藍莓紫薯發(fā)酵乳的研制

鄧 凱，何相偉，李原野，楊寶嘉，劉妍妍＊

1 黑龍江惠豐乳品有限公司，黑龍江大慶163319

2 黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶163000

0 引言

發(fā)酵乳是生牛（羊）乳通過乳酸菌進行發(fā)酵后制作成的營養(yǎng)保健乳制品[1]。這種發(fā)酵乳能夠促進腸胃蠕動，調節(jié)腸道內菌群生態(tài)平衡，幫助腸胃消化，在腸胃內部構造一層屏障用以抵御有害菌對腸道的入侵[2，3]。其中的乳酸菌代謝產物能夠形成保護膜，抑制腸道致癌物產出，具有抗腫瘤作用[4，5]。

紫薯含有蛋白質、果膠、纖維素、維生素、氨基酸[6~8]、多類礦物質，具備大量且極其豐富的營養(yǎng)[8~10]。藍莓內含豐富的花青素，能夠降低膽固醇、減少心臟病的發(fā)生率、清理打掃體內自由基[11~13]。美國國家醫(yī)學研究所以及農業(yè)部對藍莓深入研究分析后發(fā)現，藍莓不僅有纖維、果糖和維生素等營養(yǎng)成分，還富含抗氧化劑、花青素、類黃酮和細菌生長抑制劑等物質。藍莓果實中維生素C的含量是蘋果的幾十倍[14]，被稱為水果和蔬菜的“抗氧化第一號”。

本試驗以牛乳為原料，加入藍莓和紫薯進行發(fā)酵，通過單因素和正交試驗以感官評分和乳清析出率為評價指標，研制出藍莓紫薯味道的健康發(fā)酵乳。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及儀器

牛乳，內蒙古伊利實業(yè)集團股份有限公司；白砂糖，太古糖業(yè)有限公司；菌種（保加利亞嗜熱乳桿菌），哈爾濱美化生物技術股份有限公司；穩(wěn)定劑（果膠），哈爾濱美化生物技術股份有限公司；藍莓、紫薯，購于當地超市。

TD4A高壓均質機，長沙英泰儀器有限責任公司；TP310 pH計，上海森信試驗儀器有限公司；FC204電子分析天平，沈陽龍騰電子有限公司；DK-S24電熱恒溫水浴鍋，上海森信試驗儀器有限公司；LDZX-75KBS高壓蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠；DHP-9052電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海森信試驗儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 發(fā)酵工藝流程及要點

牛乳→接菌種→發(fā)酵→配料（紫薯泥、藍莓果醬、白砂糖）→混勻均質→滅菌（95 ℃、8 min）→冷卻→發(fā)酵乳[15]

（1）牛乳接菌種并發(fā)酵

經過殺菌的牛乳，自然冷卻至42~43 ℃，添加一定量的菌種，充分攪拌均勻，進行發(fā)酵。

（2）紫薯泥制備

挑選出新鮮紫薯清洗干凈去皮，蒸煮鍋蒸熟后用攪拌機攪拌成泥，將紫薯泥放涼備用。

（3）藍莓果醬的制備

挑選新鮮飽滿的藍莓，用清水沖洗干凈，擦干表面水分，壓碎成糊，用小火煮，邊煮邊攪拌，煮至黏稠，放涼備用。

（4）混勻均質

將配料和稱量好的牛奶混合均勻，蓋上瓶蓋，進行均質，15~20 MPa的壓力，維持在65~70 ℃最為適宜。

（5）滅菌

把經過均質操作后得到的原料，放進高壓蒸汽滅菌鍋，121 ℃下滅菌10 min。

1.2.2 感官評價

設立10 人的感官評價組，對不同處理組的對酸奶的口感，組織狀態(tài)，顏色以及風味分別進行感官鑒定評分[16]。取10 人評分的平均值作為藍莓紫薯發(fā)酵乳的總分，滿分是100分。藍莓紫薯發(fā)酵乳感官評分標準見表1。

表1 發(fā)酵乳感官評定表

1.2.3 乳清析出率的測定

取5 mL酸奶放入玻璃離心管，以1 000 r/min離心15 min，測定乳清析出質量，按下式計算乳清析出率[17]。

1.3 單因素試驗

1.3.1 紫薯添加量的確定

菌種添加量3%、穩(wěn)定劑添加量0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間6 h，藍莓添加量8%，在42 ℃的發(fā)酵溫度下，分別加入6%、8%、10%、12%的紫薯，并進行感官評價，確定最適宜的紫薯添加量。

1.3.2 藍莓添加量的確定

菌種添加量3%、穩(wěn)定劑添加量0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間6 h，紫薯添加量10%，在42 ℃的發(fā)酵溫度下，分別加入6%、8%、10%、12%的藍莓，并進行感官評價，確定最適宜的藍莓添加量。

1.3.3 菌種添加量的確定

穩(wěn)定劑添加量0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間6 h，紫薯添加量10%，藍莓添加量8%，在42 ℃的發(fā)酵溫度下，分別加入1%，3%，5%，7%的菌種，并進行感官評價，確定最適宜的菌種添加量。

1.3.4 發(fā)酵溫度的確定

菌種添加量3%、穩(wěn)定劑添加量0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間6 h，紫薯添加量10%，藍莓添加量8%，分別置于36 ℃、39 ℃、42 ℃、45 ℃條件下發(fā)酵，并進行感官評價，確定最適宜的發(fā)酵溫度。

1.4正交試驗

依照單因素試驗結果，確定穩(wěn)定劑添加量為0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間為6 h，選出影響藍莓紫薯發(fā)酵乳感官評分顯著的因素，并對其進行正交試驗優(yōu)化。以紫薯含量、藍莓含量、菌種含量、發(fā)酵溫度四個因素作為自變量，進行L9（34）正交試驗。正交試驗因素水平表見表2。

表2試驗因素水平表

1.5數據處理

采用Statistix 8.1和SPSS 20.2軟件進行數據統(tǒng)計分析，差異顯著性分析（P＜0.05）；采用Excel 2013軟件繪圖。試驗均重復3 次，每個處理組做3 個平行，數據表示為平均值±標準差。

2 試驗結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 紫薯添加量對藍莓紫薯發(fā)酵乳品質的影響

由圖1可知，藍莓紫薯發(fā)酵乳的感官評分隨著加入紫薯量的增加先增高后降低，紫薯添加量為10%時感官評分最高，為91分。當添加量小于10%時，呈現的色澤是比較劣質的，沒有紫薯特有的風味；當添加量大于10%時，色澤重，并且紫薯味道蓋過發(fā)酵乳本身。

圖1紫薯添加量對發(fā)酵乳品質的影響

紫薯添加量會影響乳清析出率，添加過多，對乳清析出率的影響較大，乳清析出明顯，產品穩(wěn)定性下降；添加過少，對乳清析出率的影響較小。

綜上所述，當紫薯添加量為10%時最合適。

2.1.2 藍莓添加量對藍莓紫薯發(fā)酵乳品質的影響

藍莓添加量對發(fā)酵乳品質影響如圖2所示，藍莓紫薯發(fā)酵乳的感官評分隨著加入藍莓添加量的增加呈現出先增高后降低的趨勢。當藍莓添加量為8%時感官評分最高，為91分；藍莓添加量小于8%時，發(fā)酵乳色澤較差，沒有藍莓特有的色澤和風味；當藍莓添加量大于8%時，發(fā)酵乳色澤重，藍莓風味過濃，有顆粒感，影響發(fā)酵乳的風味。

圖2藍莓添加量對發(fā)酵乳品質的影響

藍莓添加量對乳清析出率有著顯著影響，添加量較低時乳清析出明顯，產品穩(wěn)定性下降；藍莓添加量較大時，對乳清析出率的影響較小。

綜上所述，當藍莓添加量為8%時最合適。

2.1.3 菌種添加量對藍莓紫薯發(fā)酵乳品質的影響

由圖3可知，藍莓紫薯發(fā)酵乳的感官評分隨著菌種添加量的增加呈現出先增高后降低的趨勢，菌種添加量為3%時感官評分最高，為90分。當菌種添加量小于3%時，發(fā)酵乳味道較甜、較淡，凝固狀態(tài)差。當添加量大于3%時，酸奶口感偏酸，口感硬，影響發(fā)酵乳的風味。

菌種添加量對乳清析出率存在顯著影響，添加過少對乳清析出率的影響較小，添加過多對乳清析出率的影響較大，使乳清析出明顯，使產品穩(wěn)定性下降。

圖3菌種添加量對發(fā)酵乳品質的影響

綜上所述，當菌種添加量為3%時最合適。

2.1.4 發(fā)酵溫度對藍莓紫薯發(fā)酵乳品質的影響

由圖4可知，藍莓紫薯發(fā)酵乳的感官評分隨著發(fā)酵溫度的增加，感官評分先增高后降低，發(fā)酵溫度為42 ℃時感官評分最高，為92分。當低于42 ℃的發(fā)酵溫度時，發(fā)酵乳黏度較低，有少量乳清析出，發(fā)酵乳的風味差。當高于42 ℃的發(fā)酵溫度時，發(fā)酵乳口感差，質地黏稠，影響發(fā)酵乳的風味。

圖4 發(fā)酵溫度對發(fā)酵乳品質的影響

發(fā)酵溫度的不同會影響乳清析出率，發(fā)酵溫度過低對乳清析出率的影響較小，發(fā)酵溫度過高對乳清析出率的影響較大，使乳清析出明顯，使產品穩(wěn)定性下降。

綜上所述，當發(fā)酵溫度為42 ℃時最合適。

2.2 正交試驗

對藍莓紫薯發(fā)酵乳發(fā)酵工藝進行優(yōu)化試驗設計，結果如表3所示。根據每個因素的各水平之間極差值的大小，確定哪個因素是影響藍莓紫薯發(fā)酵乳的最主要因素。當R越大時，對發(fā)酵乳品質的影響越大；相反R越小時，對發(fā)酵乳品質的影響越小。由表3可知，四種單因素對藍莓紫薯發(fā)酵乳感官評分影響的主次順序為：紫薯添加量A>藍莓添加量B>發(fā)酵溫度D>菌種添加量C。影響藍莓紫薯發(fā)酵乳乳清析出率的主次順序為：紫薯添加量A>藍莓添加量B>發(fā)酵溫度D=菌種添加量C。所以紫薯添加量對藍莓紫薯發(fā)酵乳的影響最明顯。

以感官評分為指標的正交試驗得出制作藍莓紫薯發(fā)酵乳的最佳條件為A3B2C2D3，以乳清析出率為指標的正交試驗得出制作藍莓紫薯發(fā)酵乳的最佳條件為A3B3C2D3，感官評分對藍莓紫薯發(fā)酵乳的影響大于乳清析出率的影響，最后得出本試驗的最佳優(yōu)化條件為A3B2C2D3，最佳方案為：紫薯添加量是10%，藍莓添加量是8%，菌種添加量為3%，發(fā)酵溫度為42℃，感官評定分數為92分，乳清析出率為5.6%。

表3正交試驗結果

3 結論

通過單因素和正交試驗得出最佳的藍莓紫薯發(fā)酵乳制備條件為：果膠添加量為0.4%，在發(fā)酵時長6 h，42℃條件下加入糖量7%、紫薯泥10%、藍莓果醬8%。此條件下所得到的藍莓紫薯發(fā)酵乳口感細膩，有獨特的紫薯香味和藍莓香味，發(fā)酵乳質地黏稠，呈紫紅色，酸甜適宜，沒有乳清析出現象。本研究將藍莓和紫薯兩種高營養(yǎng)的物質結合，通過酸奶成品的方式呈現，豐富了我國酸奶品種的多樣化，同時也為功能性乳制品的研發(fā)奠定了基礎。