運用模糊數學評價法優化石斛酸奶制備工藝

◎ 田素梅，蕭自位，馬艷粉，夏雪芬，楊新周

（1.德宏師范高等專科學校，云南 芒市 678400；2.云南省德宏熱帶農業科學研究所，云南 瑞麗 678600）

酸奶是由牛奶發酵所制成的生物制品，含有豐富的蛋白質和易于吸收的鈣質，并且其所含的大量維生素和益生元能夠有效緩解乳糖不耐癥，調節腸道微生物群落[1]。鐵皮石斛（Dendrobium officinale）屬蘭科石斛屬，是多年生草本植物。在中醫里是一種著名的藥用植物，有“中華九大仙草”之首的美譽，國際藥用植物界將其稱為“藥界大熊貓”。在民間，人們將其稱作“救命仙草”。運用現代化學和藥理分析手段研究表明，鐵皮石斛的多糖含量較高（達20%～30%），是其主要活性成分。在功效方面，鐵皮石斛不僅能夠提高人體免疫力，同時還具有抗氧化、衰老、降血糖的獨特功效[2]。另外，經常食用還能起到養陰生津、固腎強精、抑癌防癌、減輕疲勞的作用[2]。目前，鐵皮石斛的研究多集中在初加工產品，本研究擬將鐵皮石斛多糖提取液與沖泡過的奶粉相結合，利用乳酸發酵原理制作鐵皮石斛酸奶，以期獲得具有多種保健功能的鐵皮石斛酸奶。

1 材料和方法

1.1 材料

晾干的鐵皮石斛、伊利高蛋白脫脂高鈣奶粉、蔗糖等均為市售；川秀1.0 L 型酸奶發酵劑（乳酸菌）菌種。

1.2 設備儀器

超凈工作臺和發酵箱。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

鐵皮石斛酸奶制備工藝為鐵皮石斛→清洗→浸泡→浸提→過濾→鐵皮石斛多糖提取液+水+奶粉+白砂糖→調配→預熱→均質→殺菌→冷卻→接種→裝罐→發酵→冷藏后熟→鐵皮石斛酸奶。

1.3.2 操作要點

（1）原料的挑選與清洗。將無霉變、晾干的鐵皮石斛洗凈作為原料。

（2）石斛多糖的提取。將洗凈的原料按1 ∶30的料水比浸泡過夜。將皮石斛切段，放入不銹鋼鍋中煮沸10 min、提取溫度控制在90 ℃左右、浸提時間為2 h[3]。在此條件下，能將鐵皮石斛中所含的多糖、各類氨基酸、生物堿等多種營養成分提取出來[4]。

（3）原料的過濾。用尼龍布將浸提好的鐵皮石斛過濾，棄去濾渣取濾液冷藏備用。

（4）調配、均質。將鐵皮石斛多糖提取液和奶粉按比例混合后加入適量蔗糖進行調配，然后混合均勻。

（5）殺菌。對混合液進行殺菌。其方法為加熱至95 ℃，維持3 ～5 min。混合液冷卻至45 ℃左右或室溫，等待接種。

（6）接種。在無菌超凈工作臺上接入乳酸菌，并使其混合均勻。

（7）灌裝。在超凈工作臺上對混合液進行無菌灌裝，冷藏后封蓋。

（8）發酵。包裝好無菌灌裝的酸奶，然后放入恒溫箱中發酵，恒溫箱的溫度設置為42 ℃。

（9）冷卻。石斛酸奶發酵完成后，將其置于冰箱中冷藏12 ～24 h，溫度設為0 ～4 ℃，然后對其進行質量評價。

1.3.3 正交實驗設計

在前期單因素實驗結果的基礎上，選取鐵皮石斛多糖提取液添加量、蔗糖添加量、乳酸菌添加量以及發酵時間為考察因素，以感官綜合評分為考察指標，設計4 因素3 水平的正交試驗，確定石斛酸奶的最佳配方（表1）。

表1 正交試驗因素水平表

1.3.4 感官評定方法

由專業人員進行評定，每個評定小組由10 名專業感官評定人員組成，按照優、良、中、差4 個感官等級（表2）對石斛酸奶的滋氣味、色澤、組織狀態3 個指標進行評定。評定小組成員需嚴格按照食品感官評定要求進行評定，在評定前12 h 禁止吸煙、飲酒、食用辛辣刺激的食物[5]。

表2 感官評定標準表

根據酸奶的滋氣味、色澤和組織狀態在感官評價中所具有的重要性[6-7]，將滋氣味、色澤和組織狀態的權重分別設為0.40、0.25、0.35，三者權重之和為1。權重集表示為X={X1,X2,X3}={0.40,0.25,0.35}。運用Y=XR表示石斛酸奶感官指標的綜合評判集，式中X為權重集，R為模糊矩陣。

2 結果與分析

正交試驗感官評價結果見表3。

表3 正交試驗感官評價結果表

由表3 可知，不同感官評價員的評價結果不同，因此須建立模糊矩陣進行進一步分析。即

其中，矩陣R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9代表9 個實驗組，矩陣3 行數據代表石斛酸奶的3 項感官評價指標，3 列數據代表4 項分數項所得票數比。石斛酸奶感官特性的綜合評判集由指標權重集X和模糊矩陣R相乘，即Y=XR。例如，Y1=XR1={0.215,0.34,0.385,0.06}，同理算出其他實驗組，結果見表4。

表4 正交試驗結果表

由表4 可知，對鐵皮石斛酸奶品質的影響最大的是蔗糖添加量，其次是鐵皮石斛多糖提取液添加量、發酵時間和乳酸菌添加量，即B＞A＞D＞C。由正交試驗得到最優組合為A2B3C2D2，即鐵皮石斛多糖提取液添加量30%、蔗糖添加量7%、乳酸菌添加量0.5%和發酵時間7 h。經實驗驗證，按照此配方制作出的酸奶感官評分為88.5 分。

3 結論

運用發酵工藝制備出的鐵皮石斛酸奶最優組合為鐵皮石斛多糖提取液添加量30%、蔗糖添加量7%、乳酸菌添加量0.5%和發酵時間7 h。按照此最優組合制出的石斛酸奶口感細膩爽滑，酸甜適中，色澤方面表現為均勻的淡灰色，組織狀態無分層現象，風味協調，同時兼有鐵皮石斛和酸乳的風味。