藍(lán)莓果脯糖漿凝固型酸奶制備工藝優(yōu)化

支 莉，盛美琪，宋雨蓉，孫 旭，朱禮強(qiáng)，朱成成，魏文毅,2，殷 澤，金麗梅,3,4,*，李志江,3

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江省農(nóng)產(chǎn)品加工工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319；3.黑龍江省雜糧加工及質(zhì)量安全工程技術(shù)研究中心，黑龍江 大慶 163319；4.國(guó)家雜糧工程技術(shù)中心，黑龍江 大慶 163319）

酸奶（yoghurt）是以牛乳為主要原料，添加適量的糖后經(jīng)殺菌、接種（保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌）、發(fā)酵等工序生產(chǎn)的一種乳制品[1]。食用酸奶可以助消化、調(diào)節(jié)腸道菌群、促進(jìn)人體對(duì)鈣的利用和吸收程度[2]、改善乳糖不耐受，并有利于提高機(jī)體免疫力、降血糖[3]等。向酸奶中添加果蔬、食品添加劑等制備的產(chǎn)品則為風(fēng)味酸奶，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同可劃分為攪拌型酸奶和凝固型酸奶[1]。其中，攪拌型酸奶的種類繁多，常添加果粒[4]、谷物[5]、蜂蜜[6]等，特別是果蔬復(fù)合型酸奶風(fēng)味多樣、營(yíng)養(yǎng)豐富，深受人們喜愛(ài)。

凝固型酸奶通過(guò)先灌裝后發(fā)酵制成，口感細(xì)膩醇厚，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。然而凝固型酸奶加工過(guò)程中容易出現(xiàn)乳清析出和凝乳不結(jié)實(shí)等問(wèn)題，因此對(duì)原料奶的質(zhì)量（如蛋白質(zhì)含量）、發(fā)酵溫度和時(shí)間、菌種、加糖量等均有較嚴(yán)格的要求[7]，酸奶品種相對(duì)單一。如果在凝固型酸奶中引入果味物質(zhì)，如西瓜[8]、獼猴桃[9]等，則會(huì)對(duì)酸奶的凝固性提出更高的要求。添加一定量的穩(wěn)定劑是提高酸奶凝固性的重要手段之一，常見的穩(wěn)定劑包括膠類物質(zhì)如黃原膠、果膠、食用明膠、卡拉膠[10]等。閆利萍等[11]以全脂奶粉、草莓果醬作為主要原料，開發(fā)出了低熱值、具有獨(dú)特風(fēng)味的低糖草莓風(fēng)味酸奶。薛天睿等[12]綜合了周傳云等[13]和唐海堯等[14]的研究?jī)?nèi)容，以牛乳為主要原料，將蒲公英汁、橙汁加入其中，研制出了香甜可口、風(fēng)味濃郁的橙汁蒲公英汁風(fēng)味酸奶。Guz 等[15]研究發(fā)現(xiàn)南瓜泥的添加可以為酸奶提供豐富的β-胡蘿卜素、維生素C 與纖維。同時(shí)，當(dāng)蔬菜泥的添加量達(dá)到20%時(shí)，顯著提高了酸奶的稠度，使酸奶更穩(wěn)定。Yildiz 等[16]將不同蔬菜纖維含量的果蔬，如南瓜、胡蘿卜、青豆等添加于酸奶中，結(jié)果表明以胡蘿卜泥制成的酸奶硬度、黏稠度指數(shù)均高于其他果蔬，而南瓜酸奶中總酚、抗壞血酸和總類胡蘿卜素含量最高，抗氧化能力最強(qiáng)。綜上，將果蔬用于酸奶加工，不僅能夠顯著提高酸奶的凝固性，改善其質(zhì)構(gòu)特性，還能豐富凝固型酸奶的種類并提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

藍(lán)莓作為黑龍江省的特色小漿果，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)素物質(zhì)，如花色苷[17]、多酚類物質(zhì)等[18]，其中，花青素具有顯著的抗氧化[19]、增強(qiáng)機(jī)體免疫[20]等生理活性。在藍(lán)莓果脯加工中，經(jīng)常使用果葡糖漿和白砂糖汲取藍(lán)莓中的水分[21]，同時(shí)產(chǎn)生大量的富含糖類物質(zhì)、果膠、花青素等成分的加工副產(chǎn)物—藍(lán)莓果脯糖漿[22]，目前主要用于加工濃縮藍(lán)莓果汁飲料、藍(lán)莓果醬等[23]。由于藍(lán)莓果脯糖漿具有含糖量高、富含膠類物質(zhì)等特點(diǎn)[24]，將其用于制備凝固型酸奶，有利于增強(qiáng)乳體系的穩(wěn)定性，提高酸奶的稠度、穩(wěn)定性、持水性、彈性等[25]。另外還可為發(fā)酵提供大量的糖源，減少額外的糖添加量。此外，將藍(lán)莓中特有的花青素引入酸奶中，可以顯著提升酸奶的抗氧化能力，有利于抗衰老、減輕疲勞并提高人們的健康水平，同時(shí)對(duì)于促進(jìn)果脯加工副產(chǎn)物—藍(lán)莓果脯糖漿的有效利用和新型果味凝固型酸奶的開發(fā)等均具有重要意義。

本文擬以藍(lán)莓果脯糖漿和牛乳為主要原料制備凝固型酸奶，使用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌作為發(fā)酵劑，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面法進(jìn)一步優(yōu)化藍(lán)莓果脯糖漿凝固型酸奶的加工工藝，旨在為新型果味凝固型酸奶的開發(fā)提供一定的技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍(lán)莓果脯糖漿 黑龍江九鑫藍(lán)莓有限公司（總糖含量1.29 mg/mL）；全脂滅菌純牛奶（乳蛋白3.2 g/100 mL）、伊利老酸奶 內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司；白砂糖 食品級(jí)市售；乳清蛋白粉 西安全奧生物科技有限公司；保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus） 北京川秀科技有限公司；完達(dá)山藍(lán)莓果粒酸奶北大荒完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司；氫氧化鈉、苯酚、濃硫酸、葡萄糖 天津市大茂化學(xué)試劑廠；無(wú)水乙醇遼寧泉瑞試劑有限公司；所有試劑均為分析純。

食品級(jí)聚丙烯橫紋杯標(biāo)準(zhǔn)款 江西俊成實(shí)業(yè)有限公司；JD100-3B 電子天平 沈陽(yáng)龍騰電子有限公司；DK-98-IIA 電熱恒溫水浴鍋 天津布泰斯特儀器有限公司；HS-800A 可程式恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī) 上海和晟儀器科技有限公司；BCD-610W 電冰箱 博西華家用電器有限公司；SK-1 快速混勻器 金壇市科興儀器廠；JYC-21HEC05 電磁爐 九陽(yáng)股份有限公司；RE52CS 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；TD5A-WS 醫(yī)用離心機(jī) 長(zhǎng)沙高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)湘儀離心機(jī)儀器有限公司；PHS-3C 數(shù)顯臺(tái)式酸度計(jì)上海浦春計(jì)量?jī)x器有限公司；TMS-PRO 質(zhì)構(gòu)儀美國(guó)Food Technology Corporation；T6 新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；DGG-9053A 鼓風(fēng)干燥箱 上海三星實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 藍(lán)莓果脯糖漿的預(yù)處理 以總糖含量為濃縮標(biāo)準(zhǔn)，將藍(lán)莓果脯糖漿在真空度為0.05 MPa、轉(zhuǎn)速為120 r/min、60 ℃條件下，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮2 倍，即總糖含量為0.679 mg/mL 后，放置冰箱密封備用。

1.2.2 凝固型藍(lán)莓酸奶的制備工藝

量取全脂滅菌純牛奶50 mL 于滅菌杯中。分別加入一定量的白砂糖和2%的乳清蛋白粉充分?jǐn)嚢枋蛊淙芙猓糜?5 ℃[9]電熱恒溫水浴鍋中殺菌14 min，緩慢加入滅菌后的濃縮藍(lán)莓果脯糖漿，將混合乳液置于快速混勻器中充分混勻2 min，隨即再滅菌1 min，將滅菌混合乳液冷卻至43 ℃。在無(wú)菌條件下，將一定量的發(fā)酵劑（保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的比例為1:1）接種到混合乳液中，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅湃霚囟?3 ℃濕度50%的培養(yǎng)箱中發(fā)酵[26]。待其完全凝固后置于4 ℃條件下后熟12 h。

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn) 以50 mL 全脂滅菌純牛奶為基準(zhǔn)，分別研究濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量、白砂糖添加量、發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵劑接種量對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶感官評(píng)分、酸度和乳清析出率的影響。各因素設(shè)置如下：濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量6%、7%、8%、9%、10%，設(shè)定白砂糖添加量4%，發(fā)酵劑接種量0.6%，發(fā)酵時(shí)間10 h；白砂糖添加量1%、2%、3%、4%、5%，設(shè)定濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量7%，發(fā)酵劑接種量0.6%，發(fā)酵時(shí)間10 h；發(fā)酵時(shí)間8、9、10、11、12 h，設(shè)定濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量7%、白砂糖添加量4%、發(fā)酵劑接種量0.6%；發(fā)酵劑接種量0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，設(shè)定濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量7%，白砂糖添加量4%，發(fā)酵時(shí)間10 h。

1.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化 在上述單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶影響顯著的濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量、白砂糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵劑接種量四個(gè)因素為響應(yīng)變量，感官評(píng)分為響應(yīng)值，采用Design-Expert 軟件中的Box-Behnken 模型設(shè)計(jì)四因素三水平組合響應(yīng)面分析試驗(yàn)，預(yù)測(cè)最優(yōu)凝固型藍(lán)莓酸奶的制備工藝，響應(yīng)面試驗(yàn)安排見表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface experiment

1.2.5 檢測(cè)分析方法

1.2.5.1 藍(lán)莓果脯糖漿總糖含量的測(cè)定 試樣制備：準(zhǔn)確稱取藍(lán)莓果脯糖漿1 g（精確到0.001 g）于50 mL容量瓶中，加水定容至50 mL，充分混勻，將藍(lán)莓果脯糖漿溶液以4000 r/min 離心10 min，取上清液備用。

總糖含量的測(cè)定參考蔡紅梅等[27]方法：利用苯酚硫酸法測(cè)定總糖含量。

1.2.5.2 感官評(píng)定 請(qǐng)10 名受過(guò)感官評(píng)定訓(xùn)練的老師和學(xué)生（男女比例為1:1，年齡為19～50 歲）組成感官評(píng)定小組。依照GB 19302-2010 發(fā)酵乳的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[1]，從色澤、風(fēng)味、口感、組織狀態(tài)對(duì)凝固型藍(lán)莓果脯糖漿酸奶進(jìn)行評(píng)價(jià)，感官評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)見表2，滿分為100 分，得分結(jié)果取10 人總分的平均值。

表2 凝固型藍(lán)莓酸奶感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表Table 2 Standard for sensory evaluation of blueberry set yogurt

1.2.5.3 酸奶理化性質(zhì)的測(cè)定 酸奶酸度的測(cè)定按照GB 5009.239-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品酸度的測(cè)定》的電位滴定法[28]。

酸奶乳清析出率的測(cè)定[29]：取4 ℃下酸奶樣品于離心管中，4000 r·min-1離心30 min 后，靜置1 min，吸取上清液進(jìn)行稱量，公式如下：

酸奶持水能力的測(cè)定[30]：取4 ℃下10 g 酸奶以3000 r·min-1離心30 min，將上清液去掉，稱取干物質(zhì)的重量。持水能力（WHC）的計(jì)算公式如下：

1.2.5.4 酸奶質(zhì)構(gòu)測(cè)定 使用FTC TMS-PRO 質(zhì)構(gòu)儀，對(duì)4 ℃下儲(chǔ)存24 h 的完達(dá)山藍(lán)莓果粒酸奶、伊利老酸奶和凝固型藍(lán)莓酸奶進(jìn)行硬度、內(nèi)聚性、膠黏性的質(zhì)構(gòu)分析。選擇10 mm 球型擠壓檢測(cè)探頭，測(cè)定條件為：起始力0.15 N，檢測(cè)速度10 mm/min，形變百分量20%，測(cè)試距離60 mm，感應(yīng)力2 N。測(cè)定結(jié)果取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與初步處理，SPSS 26.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，Origin Pro 9.1 繪制單因素實(shí)驗(yàn)折線圖，Design-Expert 10.0.7 進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均為三次平行實(shí)驗(yàn)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 濃縮藍(lán)莓果脯糖漿的添加量對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶品質(zhì)的影響 由圖1 可知，當(dāng)濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量＜7%時(shí)，凝固型藍(lán)莓酸奶的感官評(píng)分和酸度隨著濃縮藍(lán)莓果脯糖的添加而升高，乳清析出率隨之下降。這是由于濃縮藍(lán)莓果脯糖漿中的糖源能刺激乳酸菌生長(zhǎng)[31]，使其產(chǎn)酸能力增強(qiáng)，酸奶形成的膠凝結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。當(dāng)濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量為7%時(shí)，凝固型藍(lán)莓酸奶的乳清析出率降低到16.63%，酸度為87.25°T，感官評(píng)分達(dá)最高值84.11 分，此時(shí)酸奶的組織狀態(tài)均一穩(wěn)定，色澤明亮，口感最佳。濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量＞7%，此時(shí)酸奶的酸度繼續(xù)下降，乳清析出率先下降后快速上升，雖然濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量為8%時(shí)的乳清析出率最低，但感官評(píng)分和酸度均低于濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量為7%時(shí)的感官評(píng)分和酸度值。且當(dāng)濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量＞8%后，酸度快速下降到70°T 以上，接近凝固型酸奶的常見酸度控制范圍（70～95°T）[32-33]的下限，由于濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量過(guò)多，使酸奶中糖源濃度及有機(jī)酸含量過(guò)大，當(dāng)pH 超過(guò)酪蛋白的等電點(diǎn)（pH5.03）時(shí)，酪蛋白膠束不穩(wěn)定，乳酸又降低蛋白質(zhì)的親水性抑制了乳酸菌的發(fā)酵[34]，且濃縮藍(lán)莓果脯糖漿中的單寧類物質(zhì)會(huì)影響酸奶口感，使感官評(píng)分明顯下降。因此，選取濃縮藍(lán)莓果脯糖漿最佳添加量為7%。

圖1 濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of concentrated blueberry candied syrup addition amount on the quality of yoghurt

2.1.2 白砂糖添加量對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶品質(zhì)的影響

由于濃縮藍(lán)莓果脯糖漿提供了豐富的碳源，可以減少酸奶中額外糖的添加量，因此本實(shí)驗(yàn)白砂糖的添加量控制在1%～5%之間，略低于傳統(tǒng)酸奶常見白砂糖添加量范圍（6%～10%）[35]。由圖2 可知，當(dāng)白砂糖的添加量越少，凝固型藍(lán)莓酸奶的酸度和感官評(píng)分越低，乳清析出率越大，可能是因?yàn)榘咨疤窃缴伲荚礉舛容^低，導(dǎo)致酸奶發(fā)酵不徹底[36]，此時(shí)酸奶組織狀態(tài)差，且總體口感不夠爽滑，狀態(tài)稀薄，風(fēng)味不易被接受。當(dāng)白砂糖添加量為4%時(shí)，酸度達(dá)最大值88.05°T，乳清析出率為最低值17.12%，感官評(píng)分為81.89 分，酸奶的組織狀態(tài)最好，色澤明亮，味道最佳，有濃郁的藍(lán)莓奶香味，但此時(shí)酸奶的感官評(píng)分略低于白砂糖添加量為3%時(shí)的感官評(píng)分，這是因?yàn)榇藭r(shí)酸奶的口感比白砂糖添加量為3%時(shí)略甜，酸甜不協(xié)調(diào)，感官評(píng)分下降。白砂糖添加量＞4%時(shí)，酸奶的組織狀態(tài)變差，乳清析出率升高，口感逐漸變甜，酸味減弱。這主要是白砂糖含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致乳體系中滲透壓升高，導(dǎo)致發(fā)酵菌體內(nèi)水分滲出，使其缺水死亡，這不僅不會(huì)有助于酸奶的發(fā)酵，反而會(huì)部分抑制發(fā)酵[36]。適量的白砂糖可為發(fā)酵提供部分碳源，使單位面積內(nèi)乳酸菌發(fā)酵活力上升。因此，白砂糖添加量最佳值為4%。

圖2 白砂糖添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of sugar addition amount on the quality of yoghurt

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶品質(zhì)的影響 由圖3 可知，發(fā)酵時(shí)間由8 h 上升到10 h 時(shí)，凝固型藍(lán)莓酸奶的感官評(píng)分和酸度隨之升高，乳清析出率隨之下降，這可能是由于發(fā)酵初期時(shí)間短，乳酸菌活力不足，產(chǎn)酸能力弱[37]，造成了凝固型藍(lán)莓酸奶形成的膠凝結(jié)構(gòu)不堅(jiān)固，但隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，乳酸菌數(shù)量不斷上升，產(chǎn)酸能力隨之提升。發(fā)酵時(shí)間為10 h 時(shí)，感官評(píng)分最高為84.16 分，乳清析出率最低為16.27%，酸度為85.52°T，此時(shí)凝固型藍(lán)莓酸奶的組織狀態(tài)均一穩(wěn)定，口感飽滿，風(fēng)味協(xié)調(diào)。由于濃縮藍(lán)莓果脯糖漿可溶性固形物含量高，乳中總固體成分的增加改變了乳酸菌所能利用的水分活度值（AW）[38]，乳酸菌生長(zhǎng)緩慢，導(dǎo)致本產(chǎn)品發(fā)酵時(shí)間比一般酸奶發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)。發(fā)酵時(shí)間＞10 h 時(shí)，凝固型藍(lán)莓酸奶出現(xiàn)組織狀態(tài)變差，穩(wěn)定性降低，口感偏酸的現(xiàn)象，其感官評(píng)分隨之下降，酸奶乳清析出率呈上升趨勢(shì)，酸度隨之上升，這可能是由于凝固型藍(lán)莓酸奶發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致乳酸菌利用乳體系中的濃縮藍(lán)莓果脯糖漿提供的碳源進(jìn)一步發(fā)酵產(chǎn)酸，使乳體系原本形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞[39]。因此，選取發(fā)酵時(shí)間最佳值為10 h。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of fermentation time on the quality of yoghurt

2.1.4 發(fā)酵劑接種量對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶品質(zhì)的影響

由圖4 可知，當(dāng)發(fā)酵劑接種量＜0.6%時(shí)，凝固型藍(lán)莓酸奶感官評(píng)分和酸度較低，乳清析出率較高，這是由于乳酸菌數(shù)目較少，發(fā)酵不完全，不足以使酸奶發(fā)酵形成堅(jiān)固的凝膠結(jié)構(gòu)[40]，導(dǎo)致酸奶組織狀態(tài)松散，酸奶味不夠明顯，口感不飽滿。發(fā)酵劑接種量0.6%時(shí)，感官評(píng)分最高為82.47 分，酸度為83.54°T，乳清析出率為16.24%，此時(shí)酸奶的組織狀態(tài)最佳，口感最好，色澤明亮，藍(lán)莓奶香味明顯。發(fā)酵劑接種量＞0.6%時(shí)，凝固型藍(lán)莓酸奶的感官評(píng)分逐漸下降，酸度快速上升，此時(shí)酸奶的組織狀態(tài)差，有較多乳清析出，口感偏酸，這是由于發(fā)酵劑接種量過(guò)多使酸奶酸化速度過(guò)快，單位面積內(nèi)乳酸菌[41]數(shù)目大量增加，使酸奶發(fā)酵不穩(wěn)定，酸奶組織狀態(tài)差，酸度迅速增加，并伴有大量乳清析出。因此，選取發(fā)酵劑接種量最佳為0.6%。

圖4 發(fā)酵劑接種量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of inoculating addition of starter on the quality of yoghurt

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果 經(jīng)過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，選取對(duì)酸奶影響顯著的濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量、白砂糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵劑接種量四個(gè)因素為自變量，以各因素最優(yōu)值為中間參數(shù)，采用Design-Expert 軟件中的Box-Behnken 模型設(shè)計(jì)四因素三水平組合響應(yīng)面分析試驗(yàn)[42]，對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶的工藝進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見表3、表4。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Experimental design and results for response surface experiment

各因素對(duì)感官評(píng)分（Y）的響應(yīng)回歸方程為Y=87.52-0.84A-0.66B+0.79C+0.64D+0.94AB-0.88AC+1.03AD-0.57BC+0.93BD+0.57CD-4.08A2-2.08B2-0.86C2-1.81D2。該回歸模型P＜0.01，模型極顯著，失擬項(xiàng)P＞0.05，失擬項(xiàng)不顯著，說(shuō)明該模型用于凝固型藍(lán)莓酸奶的工藝優(yōu)化具有可靠性。由表4可知，因素A、C、A2、B2、D2對(duì)感官評(píng)分極顯著（P＜0.01），因素B、D、AB、AD、BD、C2對(duì)感官評(píng)分顯著（P＜0.05），AC、BC、CD 對(duì)感官評(píng)分不顯著（P≥0.05），說(shuō)明各因素對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶的影響排序?yàn)椋篈 濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量＞C 發(fā)酵時(shí)間＞B 白砂糖添加量＞D 發(fā)酵劑接種量，即濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量對(duì)酸奶影響最顯著。

表4 回歸方程方差分析結(jié)果Table 4 Variance analysis of quadratic polynomial regression model

2.2.2 各因素交互作用的響應(yīng)曲面圖分析 為進(jìn)一步考察各因素交互作用對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶感官評(píng)分的影響，對(duì)其等高線圖和響應(yīng)曲面圖進(jìn)行分析，見圖5。隨著各因素?cái)?shù)值升高，凝固型藍(lán)莓酸奶感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。等高線圖越接近橢圓，響應(yīng)曲面圖傾斜度越高，說(shuō)明兩者交互作用越顯著[43]。其中濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量（A）和發(fā)酵劑接種量（D）的交互作用等高線圖橢圓特征明顯，響應(yīng)面曲圖傾斜度最大，因此二者的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響最顯著。以感官評(píng)分最大值為最優(yōu)參數(shù)，確定了凝固型藍(lán)莓酸奶最佳制備工藝為：濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量6.81%、白砂糖添加量3.74%、發(fā)酵時(shí)間10.69 h、發(fā)酵劑接種量0.63%，在此工藝條件下得到凝固型藍(lán)莓酸奶的感官評(píng)分為88.01 分。

圖5 各因素交互影響凝固型藍(lán)莓酸奶感官評(píng)分的等高線圖和響應(yīng)曲面圖Fig.5 The contour diagram and response surface diagram of sensory score of blueberry yogurt influenced by each factor

2.2.3 最優(yōu)方案試驗(yàn) 為驗(yàn)證響應(yīng)面試驗(yàn)的預(yù)測(cè)結(jié)果，并考慮實(shí)際工藝條件，調(diào)整凝固型藍(lán)莓酸奶最佳制備工藝條件為：濃縮藍(lán)莓果脯糖漿添加量7%、白砂糖添加量4%、發(fā)酵時(shí)間11 h、發(fā)酵劑接種量0.6%。在此工藝條件下制備凝固型藍(lán)莓酸奶，重復(fù)3 次測(cè)定并取平均值，得感官評(píng)分為88.13 分，與預(yù)測(cè)值接近，其乳清析出率為12.43%，酸度為83.66°T，證明該制備工藝條件對(duì)凝固型藍(lán)莓酸奶發(fā)酵具有可行性。

2.3 品質(zhì)對(duì)比

酸奶的質(zhì)構(gòu)特性是反映酸奶品質(zhì)的重要指標(biāo)，同時(shí)也影響到人們對(duì)酸奶的接受程度[44]。另外，酸奶的持水能力也反映了酸奶質(zhì)地和乳清析出能力。按上述最優(yōu)工藝參數(shù)制備凝固型藍(lán)莓酸奶后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)與持水能力分析，并與兩種市售酸奶進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表5 所示。

表5 市售發(fā)酵酸奶與本樣品的品質(zhì)對(duì)比Table 5 Comparison of texture properties between commercial set yogurt and the sample in this work

由表5 可知，本實(shí)驗(yàn)樣品的硬度、內(nèi)聚性、膠黏性分別為0.38 N，0.42 和0.28 N，均比市售凝固型酸奶的相應(yīng)測(cè)定值低，這是由于市售酸奶中通常加入增稠劑、乳化劑等食品添加劑改善酸奶品質(zhì)[45]。如單、雙甘油脂肪酸脂此類乳化劑能夠提高乳濁液的穩(wěn)定性，因此它固定自由水的能力高，酸奶制作中加入會(huì)使其持水性增強(qiáng)，降低乳清析出率。明膠，羥丙基二淀粉磷酸脂此類增稠劑則可以提高物系黏度，促進(jìn)形成凝膠。而本文研制的酸奶中沒(méi)有加入增稠劑，完全是由于濃縮藍(lán)莓果脯糖漿的加入促進(jìn)了酸奶體系凝膠的形成，因此硬度等值相對(duì)較低。但由于濃縮藍(lán)莓果脯糖漿中的固形物，如果膠等物質(zhì)可以改變水合行為，有利于穩(wěn)定蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)和固定自由水[46]，因此本產(chǎn)品與添加了增稠劑的市售產(chǎn)品相比，持水能力較高，且更細(xì)膩醇厚，同時(shí)保持較好的清爽口感。

3 結(jié)論

本研究確定了藍(lán)莓果脯糖漿凝固型酸奶的基本發(fā)酵工藝條件，在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)優(yōu)化，得到了具有可靠性的各因素對(duì)感官評(píng)分的響應(yīng)回歸方程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了凝固型藍(lán)莓酸奶最佳制備工藝參數(shù)：濃縮藍(lán)莓果脯糖漿（總糖含量為0.679 mg/mL）添加量7%、白砂糖添加量4%、發(fā)酵時(shí)間11 h、發(fā)酵劑接種量0.6%，在此條件下生產(chǎn)的酸奶呈淡紫色，組織狀態(tài)均勻、酸甜適宜且具有濃郁的乳香味和藍(lán)莓風(fēng)味，感官評(píng)分為88.13 分。同時(shí)本產(chǎn)品與市售產(chǎn)品相比，持水能力較高，且更細(xì)膩醇厚，具有清爽口感。