百香果燕麥風味娟姍酸奶的加工工藝

李文，丁連利，房雪蓮，王陶*，劉洵

1. 徐州工程學院食品與生物工程學院（徐州 221018）；2. 徐州美茲可牧業科技有限公司（徐州 221114）

娟姍牛原產于英吉利海峽南端的娟姍島（也稱為哲爾濟島）[1]，屬黃牛的一種，被毛短細具有光澤，毛色呈灰褐、淺褐及深褐色，以淺褐色為主，是古老的奶牛品種之一[2]，幾乎遍布全世界畜牧業發達國家。娟姍牛是典型的小型乳用牛，具有細致緊湊的優美體態。徐州美茲可牧業科技有限公司2017年從新西蘭引進30頭純種娟姍牛，經過幾年選育、擴繁出生產性能、繁殖性能穩定且適合徐州氣候環境的牛群。運用科學的飼養技術，以粗飼料為主，精飼料為輔，配以生物肽等多種飼料添加劑的新技術，娟姍牛乳品質、奶量得以提高。經有關部門檢測，其乳蛋白含量為4.2%，比荷斯坦牛奶高20%左右，乳脂率5.6%，營養結構更合理，是制作凝固型酸奶的優質原料奶[3]。

百香果（passion fruit）為西番蓮科西番蓮屬[4-5]植物的果實，典型的熱帶、亞熱帶漿果[6]。百香果營養豐富，含有維生素、超纖維、蛋白質、礦物質、17種氨基酸等，具有提高人體免疫力，防止細胞老化、癌變及抗衰老等功效，其香味持久，有“果汁之王”的美稱[7-8]。百香果出汁率達43.33%，可溶性固形物16.5%，具有較好的熱穩定性，是一種優質的果汁加工原料[9]。

燕麥含有豐富的可溶性膳食纖維、不飽和脂肪酸、蛋白質、燕麥多肽、生物堿、皂苷、多酚、甾醇等功能性成分[10]，具有明顯的降低血清膽固醇、甘油三酯及降血糖的作用[11]，以及抗氧化、抗衰老、增強機體免疫力、美容養顏等功效[12-13]。

酸奶是以牛乳或乳制品為原料，以白砂糖為輔料，經過均質、殺菌、接種乳酸菌發酵、冷卻、冷藏后熟工藝制成的產品[14]。復合酸奶因添加特色輔料，其營養價值、口感和風味明顯優于普通酸奶產品，更符合人們對于健康和美味的需求。以娟姍鮮牛乳為原料發酵酸奶的報道較少，因此，試驗以新鮮娟姍牛乳為原料，加入百香果和燕麥并進行發酵，不僅可使娟姍酸奶具有百香果和燕麥特有的香味，增加酸奶制品的風味，同時還可以增加娟姍酸奶的營養成分，具有更多保健功能，有良好的發展前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

娟姍鮮牛乳（徐州美茲可牧業科技有限公司）；新鮮紫香百香果（市售）；白砂糖（市售，符合GB/T317—2018《白砂糖》）；燕麥粉（市售）；川秀乳酸菌酸奶發酵粉：保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）∶嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）為1∶1。

1.2 儀器與設備

HPX-9052 MBE電熱恒溫培養箱（上海博迅實業有限公司醫療設備廠）；SW-SJ-2F潔凈工作臺（上海博迅實業有限公司醫療設備廠）；HH-4數顯恒溫水浴鍋（國華電器有限公司）；TU-19紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；PB-20型pH計（德國Sartarius公司）；AD 500S-H高速分散均質機（上海昂尼儀器儀表有限公司）；MCR 302流變儀[安東帕（上海）商貿有限公司]；KDN-520型全自動凱氏定氮儀[邦億精密量儀（上海）有限公司]；SZF-06A脂肪測定儀（上海精龍科學儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 娟姍酸奶制備工藝流程

1.3.2 百香果汁的制備

挑選充分成熟、無蟲害病害的紫香百香果，剔除壞果、未成熟果，用清水沖洗干凈外皮，瀝干。用不銹鋼刀對半切開，用勺子取出果囊，用榨汁機打漿分離種子。用0.088 mm（180目）尼龍過濾，離心沉淀后取上清液，加熱至85 ℃滅菌鈍化酶活性，趁熱裝入經消毒的容器中，封口冷卻，放入冰箱（4～8 ℃）備用[15]。由于百香果pH低，與鮮奶混合時會出現絮狀物沉淀，因此，在調配前需用小蘇打調整至pH 6.5。

1.3.3 燕麥粉的挑選

挑選無病蟲害、無發霉、無雜質摻雜的燕麥粉，放于干燥陰涼處待用。

1.3.4 酸奶發酵工藝參數優化

以感官評分為指標，分別考察白砂糖添加量、百香果汁添加量、燕麥粉添加量、發酵劑添加量、發酵溫度、發酵時間等因素對娟姍酸奶感官指標的影響。測定酸奶在發酵過程中酸度的變化情況，在此基礎上，采用L9(34)正交試驗優化酸奶發酵工藝參數。

1.3.5 酸奶品質指標的測定

測定持水力[16]：將空的5 mL離心管的質量記為W，從每組酸奶中吸取5 mL酸奶樣品倒入離心管中，并精確稱其質量，記為W1，放入離心機中離心（3 000 r/min，30 min），取出樣品靜止10 min 后，棄去上清液，稱量總質量W2。酸奶持水力按式（1）計算。

測定酸度[17]：取5 mL樣品于三角瓶中，加入40 mL蒸餾水，攪拌均勻后滴入3～4滴酚酞指示劑，用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定至紅色，若0.5 min內不消失即為終點，記錄消耗的 NaOH 溶液體積，此體積乘以20即為酸度。

流變學參數通過Anton Parr MCR 302流變儀測量。樣品通過同軸圓筒-轉子傳感系統測量。在穩態掃描時，掃描頻率固定為1Hz，剪切速率從0.01到1000 s-1，測量溫度控制在25 ℃。

蛋白質、脂肪、可溶性固形物、含水量、灰分、乳酸菌活菌數等其他指標均按國標進行。

1.3.6 感官評價

試驗中百香果燕麥娟姍酸奶的感官評價采用的是評分檢驗法[18]。由10名接受過專業訓練的人員組成感官評價小組，評分人員根據百香果燕麥娟姍酸奶的色澤、氣味、組織狀態、口感4個方面進行評價，滿分為100分，根據表1的評價標準進行打分，取平均值作為最終結果。

表1 感官評分標準

1.3.7 統計分析

所有試驗數據均是3次重復結果的平均值，數據表示為x±s形式，利用SPSS 16.0對數據進行統計分析，采用Duncan’s ANOVA進行多重比較，p＜0.05表示差異顯著，p＜0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 白砂糖添加量對娟姍酸奶品質的影響

固定百香果汁添加量5%、燕麥粉添加量5%、發酵劑添加量0.07%、發酵溫度42 ℃、發酵時間5 h，白砂糖添加量分別為5%，6%，7%，8%和9%，考察白砂糖添加量對娟姍酸奶感官評分和酸度的影響，結果見圖1。

圖1 白砂糖添加量對百香果燕麥風味娟姍酸奶品質的影響

由圖1可以看出，酸奶的酸度隨白砂糖添加量增加而增加，而后緩慢下降，其原因是：一方面，由于白砂糖可作為碳源供發酵微生物生長所需要，白砂糖添加量過高，滲透壓增加，不利于微生物的生長，導致酸度降低；另一方面，白砂糖還作為甜味劑調劑酸奶口味。白砂糖添加量7%時，感官評分最高。低于7%時，酸奶酸感過大，高于7%時，甜味太重，讓人產生甜膩感覺，影響感官評分。同時，白砂糖添加量7%時，酸奶酸度適宜，酸甜可口。因此，白砂糖添加量確定為7%。

2.2 百香果汁添加量對娟姍酸奶品質的影響

固定白砂糖添加量7%、燕麥粉添加量5%、發酵劑添加量0.07%、發酵溫度42 ℃、發酵時間5 h，百香果汁添加量分別為3%，4%，5%，6%和7%，考察不同百香果汁添加量對娟姍酸奶感官評分和酸度的影響，結果見圖2。

由圖2可以看出，百香果汁添加量對娟姍酸奶品質影響較大，感官評分隨百香果汁添加量呈先上升后下降趨勢，百香果汁添加量小于5%時，酸奶風味清淡，果香味不明顯，百香果汁添加量5%時感官評分最高，為93分，同時酸度適宜，娟姍酸奶具有明顯的百香果獨特香味，口感佳，凝乳好。百香果汁添加量大于5%時，娟姍牛乳初始pH偏小，還未完全發酵就達到蛋白質的等電點，從而過早凝乳，乳清析出較多，口感較粗糙，缺乏細膩感，導致品質降低。

圖2 百香果汁添加量對百香果燕麥風味娟姍酸奶品質的影響

2.3 燕麥粉添加量對娟姍酸奶品質的影響

固定白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、發酵劑添加量0.07%、發酵溫度42 ℃、發酵時間5 h，燕麥粉添加量分別為3%，4%，5%，6%和7%，考察不同燕麥粉添加量對娟姍酸奶感官評分和酸度的影響，結果見圖3。

圖3 燕麥粉添加量對百香果燕麥風味娟姍酸奶品質的影響

由圖3可以看出，百香果燕麥風味娟姍酸奶感官評分隨燕麥粉添加量增加先增加后降低，添加量4%時，其感官評分最高，燕麥粉添加量低于4%時，燕麥特有香氣較清淡，酸奶色澤變化較小，燕麥粉添加量大于4%時，影響微生物的生長，酸度降低，口感粗糙，凝固狀態不均勻。故最佳燕麥粉添加量為4%。

2.4 發酵劑添加量對娟姍酸奶品質的影響

固定白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、燕麥粉添加量4%、發酵溫度42 ℃、發酵時間5 h，發酵劑含量分別為0.04%，0.05%，0.07%，0.10%和0.20%，考察不同發酵劑添加量對娟姍酸奶感官評分和酸度的影響，結果見圖4。

由圖4可以看出，隨著復合菌粉發酵劑添加量增加，酸奶品質先增高后降低，其酸度一直處于上升趨勢。當接種量低時，發酵產酸不足，酸奶較稀薄，口味清淡。發酵劑添加量0.10%時，口感細膩柔和，有強烈的酸奶口感，無乳清析出，黏稠性好。但發酵劑添加量大于0.10%時，口感偏酸，黏稠度偏大，有乳清析出。因此，最佳發酵劑添加量為0.10%。

圖4 發酵劑添加量對百香果燕麥風味娟姍酸奶品質的影響

2.5 發酵溫度對娟姍酸奶品質的影響

固定白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、燕麥粉添加量4%、發酵劑添加量0.07%、發酵時間6 h，發酵溫度分別為36，39，42，45和48 ℃，考察不同發酵溫度對娟姍酸奶感官評分和酸度的影響，結果見圖5。

由圖5可知，隨著發酵溫度升高，感官評分呈現先升后降趨勢，酸度也呈先升高后減低趨勢。發酵溫度42 ℃時，此時娟姍酸奶口感細膩，酸甜可口，黏稠性較好。溫度過低，不利于發酵劑發酵，發酵程度不足，導致酸奶甜度過大，稀薄；溫度過高，乳酸菌長勢不好，影響發酵過程，酸度降低，有少量乳清析出。因此，最佳發酵溫度為42 ℃。

圖5 發酵溫度對百香果燕麥風味娟姍酸奶品質的影響

2.6 發酵時間對娟姍酸奶品質的影響

固定白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、燕麥粉4%、發酵劑添加量0.07%、發酵溫度42 ℃，發酵時間分別為4.5，5，5.5，6和6.5 h，考察發酵時間對娟姍酸奶感官評分和酸度的影響，結果見圖6。

由圖6可以看出，隨著發酵的進行，娟姍酸奶的酸度不斷增加，發酵時間6 h時，娟姍酸奶感官評分最高。超過6 h后，隨著發酵繼續進行，酸度增加，影響酸奶的酸甜感，從而使感官評分降低。因此，最佳發酵時間為6 h。

圖6 發酵時間對百香果燕麥風味娟姍酸奶品質的影響

2.7 正交試驗設計及結果

在單因素試驗基礎上，選擇影響感官評分最大的4個因素白砂糖添加量、發酵劑添加量、百香果汁添加量和燕麥粉添加量進行L9(34)正交設計，確定百香果燕麥風味娟姍酸奶的最佳工藝參數。正交試驗因素水平如表2所示，試驗方案和結果如表3所示。

表2 因素水平表 單位：%

根據表3可以看出，各因素對百香果燕麥風味娟姍酸奶感官品質的影響程度為因素B（發酵劑添加量）＞因素A（白砂糖添加量）＞因素C（百香果汁添加量）＞因素D（燕麥粉添加量）。根據比較均值大小，得出4種因素的最佳組合B2A2C2D2，即發酵劑添加量0.10%、白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、燕麥粉添加量4%。在此條件下進行3次驗證試驗，其感官評分平均分為95.2分，均高于正交試驗結果中任何一個試驗組合，說明正交試驗結果可靠。

表3 正交試驗結果

2.8 百香果燕麥風味娟姍酸奶流變特性

圖7顯示剪切速率對百香果燕麥娟姍酸奶剪切應力和黏度的影響規律。剪切速率在0.1～100 s-1緩慢變化時，其剪切應力迅速增大，之后隨著剪切速率增大緩慢上升。剪切應力曲線說明百香果燕麥娟姍酸奶屬于非牛頓流體。剪切速率緩慢增加時，其黏度迅速下降，剪切速率增大到50 s-1時，黏度基本降到500～600 mPa·s，之后隨著剪切速率增大，黏度下降幅度減緩。黏度隨剪切速率增加而減小，表明攪拌型酸奶屬于假塑性流體，流體的剪切變稀有利于攪拌、均質、泵輸送等生產過程的進行[19]。

圖7 百香果燕麥娟姍酸奶剪切應力和黏度變化圖

2.9 百香果燕麥風味娟姍酸奶品質指標

將百香果燕麥風味娟姍酸奶作為樣品，百香果燕麥普通荷斯坦發酵酸奶作為對照，分別于4 ℃冷藏24 h后，對脂肪、可溶性固形物、灰分、蛋白等主要品質指標進行測定，并與國家發酵乳標準要求進行比較，結果見表4。百香果燕麥風味娟姍酸奶樣品中的蛋白質含量顯著高于對照組，這是因為奶源娟姍奶本身蛋白含量明顯高于荷斯坦奶。相比于國家標準，樣品中的營養成分均高于國家標準，未檢測出大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門菌等致病菌。

表4 百香果燕麥風味娟姍酸奶品質指標

2.10 百香果燕麥風味娟姍酸奶冷藏期間品質變化

在最佳發酵工藝條件下制備百香果燕麥風味娟姍酸奶，其成品如圖8所示。將酸奶置于4 ℃貯藏，定期取樣，考察21 d冷藏期其品質變化，結果見圖9。百香果燕麥風味娟姍酸奶成品顏色微黃，質地均勻細膩，黏稠適中，具有百香果和燕麥特有香味。貯藏期間，娟姍酸奶的酸度呈上升趨勢，而酸度是影響發酵乳一個重要因素，在貯藏期末，其酸度達到105 °T，仍符合國家標準。貯藏期間，其持水力一直下降，前期下降速率較慢，后期加快。這可能是乳酸菌等微生物生長發育需要水分，從而競爭酸奶中的水，破壞結合水[20]。結合貯藏期娟姍酸奶色澤、口感、外觀等變化，其最佳飲用時間是1～15 d。

圖8 百香果燕麥風味娟姍酸奶成品

圖9 貯藏時間對發酵乳酸度和持水力的影響

3 結論

采用優質無抗娟姍鮮牛乳，添加白砂糖7%、百香果汁5%、燕麥粉4%、發酵劑0.10%，發酵溫度42 ℃、發酵6 h后，得到具有百香果、燕麥特有風味的娟姍酸奶。產品口感細膩，色澤微黃均一，黏稠適中，酸甜可口。百香果燕麥風味娟姍酸奶與攪拌型非水果酸奶具有相似的流變學特性。成品娟姍酸奶中蛋白質4.66%、脂肪5.12%、灰分0.68%、固形物15.86%、乳酸菌4.33×108CFU/g、持水力76.93%，其各項營養指標均高于對照和國標。以優質娟姍牛奶、營養豐富的百香果及富含膳食纖維的燕麥為主要原料來生產高品質酸奶，既滿足人們對產品多樣化的需求，又具有較高的營養保健功能，具有較高的市場前景。