胡蘿卜飲用型風(fēng)味酸奶配方工藝的研究

鄭瑋麗，徐藝航，王 震，王妙姝

（河北新希望天香乳業(yè)有限公司，河北保定 072150）

胡蘿卜是一種家常食用的蔬菜，以其豐富的營(yíng)養(yǎng)和爽脆的口感深受人們的喜愛(ài)，被譽(yù)為“小人參”[1-2]。在功能性方面，胡蘿卜可以降低血液中的膽固醇，預(yù)防心血管疾病[3-6]，這有賴于胡蘿卜中含有的槲皮素與山萘酚2種物質(zhì)[7]。目前，多數(shù)研究都圍繞著胡蘿卜中的β-胡蘿卜素進(jìn)行，這是因?yàn)楹}卜中含有的β-胡蘿卜素能夠在體內(nèi)酶的催化下轉(zhuǎn)化成維A，有助于視力和皮膚的健康[8]，且其具有的抗氧化性還可以清除人體內(nèi)存在的自由基[9-11]。Edwards Alison J等人[12]發(fā)現(xiàn)，從商業(yè)原漿中獲得的α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素比從煮熟的胡蘿卜泥中提取的生物利用度更高。趙延福等人[13]發(fā)現(xiàn)，目前高濃度的水溶性天然類胡蘿卜素酸奶很少，并推斷隨著人們健康意識(shí)的增強(qiáng)，更多的天然類胡蘿卜素酸奶產(chǎn)品必然會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。此外，一些關(guān)于胡蘿卜的深加工及新酸奶開(kāi)發(fā)的研究也已經(jīng)被報(bào)道，如胡蘿卜果脯、胡蘿卜復(fù)合脆片、胡蘿卜皮凍、胡蘿卜飲料等[14-19]。

近年來(lái)，隨著健康意識(shí)的提高，具有功能性的風(fēng)味酸奶越來(lái)越受到人們的青睞。成堃等人[20]將藍(lán)莓枸杞加入到全脂奶中，經(jīng)過(guò)工藝優(yōu)化，開(kāi)發(fā)出具有藍(lán)莓獨(dú)特果香的風(fēng)味酸奶，酸奶兼具了藍(lán)莓的抗氧化功能和發(fā)酵乳的易消化功能。賴盈盈等人[21]優(yōu)化了葛根酸奶的制作工藝，葛根作為一種兼具藥用與食用的植物，含有多種益生元素，具有降血糖、增強(qiáng)免疫力的功效。李玲玲等人[22]利用紅棗南瓜和生牛乳為原料，研制出既營(yíng)養(yǎng)又保健的紅棗南瓜凝固型風(fēng)味酸奶。俞耀茹等人[23]利用柚子皮的特殊風(fēng)味及其祛痰止咳等功效，將柚子皮經(jīng)脫苦、超聲提取后得到的柚子皮提取物添加到發(fā)酵乳中，研制出功能性柚子酸奶。關(guān)隨霞等人[24]研制出兼具山藥紅棗獨(dú)特風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的酸奶。

使用發(fā)酵后的胡蘿卜原漿代替胡蘿卜汁添加到發(fā)酵乳中，開(kāi)發(fā)出一款營(yíng)養(yǎng)全面且具有發(fā)酵胡蘿卜風(fēng)味的酸奶。發(fā)酵后的蘿卜原漿相比于胡蘿卜汁質(zhì)地更加稠厚，王鵬[25]發(fā)現(xiàn)胡蘿卜原漿經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，萜烯類風(fēng)味物質(zhì)明顯減少了，而醇酯類風(fēng)味物質(zhì)增加了，這使得最終酸奶的風(fēng)味更加飽滿突出，同時(shí)兼具發(fā)酵胡蘿卜汁營(yíng)養(yǎng)健康的功效。研究旨在豐富功能性風(fēng)味發(fā)酵乳的市場(chǎng)，并為后續(xù)胡蘿卜飲用型風(fēng)味酸奶的生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮胡蘿卜、白砂糖，均為市售；鮮牛奶，河北新希望天香乳業(yè)有限公司提供；穩(wěn)定劑：發(fā)酵劑FVV、嗜熱鏈球菌（S.thermophilus，ST） 和保加利亞乳桿菌（L.bulgaricus，LB），帝斯曼（中國(guó)） 有限公司提供；發(fā)酵劑LSL（LB∶ST∶LP=1∶1∶1）、副干酪乳桿菌（L.paracase，LP），丹尼斯克投資有限公司提供；植物乳桿菌（L.plantarum，LP）、干酪乳桿菌（L.casei，LC），上海昊岳實(shí)業(yè)有限公司提供。

APV1000型高壓均質(zhì)機(jī)，美國(guó)SPX公司產(chǎn)品；LRH250型生化培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；JA2003型電子天平，上海浦春計(jì)量?jī)x器有限公司產(chǎn)品；電磁爐，浙江蘇泊爾股份有限公司產(chǎn)品；YAB15型高壓蒸汽滅菌鍋，永興醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品；PHS-3C型pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司產(chǎn)品；DV-C型黏度計(jì)，美國(guó)博力飛工程實(shí)驗(yàn)室有限公司產(chǎn)品；FT1型乳成分分析儀，丹麥福斯公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

（1）胡蘿卜原漿的制備。新鮮胡蘿卜→清洗去皮→加鹽水、纖維素酶酶解→殺菌→接種→發(fā)酵→胡蘿卜原漿。

（2）胡蘿卜酸奶的制備。新鮮生牛乳→預(yù)熱→加乳清蛋白粉水合→預(yù)熱→加白砂糖、穩(wěn)定劑化料→預(yù)熱→均質(zhì)→殺菌→降溫→接種→發(fā)酵→加入胡蘿卜原漿→攪拌→均質(zhì)→降溫→灌裝。

1.2.2 胡蘿卜發(fā)酵原漿的制備

在前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上制備胡蘿卜發(fā)酵原漿，選取新鮮的胡蘿卜（去皮）打碎成漿狀，加入胡蘿卜質(zhì)量1%的食鹽、0.05%的纖維素酶，在45~50℃下酶解30 min[26]。經(jīng)95℃殺菌300 s后以10 DCU/t的添加量加入發(fā)酵劑LSL，于37±2℃下發(fā)酵24 h。將制得的胡蘿卜發(fā)酵原漿在4℃環(huán)境下密封保存。

1.2.3 酸奶發(fā)酵基料的制備

將部分牛乳預(yù)熱至50℃，加入10%的乳清蛋白粉，水合30 min，然后加入3%的穩(wěn)定劑，剪切10 min，待其溶解后預(yù)熱至65℃均質(zhì)，均質(zhì)壓力為18~20 MPa。均質(zhì)后殺菌，殺菌條件為95℃，300 s。

1.2.4 胡蘿卜酸奶的制備

發(fā)酵劑接種液的制備在超凈工作臺(tái)中進(jìn)行，將發(fā)酵劑FVV按一定量加入至10 mL無(wú)菌水中，充分混勻后，移液槍移取1 mL菌液至準(zhǔn)備好的酸奶基料中，42±1℃下恒溫密閉發(fā)酵4~8 h。發(fā)酵終止后加入3%~11%的胡蘿卜原漿，混合均勻后均質(zhì)（3~8 MPa） 備用。

1.2.5 單因素試驗(yàn)

單因素試驗(yàn)考查不同發(fā)酵胡蘿卜原漿添加量（3%，5%，7%，9%，11%）、蔗糖添加量（6%，7%，8%，9%，10%）、發(fā)酵劑接種量（2%，3%，4%，5%，6%） 在41±1℃下發(fā)酵不同時(shí)間（4，5，6，7，8 h）對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響，并測(cè)定樣品的酸度。

1.2.6 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以蔗糖添加量（A）、發(fā)酵胡蘿卜原漿添加量（B）、發(fā)酵劑添加量（C）和發(fā)酵時(shí)間（D） 為因素，設(shè)計(jì)L（934）正交試驗(yàn)（表2）來(lái)確定制備胡蘿卜風(fēng)味酸奶的最佳配方工藝條件。

胡蘿卜酸奶正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 胡蘿卜酸奶正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

1.2.7 測(cè)定方法

在上述最佳條件下，對(duì)具有特殊香氣的胡蘿卜風(fēng)味酸奶進(jìn)行測(cè)定，具體方法如下。

（1）感官評(píng)定。組織20名專業(yè)的食品檢驗(yàn)人員分別對(duì)酸奶的色澤（20分）、香氣（20分）、組織狀態(tài)（30分）和口感風(fēng)味（30分）進(jìn)行感官品評(píng)。

胡蘿卜飲用型風(fēng)味酸奶感官評(píng)定指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 胡蘿卜飲用型風(fēng)味酸奶感官評(píng)定指標(biāo)

（2）理化指標(biāo)。分別使用凱氏定氮法、堿水解法、乳成分分析儀、酚酞指示劑法對(duì)制備的胡蘿卜酸奶的蛋白質(zhì)、脂肪、非脂乳固體及酸度進(jìn)行測(cè)定。

（3）微生物測(cè)定。按照GB 4789系列檢驗(yàn)方法，對(duì)酸奶中的微生物指標(biāo)如乳酸菌、大腸桿菌、致病菌等進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 發(fā)酵胡蘿卜原漿添加量對(duì)酸奶感官品質(zhì)的影響

在準(zhǔn)備好的酸奶基料中添加8%的蔗糖，4%發(fā)酵劑FVV，于41±1℃下發(fā)酵6 h后，分別添加3%，5%，7%，9%，11%發(fā)酵胡蘿卜原漿，均質(zhì)得到胡蘿卜酸奶，對(duì)其進(jìn)行酸度測(cè)定及感官評(píng)分。

發(fā)酵胡蘿卜原漿添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響見(jiàn)圖1。

圖1 發(fā)酵胡蘿卜原漿添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

由圖1可知，隨著原漿添加量的增加，胡蘿卜酸奶的終止酸度幾乎沒(méi)有差異，但感官品質(zhì)影響差異顯著。當(dāng)發(fā)酵胡蘿卜原漿添加量為7%時(shí)，酸奶感官評(píng)分最高，達(dá)到88分，此時(shí)酸奶整體呈淡粉色，顏色均勻，色澤光亮，胡蘿卜風(fēng)味與酸奶發(fā)酵香氣協(xié)調(diào)，口感細(xì)膩?lái)樆?；?dāng)添加量為3%時(shí)，酸奶呈淺黃色，無(wú)胡蘿卜風(fēng)味；當(dāng)添加量為5%時(shí)，酸奶呈淺粉色，胡蘿卜風(fēng)味較淡，口感有些澀口；當(dāng)添加量為9%時(shí)，酸奶呈淡粉色，口感細(xì)膩略黏稠，胡蘿卜風(fēng)味較凸顯；當(dāng)添加量達(dá)11%時(shí)，酸奶基本呈粉色，黏度偏高，胡蘿卜風(fēng)味不協(xié)調(diào)，酸味較大。因此，發(fā)酵胡蘿卜原漿的添加量以7%為宜。

2.1.2 蔗糖添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

在備好的酸奶基料中分別添加6%，7%，8%，9%，10%蔗糖，接入4%的發(fā)酵劑FVV后，在41±1℃下發(fā)酵6 h，加入添加量為7%的發(fā)酵胡蘿卜原漿，對(duì)酸奶進(jìn)行感官評(píng)分，并測(cè)定酸度。

蔗糖添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響見(jiàn)圖2。

圖2 蔗糖添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

蔗糖添加量對(duì)酸奶發(fā)酵結(jié)束后的組織狀態(tài)影響不大，各試驗(yàn)組發(fā)酵終點(diǎn)的酸度均在70°T左右，但其酸甜感差異明顯。當(dāng)添加量為6%時(shí)，酸奶酸味偏重，整體香氣不協(xié)調(diào)；當(dāng)添加量為7%時(shí)，酸奶略有甜味，但胡蘿卜風(fēng)味受到影響；當(dāng)添加量為8%時(shí)，制得的酸奶酸甜適中、香氣協(xié)調(diào)，感官評(píng)分最高為92分；當(dāng)添加量為9%時(shí)，酸奶偏甜，胡蘿卜風(fēng)味被掩蓋；當(dāng)添加量為10%時(shí)，制得的酸奶口味發(fā)苦，幾乎品嘗不出胡蘿卜的風(fēng)味。因此，蔗糖添加量以8%為宜。

2.1.3 發(fā)酵劑接種量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

在酸奶基料中加入7%發(fā)酵胡蘿卜原漿和8%蔗糖，再分別接入2%，3%，4%，5%，6%的發(fā)酵劑FVV，于41±1℃下發(fā)酵6 h，對(duì)酸奶進(jìn)行感官評(píng)分，并測(cè)定酸度。

發(fā)酵劑接種量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響見(jiàn)圖3。

圖3 發(fā)酵劑接種量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

發(fā)酵劑接種量為2%時(shí)，發(fā)酵結(jié)束后酸奶狀態(tài)軟且稀薄，酸度為63°T，口感偏甜，可能為發(fā)酵劑接種量不足，同樣時(shí)間內(nèi)產(chǎn)酸量不夠，乳清蛋白沒(méi)有完全變性，不能充分與酪蛋白形成穩(wěn)定復(fù)合物；發(fā)酵劑接種量為3%時(shí)，發(fā)酵結(jié)束后酸奶質(zhì)構(gòu)較緊實(shí)，發(fā)酵香氣較好，酸度達(dá)70°T，風(fēng)味正常；當(dāng)接種量為4%時(shí)，發(fā)酵結(jié)束后酸奶質(zhì)構(gòu)較3%稍好，冷卻破乳后黏稠度適中，口感細(xì)膩，酸度達(dá)73°T，酸甜適中，感官評(píng)分為87分（最高）；接種量為5%時(shí)，發(fā)酵結(jié)束后有少量乳清析出，口感偏酸，略微澀口；當(dāng)添加量為6%時(shí)，酸奶發(fā)酵結(jié)束后乳清析出嚴(yán)重，酸味重。因此，發(fā)酵劑接種量以4%為宜。

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

在備好的酸奶基料中添加8%的蔗糖和4%發(fā)酵劑FVV，于41±1℃下分別發(fā)酵4，5，6，7，8 h，添加7%的發(fā)酵胡蘿卜原漿，對(duì)酸奶進(jìn)行感官評(píng)分，并測(cè)定酸度。

發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響見(jiàn)圖4。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶的酸度、質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味有較大影響，發(fā)酵4 h時(shí)，酸奶酸度低，其質(zhì)構(gòu)稀薄，口感略甜，無(wú)發(fā)酵乳特有的香氣；發(fā)酵5 h時(shí)，酸奶酸度達(dá)到65°T，狀態(tài)更加緊密，但發(fā)酵香氣不足；發(fā)酵6 h時(shí)，酸度達(dá)73°T，此時(shí)發(fā)酵香氣濃郁，酸奶狀態(tài)緊實(shí)，破乳后黏度適中，口感細(xì)膩，感官評(píng)分最高為91分；發(fā)酵7 h時(shí)，有少量乳清析出；發(fā)酵8 h時(shí)，能觀察到明顯的乳清析出現(xiàn)象，有明顯酸味。因此，發(fā)酵時(shí)間以6 h為宜。

2.2 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，選用L9（34）正交試驗(yàn)考查蔗糖添加量（A）、發(fā)酵胡蘿卜原漿添加量（B）、發(fā)酵劑接種量（C）和發(fā)酵時(shí)間（D）對(duì)胡蘿卜飲用型酸奶的影響。

胡蘿卜酸奶正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表3，方差分析見(jiàn)表4。

表3 胡蘿卜酸奶正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

表4 方差分析

由極差分析結(jié)果可知，4個(gè)因素蔗糖添加量、胡蘿卜發(fā)酵原漿添加量、發(fā)酵劑接種量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官指標(biāo)的影響程度依次為B>A>D>C，即發(fā)酵胡蘿卜原漿添加量>蔗糖添加量>發(fā)酵時(shí)間>發(fā)酵劑接種量。由方差分析結(jié)果可知，4個(gè)因素中蔗糖添加量和胡蘿卜發(fā)酵原漿添加量對(duì)感官指標(biāo)有顯著影響（p<0.05），是工藝配方中的關(guān)鍵因素。胡蘿卜酸奶的最佳工藝組合為A2B3C1D3，即在酸奶基料中加入8%的蔗糖，3%發(fā)酵劑，發(fā)酵6 h后加入8%的發(fā)酵胡蘿卜原漿。但是，試驗(yàn)設(shè)計(jì)中未出現(xiàn)該組合，因此需要進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

2.3 正交試驗(yàn)的驗(yàn)證

由正交試驗(yàn)結(jié)果分析可知，A2B3C1D3為最優(yōu)組合，同時(shí)選取前期試驗(yàn)中感官評(píng)分最高的組合A2B3C1D2，在42℃下發(fā)酵制備酸奶后，進(jìn)行感官評(píng)定。驗(yàn)證試驗(yàn)組的感官評(píng)分為93分，高于試驗(yàn)設(shè)計(jì)組合中最高分組（89分）。因此，最終確定驗(yàn)證試驗(yàn)組A2B3C1D3為最優(yōu)試驗(yàn)組合，即8%蔗糖，3%發(fā)酵劑FVV，6h發(fā)酵后加入8%發(fā)酵胡蘿卜原漿，即可制得胡蘿卜風(fēng)味酸奶。

2.4 發(fā)酵后均質(zhì)壓力對(duì)酸奶黏度的影響

由于酸奶定位為一種飲用型風(fēng)味酸奶，而黏度對(duì)酸奶口感的影響較大，因此探究不同均質(zhì)壓力對(duì)酸奶黏度及感官的影響很有必要。根據(jù)正交試驗(yàn)確定的配方工藝，分別在0，1，3，5，7 MPa的均質(zhì)壓力下對(duì)發(fā)酵后的酸奶進(jìn)行均質(zhì)。

不同均質(zhì)壓力對(duì)酸奶黏度及感官品質(zhì)的影響見(jiàn)表5。

表5 不同均質(zhì)壓力對(duì)酸奶黏度及感官品質(zhì)的影響

由表5可知，當(dāng)均質(zhì)壓力為5 MPa，酸奶黏度為1 315 mpa/s時(shí)，酸奶感官評(píng)分最高為97分。因此，確定均質(zhì)壓力為5 MPa。

2.5 胡蘿卜飲用型風(fēng)味酸奶的測(cè)定結(jié)果

2.5.1 感官品質(zhì)

酸奶呈淡粉色，組織均勻細(xì)膩，無(wú)乳清析出，口感順滑，酸甜適中，酸奶發(fā)酵香氣與胡蘿卜混合香氣協(xié)調(diào)柔和，回味濃郁，無(wú)異味。

2.5.2 理化指標(biāo)

測(cè)得胡蘿卜酸奶的各項(xiàng)理化指標(biāo)為脂肪2.8 g/100 g，蛋白質(zhì)3.3 g/100 g，總干21.31%，酸度75°T，均符合發(fā)酵乳的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。

2.5.3 微生物指標(biāo)

乳酸菌總數(shù)為2.75×108CFU/mL，大腸桿菌≤3 MPN/100 mL，致病菌未檢出，均符合發(fā)酵乳的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化的胡蘿卜飲用型風(fēng)味酸奶的最佳工藝配方為發(fā)酵胡蘿卜原漿添加量8%，蔗糖添加量8%，發(fā)酵劑接種量3%，發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間6 h，此配方工藝下制得的風(fēng)味酸奶胡蘿卜風(fēng)味協(xié)調(diào)、口感細(xì)膩、色澤均勻一致、酸甜可口、黏稠度適中，酸度、黏度及微生物指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)胡蘿卜飲用型風(fēng)味酸奶的生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。