山藥薏米芡實褐色酸奶生產工藝研究

付榮霞 高桂彬 崔艷 付瑋琦

摘?要：為了研究褐色酸奶的制作工藝，提升褐色酸奶的營養價值及口味豐富度而制作山藥薏米芡實褐色酸奶。以山藥、薏米、芡實為原料，用中溫α-淀粉酶和糖化酶進行處理，以糖化酶添加量、酶解時間、溫度和pH為因素進行正交試驗。通過試驗確定的最適糖化酶添加量為0.5%、pH 4.0、58℃酶解50min。以此最適條件處理得到的山藥薏米芡實漿酶解液、奶粉、白砂糖和水為原料，在高溫下進行美拉德反應。得到的最佳褐變條件為121℃、25min、最適的酶解液與復原乳之比為1∶13。設置不同處理組進行乳酸菌發酵，測定不同處理組的pH、酸度、持水力、乳酸菌數以及進行感官評定，選擇出6號（即添加酶解液的褐變復原乳與添加酶解液的未褐變復原乳混合后共同發酵）處理組為最佳。由此條件下制得的褐色酸奶具有酸味甜度合適，風味獨特，口感細膩，并具有一定的營養價值。

關鍵詞：山藥;薏米;芡實;糖化;褐色酸奶

褐色酸奶是由美拉德反應處理的乳品進行乳酸菌發酵得到的。由于不同的加工方法、溫度等差異，美拉德反應會呈現一系列的顏色，可以是淡黃色、金黃色、淡褐色、棕紅色，甚至是深棕黑色等[1]。褐色酸奶與傳統酸奶相比，不添加色素就可以通過配料、優化生產工藝形成需要的顏色，并帶有微醺的酪香，受到消費者的喜愛。山藥可以肺、脾、腎三臟并補，還能夠斂汗，對緩解東方人乳糖不耐癥的癥狀也有積極作用[2]。薏米具有補益脾胃、祛除濕邪、抗癌等功效。芡實有補脾腎、除濕等作用。山藥、薏米和芡實都是藥食同源之物，三者共同熬粥自古有之，不僅口感軟綿，谷香濃郁，更可以使山藥薏米芡實等原料的滋補功效相互促進，增強其食療效果。山藥酸奶、薏米酸奶、芡實酸奶已經逐漸被人們開發，但未見有山藥薏米芡實酸奶的研發。作為新興的酸奶品類——褐色酸奶，還缺乏對其系統性的研究。本試驗將山藥薏米芡實漿的酶解液與復原乳混合后，經褐變處理，共同發酵制成酸奶，研究其最佳的生產工藝。

1?材料與方法

1.1?材料與試劑

白砂糖、薏米、山藥、芡實、雀巢全脂奶粉、酸奶、小蘇打，購自京東網上商城;2-硫代巴比妥酸、K2HPO4·7H2O、檸檬酸三銨、MgSO4·7H2O、MnSO4·4H2O等，分析純，國藥集團化學試劑公司;中溫α-淀粉酶（酶活力10 000U/g）、糖化酶（酶活力150 000U/g），均為食品級，天津諾奧科技發展有限公司。

1.2?儀器與設備

5810R冷凍離心機，Eppedorf;UV-1800PC紫外可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司;SW-CJ-1FD超凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司;BJ-150組織粉碎機，德清拜杰電器有限公司。

1.3?方法

1.3.1?山藥薏米芡實漿處理工藝

（1）山藥薏米芡實漿的前處理：①山藥預處理：將新鮮山藥清洗干凈、去除表皮，切成小塊后，按照料水比1∶3加水，用組織搗碎機打成勻漿，90℃下糊化15min;②薏米預處理：稱量一定量的薏米，粉碎后，按照料水比1∶10加水，90℃糊化30min;③芡實預處理：選擇優質芡實用清水洗凈，加入7倍的水，40℃浸泡4h，用組織搗碎機打成勻漿，85℃糊化12min。（2）山藥薏米芡實漿的液化處理：將制備好的山藥漿、薏米漿、芡實漿按照1∶1∶1混合并攪拌均勻。用小蘇打調pH至6.5，加入總體積0.3%的中溫α-淀粉酶（10 000U/g），在55℃下液化60min[3]。（3）山藥薏米芡實漿糖化處理條件正交試驗：①糖化處理：液化完成的山藥薏米芡實漿用檸檬酸調節至合適pH，加入適量的糖化酶，在合適的溫度下，經過一定的時間完成糖化過程;②葡萄糖含量的測定：使用3，5-二硝基水楊酸比色法測定[4]，以糖化完成后山藥薏米芡實漿中葡萄糖的含量為指標，判斷出糖化酶的最佳酶解pH、溫度、時間及糖化酶添加量。

1.3.2?酶解液添加量對美拉德反應的影響

（1）褐變處理條件的選擇：根據文獻可知[5]，利用不同的溫度和時間加熱復原乳產生的褐變程度不同，通過測定中期產物羥甲基糠醛（HMF）的含量[6-7]，判斷美拉德反應程度，以確定最佳的褐變處理條件。（2）最佳酶解液添加量的確定：把奶粉和水按照復原比1∶7調配成復原乳，加入8%的白砂糖，按照1∶5、1∶7、1∶9、1∶11、1∶13、1∶15的比例在復原乳中加入山藥薏米芡實漿的酶解液，進行褐變處理。通過測定HMF的含量，選擇最適的酶解液添加量。

1.3.3?山藥薏米芡實褐色酸奶的研制

（1）不同處理組的工藝流程

①添加酶解液的褐變復原乳直接經乳酸菌發酵：奶粉、水、白砂糖→復原乳→酶解液→褐變處理→冷卻→接種→發酵→冷藏;②不添加酶解液的普通酸奶：奶粉、水、白砂糖→復原乳→殺菌→冷卻→接種→發酵→冷藏;③添加酶解液的普通酸奶：奶粉、水、白砂糖→復原乳→酶解液→殺菌→冷卻→接種→發酵→冷藏;④添加酶解液的褐變復原乳與普通復原乳混合后共同發酵：

奶粉、水、白砂糖→復原乳→酶解液→褐變處理

↓

奶粉、水、白砂糖→復原乳→殺菌→均勻混合→冷卻→接種→發酵→冷藏

⑤經過褐變的復原乳與添加酶解液的復原乳混合后共同發酵：

奶粉、水、白砂糖→復原乳→褐變處理

↓

奶粉、水、白砂糖→復原乳→酶解液→殺菌→均勻混合→冷卻→接種→發酵→冷藏

⑥添加酶解液的褐變復原乳與添加酶解液的復原乳混合后共同發酵：

奶粉、水、白砂糖→復原乳→酶解液→褐變處理

↓

奶粉、水、白砂糖→復原乳→酶解液→殺菌→均勻混合→冷卻→接種→發酵→冷藏

（2）操作要點：

①復原乳：按照1∶7的比例加水把奶粉調配成復原乳;②褐變處理：在高壓滅菌鍋中，121℃下加熱25min;③冷卻：冷卻至43～45℃，準備接種;④接種：以市售酸奶（君樂寶原味老酸奶）為發酵劑，將適當量的市售酸奶接種到料液中;⑤發酵：將容器密封好之后，放入溫度為42℃的恒溫培養箱中培養一定時間;⑥后熟、冷藏：置于4℃，冷藏12h后即為成品。

（3）指標的測定：①酸度的測定：參照GB 5009.?239—2016方法進行;②乳酸菌活菌數的測定：參照GB 4789.35—2016方法進行;③酸奶持水力的測定：取一定量的酸奶用離心機離心，根據析出清液的量判斷持水力的情況;④pH的測定：利用pH計測定;⑤感官評定：感官評分標準見表1。

2?結果與分析

2.1?山藥薏米芡實漿的制作工藝

2.1.1?酶解條件的確定?葡萄糖的含量可以判斷糖化酶水解程度，葡萄糖標準曲線見表2和附圖。參照文獻和糖化酶的使用說明書，采用4因素3水平的正交試驗選擇糖化酶最適酶解條件。通過比較表3的極差R得知，各因素對糖化酶酶解程度的影響依次為酶的添加量>pH>溫度>時間，最優水平為A1B1C1D2，即溫度為58℃、酶解時間50min、pH為4.0、添加量為0.5%。由于正交試驗中不包括這一組合，因此進行驗證試驗，得出葡萄糖含量為15.23，高于正交試驗中的9個組合，為最佳組合。

2.2?褐變處理條件的選擇

隨著美拉德反應的進行，類黑精等色素會逐漸增多，因此，判斷美拉德反應程度最直觀的指標就是觀察復原乳色澤的變化。按照表4的條件對復原乳進行褐變處理，由表5可知，在121℃、25min處理條件下，復原乳的顏色最深，即美拉德反應程度最深，褐變處理效果最好。

2.3?酶解液添加量對美拉德反應的影響

按照表6的添加比向復原乳中添加山藥薏米芡實酶解液，在121℃下加熱25min進行褐變處理，測定處理后樣品的pH和HMF的含量。由表7可知，從1～7號pH逐漸升高。由HMF含量可以看出，1號樣品美拉德反應的程度最深，但觀察發現1號樣品的美拉德反應液出現了絮狀物，把1號樣品的美拉德反應液接種菌種后發酵制成酸奶，觀察酸奶的凝乳狀態，同樣出現了組織不均勻、有絮狀物生成的現象，而如果選擇HMF含量僅低于1號的6號，即1∶13的酶解液∶復原乳之比，發酵制成酸奶，觀察酸奶狀態良好。

2.4?山藥薏米芡實褐色酸奶生產工藝的確定

2.4.1?不同制作工藝產品指標的測定?按照1.3.3（1）中的不同制作工藝發酵制成酸奶，測定酸度、pH、持水力，并進行感官評分。由表8可知，6號為最佳的處理組，即添加酶解液的褐變復原乳與添加酶解液的復原乳混合后共同發酵制得的酸奶為最佳生產工藝。這樣制作的酸奶不僅保證了口感和風味的獨特，同時由于添加到復原乳中的酶解液未經過高溫處理，也保證了營養物質的損失，酸奶的營養價值更高。

2.5?產品的感官指標

由最佳處理組6號制作的酸奶顏色呈現為褐色且色澤均勻一致;口感細膩，爽滑，酸甜合適，發酵乳香味適中，并帶有濃郁的獨特的美拉德反應的芳香，部分有奶皮，并且有奶皮的特殊口感。沒有或只有少量乳清洗出，組織均勻，不分層，質地柔軟但不松散，粘稠度適宜，整體接受性較好。

2.6?產品的理化和微生物指標

將最佳處理組6號和不加酶解液的2號處理組制作的酸奶，后熟冷藏后，進行理化和微生物指標的測定。由表9可知，由6號處理組制作的酸奶和2號相比，其持水力、酸度和乳酸菌活菌數略低，pH略高。

3?結論

山藥薏米芡實漿經α-淀粉酶和糖化酶處理后，將酶解液添加到復原乳中制作山藥薏米芡實褐色酸奶，通過研究得出以下結論：

（1）山藥、薏米、芡實分別進行前處理并糊化處理后混勻，調節酶解液pH至6.5，加入總體積0.3%的α-淀粉酶進行液化處理，再進行糖化處理，糖化的最佳處理條件為：58℃、50min、pH 4.0、糖化酶添加量為0.5%。

（2）復原乳的復原比為1∶7、白砂糖添加量為8%、酶解液與復原乳的比例為1∶13、褐變處理的條件為121℃、25min、發酵劑的接種量為8%、發酵時間12h、冷藏12h，采用此工藝條件制得的山藥薏米芡實褐色酸奶口感柔和，酸甜合適，發酵乳香味適中，且帶有濃郁的獨特的美拉德反應的芳香。

參考文獻

[1]邵士鳳，劉洋，提偉鋼.褐色乳酸菌飲料加工工藝優化[J].乳業科學與技術，2014，37（3）：1-4.

[2]趙俊，杜連祥，陳瑩，等.粒粒山藥酸乳的制備工藝[J].食品與發酵工業，2006，32（6）：125-126.

[3]張然，齊斌，王晶.芡實酸奶加工工藝的優化[J].食品與機械，2014，30（6）：218-222.

[4]朱海霞，石瑛，張慶娜，等.3，5-二硝基水楊酸（DNS）比色法測定馬鈴薯還原糖含量的研究[J].中國馬鈴薯，2005，19（5）：266-269.

[5]吳惠玲，王志強，韓春，等.影響美拉德反應的幾種因素研究[J].現代食品科技，2010，26（5）：441-444.

[6]孟岳成，何珊珊，李延華，等.不同加熱條件下牛乳美拉德反應程度的研究[J].現代食品科技，2015（1）：158-165.

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（責任編輯?唐建敏）