無花果風(fēng)味酸奶的研制

高冬臘,王偉華,*,孟玉昆,張春疆,劉 瑩,張勝福

(1.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,新疆阿拉爾 843300;2.阿拉爾新農(nóng)乳業(yè)有限責(zé)任公司,新疆阿拉爾 843300)

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn),無花果具有廣譜抗癌的作用,其中含有的羥基苯甲醛、補(bǔ)骨脂素、香豆素等成分對于癌細(xì)胞活性有一定的抑制作用[1-5]。無花果為低糖高纖維食物,含有豐富的維生素C,糖尿病人日常適當(dāng)吃,可以幫助提高機(jī)體免疫力[6-7],同時無花果中含有的脂肪酶和水解酶還具有分解血脂的作用,能夠幫助減少脂肪堆積,在一定程度上起到降壓降脂的作用[8]。

隨著生活水平的提高,口味和營養(yǎng)單一的普通酸奶已經(jīng)無法滿足人們對食品的需求,研究開發(fā)具有特殊風(fēng)味和營養(yǎng)保健功能的酸奶新品種已經(jīng)成為一種研究熱點[9-11]。陰芳冉等[12]研究了樹莓果渣風(fēng)味的酸奶,既保留了樹莓獨特的風(fēng)味又具備超高的抗氧化功能;石彬等[13]研究了佛手瓜酸奶,同時兼具佛手瓜的怡人清香和助消化的作用;馮哲等[14]研究了黃精功能性酸奶,不僅健脾潤肺更能降低血脂;周鮮嬌等[15]研究了百香果風(fēng)味酸奶不僅具有濃郁的百香果香味,還兼有百香果養(yǎng)顏抗衰老、安神的保健功效,且外觀食欲性較強(qiáng)。

無花果成熟后口味甜且爽口,是滋補(bǔ)的佳品。無花果果實的加工產(chǎn)品有很多如:劉煜祥等[16]研究的無花果果干,汪莉莉等[17]研究的無花果果糕,還有果脯、果酒、果醋、無花果酵素飲料、口服液等[18-22],但是關(guān)于無花果風(fēng)味的酸奶研究卻很少[23]。

本文以新疆特色無花果為主要輔料,考察無花果汁添加量、蔗糖添加量、發(fā)酵接種量、發(fā)酵時間的單因素對無花果風(fēng)味酸奶的影響,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行響應(yīng)面分析,以感官評分為指標(biāo)確認(rèn)最佳配方,以期開發(fā)出風(fēng)味良好的無花果風(fēng)味酸奶。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

無花果干(新鮮、無病蟲害) 塔里木超市;新鮮牛乳 無凝塊、無沉淀、無正常視力可見異物,具有乳固有的奶香味,無異味,色澤均勻亮麗呈乳白色;蛋白質(zhì)含量不低于2.9%,脂肪含量不低于3.1%,酸度在12～18 °T,阿拉爾新農(nóng)乳業(yè)有限責(zé)任公司;635復(fù)合穩(wěn)定劑 嘉吉亞太食品系統(tǒng)(北京)有限公司;阿斯巴甜、安賽蜜 江蘇維多股份有限公司;明膠 羅賽洛(溫州)明膠有限公司;蔗糖(白砂糖) 塔里木超市;嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌混合菌粉 阿拉爾新農(nóng)乳業(yè)有限責(zé)任公司微生物試驗室保存;MRS培養(yǎng)基、MC培養(yǎng)基、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂 北京陸橋技術(shù)股份有限公司;其他試劑 均為國產(chǎn)分析純。

C21-WK2102電磁爐 廣東美的公司;SRH60-70高壓均質(zhì)機(jī) 上海申鹿公司;BCD-636WD11HPA冰箱 海信容聲公司;SW-CJ-2FD超凈工作臺 鄭州宏朗公司;BPH-9042精密恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒公司;LRH-250生化培養(yǎng)箱 上海重逢公司;YXQ-LS-100SII高壓滅菌鍋 上海楚柏公司;6006-3335FOSS消化爐 福斯華公司;Kjeltec8400自動凱氏定氮儀 福斯華公司;SuperVario-N蓋勃離心機(jī) 南京銘奧公司;MT4-ME2002電子天平 梅特勒-托利多公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 無花果汁的制備工藝及操作要點 工藝流程:無花果干→清水洗滌→加熱蒸煮→搗爛→過濾→靜置→冷藏備用

操作要點:選取果實飽滿、無病蟲害、無損傷的優(yōu)質(zhì)無花果干,用清水反復(fù)清洗三次,隨即將無花果與水以1∶3比例煮沸30 min,再用雙層紗布對無花果汁進(jìn)行兩遍過濾,過濾完后的汁液靜置24 h。

1.2.2 無花果風(fēng)味酸奶生產(chǎn)工藝及操作要點 工藝流程:新鮮牛奶→預(yù)熱→配料→添加無花果果汁→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→冷藏后熟→無花果風(fēng)味酸奶

操作要點:將稱量好的阿斯巴甜、安賽蜜、635穩(wěn)定劑、明膠及一定量的蔗糖加入已經(jīng)預(yù)熱至65～70 ℃的新鮮牛乳中,連續(xù)攪拌20 min,使其充分混勻溶解,無懸浮或沉淀顆粒形成。將物料溫度預(yù)熱到65 ℃時,通過工作壓力為56 MPa的實驗型均質(zhì)機(jī)均質(zhì)10 min,均質(zhì)后的物料用塑料薄膜密封后迅速升溫至95～100 ℃,保溫5～10 min進(jìn)行殺菌處理。為保證菌種活力同時使菌種充分溶解,接種時溫度保持在43～45 ℃。擰松瓶蓋,均勻放于42 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵一定時間至凝乳形成,取出后立即冷卻至14～20 ℃,終止發(fā)酵。

冷卻后將產(chǎn)品放入冰箱,在溫度為0～4 ℃條件下,放置16 h進(jìn)行冷藏后熟。

1.2.3 感官評分標(biāo)準(zhǔn) 選10名感官評定人員,其中2名中學(xué)生、4名大學(xué)生、2名上班族、2名中老年人,男女比例為1∶1。主要從無花果風(fēng)味酸奶的組織狀態(tài)、色澤、口感和風(fēng)味等四個指標(biāo)進(jìn)行感官評分[24],具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 無花果風(fēng)味酸奶感官評分標(biāo)準(zhǔn)(分)

1.2.4 單因素實驗 基礎(chǔ)配方:新鮮牛奶、0.3% 635穩(wěn)定劑、0.006%阿斯巴甜、0.006%安賽蜜、0.1%明膠,所有配料均按照物料總和的百分比添加。

1.2.4.1 無花果汁添加量對無花果風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時間4 h、5%的蔗糖添加量,接種量0.03%條件下,考察無花果汁添加量分別為4%、6%、8%、10%和12%的影響,進(jìn)行感官評定。

1.2.4.2 蔗糖添加量對無花果風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時間4 h、8%的無花果汁添加量,接種量0.03%條件下,考察蔗糖添加量分別為3%、4%、5%、6%和7%的影響,進(jìn)行感官評定。

1.2.4.3 發(fā)酵接種量對無花果風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時間4 h、5%的蔗糖添加量,8%的無花果汁添加量條件下,考察發(fā)酵劑接種量分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的影響,進(jìn)行感官評定。

1.2.4.4 發(fā)酵時間對無花果風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵溫度42 ℃、5%的蔗糖添加量,8%L的無花果汁添加量、接種量0.03%條件下,考察發(fā)酵時間分別為2、3、4、5和6 h的影響,進(jìn)行感官評定。

1.2.5 響應(yīng)面試驗分析 四因素三水平做響應(yīng)面分析,在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,根據(jù)Box-Behnken的中心組合設(shè)計原理,將四個主要因素?zé)o花果汁添加量(A)、蔗糖量(B)、發(fā)酵劑接種量(C)、發(fā)酵時間(D),分別以-1、0、+1進(jìn)行水平編碼,以試驗所得對無花果風(fēng)味酸奶的感官評分值為因變量值(Y),如表2所示[25]。

表2 響應(yīng)面試驗因素水平表

1.2.6 理化微生物檢驗指標(biāo)檢測 對影響酸奶營養(yǎng)價值和安全性的主要指標(biāo)進(jìn)行檢測,酸度根據(jù)GB 5009.239-2016中的第一法酚酞指示劑法測定,測定結(jié)果以吉爾涅爾度(°T)表示。蛋白質(zhì)采用GB 5009.5-2016中的自動凱氏定氮儀法測定。脂肪依據(jù)GB 5009.6-2016中的第四法蓋勃氏法測定。總固體根據(jù)GB 5413.39-2010恒重測定。大腸菌群數(shù)根據(jù)GB 4789.3-2016中的第二法大腸菌群平板計數(shù)法檢測。乳酸菌數(shù)根據(jù)GB 4789.35-2016采用稀釋平板菌落計數(shù)法檢測。

1.3 數(shù)據(jù)處理

3次重復(fù)實驗,單因素試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,響應(yīng)面分析結(jié)果用Design Expert V 8.0.6進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果

2.1.1 無花果汁添加量對酸奶感官評分的影響 由圖1可知,當(dāng)其他因素一定時,隨著無花果汁添加量的逐漸增加,感官評分先增加后減小,當(dāng)無花果汁添加量為4%時,酸奶中基本嘗不出無花果的香味,當(dāng)無花果汁添加量增加至8%時,評分最高,酸奶具有良好的無花果風(fēng)味,外觀平整、組織狀態(tài)穩(wěn)定,當(dāng)無花果汁添加量繼續(xù)增加至12%時,由于無花果本身很甜,所以酸奶口感變得甜膩,失去其原有的乳香風(fēng)味,因此確定無花果汁的添加量8%為最佳水平。

圖1 無花果汁添加量對酸奶感官評分的影響

2.1.2 蔗糖添加量對酸奶感官評分的影響 由圖2可知,在其他因素一定的條件下,當(dāng)蔗糖添加量逐漸增加時,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分呈先增大后減小趨勢。當(dāng)蔗糖添加量為3%時,酸奶口味太酸,而酸奶中缺少蔗糖會造成體系不穩(wěn)定。當(dāng)蔗糖添加量增加至5%時,酸奶具有良好的無花果風(fēng)味,口味適宜,組織狀態(tài)穩(wěn)定。當(dāng)蔗糖添加量繼續(xù)增加至7%時,酸奶中蔗糖含量過高,不僅會抑制乳酸菌的發(fā)酵,延長發(fā)酵時間,還會降低酸奶的酸度,使無花果風(fēng)味的酸奶風(fēng)味較差,口感過甜。故確定無花果風(fēng)味酸奶的蔗糖最佳添加量為5%。

圖2 蔗糖添加量對酸奶感官評分的影響

2.1.3 發(fā)酵劑接種量對酸奶感官評分的影響 由圖3可知,在其他因素一定的條件下,當(dāng)發(fā)酵接種量逐漸增加時,無花果風(fēng)味酸奶感官評分呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢;當(dāng)發(fā)酵接種量增加至0.03%時,感官評分最高;當(dāng)發(fā)酵劑接種量繼續(xù)增大時,感官評分逐漸減小。因為發(fā)酵劑接種量過小,酸奶發(fā)酵時間長,酸奶組織軟嫩,風(fēng)味差;接種量過大,則凝乳時間短,酸度高,乳清析出過多,風(fēng)味也差。故將接種量0.03%確定為最佳水平。

圖3 發(fā)酵劑接種量對酸奶感官評分的影響

2.1.4 發(fā)酵時間對酸奶感官評分的影響 由圖4可知,在其他因素一定的條件下,隨著發(fā)酵時間的增加,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢。當(dāng)發(fā)酵時間為4 h時,感官評分最高。發(fā)酵時間為5 h時,酸奶口感潤滑度下降,發(fā)酵時間為6 h時,酸奶產(chǎn)生大量乳清,口感偏酸,酸奶原有乳香味改變。故確定無花果風(fēng)味酸奶的最佳發(fā)酵時間為4 h。

圖4 發(fā)酵時間對酸奶感官評分的影響

2.2 響應(yīng)面試驗分析

2.2.1 響應(yīng)面分析試驗結(jié)果 在單因素實驗確定的各因素最佳水平的基礎(chǔ)上,利用Box-Benhnken中心組合設(shè)計原理,以影響無花果酸奶風(fēng)味的無花果汁添加量(A),蔗糖添加量(B),發(fā)酵接種量(C),發(fā)酵時間(D)為自變量,以感官評分為因變量,設(shè)計4因素3個水平響應(yīng)面試驗,來確定各因素對無花果風(fēng)味酸奶感官評分的影響。試驗設(shè)計方案和結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面分析試驗結(jié)果

2.2.2 模型建立及方差分析 對表3數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合分析,得到的回歸方程為Y=88.34-1.79A+1.62B+1.86C-2.86D-2.15AB-0.50AC+1.83AD+7.12BC+1.50BD+6.40CD-3.72A2-12.44B2-4.09C2-7.57D2

試驗結(jié)果的方差分析見表4。由表4可知,模型的P值小于0.01,表明此模型的擬合程度良好,試驗誤差小。一次項A、B、C、D對響應(yīng)值影響均顯著(P<0.05);交互項BC、CD對響應(yīng)值影響極顯著(P<0.01),AB對響應(yīng)值影響顯著(P<0.05),其余都不顯著;二次項B2、D2對響應(yīng)值影響極顯著(P<0.01),A2、C2對響應(yīng)值影響顯著(P<0.05);由F值可知,各因素對響應(yīng)值感官評分的影響大小排序為:D>C>A>B,即發(fā)酵時間影響最大,其次是發(fā)酵接種量,蔗糖添加量對無花果風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響最小。

表4 無花果風(fēng)味酸奶感官評分的ANOVA分析

2.2.3 響應(yīng)面交互影響結(jié)果分析 如圖5可知,在發(fā)酵接種量0.03%、發(fā)酵時間4 h的基礎(chǔ)上,蔗糖添加量不變時,隨著無花果汁添加量的增加,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分呈先增加后減小的變化趨勢,并且變化范圍較小;當(dāng)無花果汁添加量不變,隨著蔗糖添加量的增加,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分先增加后減小。由曲面的投影圖5可知,當(dāng)無花果汁添加量在7%～8%,蔗糖添加量在4.5%～5.5%時,感官評分較高處于投影的中心區(qū)域,等高線密集且呈橢圓,無花果果汁添加量與蔗糖添加量的交互作用對響應(yīng)值的影響顯著。

圖5 無花果汁添加量和蔗糖添加量及交互作用對感官得分的響應(yīng)面

如圖6可知,在蔗糖添加量5%、發(fā)酵時間4 h的基礎(chǔ)上,發(fā)酵接種量不變時,隨著無花果汁添加量的增加,感官評分呈先增加后減小的變化趨勢,并且感官評分變化范圍較小;當(dāng)無花果汁添加量不變時,隨著發(fā)酵接種量的增加,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分先增加后減小。由曲面的投影圖可知,無花果汁添加量在7%～8%,發(fā)酵接種量0.03%～0.04%時,感官評分較高,處于投影的中心區(qū)域,等高線呈圓形,無花果汁添加量與發(fā)酵接種量的交互作用對響應(yīng)值的影響不顯著。

圖6 無花果汁添加量和接種量及交互作用對感官得分的響應(yīng)面

如圖7可知,在蔗糖添加量5%、發(fā)酵接種量0.03%的基礎(chǔ)上,無花果汁添加量不變時,隨著發(fā)酵時間的增加,感官評分呈先增加后減小的變化趨勢,并且感官評分變化范圍較小;當(dāng)發(fā)酵時間不變時,隨著無花果汁添加量的增加,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分先增加后減小。由曲面的投影圖可知,無花果汁添加量6%～8%,發(fā)酵時間3～4 h時,感官評分較高,在投影的中心區(qū)域,等高線稀疏呈圓形,無花果汁添加量與發(fā)酵時間的交互作用對響應(yīng)值的影響不顯著。

如圖8可知,在無花果汁添加量8%、發(fā)酵時間4 h的基礎(chǔ)上,蔗糖添加量不變時,隨著發(fā)酵接種量的增加,感官評分呈先增加后減小的變化趨勢;當(dāng)發(fā)酵接種量不變時,隨著蔗糖添加量的增加,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分先增加后減小。由曲面的投影圖可知,蔗糖添加量4%～5.5%,發(fā)酵接種量0.02%～0.03%時,感官評分較高,在投影的中心區(qū)域,等高線密集呈橢圓,蔗糖添加量與發(fā)酵接種量的交互作用對響應(yīng)值的影響顯著。

圖8 蔗糖添加量和接種量及交互作用對感官得分的響應(yīng)面

如圖9可知,在無花果汁添加量8%、發(fā)酵接種量0.03%的基礎(chǔ)上,蔗糖添加量不變時,隨著發(fā)酵時間的增加,感官評分呈先增加后減小的變化趨勢;當(dāng)發(fā)酵時間不變時,隨著蔗糖添加量的增加,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分先增加后減小。由曲面的投影圖可知,蔗糖添加量4.5%～5.5%,發(fā)酵時間3～4 h時,感官評分較高,在投影的中心區(qū)域,等高線稀疏呈圓形,蔗糖添加量與發(fā)酵時間的交互作用對響應(yīng)值的影響不顯著。

圖9 蔗糖添加量和發(fā)酵時間及交互作用對感官得分的響應(yīng)面

如圖10可知,在無花果汁添加量8%、蔗糖添加量5%的基礎(chǔ)上,發(fā)酵時間不變時,隨著發(fā)酵接種量的增加,感官評分呈先增加后減小的變化趨勢;當(dāng)發(fā)酵接種量不變時,隨著發(fā)酵時間的增加,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分先增加后減小。由曲面的投影圖可知,發(fā)酵接種量0.02%～0.03%,發(fā)酵時間3～4 h時,感官評分較高,在投影的中心區(qū)域,等高線呈橢圓,發(fā)酵接種量與發(fā)酵時間的交互作用對響應(yīng)值的影響顯著。

圖10 接種量和發(fā)酵時間及交互作用對感官得分的響應(yīng)面

2.2.4 最佳工藝參數(shù)及驗證試驗 由各響應(yīng)曲面圖可知,在各因素水平范圍內(nèi),隨著因素水平的不斷增大,無花果風(fēng)味酸奶的感官評分均是先增大后減小,且曲面有一個最高點,即感官評分有一個理論最大值。根據(jù)回歸模擬方程及方差分析可以求得各因素的最佳工藝值分別是A=7.35%;B=5.21%;C=0.03%;D=3.96 h。即無花果酸奶的最佳生產(chǎn)工藝條件為:無花果汁添加量7.35%,蔗糖添加量5.21%,發(fā)酵劑接種量0.03%,發(fā)酵時間3.96 h,在此工藝條件下無花果風(fēng)味酸奶的感官評分預(yù)測值為(89.23±0.72)分。為了滿足實際的生產(chǎn)操作工藝,將響應(yīng)面分析所得的最優(yōu)工藝條件適當(dāng)調(diào)整為無花果汁添加量8%,蔗糖添加量5%,發(fā)酵劑接種量0.03%,發(fā)酵時間為4 h。以此工藝條件做5組平行試驗,得到每組的感官評分值均大于(89.8±0.53)分,充分證明了該試驗?zāi)Ｐ偷娘@著性和可靠性。

2.3 理化、微生物指標(biāo)檢測結(jié)果分析

在最優(yōu)生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)的無花果風(fēng)味酸奶的各項關(guān)鍵性微生物、理化指標(biāo)的檢測結(jié)果如表5所示。根據(jù)表5可知,無花果風(fēng)味酸奶的各項關(guān)鍵性指標(biāo):脂肪、蛋白質(zhì)、總固體、酸度等均符合GB 19302-2010中對風(fēng)味酸奶的營養(yǎng)指標(biāo)要求,同時乳酸菌活菌數(shù)遠(yuǎn)大于國標(biāo)中風(fēng)味酸奶乳酸菌數(shù)的最低限量值,大腸菌群未檢出。

表5 無花果風(fēng)味酸奶微生物及理化指標(biāo)檢測結(jié)果

3 結(jié)論

本實驗以鮮牛奶為主要原料,通過加入無花果汁,發(fā)酵后制作了一種無花果風(fēng)味酸奶。實驗對酸奶制作工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,確定了最佳工藝條件。即發(fā)酵時間4 h,蔗糖添加量5%,無花果汁添加量8%,接菌量0.03%時,發(fā)酵效果最佳,此時酸奶感官評分為(89.8±0.53)分。該無花果風(fēng)味酸奶生產(chǎn)符合一般酸奶的生產(chǎn)條件,工藝簡單可行。無花果風(fēng)味酸奶中含有豐富的營養(yǎng)成分,且產(chǎn)品口感細(xì)膩,帶有無花果特有的清香和乳香,酸甜適中,具有廣闊的市場前景。