胡蘿卜飲用型風味酸奶配方工藝的研究

鄭瑋麗，徐藝航，王 震，王妙姝

（河北新希望天香乳業有限公司，河北保定 072150）

胡蘿卜是一種家常食用的蔬菜，以其豐富的營養和爽脆的口感深受人們的喜愛，被譽為“小人參”[1-2]。在功能性方面，胡蘿卜可以降低血液中的膽固醇，預防心血管疾病[3-6]，這有賴于胡蘿卜中含有的槲皮素與山萘酚2種物質[7]。目前，多數研究都圍繞著胡蘿卜中的β-胡蘿卜素進行，這是因為胡蘿卜中含有的β-胡蘿卜素能夠在體內酶的催化下轉化成維A，有助于視力和皮膚的健康[8]，且其具有的抗氧化性還可以清除人體內存在的自由基[9-11]。Edwards Alison J等人[12]發現，從商業原漿中獲得的α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素比從煮熟的胡蘿卜泥中提取的生物利用度更高。趙延福等人[13]發現，目前高濃度的水溶性天然類胡蘿卜素酸奶很少，并推斷隨著人們健康意識的增強，更多的天然類胡蘿卜素酸奶產品必然會應運而生。此外，一些關于胡蘿卜的深加工及新酸奶開發的研究也已經被報道，如胡蘿卜果脯、胡蘿卜復合脆片、胡蘿卜皮凍、胡蘿卜飲料等[14-19]。

近年來，隨著健康意識的提高，具有功能性的風味酸奶越來越受到人們的青睞。成堃等人[20]將藍莓枸杞加入到全脂奶中，經過工藝優化，開發出具有藍莓獨特果香的風味酸奶，酸奶兼具了藍莓的抗氧化功能和發酵乳的易消化功能。賴盈盈等人[21]優化了葛根酸奶的制作工藝，葛根作為一種兼具藥用與食用的植物，含有多種益生元素，具有降血糖、增強免疫力的功效。李玲玲等人[22]利用紅棗南瓜和生牛乳為原料，研制出既營養又保健的紅棗南瓜凝固型風味酸奶。俞耀茹等人[23]利用柚子皮的特殊風味及其祛痰止咳等功效，將柚子皮經脫苦、超聲提取后得到的柚子皮提取物添加到發酵乳中，研制出功能性柚子酸奶。關隨霞等人[24]研制出兼具山藥紅棗獨特風味和營養價值的酸奶。

使用發酵后的胡蘿卜原漿代替胡蘿卜汁添加到發酵乳中，開發出一款營養全面且具有發酵胡蘿卜風味的酸奶。發酵后的蘿卜原漿相比于胡蘿卜汁質地更加稠厚，王鵬[25]發現胡蘿卜原漿經乳酸菌發酵后，萜烯類風味物質明顯減少了，而醇酯類風味物質增加了，這使得最終酸奶的風味更加飽滿突出，同時兼具發酵胡蘿卜汁營養健康的功效。研究旨在豐富功能性風味發酵乳的市場，并為后續胡蘿卜飲用型風味酸奶的生產提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮胡蘿卜、白砂糖，均為市售；鮮牛奶，河北新希望天香乳業有限公司提供；穩定劑：發酵劑FVV、嗜熱鏈球菌（S.thermophilus，ST） 和保加利亞乳桿菌（L.bulgaricus，LB），帝斯曼（中國） 有限公司提供；發酵劑LSL（LB∶ST∶LP=1∶1∶1）、副干酪乳桿菌（L.paracase，LP），丹尼斯克投資有限公司提供；植物乳桿菌（L.plantarum，LP）、干酪乳桿菌（L.casei，LC），上海昊岳實業有限公司提供。

APV1000型高壓均質機，美國SPX公司產品；LRH250型生化培養箱，上海一恒科學儀器有限公司產品；JA2003型電子天平，上海浦春計量儀器有限公司產品；電磁爐，浙江蘇泊爾股份有限公司產品；YAB15型高壓蒸汽滅菌鍋，永興醫療器械有限公司產品；PHS-3C型pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司產品；DV-C型黏度計，美國博力飛工程實驗室有限公司產品；FT1型乳成分分析儀，丹麥福斯公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

（1）胡蘿卜原漿的制備。新鮮胡蘿卜→清洗去皮→加鹽水、纖維素酶酶解→殺菌→接種→發酵→胡蘿卜原漿。

（2）胡蘿卜酸奶的制備。新鮮生牛乳→預熱→加乳清蛋白粉水合→預熱→加白砂糖、穩定劑化料→預熱→均質→殺菌→降溫→接種→發酵→加入胡蘿卜原漿→攪拌→均質→降溫→灌裝。

1.2.2 胡蘿卜發酵原漿的制備

在前期試驗的基礎上制備胡蘿卜發酵原漿，選取新鮮的胡蘿卜（去皮）打碎成漿狀，加入胡蘿卜質量1%的食鹽、0.05%的纖維素酶，在45~50℃下酶解30 min[26]。經95℃殺菌300 s后以10 DCU/t的添加量加入發酵劑LSL，于37±2℃下發酵24 h。將制得的胡蘿卜發酵原漿在4℃環境下密封保存。

1.2.3 酸奶發酵基料的制備

將部分牛乳預熱至50℃，加入10%的乳清蛋白粉，水合30 min，然后加入3%的穩定劑，剪切10 min，待其溶解后預熱至65℃均質，均質壓力為18~20 MPa。均質后殺菌，殺菌條件為95℃，300 s。

1.2.4 胡蘿卜酸奶的制備

發酵劑接種液的制備在超凈工作臺中進行，將發酵劑FVV按一定量加入至10 mL無菌水中，充分混勻后，移液槍移取1 mL菌液至準備好的酸奶基料中，42±1℃下恒溫密閉發酵4~8 h。發酵終止后加入3%~11%的胡蘿卜原漿，混合均勻后均質（3~8 MPa） 備用。

1.2.5 單因素試驗

單因素試驗考查不同發酵胡蘿卜原漿添加量（3%，5%，7%，9%，11%）、蔗糖添加量（6%，7%，8%，9%，10%）、發酵劑接種量（2%，3%，4%，5%，6%） 在41±1℃下發酵不同時間（4，5，6，7，8 h）對酸奶感官品質的影響，并測定樣品的酸度。

1.2.6 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，以蔗糖添加量（A）、發酵胡蘿卜原漿添加量（B）、發酵劑添加量（C）和發酵時間（D） 為因素，設計L（934）正交試驗（表2）來確定制備胡蘿卜風味酸奶的最佳配方工藝條件。

胡蘿卜酸奶正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 胡蘿卜酸奶正交試驗因素與水平設計

1.2.7 測定方法

在上述最佳條件下，對具有特殊香氣的胡蘿卜風味酸奶進行測定，具體方法如下。

（1）感官評定。組織20名專業的食品檢驗人員分別對酸奶的色澤（20分）、香氣（20分）、組織狀態（30分）和口感風味（30分）進行感官品評。

胡蘿卜飲用型風味酸奶感官評定指標見表2。

表2 胡蘿卜飲用型風味酸奶感官評定指標

（2）理化指標。分別使用凱氏定氮法、堿水解法、乳成分分析儀、酚酞指示劑法對制備的胡蘿卜酸奶的蛋白質、脂肪、非脂乳固體及酸度進行測定。

（3）微生物測定。按照GB 4789系列檢驗方法，對酸奶中的微生物指標如乳酸菌、大腸桿菌、致病菌等進行測定。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 發酵胡蘿卜原漿添加量對酸奶感官品質的影響

在準備好的酸奶基料中添加8%的蔗糖，4%發酵劑FVV，于41±1℃下發酵6 h后，分別添加3%，5%，7%，9%，11%發酵胡蘿卜原漿，均質得到胡蘿卜酸奶，對其進行酸度測定及感官評分。

發酵胡蘿卜原漿添加量對酸奶品質的影響見圖1。

圖1 發酵胡蘿卜原漿添加量對酸奶品質的影響

由圖1可知，隨著原漿添加量的增加，胡蘿卜酸奶的終止酸度幾乎沒有差異，但感官品質影響差異顯著。當發酵胡蘿卜原漿添加量為7%時，酸奶感官評分最高，達到88分，此時酸奶整體呈淡粉色，顏色均勻，色澤光亮，胡蘿卜風味與酸奶發酵香氣協調，口感細膩順滑；當添加量為3%時，酸奶呈淺黃色，無胡蘿卜風味；當添加量為5%時，酸奶呈淺粉色，胡蘿卜風味較淡，口感有些澀口；當添加量為9%時，酸奶呈淡粉色，口感細膩略黏稠，胡蘿卜風味較凸顯；當添加量達11%時，酸奶基本呈粉色，黏度偏高，胡蘿卜風味不協調，酸味較大。因此，發酵胡蘿卜原漿的添加量以7%為宜。

2.1.2 蔗糖添加量對酸奶品質的影響

在備好的酸奶基料中分別添加6%，7%，8%，9%，10%蔗糖，接入4%的發酵劑FVV后，在41±1℃下發酵6 h，加入添加量為7%的發酵胡蘿卜原漿，對酸奶進行感官評分，并測定酸度。

蔗糖添加量對酸奶品質的影響見圖2。

圖2 蔗糖添加量對酸奶品質的影響

蔗糖添加量對酸奶發酵結束后的組織狀態影響不大，各試驗組發酵終點的酸度均在70°T左右，但其酸甜感差異明顯。當添加量為6%時，酸奶酸味偏重，整體香氣不協調；當添加量為7%時，酸奶略有甜味，但胡蘿卜風味受到影響；當添加量為8%時，制得的酸奶酸甜適中、香氣協調，感官評分最高為92分；當添加量為9%時，酸奶偏甜，胡蘿卜風味被掩蓋；當添加量為10%時，制得的酸奶口味發苦，幾乎品嘗不出胡蘿卜的風味。因此，蔗糖添加量以8%為宜。

2.1.3 發酵劑接種量對酸奶品質的影響

在酸奶基料中加入7%發酵胡蘿卜原漿和8%蔗糖，再分別接入2%，3%，4%，5%，6%的發酵劑FVV，于41±1℃下發酵6 h，對酸奶進行感官評分，并測定酸度。

發酵劑接種量對酸奶品質的影響見圖3。

圖3 發酵劑接種量對酸奶品質的影響

發酵劑接種量為2%時，發酵結束后酸奶狀態軟且稀薄，酸度為63°T，口感偏甜，可能為發酵劑接種量不足，同樣時間內產酸量不夠，乳清蛋白沒有完全變性，不能充分與酪蛋白形成穩定復合物；發酵劑接種量為3%時，發酵結束后酸奶質構較緊實，發酵香氣較好，酸度達70°T，風味正常；當接種量為4%時，發酵結束后酸奶質構較3%稍好，冷卻破乳后黏稠度適中，口感細膩，酸度達73°T，酸甜適中，感官評分為87分（最高）；接種量為5%時，發酵結束后有少量乳清析出，口感偏酸，略微澀口；當添加量為6%時，酸奶發酵結束后乳清析出嚴重，酸味重。因此，發酵劑接種量以4%為宜。

2.1.4 發酵時間對酸奶品質的影響

在備好的酸奶基料中添加8%的蔗糖和4%發酵劑FVV，于41±1℃下分別發酵4，5，6，7，8 h，添加7%的發酵胡蘿卜原漿，對酸奶進行感官評分，并測定酸度。

發酵時間對酸奶品質的影響見圖4。

圖4 發酵時間對酸奶品質的影響

發酵時間對酸奶的酸度、質構和風味有較大影響，發酵4 h時，酸奶酸度低，其質構稀薄，口感略甜，無發酵乳特有的香氣；發酵5 h時，酸奶酸度達到65°T，狀態更加緊密，但發酵香氣不足；發酵6 h時，酸度達73°T，此時發酵香氣濃郁，酸奶狀態緊實，破乳后黏度適中，口感細膩，感官評分最高為91分；發酵7 h時，有少量乳清析出；發酵8 h時，能觀察到明顯的乳清析出現象，有明顯酸味。因此，發酵時間以6 h為宜。

2.2 正交試驗

根據單因素試驗結果，以感官評分為評價標準，選用L9（34）正交試驗考查蔗糖添加量（A）、發酵胡蘿卜原漿添加量（B）、發酵劑接種量（C）和發酵時間（D）對胡蘿卜飲用型酸奶的影響。

胡蘿卜酸奶正交試驗設計見表3，方差分析見表4。

表3 胡蘿卜酸奶正交試驗設計

表4 方差分析

由極差分析結果可知，4個因素蔗糖添加量、胡蘿卜發酵原漿添加量、發酵劑接種量和發酵時間對酸奶感官指標的影響程度依次為B>A>D>C，即發酵胡蘿卜原漿添加量>蔗糖添加量>發酵時間>發酵劑接種量。由方差分析結果可知，4個因素中蔗糖添加量和胡蘿卜發酵原漿添加量對感官指標有顯著影響（p<0.05），是工藝配方中的關鍵因素。胡蘿卜酸奶的最佳工藝組合為A2B3C1D3，即在酸奶基料中加入8%的蔗糖，3%發酵劑，發酵6 h后加入8%的發酵胡蘿卜原漿。但是，試驗設計中未出現該組合，因此需要進一步進行驗證試驗。

2.3 正交試驗的驗證

由正交試驗結果分析可知，A2B3C1D3為最優組合，同時選取前期試驗中感官評分最高的組合A2B3C1D2，在42℃下發酵制備酸奶后，進行感官評定。驗證試驗組的感官評分為93分，高于試驗設計組合中最高分組（89分）。因此，最終確定驗證試驗組A2B3C1D3為最優試驗組合，即8%蔗糖，3%發酵劑FVV，6h發酵后加入8%發酵胡蘿卜原漿，即可制得胡蘿卜風味酸奶。

2.4 發酵后均質壓力對酸奶黏度的影響

由于酸奶定位為一種飲用型風味酸奶，而黏度對酸奶口感的影響較大，因此探究不同均質壓力對酸奶黏度及感官的影響很有必要。根據正交試驗確定的配方工藝，分別在0，1，3，5，7 MPa的均質壓力下對發酵后的酸奶進行均質。

不同均質壓力對酸奶黏度及感官品質的影響見表5。

表5 不同均質壓力對酸奶黏度及感官品質的影響

由表5可知，當均質壓力為5 MPa，酸奶黏度為1 315 mpa/s時，酸奶感官評分最高為97分。因此，確定均質壓力為5 MPa。

2.5 胡蘿卜飲用型風味酸奶的測定結果

2.5.1 感官品質

酸奶呈淡粉色，組織均勻細膩，無乳清析出，口感順滑，酸甜適中，酸奶發酵香氣與胡蘿卜混合香氣協調柔和，回味濃郁，無異味。

2.5.2 理化指標

測得胡蘿卜酸奶的各項理化指標為脂肪2.8 g/100 g，蛋白質3.3 g/100 g，總干21.31%，酸度75°T，均符合發酵乳的國家標準標準。

2.5.3 微生物指標

乳酸菌總數為2.75×108CFU/mL，大腸桿菌≤3 MPN/100 mL，致病菌未檢出，均符合發酵乳的國家標準。

3 結論

通過單因素試驗和正交試驗優化的胡蘿卜飲用型風味酸奶的最佳工藝配方為發酵胡蘿卜原漿添加量8%，蔗糖添加量8%，發酵劑接種量3%，發酵溫度42℃，發酵時間6 h，此配方工藝下制得的風味酸奶胡蘿卜風味協調、口感細膩、色澤均勻一致、酸甜可口、黏稠度適中，酸度、黏度及微生物指標均達到國家標準，為后續胡蘿卜飲用型風味酸奶的生產提供技術支撐。