藍莓低蔗糖凝固型酸奶研制的研究*

李 娜, 王能軍

(1.安徽糧食工程職業學院，安徽 合肥 230000；2.安徽荃銀糧油購銷有限公司，安徽 合肥 230000)

近幾年來，隨著肥胖、“三高”和糖尿病等特殊人群的增多[1]，人們對食品中的白砂糖越來越敏感，越來越多的人更青睞于低糖食品.酸奶因其能改善腸道環境、促進消化和增強人體免疫力等功能特性[2]，日益受到消費者的喜愛，然而酸奶在制作的過程中都會添加一定量白砂糖[3]，使不少消費者又望而卻步.低糖酸奶可以利用甜味劑替代部分蔗糖，不僅可滿足人們對酸奶營養價值的需求[1]，同時還可以消除需要控制糖分的人群的顧慮.因此，研制高品質的低糖酸奶具有重要意義.

三氯蔗糖是唯一利用蔗糖制作出來的無能量高倍甜味劑物質[4]，是替代蔗糖最理想的甜味劑[5].據康維民[6]、袁文月[7]等研究報道，三氯蔗糖具有安全系數高、自身性質穩定、水溶液化學穩定性高等特點,其甜度相當于蔗糖的800倍[8]，甜味基本接近蔗糖[9]，且自身甜味純正，不會產生蔗糖的后苦味[10].因此，三氯蔗糖應用到酸奶中不僅能夠改善酸奶的口感，還可以降低生產成本.

藍莓營養價值豐富，風味獨特，富含花青素、黃酮類化合物、多酚類化合物等[11]多種生理活性物質，具有抗癌、抗衰老、抗氧化、保護視力等保健作用[12]，對冠心病、心絞病等有治療作用[13]，被聯合國糧農組織列為人類五大健康食品之一[14].

本文通過考察三氯蔗糖替代量、藍莓汁添加量、發酵溫度和發酵時間四個因素，先進行單因素多水平實驗篩選出最適水平，再進行正交實驗優化得出藍莓低蔗糖凝固型酸奶的最適配方組合.

1 材料與方法

1.1 材料與設備

本實驗所需的材料及設備見表1，表2所示.

表1 實驗材料

表2 試驗儀器型號以及生產廠家

1.2 工藝流程和操作要點

1.2.1 工藝流程

脫脂奶粉→還原奶→還原奶預熱(55 ℃)→配料(加入三氯蔗糖、白砂糖和藍莓汁)→均質(55 ℃)→殺菌(95 ℃，15 min)→冷卻(43 ℃以下)→接種、攪拌(5～10 min)→發酵(43 ℃，6 h)→罐裝→冷藏后熟(4 ℃，11 h).

1.2.2 操作要點

1)溶解：將脫脂奶粉和純凈水按一定比例混合成還原奶備用.

2)藍莓汁制備：挑選新鮮的藍莓用水清洗干凈, 放入高壓蒸汽滅菌鍋中25 min, 溫度為100 ℃, 以達到軟化、滅酶的作用.處理后的藍莓冷卻后用單層紗布過濾待用[15].

3)預熱、攪拌：使用恒溫水浴鍋將還原奶預熱到55 ℃后，加入適量三氯蔗糖、蔗糖和藍莓汁，并使用攪拌器攪拌均勻.

4)均質：將混合均勻后的還原奶溫度控制在55 ℃左右，通過均質乳化機均質，得到脂肪球均勻一致的還原奶.

5)殺菌、冷卻：均質過還原奶放入高壓蒸汽滅菌鍋中，在95 ℃條件下保持15 min，并迅速冷卻至41 ℃以下.

6)接種：在無菌操作情況下對滅菌冷卻后還原奶接種0.03%直投式乳酸菌種[16]，直投式乳酸菌種由安徽糧食工程職業學院微生物實驗室保存.

7)罐裝：將接種攪拌后的復原乳罐裝到塑料杯中并封口.

8)發酵：將智能酸奶機溫度設置為43 ℃，把封口后的還原奶發酵適宜時間.

9)冷藏后熟：放入智能酸奶機中4 ℃冷藏11 h.

1.3 單因素實驗

1.3.1 三氯蔗糖最適替代量的確定

參考傳統酸奶生產工藝基礎，先固定奶粉添加量12%、藍莓汁添加量9%、發酵溫度43 ℃、發酵時間7 h等條件不變.通過對比不同三氯蔗糖替代量(5%、15%、25%、35%、45%)對藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質的影響，篩選分析得出三氯蔗糖最適替代量,每組設3個重復.

1.3.2 藍莓汁最適添加量的確定

參考傳統酸奶生產工藝基礎，先固定奶粉添加量12%、三氯蔗糖替代量25%、發酵溫度43 ℃、發酵時間7 h等條件不變.通過對比藍莓汁添加量(5%、7%、9%、11%、13%)對藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質的影響，篩選分析得出藍莓汁最適添加量,每組設3個重復.

1.3.3 最適發酵溫度的確定

參考傳統酸奶生產工藝基礎，先固定奶粉添加量12%、三氯蔗糖替代量25%、藍莓汁添加量9%、發酵時間7 h等條件不變.通過對比發酵溫度(39 ℃、41 ℃、43 ℃、45 ℃、47 ℃)對藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質的影響，篩選分析得出最適發酵溫度，每組設3個重復.

1.3.4 最適發酵時間的確定

參考傳統酸奶生產工藝基礎，先固定奶粉添加量12%、三氯蔗糖替代量25%、藍莓汁添加量9%、發酵溫度43 ℃等條件不變.通過對比發酵時間(5 h、6 h、7 h、8 h、9 h)對藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質的影響，篩選分析得出最適發酵時間.每組設3個重復.

1.4 正交實驗

在上述單因素實驗結果基礎上，采用4因素(三氯蔗糖替代量、藍莓汁添加量、發酵溫度和發酵時間)3水平正交實驗設計.得出正交實驗因素水平表，具體見表3，以感官評分為評定指標，通過極差分析和方差分析篩選出最適配方組合.

表3 正交實驗因素水平表

1.5 測定指標

1.5.1 感官評定

邀請10名經過感官分析測試合格的教師(5男5女)，組成藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官評定小組，從色澤(20分)、滋味(30分)、氣味(20分)和組織狀態(30分)進行感官評分，滿分為100分.結果取加權平均分[17].

具體感官評定表評分標準詳見表4.

表4 感官評定表

1.5.2 各指標的檢測

按照發酵乳國家安全標準(GB 19302-2010)規定的檢測方法，測定藍莓低蔗糖凝固型酸奶的理化指標(脂肪、蛋白質和酸度)、微生物限量(大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、酵母、霉菌)和乳酸菌數[17].

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果分析

2.1.1 三氯蔗糖替代量對酸奶感官品質的影響

如圖1所示，當三氯蔗糖替代量在5%～35%之間時，藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官評分隨著三氯蔗糖替代量增大而逐漸升高；當替代量為35%時評分最高為88.7分；替代量達到35%之后藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官評分開始下降，且下降趨勢明顯.前者升高是因為三氯蔗糖替代部分蔗糖，能有效改善酸奶的口感，使酸奶更加酸甜適口、香醇誘人[2]；后者分數降低是因為當三氯蔗糖替代量達到一定的比例后，三氯蔗糖本身所具有的后甜味就會比較明顯，導致口味偏甜，使感官評分降低.因此，選取三氯蔗糖替代量為35%左右為后期正交實驗水平.

圖1 三氯蔗糖替代量對藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質影響

2.1.2 藍莓汁添加量對酸奶感官品質的影響

如圖2所示，當藍莓汁添加量在5%～9%之間時，酸奶的感官評分呈現穩定上升趨勢；當藍莓汁添加量達到9%時，酸奶感官評分達到最大值為88.5分，此時酸奶顏色均一、發酵香味與果香味協調、口感柔和、酸甜適宜；當藍莓汁添加量在9%～13%之間，酸奶的感官評分開始逐漸下降.前者升高是因為隨著添加量的增加，藍莓的果香味越來越充足，產品風味也變得越來越協調，使得感官評分逐漸升高；后者下降是因為藍莓汁添加量過多，使產品偏酸，口感也變得不柔和，感官評分下降.因此，選取藍莓汁添加量為9%左右為后期正交實驗水平.

圖2 藍莓汁添加量對藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質影響

2.1.3 發酵溫度對酸奶感官品質的影響

如圖3所示，發酵溫度在39～43 ℃之間，酸奶的感官評分隨著發酵溫度的升高而逐漸升高；在43 ℃時達到峰值，此時感官評分最高為88.4分，酸奶細膩均勻、酸甜適中；當發酵溫度在43～47 ℃之間時，酸奶的感官評分呈持續下降趨勢.前者分數升高的原因可能是隨著發酵溫度升高，乳酸菌的產酸能力增強，使酸奶的酸甜比和黏度逐漸適中；后者分數下降是因為隨著發酵溫度的增加，酸奶中的乳清析出現象逐漸加劇，酸甜比也變得越來越不協調，使得感官評分降低.因此，選取發酵溫度為43 ℃左右為后期正交實驗水平.

圖3 發酵溫度對藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質影響

2.1.4 發酵時間對酸奶感官品質的影響

如圖4所示，酸奶發酵時間在5～7 h之間，感官評分隨著發酵時間的增加呈現持續上升趨勢；在發酵時間為7 h達到峰值，此時感官評分最高為88.7分；發酵時間在7～9 h之間，感官評分隨著發酵時間增加呈現持續下降趨勢.前者上升是因為酸奶中風味物質處于形成上升階段，組織結構還沒有連接在一起的緣故[18]；后者降低是因為發酵時間過長，酸奶中的pH環境和微生物發生變化，導致乳清析出現象加劇，口感也變得酸澀.因此，選取發酵時間為7 h左右為后期正交實驗水平.

圖4 發酵時間對藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質影響

2.2 正交實驗結果分析

以單因素實驗結果為依據，設置三氯蔗糖替代量A、藍莓汁添加量B、發酵溫度C和發酵時間D作為考察因素，進行4因素3水平的正交試驗.以感官評分評定指標，篩選出藍莓低蔗糖凝固型酸奶的最適組合，結果詳見表5和表6.

表5 正交試驗數據極差分析表

表6 感官評分方差分析表

由表5和表6可知，影響藍莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質因素主次順序：A>B>C>D.從表5中K值可得，最適組合為A2B2C2D1，即三氯蔗糖替代量35%，藍莓汁添加量9%，發酵溫度43 ℃，發酵時間6.5 h.但根據感官評分得出的最適組合是A2B3C1D2(感官評分90.2分)，因此需要進行驗證實驗，每組重復3次.

2.3 驗證實驗

將2.2中感官評分和K值所得到的最適組合進行驗證實驗，具體實驗參數詳見表7.

表7 驗證實驗表

由表7可知，結合正交實驗結果，藍莓低蔗糖凝固型酸奶最適組合為A2B2C2D1(感官評分91.4分).即藍莓低蔗糖凝固型酸奶最佳組合為：三氯蔗糖替代量35%，藍莓汁添加量9%，發酵溫度43 ℃，發酵時間6.5 h.

2.4 各指標測定

將2.3中得到的最佳組合生產的藍莓低蔗糖凝固型酸奶進行各項理化指標和微生物限量指標的檢測，檢測結果如表8所示.

表8 藍莓低蔗糖凝固型酸奶的指標檢測結果

由表8可知，藍莓低蔗糖凝固型酸奶的各項指標均符合GB 19302-2010《食品安全國家標準發酵乳》中對風味發酵乳的營養指標要求.

3 結論

通過單因素實驗和正交實驗分析篩選得出藍莓低蔗糖凝固型酸奶最適合生產配方即三氯蔗糖替代量35%，藍莓汁添加量9%，發酵溫度43 ℃，發酵時間6.5 h，感官評分90.2分.此配方組合得出的酸奶帶有藍莓的色澤、組織細膩均勻、酸甜適中、風味獨特.