藜麥酸奶工藝及其品質研究

楊露西，李 強，2，鄧由飛，2，趙 鋼，2*

（1.成都大學 藥學與生物工程學院，四川 成都 610106；2.農業部雜糧加工重點實驗室，四川 成都 610106）

藜麥（Chenopodium quinoawilld）屬黎科，具有耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐鹽堿等特性。藜麥作為一種雙子葉植物，發源于南美洲的安第斯山脈[1]，距今已經有5 000～7 000年的食用和種植歷史[2]。據檢測，藜麥所含營養物質與人類生命活動基本營養需求完美匹配[3]，藜麥籽粒中蛋白質含量13.8%，含有包括必需氨基酸在內的16種氨基酸，不飽和脂肪酸含量約占總脂肪酸的70%，淀粉含量為58.1%～64.2%，藜麥膳食纖維含量豐富，每100 g藜麥含有3.38 mg維生素B族、5.3mg維生素E和78.1mg葉酸。食用藜麥可以起到減肥、減低膽固醇、保護心臟、減少二型糖尿病發生、改善體內酸堿平衡等作用[4-5]。目前國內企業生產加工的藜麥產品主要為藜麥米、藜麥面粉、藜麥復合粉、藜麥面條、藜麥片、藜麥糊、藜麥保健品、藜麥八寶粥、藜麥蘋果汁以及藜麥發酵的白酒、藜麥黃酒等產品[6-7]。

酸奶是利用牛奶或復原乳加入適量的發酵劑在一定條件下發酵而成[8]。據國家標準，酸奶可分為4類：酸乳、發酵乳、風味酸乳、風味發酵乳[9]。隨著當代生活品質和對生活追求的提高，人們對酸奶的要求越來越高。近年來，酸奶的銷量日益增長[10]，酸奶不僅保留了牛奶本身的營養，經發酵后乳中的脂肪酸可比原料奶增加兩倍[11]，使酸奶更易消化和吸收，各種營養素的利用率得以提高。在發酵過程中乳酸菌還產生人體營養所必需的多種維生素，如維生素B1（vitamin B1，VB1）、VB2、VB6、VB12等[12-13]，適合各個年齡階段的人飲用。但鮮見藜麥酸奶制備工藝優化及其風味分析方面的研究及報道。

本研究通過將熟藜麥漿加入復原乳中進行發酵制成藜麥酸奶，利用正交試驗與感官評定對加工工藝進行優化，通過理化指標的測定與固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法（solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）分析藜麥酸奶的揮發性風味成分，對酸奶進行綜合評價。旨在綜合藜麥與酸奶各自的營養物質及風味，使藜麥酸奶更營養、更健康，同時也豐富了酸奶和藜麥產品市場，為營養型酸奶的研發提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藜麥：取自實驗室（自種）；伊利全脂奶粉（蛋白質含量3.2 g/100 g）：市售；菌粉（YoFlexRMild 1.0）：科漢森（中國）有限公司；白砂糖（食品級）：市售；純凈水（食品級）：娃哈哈實業有限公司；氫氧化鈉（分析純）：成都金山化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

HH-4數顯恒溫水浴鍋：常州澳華儀器有限公司；JYLC19V攪拌機：九陽股份有限公司；SRH60-70高壓均質機：上海菲恰爾分析儀器有限公司；ESJ200-4電子分析天平：沈陽龍騰電子有限公司；FE28pH計：梅特勒-托利多（上海）儀器有限公司；7890A-5975CGC/MS聯用儀、DB-WAX彈性石英毛細管色譜柱（30m×0.25 mm×0.25 μm）：美國Agilent公司；萃取頭（50/30 t-tm DVB/CAR/PDMS）、手動固相微萃取（SPME）進樣器：美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 藜麥酸奶加工工藝及操作要點

全脂奶粉→調配→復原乳→添加白砂糖、藜麥漿均質→滅菌→接種→發酵→冷藏后熟→藜麥酸奶

操作要點：

復原乳的制備：將全脂奶粉25 g加入180 mL 70℃的純凈水中，水合10 min即得復原乳。

藜麥漿的制備：精選顆粒飽滿顏色均勻的藜麥以1∶5（g∶mL）的料水比加入30℃水中浸泡1 h浸泡后反復清洗，除去其中的雜質。沸水蒸18min，按一定比例與純凈水于打漿機打漿至充分磨勻，過200目篩即得藜麥漿。

均質、滅菌：將藜麥漿、白砂糖按一定比例添加到復原乳中，預熱至60～70℃，于70℃、20 MPa條件下均質5 min。采用95℃、10 min殺菌，殺滅有害微生物。

接種：滅菌完成后立即冷卻至42℃，將直投式菌粉按一定比例接種至滅菌物料中，充分攪拌均勻，在38～42℃下發酵6～9 h，酸度達到75～85 °T。

冷藏后熟：將接種后的物料快速冷卻至20℃后立即放入4℃冰箱進行后熟，后熟時間24h，使其形成良好的風味，即得藜麥酸奶。

1.3.2 藜麥酸奶工藝條件優化

單因素試驗：在菌粉添加量為0.3%，發酵溫度為40℃，白砂糖添加量為7%的基礎上，分別考察藜麥漿添加量（10%、20%、30%、40%、50%）、發酵溫度（36℃、38℃、40℃、42℃、44℃）、白砂糖添加量（4%、6%、8%、10%、12%）、菌粉添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、發酵時間（5 h、6 h、7 h、8 h、9 h）對酸奶感官評分及酸度的影響。

正交試驗：在單因素試驗的基礎上，以感官評分為評價指標，采用發酵時間（A）、發酵溫度（B）、白砂糖添加量（C）、藜麥漿添加量（D）作為試驗因素，優化酸奶工藝，其因素與水平見表1。

表1 藜麥酸奶發酵工藝條件優化正交試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process conditions optimization of quinoa yogurt

1.3.3藜麥酸奶分析檢測

感官評定方法[14]：選取10名食品專業相關人員，對藜麥酸奶的色澤、風味、口感、組織狀態四個方面進行評分，感官評分滿分為100分，具體感官評價標準見表2。

表2 藜麥酸奶感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standard of quinoa yoghurt

理化指標的測定：酸度的測定按照國標GB5009.239—2016《食品酸度的測定》[15]中的方法執行；蛋白質含量測定按照國標GB5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》[16]中的方法執行；脂肪含量測定按照國標GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》[17]中的方法執行；氨基酸含量測定按照國標GB5009.124—2016《食品中氨基酸的測定》[18]中的方法執行。

微生物的測定：按照國標GB 4789—2010《食品微生物學檢驗乳與乳制品檢驗》[19]的方法執行。大腸菌群：采用直接計數法計數樣品中的大腸桿菌數；乳酸菌：采用稀釋平板菌落計數法測定樣品中的乳酸菌總數。

風味物質測定采用SPME-GC-MS[20]。

萃取頭老化：將固相微萃取的萃取頭與進樣器連接再將萃取頭針管插入氣相色譜進樣口，推進手柄桿伸出萃取纖維頭，270℃條件下老化處理約1 h，直到無色譜峰出現、基線穩定為止，縮回纖維頭。固相微萃取：將老化好的萃取頭裝置插入萃取瓶樣品中，推入萃取纖維頭1 cm進行頂空吸附萃取，頂空體積約10 mL，溫度45℃，磁力加熱攪拌時間40 min。進樣分析：縮回已完成吸附萃取的纖維頭，迅速插GC-MS儀器進樣口，推出纖維頭，250℃條件下熱脫附5 min，進行GC/MS分析。

GC條件：采用程序升溫方式，程序升溫由常溫升至40℃，保持2.5 min，以5℃/min升至200℃，再以10℃/min升至240℃，保持5min；進樣口溫度250℃；傳輸線230℃；載氣為氦氣（He），流速1.0 mL/min；不分流進樣。

MS條件：電離方式為電子電離（electronionization，EI）源，電子能量70 eV；離子源溫度為250℃，質量掃描范圍35～400 amu；發射電流100 A，檢測電壓1.4 kV。

定性定量方法：利用隨機攜帶Xcalibur工作站美國國家標準技術研究所（national institute of standard sand technology，NIST）2002標準庫自動檢索各組分質譜數據，對檢測結果進行核對與確認定性分析，按照各組分峰面積歸一化法計算各組分相對含量。

2 結果與分析

2.1 藜麥磨漿配比的確定

不同藜麥與水的比例對藜麥漿的感官品質的影響結果見表3。

表3 藜麥與水的配比對藜麥漿感官品質的影響Table 3 Effect of quinoa to water ratio on sensory quality of quinoa pulp

由表3可知，在藜麥與水配比為1∶3、1∶5、1∶7（g∶mL）的范圍內，感官評價先升高再降低，隨著水比例的上升藜麥漿香味越來越淡，顏色越來越淡，質地從過稠到過稀并且在料水比1∶5（g∶mL）的時候藜麥漿質地適中、香味濃、顏色乳白偏黃。因此，藜麥漿的料水比選擇1∶5（g∶mL）最合適。

2.2 發酵時間對藜麥酸奶品質的影響

考察發酵時間對藜麥酸奶品質的影響，結果見圖1。由圖1可知，當發酵時間為6～8 h時，隨著發酵時間的增加，藜麥酸奶感官評分先增高再降低，酸度先增高后降低，并且在發酵時間為8 h時感官評分最高為89分，此時酸度為88.2°T。這是由于發酵時間過短風味物質沒有完全形成，組織狀態也沒有達到最佳狀態，造成風味口感不好酸度不夠，發酵時間過長，導致發酵過度，形成了不好的風味，酸奶過酸等問題使品質下降。因此，發酵時間8 h為最佳。

圖1 發酵時間對藜麥酸奶品質的影響Fig.1 Effect of fermentation time on the quality of quinoa yoghurt

2.3 發酵溫度對藜麥酸奶品質的影響

考察發酵溫度對藜麥酸奶品質的影響，結果見圖2。由圖2可知，當發酵溫度為36～42℃時，隨著發酵溫度的增加，藜麥酸奶感官評分先增高再降低，酸度先增高后降低，并且在發酵溫度為39℃時感官評分最高為90分，此時酸度為88.2°T。這是由于發酵溫度過低發酵的速度變慢，風味物質形成受到影響，酸奶質構形成緩慢，造成風味營養成分揮發性成分的丟失，發酵溫度過高，導致發酵速度過快，還沒來得及良好的反應形成風味物質，使酸奶品質下降。因此，發酵溫度為39℃最佳。

圖2 發酵溫度對藜麥酸奶品質的影響Fig.2 Effect of fermentation temperature on the quality of quinoa yoghurt

2.4 白砂糖添加量對藜麥酸奶品質的影響

考察白砂糖添加量對藜麥酸奶品質的影響，結果見圖3。由圖3可知，當白砂糖添加量為36%～42%時，隨著白砂糖添加量的增加，藜麥酸奶感官評分先增高再降低，酸度先增高后降低，并且在白砂糖添加量為8%時感官評分最高為88分，此時酸度為89.3°T。白砂糖添加量過低，使酸奶甜度不夠，香味淡，并有些澀味，白砂糖添加量過高，導致酸奶過于甜膩，適口性差。因此，白砂糖添加量為8%最佳。

圖3 白砂糖添加量對藜麥酸奶品質的影響Fig.3 Effect of sugar addition on the quality of quinoa yoghurt

2.4 藜麥漿添加量對藜麥酸奶品質的影響

考察藜麥漿添加量對藜麥酸奶品質的影響，結果見圖4。由圖4可知，當藜麥漿添加量為30%～50%時，隨著藜麥漿添加量的增加，藜麥酸奶感官評分先增高再降低，酸度降低，并且在白砂糖添加量為8%時感官評分最高為83分，此時酸度為81.3°T。藜麥漿添加過少，酸奶風味不濃郁，氣味淡，產品特色不突出；藜麥漿添加過多造成酸奶產生不愉快氣味，組織狀態差，口感粗糙，乳清析出嚴重，氣味過重導致感官評分下降。因此，藜麥漿添加量為40%最佳。

圖4 藜麥漿添加量對藜麥酸奶品質的影響Fig.4 Effect of quinoa pulp addition on the quality of quinoa yoghurt

2.5 菌粉接種量對藜麥酸奶品質的影響

考察接種量對藜麥酸奶品質的影響，結果見圖5。由圖5可知，當菌粉添加量為0.2%～0.3%時，隨著藜麥漿添加量的增加，藜麥酸奶感官評分先增高再降低，酸度升高，并且在菌粉添加量為0.3%時感官評分最高為87分，此時酸度為89.3°T。酸奶分層，組織不清晰，菌粉添加過多造成酸奶酸度過高，導致感官評分下降。因此，菌粉添加量為0.3%最佳。

圖5 乳酸菌接種量對藜麥酸奶品質的影響Fig.5 Effect of lactic acid bacteria inoculum on the quality of quinoa yoghurt

2.6 藜麥酸奶工藝條件優化正交試驗

表4 藜麥酸奶工藝條件優化正交試驗結果與分析Table 4 Results and analysis of orthogonal experiments for technology conditions optimization of quinoa yogurt

由表4可知，用感官評分作為評價指標時影響藜麥酸奶品質因素的主次順序為A＞D＞B＞C，藜麥酸奶工藝條件優化后的最佳組合為A1B3C3D1，最佳工藝條件為發酵時間7 h，發酵溫度40℃，白砂糖添加量8%，藜麥漿添加量20%，此最佳條件下進行3次驗證試驗，藜麥酸奶的酸度為84.7 °T，感官評分為89.5分。

2.7 藜麥酸奶品質分析

2.7.1 感官指標

藜麥酸奶色澤均勻、呈乳白色偏黃，組織均勻細膩、表面光滑、無氣泡、少量乳清析出，濃郁的藜麥味、純正的奶香味，口感細膩、潤滑、酸甜適中。

2.7.2 理化指標

藜麥酸奶的理化指標及氨基酸含量分析結果分別見表5及表6。

表5 藜麥酸奶理化指標分析結果Table 5 Analy sisresults of physical and chemical indexes of quinoa yoghurt

由表5可知，藜麥酸奶蛋白質含量為3.18 g/100 g，pH值為4.35，酸度為84.00°T，理化指標滿足相關國標要求，并且藜麥漿的加入讓酸奶更健康、更營養。

表6 藜麥酸奶氨基酸種類與含量分析結果Table 6 Analysis results of types and contents of amino acid in quinoa yoghurt g/100 g

由表6可知，藜麥酸奶中共檢出16種氨基酸，其含量為3.17 g/100 g，比普通酸奶高出0.58 g/100 g，谷氨酸在所有氨基酸種含量最高為0.70 g/100 g。由于藜麥的氨基酸種類及含量均高于牛奶，加入牛奶中共同發酵導致藜麥酸奶氨基酸含量較對照組相比明顯增加。亮氨酸增量最高，有助于幫助吸收其他營養物質。結果表明，藜麥酸奶的氨基酸含量豐富且均衡，比普通酸奶的氨基酸含量高，食用價值較高。

2.7.3 微生物指標

乳酸菌數為3.27×106CFU/g。未檢出大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等致病菌，藜麥酸奶微生物指標GB 4789.35—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》的要求。

2.7.4 藜麥酸奶中揮發性風味成分分析結果

在相同工藝條件下，以不添加藜麥的酸奶為對照，分別對兩種酸奶揮發性風味成分進行檢測，結果見表7。

表7 藜麥酸奶與不含藜麥的酸奶中主要風味物質的種類及含量Table 7 Types and contents of main flavor substances in quinoa yoghurt and quinoa-free yoghurt

續表

由表7可知，相同工藝下，未添加藜麥的酸奶共檢出30種揮發性組分，添加藜麥的酸奶中共檢出35種揮發性組分，兩種酸奶共有20種相同揮發性物質，藜麥酸奶揮發性組分共有35種，主要包括11種脂類、8種酸類、3種酮類、1種醛類和其他雜環類化合物，對藜麥酸奶貢獻度最大的是酯類化合物，己二酸二乙基己基酯/己二酸二辛酯含量高71.71%。含量突出的組分還有：酞酸二甲酯/鄰苯二甲酸二甲酯4.59%、棕櫚酸/十六酸2.96%、5-羥甲基糠醛2.81%；未添加藜麥的酸奶共有30種揮發性組分，主要包括9種脂類、8種酸類、4種酮類、2種醛類和其他雜環類化合物，對酸奶風味貢獻度最大的是安息香酸26.26%，其次是正己酸14%，然后是己二酸二乙基己基酯/己二酸二辛酯9.2%。另外，在藜麥酸奶中還檢出酞酸二甲酯/鄰苯二甲酸二甲酯、十六烷基二甲基叔胺、油酸/順式十八碳-9-烯酸、二十碳五烯酸甲酯、反式角鯊烯/全反-2,6,10,15,19,23-六甲基-2,6,10,14,18,22-廿四碳六烯等揮發性組分對照組中未檢出，所以此類揮發性組分賦予了藜麥酸奶獨特風味。

3 結論

以藜麥粉與全脂奶粉為原料制得的藜麥酸奶，通過單因素試驗與正交試驗優化了藜麥酸奶加工條件得出最佳工藝參數為：接種量3%、白砂糖添加量7%、藜麥漿添加量20%、發酵時間7 h、發酵溫度40℃。在該工藝條件下發酵的藜麥酸奶酸度為84.7°T，脂肪含量為1.13 g/100 g，蛋白質含量為3.18g/100g，氨基酸種類為16種，含量為3.17g/100g。采用固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法（SPME-GC-MS）分析酸奶中主要揮發性風味化合物組成為11種脂類、8種酸類、3種酮類、1種醛類和其他雜環類化合物，共35種，乳酸菌數為3.27×106CFU/g，未檢出致病菌；酸奶樣品呈乳白偏微黃色，特有藜麥清香味，組織細膩絲滑，感官評分為89.5分，是一款營養豐富、風味獨特的雜糧類酸奶，是具有極大開發價值的一款發酵乳制品。