 10∶80 3.50±0.52a 5.11±0.51a 20∶70 3.40±0.54b 4.58±0.61b 30∶60 3.60±0.65c 4.54±0.55c 40∶50 不凝 4.55±0.67c 50∶40 不凝 4.81±0.56c

2.1.3 發(fā)酵劑添加量對凝乳效果的影響 由表4可知：當發(fā)酵劑接種量小于6%（V/V）時，酸奶發(fā)酵不均勻，口感較甜，口感不好；當接種量大于8%（V/V）時雖然凝乳均勻，但是酸奶的感官質(zhì)量下降，酸度顯著降低；因此，接種量為6%～8%（V/V）時酸奶的發(fā)酵效果和風味最好。說明以酸奶作為菌種進行酸奶發(fā)酵，也需要合適的添加量。

2.1.4 發(fā)酵時間對凝乳效果的影響 由表5可知：隨著發(fā)酵時間的增加酸奶的凝結(jié)狀態(tài)在改善，酸度在降低。當發(fā)酵時間為5h時酸奶酸甜可口，口感最好。發(fā)酵時間與酸奶質(zhì)量有明顯關(guān)系，發(fā)酵時間過長會造成酸度過高，過短會造成凝乳不良。

表3 加糖量對凝乳效果的影響Table 3 Effect on coagulating effect of sugar addition（n＝3）

表3 加糖量對凝乳效果的影響Table 3 Effect on coagulating effect of sugar addition（n＝3）

同列不同字母表示差異顯著（P＜0.05）。

加糖量%（m/V） 凝乳時間/h pH 3.00 3.50±0.60a 4.44±0.54a 4.00 3.40±0.58b 4.47±0.62b 5.00 3.40±0.64b 4.49±0.55b 6.00 3.30±0.62c 4.49±0.63b 7.00 3.30±0.59c 4.45±0.58a

表4 發(fā)酵劑量對凝乳效果的影響Table 4 Effect on coagulating effect of inoculation amount of fermentation agent（n＝3）

表4 發(fā)酵劑量對凝乳效果的影響Table 4 Effect on coagulating effect of inoculation amount of fermentation agent（n＝3）

同列不同字母表示差異顯著（P＜0.05）。

發(fā)酵劑添加量%（V/V） 凝乳時間/h pH 6.00 3.60±0.54a 4.36±0.61a 8.00 3.40±0.54b 4.34±0.46a 10.00 3.40±0.55b 4.40±0.64b 12.00 3.30±0.58c 4.45±0.63c 14.00 3.30±0.65c 4.51±0.57d

2.2 發(fā)酵條件優(yōu)化

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以馬鈴薯浸提液和新鮮牛奶添比例、加糖量、發(fā)酵劑添加量、發(fā)酵時間（表6）進行四因素三水平的正交試驗。

表5 發(fā)酵時間對凝乳效果的影響Table 5 Effect on coagulating effect of fermentation time（n＝3）

表5 發(fā)酵時間對凝乳效果的影響Table 5 Effect on coagulating effect of fermentation time（n＝3）

同列不同字母表示差異顯著（P＜0.05）。

發(fā)酵時間/h 凝乳時間/h pH 3.00 3.50±0.55a 4.89±0.54a 4.00 3.60±0.58b 4.54±0.62b 5.00 3.50±0.54a 4.25±0.65c 6.00 3.50±0.57a 4.03±0.54d 7.00 3.60±0.64b 4.00±0.66e

表6 馬鈴薯酸奶發(fā)酵工藝正交試驗因素水平表Table 6 Factors and levels of orthogonal experiment of potato yogurt fermentation process

由表7可知，馬鈴薯酸奶感官質(zhì)量影響因素主次順序為A＞B＞C＞D，即馬鈴薯浸提液與牛奶的比例＞加糖量＞發(fā)酵劑添加量＞發(fā)酵時間。由表8可知，考察的四因素各水平間的差異達到極顯著水平。由表7可知理論上4個因素各水平最佳配合為A2B1C2D3，即馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比為20∶70（V∶V），蔗糖為4%（m/V），發(fā)酵劑添加量8%（V/V），發(fā)酵時間6h。

表7 馬鈴薯酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化結(jié)果Table 7 Results the potato yogurt fermentation process（n＝3）

表8 方差分析表Table 8 Analysis of variance table

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量指標

2.3.1 感官指標 產(chǎn)品外觀為白色均勻的半固體，凝塊均勻，基本無乳清析出，無沉淀分層，口感細膩潤滑，酸甜適口，具有馬鈴薯香氣和乳酸發(fā)酵特有的氣味，無腥味和異味。

2.3.2 理化指標 脂肪含量＞3%；蛋白質(zhì)含量＞3%；酸度＞70.0°T；苯甲酸鈉不得檢出。

2.3.3 微生物指標 大腸菌群＜5CFU/mL；酵母菌總數(shù)＜100CFU/mL；霉菌總數(shù)＜30CFU/mL；致病菌不得檢出。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明馬鈴薯酸奶的最佳發(fā)酵工藝為：馬鈴薯浸提液與鮮牛奶體積比20∶70，白糖添加量4%（m/V），發(fā)酵劑添加量8%（V/V），發(fā)酵時間6h。該條件下制備的馬鈴薯酸奶為白色，凝塊均勻口感細膩、酸甜適口，具有馬鈴薯香氣和酸乳香氣，無異味。但馬鈴薯品種及品質(zhì)等因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響等方面還有待于進一步的研究。

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