黃秋葵水牛乳酸奶的制備工藝研究

謝芳，楊承劍，李孟偉，曾慶坤

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西水牛研究所，南寧530001）

0 引 言

黃秋葵（Abelmoschus esculentusl L.）屬錦葵科（Malvaceae）秋葵屬（Hibiscus Linn.）[1]，一年生草本植物，別名羊角豆、補腎草、珍珠菜等，原產(chǎn)非洲，目前美國、歐洲、中東、日本等國家和地區(qū)栽培較多[2]。黃秋葵嫩果營養(yǎng)豐富，富含黃酮、多糖、維生素、氨基酸、礦物質(zhì)等，藥食兼用，有“綠色人參”“植物偉哥”等美譽，具有抗疲勞、抗氧化、促進骨骼生長、抗癌、降血脂、提高機體免疫力等多種保健功能[3]，故黃秋葵具有很高的開發(fā)價值。水牛乳作為我國南方地區(qū)的一種優(yōu)勢特色乳品，營養(yǎng)全面且天然安全，然目前我國水牛奶產(chǎn)品主要以液態(tài)奶為主，高附加值產(chǎn)品較少，急需開發(fā)出系列深加工產(chǎn)品，以滿足人們對功能性乳制品的要求。本文將利用黃秋葵自身富含果膠物質(zhì)的增稠穩(wěn)、益生元特性及水牛乳的開發(fā)熱點相結(jié)合，制備出一款保健功能型風味酸奶，特別適合胃病病人，消化不良者及運動員等特殊人群，為黃秋葵和水牛乳的綜合開發(fā)利用開辟出一條新途徑，亦為其工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

水牛乳，于當天取自水牛研究所種牛場；白砂糖，市售；黃秋葵，市售;酸奶菌種，德氏乳桿菌保加利亞亞種（1.2717 Lactobacillus delbrueckii subsp.Bulgaricus），嗜熱鏈球菌（1.2718 Streptococcus thermophilus），均購自中國普通微生物菌種保藏中心。

培養(yǎng)基及試劑，基礎(chǔ)培養(yǎng)基為脫脂后的水牛乳，MRS培養(yǎng)基，MRS肉湯培養(yǎng)基，廣東凱環(huán)生物科技公司；無水乙醇，β-巰基乙醇，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器設(shè)備

MJ-BL12X 11攪拌機（破壁料理機），美的生活電器有限公司；SPX-150生化培養(yǎng)箱，北京科偉永興儀器有限公司；YM 50立式壓力蒸汽滅菌器，上海三申醫(yī)療器材有限公司；5804R高速冷凍離心機，BBI北京京立離心機有限公司；尼康ECLIPSE 50i正置生物顯微鏡，Nikon日本公司；SW-CJ-1F超凈工作臺，蘇州蘇潔凈化設(shè)備有限公司；FTC-質(zhì)構(gòu)儀（TMS-Pro）、MilkoScan FT120乳品成分快速分析儀，美國FTC公司；PHS-3C數(shù)顯pH計，上海越磁電子科技有限公司；Thermo Scientific渦旋振蕩器88880018，雷琪實驗器材有限公司；乳脂分離機，南京拉伐分離機制造有限公司；JD500-2型電子天平，梅特勒-托多利儀器有限公司；UV-8000紫外可見分光光度計，上海無析儀器有限公司；美的冰箱等。

1.3 方法

1.3.1 黃秋葵汁的制備

表1 黃秋葵不同料液比出汁情況

1.3.2 黃秋葵水牛乳酸奶的制備工藝流程

生水牛乳（pH值6.1）→凈化→均質(zhì)→白砂糖→殺菌（95℃，5 min）→加入黃秋葵汁（pH值5.86）→攪勻→（38℃）接種→灌裝封口→（42℃）發(fā)酵→（4℃）冷藏后熟。

1.3.3 產(chǎn)品指標測定

按GB5413.34-2010中，氫氧化鈉滴定法計算產(chǎn)品的酸度[4]；乳酸菌活菌數(shù)采用平板計數(shù)法測定酸奶中的活菌數(shù)[5]；pH值采用便攜式酸度儀測定；硬度、粘附性用采用FTC-質(zhì)構(gòu)儀（TMS-Pro）測定[6]；蛋白質(zhì)按GB/T 5009.5-2010中規(guī)定方法測定[7]；脂肪按GB 5413.27-2010中規(guī)定的方法測定[8]；細菌總數(shù)采用平板培養(yǎng)計數(shù)法；大腸菌采用多管發(fā)酵法；致病菌由廣西分析測試中心檢測完成。

1.3.4 感官評定

采用加權(quán)評分法[9]，根據(jù) GB19302-2010[10]，以黃秋葵水牛乳酸奶的色澤、氣味和滋味、組織狀態(tài)、口感及乳清析出情況等進行綜合評定，具體感官評分標準見下表2。

1.3.5 單因素試驗

對引水調(diào)控工程湖泊水環(huán)境與生態(tài)影響的評估是搭建引水工程與湖泊生態(tài)系統(tǒng)兩者間橋梁的關(guān)鍵，湖泊生態(tài)系統(tǒng)的健康、安全與發(fā)展受到諸多因素影響，如何表征引水調(diào)控工程對湖泊生態(tài)系統(tǒng)的作用關(guān)乎能否準確認識引水調(diào)控工程的湖泊水環(huán)境與生態(tài)效應(yīng)。目前，引水調(diào)控工程的湖泊水環(huán)境與生態(tài)影響的評估方法主要分為3種：單因子指標法、綜合指數(shù)法與數(shù)值模型法(表2)。

在單因素試驗中，分別考察黃秋葵汁添加量、發(fā)酵劑接種量、白砂糖添加量、發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響。試驗中所有百分比均為質(zhì)量分數(shù)（質(zhì)量百分比）。用質(zhì)構(gòu)儀測定酸奶的硬度及粘附性，每個樣品測試3次，取平均值。測試條件：形變量為20%，觸發(fā)點負載為5 g，測試速率為1 mm/s[11]。

1.3.5.1 黃秋葵汁添加量的確定。按白砂糖添加量8%，發(fā)酵劑接種量為5%，黃秋葵汁添加量分別為3%、5%、9%、11%、15%、，在42℃的恒溫箱中發(fā)酵至凝乳，4℃后熟18 h，測定酸奶的pH值、酸度、硬度、粘附性，并進行感官評價，確定最佳黃秋葵汁添加量。

1.3.5.2 發(fā)酵時間的確定。按白砂糖添加量8%，發(fā)酵劑接種量為5%，黃秋葵汁添加量為15%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時間分別為3 h、4 h、5 h、6 h、7 h,4℃后熟18 h，測定酸奶的pH值、酸度、硬度、粘附性，并進行感官評價，確定酸奶的最佳發(fā)酵時間[12]。

1.3.5.3 發(fā)酵劑接種量的確定。按白砂糖添加量8%，黃秋葵汁添加量為15%，發(fā)酵劑接種量分別為3%、5%、7%、9%、11%，在42℃的恒溫箱中發(fā)酵至凝乳，4℃后熟16 h，測定酸奶的p H值、酸度、硬度、粘附性，并進行感官評價，確定最佳發(fā)酵劑接種量。

1.3.5.4 白砂糖添加量。按發(fā)酵劑接種量為5%，黃秋葵汁添加量為15%，白砂糖接種量分別為3%、5%、7%、9%、11%，在42℃的恒溫箱中發(fā)酵至凝乳，4℃后熟18 h，測定酸奶的pH值、酸度、硬度、粘附性，并進行感官評價，確定最佳白砂糖添加量。

1.3.6 正交試驗

參照單因素試驗結(jié)果，確定42℃恒溫發(fā)酵的條件下[13]，對黃秋葵汁添加量、發(fā)酵時間、發(fā)酵劑接種量、白砂糖添加量這四個對酸奶品質(zhì)影響較大的因素，確定四因素三水平L9(34)正交試驗各因素水平，試驗共9個樣品，每個樣品做三次重復(fù)，進行感官評價，根據(jù)極差分析法確定最佳工藝[14]。各因素水平見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 黃秋葵汁最佳添加量確定

黃秋汁添加量對酸奶品質(zhì)的影響見表4。由表4可知，隨著黃秋葵汁添加量的增加，酸奶的硬度和粘附性均呈上升趨勢。這可能與黃秋葵中所特有的黏性物質(zhì)有關(guān)，這種特殊的黏液可使酸奶更加濃稠[15]，從而增加了酸奶的凝固及黏附性，所以其硬度和黏附性都會增加。而隨著黃秋葵汁添加量的增加，酸奶的酸度也逐漸升高，這可能是因為黃秋葵汁含有的碳水化合物促進了乳酸菌的生長[16]，從而導(dǎo)致酸奶酸度增加。當黃秋葵汁添加量低至5%時，酸奶中黃秋葵的風味不強，口感不明顯，當添加量15%時，酸奶黃秋葵口味太重，蓋過了酸奶本身的芳香味，且不利于發(fā)酵[17]，故將黃秋葵汁的添加量確定11%，酸奶質(zhì)地、口感較好，感官評分最高。

表2 黃秋葵水牛乳酸奶感官評定標準

表3 正交試驗因素水平

表4 黃秋葵汁添加量對酸奶品質(zhì)的影響

2.1.2 發(fā)酵時間的確定

發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響見表5。酸奶發(fā)酵時間越長，產(chǎn)酸越多，直接影響酸奶的品質(zhì)，由表5可知，酸奶發(fā)酵時間對酸奶的硬度和黏附性影響不大，發(fā)酵時間在4～6 h內(nèi)，酸奶的各理化指標都較好，根據(jù)感官評分結(jié)果，發(fā)酵5 h時，酸奶的口感和組織狀態(tài)最佳，故選擇發(fā)酵時間為5 h。

表5 發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響

2.1.3 發(fā)酵劑接種量的確定

發(fā)酵劑接種量對酸奶品質(zhì)的影響見表6，由表6可知，酸奶的酸度與發(fā)酵劑接種量呈正相關(guān)，發(fā)酵劑用量越大，其酸度值也越大。同時，酸奶的硬度和黏附性也隨著發(fā)酵劑添加量的增加而呈現(xiàn)上升趨勢。根據(jù)感官評分結(jié)果，添加量9%時，酸奶的感官品質(zhì)最佳，評分最高，故選擇發(fā)酵劑用量9%。

2.1.4 白砂糖添加量的確定

白砂糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響見表7。由表7可知，白砂糖添加量對酸奶的酸度、硬度和黏附性指標影響均不大。感官評分呈先升后降的趨勢，白砂糖添加量為5%以下時，酸奶口感偏酸，感官評分較低，添加量為11%時，酸奶偏甜，從感官評分結(jié)果來看，9%添加量時，酸奶酸甜適宜，口感最佳，故選擇白砂糖添加量為9%。

表6 發(fā)酵劑添加量對酸奶品質(zhì)的影響

表7 白砂糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響

2.2 正交實驗

根據(jù)表3正交因素水平進行正交實驗，其結(jié)果見表8。

表8 正交試驗結(jié)果

由表8可知，根據(jù)極差分析[18]，各因素對黃秋葵水牛乳酸奶品質(zhì)的影響順序依次為：A＞C＞D＞B，即黃秋葵汁添加量＞發(fā)酵時間＞白砂糖添加量＞發(fā)酵劑接種量，其中黃秋葵汁添加量對產(chǎn)品品質(zhì)影響最大，酸奶最佳工藝為A2B2C2D2，而從正交表得出最優(yōu)組合為2號試驗，即A1B2C2D2，感官評分為95分，由于此極差分析和正交試驗直觀分析的最優(yōu)工藝有差異，故對這兩組合再次進行感官對比試驗。結(jié)果表明，A2B2C2D2組合的感官評分為96分，A1B2C2D2組合的感官評分為91分，故最終確定酸奶最佳組合為A2B2C2D2，即黃秋葵汁添加量為11%，發(fā)酵劑接種量為9%，發(fā)酵時間為5 h，白砂糖添加量為9%。在此工藝條件下制備的黃秋葵水牛乳酸奶，酸甜適宜，口感滑爽，組織狀態(tài)良好，感官評分為96分。

2.3 產(chǎn)品的質(zhì)量指標

2.3.1 感官

黃秋葵水牛乳酸奶表面光滑、呈乳白色或淺黃色，具有水牛乳和黃秋葵特有的滋、氣味，口感滑爽，組織細膩、均勻，無分層，無乳清析出。

2.3.2 理化、微生物

黃秋葵水牛乳酸奶的理化、微生物指標如表9和表10所示，均符合GB 19302-2010《發(fā)酵乳》質(zhì)量要求。

表9 黃秋葵水乳酸奶的理化指標

表10 黃秋葵水牛乳酸奶的微生物指標

3 結(jié) 論

本研究以水牛乳為主料，加入藥食兩用的黃秋葵汁液，制備功能性黃秋葵水牛乳酸奶，以感官評分為評價指標[20]，通過單因素試驗和正交試驗對酸奶的制備工藝進行優(yōu)化，確定其最佳發(fā)酵工藝為：黃秋葵汁添加量為11%，發(fā)酵劑接種量為9%，發(fā)酵時間5 h，白砂糖添加量9%，發(fā)酵溫度為42℃。利用此工藝制備的酸奶，集秋葵和水牛乳雙重營養(yǎng)與功能于一身，風味協(xié)調(diào)，口感滑爽，質(zhì)地細膩，各項質(zhì)量指標均符合國家標準。本研究為黃秋葵和水牛乳深加工的可行性提供了理論依據(jù)。