花生芽大豆芽復合酸乳的工藝

王芳，馮沖，李曉靜，劉明月

鄭州工程技術學院（鄭州 450044）

花生和大豆因其營養豐富，已受到全世界人們的廣泛關注。花生和大豆經發芽后，花生和大豆內部發生變化，人體必需氨基酸比例適當，富含維生素和礦物質，是21世紀人類的主食資源之一[1-2]。深入開展發芽花生和萌芽大豆的營養物質變化及功能作用與加工利用研究，與現代生物工程技術相結合，開拓花生芽大豆芽功能食品新領域，可以滿足廣大消費者對感官、消費方式和營養健康指標[3]的需求。無論國內還是國外，目前對花生芽和豆芽的營養功能與食品開發利用探索較少而且主要集中在營養功能方面，尚未有花生芽豆芽復合酸乳的工藝研究的報道[4]。以花生芽和大豆芽為原料按不同的比例進行混合，通過發酵和后熟過程制作成高營養價值的復合酸乳，不僅提高大豆和花生的附加值，而且為豆芽花生芽乳的后續研究提供理論和技術支持[5]。

1 材料與方法

1.1 材料

市售品種大豆：菏豆19號；市售品種花生：花育25號；安琪保加利亞與嗜熱鏈球菌復合發酵劑；葡萄糖；蔗糖；白砂糖；牛奶；小蘇打。

1.2 主要儀器設備

雙層豆芽機、酸奶機（廣東小熊電器有限公司）；豆漿機（九陽股份有限公司）；生化培養箱（上海瑯玕實驗設備有限公司）；pH計（上海力辰科技股份有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 花生芽大豆芽復合酸乳的工藝優化

1.3.1.1 工藝流程

1.3.2 單因素試驗

1.3.2.1 大豆芽與花生芽配比試驗

分別挑選長勢良好的花生芽、大豆芽，剝去花生芽的紅衣、大豆芽的外皮，按m（花生芽）∶m（大豆芽）的比例為1∶1，1.5∶1，1∶1.5和2∶1分別稱取，然后清洗，加水煮沸3～5 min，除去大豆芽和花生芽的芽青味以及豆腥味，之后撈出用清水淘洗；將煮熟過的大豆芽和花生芽放入豆漿機中，按m（芽量）∶m（水）=1∶3向豆漿機中加水，打漿。將打好的芽漿倒出，過濾，稱量過濾后的體積，加入20%牛奶和7%的白砂糖，混合，小火煮沸滅菌；冷卻到室溫，按1 L牛奶接種1 g發酵劑的比例接種發酵，發酵時間4 h，發酵溫度42 ℃。發酵完成取出放入冰箱，進行冷藏。

1.3.2.2 糖的添加量試驗

糖的添加量分別為1%葡萄糖+10%蔗糖、2%葡萄糖+9%蔗糖、3%葡萄糖+8%蔗糖、4%葡萄糖+7%蔗糖、5%葡萄糖+6%蔗糖、6%葡萄糖+5%蔗糖、7%葡萄糖+4%蔗糖、6%白砂糖、7%白砂糖、8%白砂糖，其他操作同上。

1.3.2.3 芽量與水比例試驗

按m（芽量）∶m（水）為1∶2，1∶2.5，1∶3，1∶3.5和1∶4向豆漿機中加水，開始打漿。其他操作同上。

1.3.3 響應面分析

根據單因素分析的結果，選取花生芽與大豆芽比值、芽量與水的比值、糖的添加量為自變量，以感官評分和pH為因變量，利用Design-Expert 8.0.5軟件Box-Behnken設計法設計三因素三水平組合響應面分析，通過分析和建立數學模型來確定花生芽大豆芽復合酸乳的最佳配方[5-6]，試驗設計見表1和表2。

表1 花生芽大豆芽復合酸乳響應面因素

表2 花生芽大豆芽復合酸乳響應面試驗設計

1.3.4 感官評分方法

根據復合酸乳的外觀色澤（10分）、發酵風味（30分）、組織狀態（30分）、口感（30分）情況等進行綜合評分。樣品提供給10位不同年齡和性別的人，分別打分，取平均值計算感官評價總分。具體標準見表3。

表3 感官評分標準

2 結果與討論

2.1 花生芽豆芽復合酸乳的工藝優化

2.1.1 花生芽大豆芽復合乳發酵單因素試驗結果

2.1.1.1 大豆芽與花生芽比例的因素試驗

從圖1中可以看出感官評價分值和pH是呈上升趨勢的；當m（花生芽）∶m（大豆芽）=2∶1時，花生芽大豆芽復合酸乳的感官評價分值和pH最高，復合酸乳狀態最佳，表現為：復合酸乳呈微黃色，花生味濃郁，大豆芽香味與花生芽香味協調，口感順滑，酸甜適中，質地均勻，無分層、有少量乳清析出，黏稠度適中。

圖1 花生芽與大豆芽質量比的單因素試驗結果

2.1.1.2 芽量與水質量比的單因素試驗結果

從圖2中可以觀察出感官評價總體呈先下降后上升趨勢，pH呈下降趨勢；當m（芽量）∶m（水）=1∶3時，此時復合酸乳的感官評分最高；感官評價為：色澤為乳白色，有少量乳清析出，色澤均勻一致，無分層現象，口感順滑、略稀，花生味與大豆味協調，香味濃郁。

圖2 芽量與水的質量比的單因素試驗結果

2.1.1.3 糖的種類及添加量的單因素分析試驗

從圖3中可以看出糖的添加量為8%白砂糖時，此時花生芽大豆芽復合酸乳的感官最佳，復合酸乳的感官評分最高。

圖3 糖的種類及添加量的單因素分析結果圖

2.1.2 響應面分析法對復合酸乳發酵工藝進行優化

在單因素試驗結果基礎上，以A、B、C為自變量，以感官評價和pH為響應值，進行響應面分析試驗，試驗結果見表4。

表4 響應面分析試驗數據

回歸方程中的諸多變量對感官評價的分值Y影響的顯著性，均有F檢驗來確定，如果p的概率值較小，則其對應變量的顯著程度較高。由表5可知，感官評分模型顯著（p＜0.05），失擬項（p＞0.05），回歸方程的相關系數R2=0.910 2，方程擬合較為充分，說明試驗數據可以良好的反應和感官評價之間的關系。一次項中花生芽與大豆芽的質量比（A）、芽量與水的質量比（B）、糖的添加量（C）對感官評分有顯著影響（p＜0.05）。由主要因素A、B、C的各F值可知，各因素對花生芽大豆芽復合酸乳的感官品質影響的順序為糖的添加量（C）＞花生芽與大豆芽的質量比（A）＞ C2＞芽量與水的質量比（B）＞B2＞A2。

表5 感官評分方差分析

3個因素經過擬合得到的回歸方程為：感官評分=+83.07-2.53A-1.70B+2.63C+2.46AB-0.82AC-1.93BC+1.07A2-1.10B2+2.40 C2。

由表6可知，pH模型顯著（p＜0.05），失擬項（p＜0.05），回歸方程的相關系數R2=0.912 5，方程擬合較為充分，說明試驗數據可以良好的反應和pH之間的關系。一次項中花生芽與大豆芽的質量比（A）、芽量與水的質量比（B）、糖的添加量（C）對pH有極顯著影響（p＜0.01）。由主要因素A、B、C的各F值可知，各因素對花生芽大豆芽復合酸乳的感官品質影響的順序為芽量與水的質量比（B）＞花生芽與大豆芽的質量比（A）＞B2＞A2＞C2＞糖的添加量（C）。

表6 pH方差分析

三個因素經過擬合得到的回歸方程為pH=+4.63+0.30A+0.54B-0.026C+0.14AB+0.17AC+7.500E-003BC+0.24A2+0.26B2+0.12C2。

2.1.3 響應面圖分析

2.1.3.1 感官評分的響應面分析

響應面圖形是響應值[7]（感官評分分值Y）對各個試驗因素所構成的三維的曲面圖，見圖4，可以看出通過 Design-Expert 8.0.5分析得到的各參數及參數間相互作用對響應面值的響應曲面及等高線圖。

圖4 響應值為感官評分的分析

在圖4中，隨著因素A和因素B的增加，花生芽大豆芽復合酸乳的感官評分均呈現增加后減少的關系，且隨著花生芽與大豆芽比例的增加，感官評分有一個最大值。響應面等高線接近馬鞍形，說明花生芽與大豆芽的質量比和芽量與水的質量比的相互作用顯著。

花生芽與大豆芽的比例（A）和糖的添加量（C）的交互關系見圖4（C）和（D）。花生芽大豆芽復合酸乳的感官評價隨著因素A的增加和因素B的減少逐漸減少。等高線接近橢圓形，說明花生芽與大豆芽的質量比和糖的添加量的交互作用明顯。

芽量與水的質量比（B）和糖的添加量（C）的交互作用見圖4（E）和（F）。結果表明復合酸乳的感官評價隨著因素B和因素C的增加先增加后減少。等高線成馬鞍形，說明芽量與水的質量比和糖的添加量的交互顯著。

2.1.3.2 花生芽大豆芽復合酸乳的最佳工藝優化及驗證

利用回歸模型預測花生芽大豆芽復合酸乳最佳工藝條件：m（花生芽）∶m（大豆芽）為1∶1，m（芽量）∶m（水）為1∶3，糖的添加量為7%白砂糖，牛奶添加量為20%，發酵劑按1 L牛奶接種1 g的比例接種發酵，發酵溫度42 ℃，發酵時間4 h。為了驗證模型的準確性，按最佳優化工藝條件進行3次重復驗證試驗，所得復合酸乳綜合感官評分為90.3分，見表7。與模擬預測值較為接近，說明采用響應面研究的花生芽大豆芽復合酸乳的工藝是可行的。

表7 最佳工藝條件的驗證

3 結論

經單因素試驗及響應面優化試驗，確定花生芽大豆芽復合酸乳的最佳生產工藝條件：m（花生芽）∶m（大豆芽）為1∶1，m（芽量）∶m（水）為1∶3，白砂糖的添加量為7%，牛奶添加量為20%，發酵劑按1 L牛奶接種1 g的比例接種發酵，發酵溫度42 ℃，發酵時間4 h。復合酸乳的綜合感官評分最高為91分，獲得的產品組織均勻且無分層，口感細膩爽口，有明顯的大豆花生芽香氣，具有一定的營養保健功能。