黑枸杞牦牛酸奶的制備工藝探究

李文浩，馬琳，張建華，桑巴，肖立成，郭衛(wèi)興，王紅，張雁平

(1.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院；2.青海省玉樹市畜牧獸醫(yī)工作站)

青海省現(xiàn)有牦牛存欄量590萬頭，居全國首位，牦牛是農(nóng)牧民生產(chǎn)生活的重要資料之一[1]。已有研究發(fā)現(xiàn)，牦牛乳含有豐富的氨基酸、不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)以及維生素等，具有提高機(jī)體免疫力、預(yù)防心腦血管疾病、促進(jìn)嬰幼兒生長發(fā)育等特殊功效[2]。牦牛產(chǎn)乳量相對(duì)較低，但脂肪含量高，脂肪球平均直徑大，適合酸奶、奶油、冰淇淋等產(chǎn)品的開發(fā)[3，4]，因此，深度開發(fā)牦牛乳產(chǎn)品是提高牦牛養(yǎng)殖附加值，增加農(nóng)牧民收入的重要途徑[5]。

黑枸杞是青海省重要的經(jīng)濟(jì)作物，產(chǎn)量高、品質(zhì)好，具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值和保健作用。已有研究發(fā)現(xiàn)，黑枸杞富含維生素E、氨基酸和礦物質(zhì)[6]，具有增強(qiáng)免疫力、延遲衰老、改善睡眠、明目以及抗疲勞和保護(hù)心血管等保健功效[7]，被譽(yù)為“軟黃金”[8]。本研究鑒于牦牛乳和黑枸杞的營養(yǎng)價(jià)值以及保健功能，開發(fā)黑枸杞牦牛酸奶是科學(xué)利用青海資源、豐富牦牛乳產(chǎn)品，為提高牦牛養(yǎng)殖效益，增加牧民收入探索新的途徑。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1試驗(yàn)材料

黑枸杞果，市售；牦牛乳，購于玉樹市藏霸喇種畜場(chǎng)；白砂糖，市售；發(fā)酵劑，購于網(wǎng)絡(luò)混合發(fā)酵劑；塑料酸奶杯，購于食品包裝專門店等。

1.1.2試驗(yàn)設(shè)備

不銹鋼鍋、不銹鋼盆、大湯勺、均質(zhì)機(jī)、電爐子、發(fā)酵箱、冰箱、分光光度計(jì)、索氏抽提機(jī)、離心機(jī)、阿貝折光儀、滴定管、滴定管架、試管、離心管、吸耳球、燒杯、錐形瓶、移液管、玻璃棒、分析天平、稱量紙等。

1.1.3試驗(yàn)試劑

95%乙醇、氫氧化鈉、牛血清蛋白、考馬斯亮藍(lán)G-250試劑、酚酞、磷酸、等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1工藝流程

1.2.2操作要點(diǎn)

1.2.2.1挑選清洗：挑選新鮮飽滿的黑枸杞干果，去除霉?fàn)€變色的壞果及雜物，用清水沖洗洗凈黑枸杞干果，瀝干水分。

1.2.2.2浸泡護(hù)色：將洗凈的沙棘和黑枸杞干果分別置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)2% 氯化鈉溶液中浸泡 3min～ 5min，進(jìn)行護(hù)色處理[18]。

1.2.2.3黑枸杞預(yù)處理：將黑枸杞果實(shí)與水比列為1∶1.5混合之后開始榨制，榨汁結(jié)束之后將黑枸杞醬與白糖比列為9∶1，在50℃溫水下進(jìn)行水浴，邊攪拌邊加入白糖，最后制成黑枸杞果醬。

1.2.2.4牛奶預(yù)處理：冷凍牦牛乳解凍后，用800目的過濾網(wǎng)對(duì)牦牛乳進(jìn)行過濾，在25MPa下，對(duì)牦牛乳均質(zhì)。均質(zhì)后待用。

1.2.2.5殺菌：采用煮沸殺菌法殺菌5min。將殺菌完成的原料奶迅速冷卻至41℃。

1.2.2.6發(fā)酵：將加入發(fā)酵菌的原料奶置于42℃的恒溫發(fā)酵箱中發(fā)酵。

1.2.2.7攪拌分裝：將發(fā)酵完成的酸奶降溫至10℃左右，加入處理好的黑枸杞攪拌均勻后分裝在一次性塑料杯中。

1.3 單因素試驗(yàn)

1.3.1白沙糖添加量的確定

固定黑枸杞添加量為6%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時(shí)間為5h，菌種添加量為0.20%，選擇白糖添加量分別為4%、5%、6%、7%、8%進(jìn)行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官評(píng)定為考察指標(biāo)，確定最佳白糖添加量，做三組平行試驗(yàn)。

1.3.2發(fā)酵菌種添加量的確定

固定白糖添加量為6%，黑枸杞添加量為6%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時(shí)間5h，選擇發(fā)酵菌種添加量分別為0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%進(jìn)行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官評(píng)定為考察指標(biāo)，確定菌種添加量。

1.3.3黑枸杞添加量的確定

固定白糖添加量為6%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵時(shí)間為5h，菌種添加量為0.20%的條件下，選擇黑枸杞添加量分別為4%、5%、6%、7%、8%來進(jìn)行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官評(píng)定為考察指標(biāo)，確定最佳黑枸杞添加量。

1.3.4發(fā)酵時(shí)間的確定

固定白糖添加量為6%,黑枸杞添加量為6%，發(fā)酵溫度為42℃，菌種添加量0.20%，選擇發(fā)酵時(shí)間分別為3h、4h、5h、6h、7h來進(jìn)行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官評(píng)定為考察指標(biāo)，確定最佳菌種添加量。

1.4 正交試驗(yàn)

結(jié)合以上單因素試驗(yàn)結(jié)果，用L9(34)正交試驗(yàn)進(jìn)行工藝優(yōu)化。正交試驗(yàn)因素水平見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

1.5 驗(yàn)證試驗(yàn)

應(yīng)用優(yōu)化的工藝參數(shù)進(jìn)行黑枸杞牦牛酸奶產(chǎn)品的驗(yàn)證。

1.6 測(cè)定方法

1.6.1感官評(píng)定

參照表2，隨機(jī)選擇10位人員進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

表2 黑枸杞牦牛酸奶的感官評(píng)分表

1.6.2蛋白質(zhì)測(cè)定

將黑枸杞牦牛酸奶成品按要求預(yù)處理，用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定蛋白質(zhì)，等待配置好考馬斯標(biāo)準(zhǔn)曲線，將樣品和標(biāo)曲滴進(jìn)比色板，放入分光光度計(jì)測(cè)定，最后通過計(jì)算得到。

1.6.3持水性測(cè)定

將酸奶成品按一定的質(zhì)量放入離心管中，打開離心機(jī)按4000r/min的轉(zhuǎn)速離心15min后，將上清液倒出備用，稱出離心后的質(zhì)量，按公式計(jì)算得出。

1.6.4酸度測(cè)定

用滴定法測(cè)酸奶酸度，準(zhǔn)備好滴定架、滴定管、錐形瓶以及氫氧化鈉和酚酞進(jìn)行滴定。待滴定至微紅色且30s內(nèi)不褪色后記錄下滴定所消耗的體積數(shù)，最后計(jì)算酸度。

1.6.5黏度測(cè)定

將電子黏度計(jì)打開，選擇四號(hào)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速30r/min，將酸奶成品放入深一點(diǎn)的容器進(jìn)行測(cè)定，大概一分鐘便可記錄黏度數(shù)值，重復(fù)三次算出平均值，得到黏度。

1.6.6可溶性固形物測(cè)定

將離心后備用的上清液取出，用阿貝折光儀測(cè)定，將上清液涂平于折光儀板上，進(jìn)行觀察，重復(fù)三次測(cè)定算出平均值，得到可溶性固形物的含量。

1.6.7脂肪測(cè)定

將酸奶樣品放置于冰柜中進(jìn)行凍干，待樣品酸奶凍干后用索氏抽提法測(cè)定其中脂肪，最后待結(jié)果出來后用公式計(jì)算脂肪的含量。

1.7 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019和SPSS 20對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1白糖添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

由圖1可知，當(dāng)白糖的添加量控制在6%時(shí)，黑枸杞牦牛酸奶的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高。隨著白糖添加范圍在4%～6%時(shí)，黑枸杞牦牛酸奶的色澤、風(fēng)味評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)隨之升高，當(dāng)白糖添加量超過6%時(shí)，評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)趨于穩(wěn)定。這是由于隨著白糖不斷增加，酸奶的酸度值變化，破壞酸奶的酸性風(fēng)味，增加了可溶性固形物的量，從而影響黑枸杞牦牛酸奶的組織狀態(tài)和口感，最終影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的可接受性[18]。因此選擇最佳的白糖添加量為6%。

圖1 白糖添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)影響結(jié)果

2.1.2發(fā)酵劑添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

由圖2可知，當(dāng)發(fā)酵劑的添加量為0.20%時(shí)，黑枸杞牦牛酸奶的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高。當(dāng)發(fā)酵劑添加量在0.05%～0.15%時(shí)，黑枸杞牦牛酸奶的組織狀態(tài)、口感評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)逐漸上升；色澤、風(fēng)味的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)波動(dòng)不大，這是由于發(fā)酵劑的添加量，使得酸奶的凝乳效果和酸度逐漸增強(qiáng)，影響黑枸杞牦牛酸奶的組織狀態(tài)和口感。酸奶產(chǎn)酸和凝固這一特點(diǎn)也會(huì)影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的接受度，因而選擇最佳的發(fā)酵劑添加量為0.25%。

圖2 菌種添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)影響結(jié)果

2.1.3黑枸杞醬添加量對(duì)感官評(píng)定的影響

由圖3可知，當(dāng)黑枸杞醬添加量控制在6%時(shí)，黑枸杞牦牛酸奶的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高。隨著黑枸杞醬添加范圍在4%～6%時(shí)，黑枸杞牦牛酸奶的色澤、風(fēng)味評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)隨之升高，當(dāng)黑枸杞醬添加量超過7%時(shí)，評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)趨于穩(wěn)定。這是由于隨著黑枸杞醬不斷增加，黏度和硬度值下降，破壞酸奶的凝乳，增加乳清比例，影響黑枸杞牦牛酸奶的組織狀態(tài)和口感，最終影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的可接受性[19]。因此選擇最佳的黑枸杞醬添加量為6%。

圖3 黑枸杞添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)影響結(jié)果

2.1.4發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官評(píng)定的影響

由圖4可知，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間控制在6h時(shí)，黑枸杞牦牛酸奶的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高。隨著發(fā)酵時(shí)間范圍值在3h～5h時(shí)，酸奶無法凝固或酸奶太過于稀，隨著發(fā)酵時(shí)間在6h～7h時(shí)，酸奶的組織狀態(tài)和風(fēng)味評(píng)價(jià)會(huì)隨之提高，而當(dāng)發(fā)酵時(shí)間超過7h時(shí)，酸奶組織狀態(tài)不夠細(xì)膩，風(fēng)味評(píng)價(jià)也隨之下降，并且不是最合理經(jīng)濟(jì)效益，最終影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的可接受性。因此選擇最佳的發(fā)酵時(shí)間為6h。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)感官評(píng)價(jià)影響結(jié)果

2.2 正交試驗(yàn)

由正交表可得，A、B、C、D四個(gè)因素中影響黑枸杞牦牛酸奶感官評(píng)定分?jǐn)?shù)的主次比為A>D>B>C,即在黑枸杞牦牛酸奶中影響品質(zhì)和口味的最大因素為白糖添加量，其次為發(fā)酵時(shí)間，然后是菌種添加量，最后是黑枸杞添加量。且由K值比較可以得出最優(yōu)水平組合出的最優(yōu)配方為A3B3C2D3，即白糖添加量7%，菌種添加量0.25%，黑枸杞添加量6%，發(fā)酵時(shí)間7h。

表3 黑枸杞牦牛酸奶的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3 指標(biāo)測(cè)定

2.3.1黑枸杞牦牛酸奶中蛋白的測(cè)定

用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定酸奶中蛋白質(zhì)的含量[20]。

根據(jù)標(biāo)曲計(jì)算出蛋白質(zhì)含量。

其中：X代表樣品中蛋白質(zhì)的含量，g/100g

c代表樣品蛋白濃度，mg/mL

C0代表空白試驗(yàn)蛋白濃度，mg/mL

m代表樣品稱取質(zhì)量，g

V代表最終樣品溶液定容的體積，mL

圖5 蛋白質(zhì)濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3.2黑枸杞牦牛酸奶中持水性的測(cè)定

持水性按以下公式來計(jì)算：

其中：m1代表離心后樣品重量；m0代表離心前樣品重量得到的結(jié)果為持水:第一天為85.68%，第三天為83.02%，第七天為78.43%。

圖6 黑枸杞牦牛酸奶持水性

2.3.3黑枸杞牦牛酸奶中酸度的測(cè)定

通過以下公式進(jìn)行計(jì)算樣品酸度。

其中：c2代表氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L

m1代表稱取的鄰苯二甲基氫鉀的質(zhì)量，g

204.22為的摩爾體積分?jǐn)?shù)

V1代表滴定至終點(diǎn)消耗氫氧化鈉溶液的體積，mL

X2代表所求的酸度，°T

V2代表樣品滴定至終點(diǎn)所消耗氫氧化鈉的體積，mL

m2代表稱取的樣品質(zhì)量，g

通過公式得到酸奶酸度為74.95°T即75°T.

2.3.4黑枸杞牦牛酸奶中黏度的測(cè)定

根據(jù)電子粘度計(jì)測(cè)定黏度，三次的黏度值分別為1974厘泊、1851厘泊、1741厘泊。即最終黏度為1846厘泊。

2.3.5黑枸杞牦牛酸奶中可溶性固形物的測(cè)定

用阿貝折光儀測(cè)定，在折光儀中看到的示數(shù)為10左右，即可溶性固形物的含量為10%。

2.3.6黑枸杞牦牛酸奶中脂肪的測(cè)定

根據(jù)以下公式計(jì)算黑枸杞牦牛酸奶樣品中所含的脂肪。

其中：X代表樣品中脂肪的含量，%

m總代表m1加m樣品的質(zhì)量，g

m1代表經(jīng)過恒重的收集瓶質(zhì)量，g

3 試驗(yàn)結(jié)果

針對(duì)黑枸杞牦牛酸奶制備，優(yōu)化工藝后所得產(chǎn)品風(fēng)味好，營養(yǎng)價(jià)值高，具有較好的保健功能，本研究結(jié)果與前人在同類產(chǎn)品的制備工藝優(yōu)化試驗(yàn)相比，加工工藝更為簡單。對(duì)產(chǎn)品經(jīng)過測(cè)定，得到蛋白質(zhì)含量為3.6%，持水性為85.68%，酸度為75°T，黏度為1846cP，可溶性固形物為10%，脂肪含量為6.25%，符合酸奶營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，制備工藝更適合在青藏高原地區(qū)推廣應(yīng)用。