苦蕎-雪蓮果酸奶的研制

孫亞利，周文美*，劉 豐，王小平

（1.貴州大學(xué) 發(fā)酵工程與生物制藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.貴州大學(xué) 釀酒與食品工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

苦蕎（Fagopyrum tataricum）有“五谷之王”的美譽(yù)，是藥食兩用的良藥佳肴，具有多種生理活性[1]?？嗍w黃酮作為重要活性成分之一，有降血壓、降血糖、促進(jìn)免疫調(diào)節(jié)及抗氧化、抗衰老等功效，應(yīng)用前景廣闊[2]。

雪蓮果（Smallanthussonchifolius）中含有人體所需的20種氨基酸、水溶性維生素及鉀、鎂、鐵等多種微量元素[3]。雪蓮果的果寡糖含量是所有植物中最高的，占干物質(zhì)的60%～72%，有潤(rùn)腸通便、排毒降火、控制血糖、美容養(yǎng)顏等功效，可供糖尿病患者食用，同時(shí)也是愛美人士、減肥人士的最佳選擇[4]。

隨著食品工業(yè)的多元化、多樣化發(fā)展，開發(fā)出綠色、安全、營(yíng)養(yǎng)、復(fù)合保健及藥用價(jià)值于一身的產(chǎn)品至關(guān)重要[5-7]。酸奶是可提供多種營(yíng)養(yǎng)元素的優(yōu)質(zhì)食品，是目前我國(guó)乳制品中增長(zhǎng)最快的品種[8-9]，王靜波[10]以苦蕎米、苦蕎芽、綠豆、黑米以及脫脂奶粉為主要原料，制備了苦蕎復(fù)配酸奶；王家東等[11]以苦蕎茶和鮮牛奶為主要原料，經(jīng)發(fā)酵劑發(fā)酵確定了苦蕎茶酸奶的最佳工藝條件；王良玉等[12]將雪蓮果榨成汁，與牛乳相結(jié)合，發(fā)酵制備了凝固型雪蓮果酸奶。國(guó)外專家也對(duì)水果酸奶做過相關(guān)的研究[13-15]，但少見苦蕎-雪蓮果酸奶及其品質(zhì)分析方面的報(bào)道。

本研究將熟苦蕎麥、雪蓮果加入牛奶中并發(fā)酵成酸奶，不但保留了牛奶的所有優(yōu)點(diǎn)，而且更易消化和吸收，各種營(yíng)養(yǎng)素的利用率得以提高。通過單因素分析及正交試驗(yàn)確定了保健型苦蕎-雪蓮果酸奶的加工工藝條件，旨在為苦蕎-雪蓮果酸奶的生產(chǎn)工藝提供參考，為功能性酸奶的研發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦蕎麥：2017年9月采集于貴州省貴陽(yáng)市白云區(qū)；雪蓮果（產(chǎn)地：貴州）、全脂奶粉（產(chǎn)地：新疆）：市售；蔗糖（食品級(jí)）：廣西百色市萬(wàn)林糖業(yè)有限公司；雙歧桿菌（Bifidobacterium）菌粉（市售）：江蘇益菌加生物科技股份有限公司；純凈水（食品級(jí)）：貴州北極熊實(shí)業(yè)有限公司。氫氧化鈉：成都金山化學(xué)試劑有限公司；七水合硫酸鈷：廣東省化學(xué)試劑工程技術(shù)研究開發(fā)中心；酚酞：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇：天津市富宇精細(xì)化工有限公司。實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

AL104電子天平：上海天呈科技有限公司；101-1電熱鼓風(fēng)干燥箱：石家莊金菱科教實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；GJB型高壓均質(zhì)機(jī)：常州市超力均質(zhì)泵廠；DH5000BⅡ電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海光學(xué)儀器廠；BCD-186D11D電冰箱：海信容聲（廣東）冰箱有限公司。

1.3 方法

1.3.1 苦蕎-雪蓮果酸奶的工藝流程及操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)

復(fù)原奶的制備：將全脂奶粉和70℃純凈水按照料水比1∶6（g∶mL）溶解即得復(fù)原奶。

熟苦蕎麥的制備：精選帶殼苦蕎麥，多次水洗，除去附著其中的沙土、雜物等。加入適量的水浸泡12 h，沸水蒸煮30 min，65℃干燥8 min，于180℃烤箱中焙烤7 min，至表面呈現(xiàn)焦黃色，即得熟苦蕎麥顆粒。

均質(zhì)、殺菌：將熟苦蕎麥顆粒、白砂糖按一定比例放入復(fù)原奶中，攪拌混勻，于50℃、20 MPa條件下均質(zhì)5 min[16]。采用95℃、10 min殺菌，有效清除有害微生物，并使物料進(jìn)一步混勻。

接種發(fā)酵：將直投式發(fā)酵劑按一定比例接種于上述滅菌物料中，經(jīng)充分?jǐn)噭蚝?，?1～45℃發(fā)酵6～8 h，酸度達(dá)75～85°T。

冷藏后熟：發(fā)酵結(jié)束后立即將酸奶儲(chǔ)存于4℃冰箱中冷藏10 h以上，使之形成良好的風(fēng)味。

雪蓮果顆粒的制備：挑選成熟、無霉?fàn)€的雪蓮果，洗去雪蓮果表面的泥沙等雜物。用削皮刀將雪蓮果表皮去凈，切成大小均勻的顆粒（2 mm×2 mm），于沸水中浸泡5 min，瀝干、快速添加至冷藏后熟酸乳中，添加量為4%～12%，即得苦蕎-雪蓮果酸奶。

1.3.2 分析檢測(cè)

糖度的測(cè)定[17]：采用糖度計(jì)法測(cè)定酸奶樣品糖度值；酸度的測(cè)定：按照國(guó)標(biāo)GB 5009.239—2016《食品酸度的測(cè)定》的方法執(zhí)行：采用滴定法測(cè)定酸奶酸度，利用濃度為0.1 mol/L NaOH溶液對(duì)樣品進(jìn)行滴定，樣品后熟12 h后進(jìn)行測(cè)定。

微生物的測(cè)定：按照國(guó)標(biāo)GB 4789.18—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳與乳制品檢驗(yàn)》的方法執(zhí)行。①大腸菌群：采用直接計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)樣品中大腸桿菌數(shù)；②乳酸菌：采用稀釋平板菌落計(jì)數(shù)法測(cè)定樣品中乳酸菌總數(shù)。

1.3.3 感官評(píng)定

苦蕎-雪蓮果酸奶的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是參照任亞梅等[18-19]對(duì)酸奶的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)來制定的，將樣品提供給10位接受過感官培訓(xùn)的人員，按苦蕎雪蓮果酸奶評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[20]（見表1）對(duì)該樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，滿分100分，感官評(píng)分結(jié)果取平均值。

表1 苦蕎-雪蓮果酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of tartary buckwheatyacon yoghurt

1.3.4 苦蕎-雪蓮果酸奶工藝條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)

分別考察苦蕎麥添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）、雪蓮果添加量（4%、6%、8%、10%、12%）、雙歧桿菌接種量（0.050%、0.075%、0.100%、0.125%、0.150%）、蔗糖添加量（5%、6%、7%、8%、9%）、發(fā)酵溫度（41℃、42℃、43℃、44℃、45 ℃）、發(fā)酵時(shí)間（6.0 h、6.5 h、7.0 h、7.5 h、8.0 h）對(duì)酸奶感官評(píng)分和酸度的影響。

1.3.5 苦蕎-雪蓮果酸奶工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分（Y）為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選取苦蕎添加量（A）、雪蓮果添加量（B）、發(fā)酵溫度（C）、發(fā)酵時(shí)間（D）進(jìn)行L9（34）正交設(shè)計(jì)，確定苦蕎-雪蓮果酸奶的最佳生產(chǎn)工藝條件，正交試驗(yàn)因素與水平見表2。

表2 工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for technology conditions optimization

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)重復(fù)3次，取其均值。用軟件DPS7.05中的Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦蕎麥添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

在雪蓮果添加量10%，發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時(shí)間7.0 h，雙歧桿菌接種量0.100%，蔗糖添加量7%的條件下，考察苦蕎麥添加量對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 苦蕎麥添加量對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of tartary buckwheat addition on the sensory quality of tartary buckwheat-yacon yogurt

由圖1可知，當(dāng)苦蕎添加量為0.5%～2.5%時(shí)，隨著苦蕎麥添加量的增加，復(fù)合酸奶的感官評(píng)分先增加后減少；經(jīng)差異性分析，1.0%和1.5%處理組分別與對(duì)照組（第一組）有極顯著差異（P＜0.01），2.0%和2.5%的添加量與對(duì)照有顯著差異（P＜0.05）。當(dāng)苦蕎麥顆粒添加量達(dá)到1.0%時(shí)，復(fù)合酸奶的品質(zhì)最佳，感官評(píng)分為85分，酸度為78.68°T，這是因?yàn)榭嗍w中豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為活菌的生長(zhǎng)提供了必要的營(yíng)養(yǎng)[21]。苦蕎麥添加量過少不利于苦蕎風(fēng)味的形成；苦蕎麥含量過高則會(huì)使產(chǎn)品口味偏苦，口感粗糙。因此，苦蕎麥顆粒添加量以1.0%為宜。

2.2 雪蓮果添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

在苦蕎麥添加量為1.0%，蔗糖添加量為7%，雙歧桿菌接種量0.100%，于43℃恒溫發(fā)酵7.0 h條件下，考察雪蓮果添加量對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，隨著雪蓮果添加量（4%～12%）的增加，復(fù)合酸奶的感官品質(zhì)先增加后減少；經(jīng)差異性分析，雪蓮果添加量為6%、8%、10%及12%處理組分別與對(duì)照組（第一組）有極顯著差異（P＜0.01），當(dāng)雪蓮果添加量為10%時(shí)，復(fù)合酸奶的品質(zhì)最佳，感官評(píng)分為81.5分，酸度為79.9°T。分析原因可得，當(dāng)雪蓮果較少時(shí)，產(chǎn)品嚼勁相對(duì)較低，產(chǎn)品特色不突出；當(dāng)雪蓮果過多時(shí)，則產(chǎn)品發(fā)澀，口感欠佳。因此，選擇雪蓮果添加量10%為宜。

圖2 雪蓮果添加量對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of yacon addition on the sensory quality of tartary buckwheat-yacon yogurt

2.3 雙歧桿菌接種量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

在苦蕎麥添加量為1.0%，雪蓮果添加量為10%，蔗糖添加量7%，于43℃恒溫發(fā)酵7.0 h的條件下，考察雙歧桿菌接種量對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 雙歧桿菌接種量對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of Bifidobacterium inoculum on the quality of tartary buckwheat-yacon yogurt

由圖3可知，當(dāng)菌種接種量為0.050%～0.150%時(shí)，隨著接種量的增加，復(fù)合酸奶的感官評(píng)分先增加后減少，經(jīng)差異性分析，0.125%、0.150%處理組分別與對(duì)照組（第一組）有極顯著差異（P＜0.01），0.100%的處理組與對(duì)照組有顯著差異（P＜0.05）。當(dāng)雙歧桿菌接種量為0.100%時(shí)，感官評(píng)分為81.1分，酸度為79°T，復(fù)合酸奶無分層，組織狀態(tài)均勻，乳清析出較少，色澤均勻。因此，選擇接種量0.100%為宜。

2.4 蔗糖添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

當(dāng)苦蕎麥添加量為1.0%，雪蓮果添加量為10%，雙歧桿菌接種量0.100%，發(fā)酵溫度為43℃，發(fā)酵時(shí)間為7.0 h條件下，考察蔗糖添加量對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，蔗糖添加量在5%～9%的范圍內(nèi)，隨著蔗糖添加量的增加，復(fù)合酸奶的感官評(píng)分先增加后減少；經(jīng)差異性分析，蔗糖添加量7%和9%處理組與對(duì)照（第一組）有顯著差異（P＜0.05）。當(dāng)蔗糖添加量為7%時(shí)，復(fù)合酸奶的品質(zhì)最佳、感官評(píng)分為82.4分，酸度為80.39°T，風(fēng)味獨(dú)特、口味較好；當(dāng)蔗糖添加量過多或過少時(shí)，酸奶則過酸或過甜，影響苦蕎茶和雪蓮果的風(fēng)味，同時(shí)會(huì)影響菌種的生長(zhǎng)[22]。因此，蔗糖添加量選擇7%為宜。

圖4 蔗糖添加量對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of sucrose addition on the quality of tartary buckwheat-yacon yogurt

2.5 發(fā)酵溫度對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

在苦蕎麥添加量為1.0%，雪蓮果添加量為10.0%，蔗糖添加量7%，雙歧桿菌接種量0.100%，發(fā)酵時(shí)間為7.0 h的條件下，考察發(fā)酵溫度對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖5。

圖5 發(fā)酵溫度對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of fermentation temperature on sensory quality of tartary buckwheat-yacon yogurt

由圖5可知，當(dāng)發(fā)酵溫度為41～43℃時(shí)，隨著溫度的升高，復(fù)合酸奶的感官得分逐漸增大；當(dāng)發(fā)酵溫度為43～45℃時(shí)，隨著溫度的升高，復(fù)合酸奶的感官得分逐漸減小。經(jīng)差異性分析，43℃、44℃及45℃的發(fā)酵溫度與對(duì)照（第一組）有極顯著差異（P＜0.01），42℃與對(duì)照無顯著差異（P＞0.05）。發(fā)酵溫度為43℃時(shí)，感官評(píng)分為83.3，酸度為81.34°T，復(fù)合酸奶的凝乳質(zhì)地良好，無乳清析出，品質(zhì)較好。因此，發(fā)酵溫度43℃為宜。

2.6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

在苦蕎麥添加量為1.0%，雪蓮果添加量為10%，蔗糖添加量7%，雙歧桿菌接種量0.100%，發(fā)酵溫度43℃的條件下，考察發(fā)酵時(shí)間對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖6。

圖6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)苦蕎-雪蓮果酸奶感官品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of fermentation time on sensory quality of tartary buckwheat-yacon sonchifolius yogurt

由圖6可知，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為6.0～7.0 h，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，復(fù)合酸奶的感官得分增加；發(fā)酵時(shí)間＞7.0 h后，感官評(píng)分逐漸下降。經(jīng)差異性分析，各處理組均與對(duì)照組（第一組）有極顯著差異（P＜0.01）。發(fā)酵時(shí)間過長(zhǎng)產(chǎn)品口味偏酸，過短則發(fā)酵不完全、酸度偏低[23]，因此當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為7.0 h時(shí)，感官評(píng)分為84.7分，酸度為82.29°T，復(fù)合酸奶酸甜適中，乳香味濃，口感細(xì)膩，風(fēng)味較佳。因此，發(fā)酵時(shí)間7.0 h為宜。

2.7 苦蕎-雪蓮果酸奶工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以苦蕎添加量（A）、雪蓮果添加量（B）、發(fā)酵溫度（C）、發(fā)酵時(shí)間（D）為影響因素，以感官評(píng)分（Y）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，按照表3進(jìn)行L9（34）正交優(yōu)化試驗(yàn)，對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和酸度的測(cè)定從而確定苦蕎-雪蓮果酸奶的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)。結(jié)果與分析見表3，方差分析結(jié)果見表4。

表3 工藝條件優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for technology conditions optimization

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

由表3可知，對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)影響順序?yàn)檠┥徆砑恿浚景l(fā)酵時(shí)間＞發(fā)酵溫度＞苦蕎添加量，最佳工藝條件組合為A3B2C3D2，即苦蕎添加量1.5%、雪蓮果添加量為10.0%、發(fā)酵溫度為44℃、發(fā)酵時(shí)間為7.0 h。在此最佳工藝條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，苦蕎-雪蓮果酸奶的感官評(píng)分為92分，酸度為83°T。由表4可知，苦蕎添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響不顯著（P＞0.05），雪蓮果添加量、發(fā)酵溫度及發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官品質(zhì)影響極顯著（P＜0.01）。

2.8 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)

2.8.1 感官指標(biāo)

色澤：均勻一致，呈現(xiàn)黃白色；外觀：分布均勻，無氣泡、無分層、無結(jié)塊、無沉淀等現(xiàn)象；口感：具有良好的蕎麥烘炒香味、雪蓮果的清香和乳酸菌發(fā)酵酸奶香味，無異味，口感細(xì)膩，口味協(xié)調(diào)，酸甜可口。

2.8.2 理化指標(biāo)

糖度：7.22 g/100 mL；酸度：81～84 °T（＞70 °T）。

2.8.3 微生物指標(biāo)

乳酸菌：3.8×109CFU/mL；大腸菌群≤3 MPN/100 mL；致病菌：未檢出。

3 結(jié)論

結(jié)果表明，苦蕎-雪蓮果酸奶的生產(chǎn)工藝條件為苦蕎麥最佳添加量1.5%，雪蓮果添加量10.0%，接種量0.10%，蔗糖添加量7%，發(fā)酵溫度44℃，發(fā)酵時(shí)間7.0h。在此最佳條件下，苦蕎-雪蓮果酸奶的感官評(píng)分為92分，酸度為83°T。色澤黃白；外觀分布均勻，無氣泡、無分層、無結(jié)塊、無沉淀等現(xiàn)象；具有良好的蕎麥烘炒香味、雪蓮果的清香和乳酸菌發(fā)酵酸奶香味，口感細(xì)膩，口味協(xié)調(diào)，酸甜可口。糖度為7.22 g/100 mL；酸度為81～84°T。乳酸菌3.8×109CFU/mL；大腸菌群≤3 MPN/100 mL；致病菌未檢出。

以苦蕎麥、雪蓮果為原料制作的酸奶制品，比例適中，苦蕎麥參與酸奶發(fā)酵，茶香純正、奶味濃郁，口感細(xì)膩而潤(rùn)滑，苦蕎茶香與酸奶香味融合較好，容易為人接受，長(zhǎng)期飲用有助于身體健康，可以提高人體免疫力。