李麗，李昌寶，盛金鳳，鄭鳳錦，何雪梅，廖芬，鄭博強(qiáng)，劉國(guó)明，李杰民，零東寧，孫健*，鄧海燕

（1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西南寧530007；2.廣西石埠乳業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧530000；3.廣西作物遺傳改良重點(diǎn)開放試驗(yàn)室，廣西南寧530007；4.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，廣西南寧530007）

凝固型火龍果酸奶的制備工藝及質(zhì)構(gòu)特性研究

李麗1，2，李昌寶1，2，盛金鳳1，2，鄭鳳錦1，何雪梅1，廖芬1，鄭博強(qiáng)3，劉國(guó)明1，李杰民1，零東寧1，孫健1，2*，鄧海燕4

（1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西南寧530007；2.廣西石埠乳業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧530000；3.廣西作物遺傳改良重點(diǎn)開放試驗(yàn)室，廣西南寧530007；4.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，廣西南寧530007）

該文研究了凝固型火龍果酸奶的制備工藝，并分析其質(zhì)構(gòu)特性。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取白砂糖添加量、乳酸菌接種量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度這4個(gè)因素，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，利用中心組合和響應(yīng)面分析法，對(duì)火龍果酸奶的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到凝固型火龍果酸奶的最佳配方為乳酸菌接種量0.27%，發(fā)酵時(shí)間7.7 h，發(fā)酵溫度40℃，白砂糖添加量8.8%，在此條件下，得到火龍果酸奶感官評(píng)分為85.3分。使用TPA質(zhì)構(gòu)儀對(duì)火龍果酸奶進(jìn)行測(cè)定和分析，建立質(zhì)構(gòu)特性與感官評(píng)分之間的線性回歸模型為：Y（感官評(píng)分）= 0.076 4X1（硬度）-2.84X2（黏度）+0.772X3（內(nèi)聚力）-4.36X4（彈性）+143.16。

火龍果；酸奶；感官評(píng)價(jià)；質(zhì)構(gòu)特性；相關(guān)性

火龍果（Hylocereus undulatus）屬仙人掌科（Cactaceae）量天尺屬（Hylocereusundatus）（又稱三角柱屬或蛇鞭柱屬）[1-2]，又稱紅龍果、青龍果、仙人掌果、仙蜜果、龍珠果、玉龍果等。原產(chǎn)于巴西、墨西哥等中美洲地區(qū)，目前已廣泛分布于越南、泰國(guó)、尼加拉瓜、哥倫比亞、以色列、美國(guó)及我國(guó)部分省區(qū)[3]。因其果肉富含糖、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、膳食纖維及多種礦物質(zhì)元素而深受消費(fèi)者親睞[4-6]。

酸奶是以鮮牛奶為主要原料，利用嗜熱鏈球菌（Streptococcus thremophilus）和保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）等微生物，通過(guò)乳酸發(fā)酵作用而得到的一種發(fā)酵型乳制品[7]。感官評(píng)價(jià)在酸奶品質(zhì)評(píng)價(jià)中占有重要地位[8]，但會(huì)帶有評(píng)價(jià)者的主觀因素。物性測(cè)試儀能夠?qū)悠诽匦越o出數(shù)據(jù)化的表達(dá)[9-13]，因此近年來(lái)物性分析儀已經(jīng)廣泛應(yīng)用于酸奶的質(zhì)地結(jié)構(gòu)測(cè)定。

本研究探討了凝固型火龍果酸奶的優(yōu)化制備工藝，并分析其質(zhì)構(gòu)特性，利用酸奶的感官品評(píng)和質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析二者之間的相關(guān)性，為凝固型火龍果酸奶的品質(zhì)評(píng)價(jià)提供一個(gè)更快速、靈敏、準(zhǔn)確的方法，希望對(duì)提高酸奶工業(yè)研究的理論水平，促進(jìn)火龍果酸奶生產(chǎn)工藝的提高具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅心火龍果：新鮮、無(wú)病蟲害、八成熟，2014年9月采自廣西邕寧區(qū)火龍果種植基地；牛奶、白砂糖、鹽：市售；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；果膠酶（酶活3×104U/g）、纖維素酶（酶活4×104U/g）：南寧龐博生物工程有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CT3型質(zhì)構(gòu)儀（測(cè)試探頭為12.7 mm的TA10）：美國(guó)BROOKFIELD公司；WGLL-230BE型電熱鼓風(fēng)干燥箱：廣州市華瑞化玻儀器有限公司；JY6002型電子天平、JA2003型電子天平：上海良平儀器儀表有限公司；LGBCD180型冰箱：海信容聲冰箱有限公司；SS260-D3多功能食物攪拌器：中山市好媽咪電器廠；WJ-3A三孔獨(dú)立控溫水浴鍋：常州偉嘉儀器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程及操作要點(diǎn)

原料預(yù)處理：選擇新鮮、健康的火龍果為原料，清洗干凈、去皮，切成小丁后打漿。

酶解：在40℃條件下用將火龍果漿酶解1 h，果膠酶用量0.02%，纖維素酶用量0.07%。

離心過(guò)濾：將酶解后的火龍果漿5 000 r/min離心20 min，經(jīng)過(guò)濾得到澄清的火龍果清汁。

調(diào)配、均質(zhì)、混勻：在奶粉中加入白糖和穩(wěn)定劑，溶化后過(guò)濾，加入火龍果清汁中，火龍果汁用量為8%，用均質(zhì)機(jī)在20 MPa條件下均質(zhì)。

殺菌、冷卻：90～95℃殺菌10～15 min，然后冷卻至40～45℃。

接種、發(fā)酵：將菌種（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌的比例為1∶1）在無(wú)菌條件下按設(shè)計(jì)比例接種到已調(diào)配好的牛奶中，搖勻，接種后將攪拌均勻的料液立即灌入容器中放入恒溫箱，封口，在發(fā)酵箱發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)避免振動(dòng)，以免影響成品的組織狀態(tài)。將發(fā)酵好的酸奶收入0～4℃的冰箱內(nèi)進(jìn)行24 h的后發(fā)酵。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

分別考察白砂糖添加量（5%、6%、7%、8%、9%）、接種量（0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%）、發(fā)酵時(shí)間（5 h、6 h、7 h、8 h、9 h）、發(fā)酵溫度（36℃、39℃、42℃、45℃、48℃）對(duì)火龍果酸奶感官品質(zhì)的影響。

1.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原理，以感官評(píng)分Y為響應(yīng)值，利用Design Expert 8.0.2軟件進(jìn)行4因素3水平的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 火龍果酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface methodology for pitaya yogurt fermentation technology optimization

1.3.4 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

感官評(píng)分由50個(gè)人組成的評(píng)定小組，通過(guò)色澤、組織狀態(tài)、香味、滋味等方面進(jìn)行評(píng)定，滿分100分，得出各項(xiàng)指標(biāo)分值，計(jì)算各指標(biāo)的平均分。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 火龍果酸奶的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of pitaya yogurt

1.3.5 TPA測(cè)試試驗(yàn)

用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)火龍果酸奶樣品進(jìn)行質(zhì)地剖面分析（texture profile analysis，TPA）測(cè)試[14-15]，每個(gè)樣品測(cè)試3次，取平均值。測(cè)試條件：形變量為20%，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載為5 g，測(cè)試速率為1 mm/s。

1.3.6 感官評(píng)分與質(zhì)構(gòu)特性相關(guān)性分析

使用SPSS17.0和Design Expert 8.0.2統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)29個(gè)火龍果酸奶樣品感官評(píng)分與質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性進(jìn)行分析。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)條件選取Descriptives、Casewise diagnostic中的Outliers（n=3），選擇項(xiàng)條件選取引入值P＜0.05，剔除值P≥0.05，方法項(xiàng)條件選取Stepwise（逐步引入一剔除法），其他項(xiàng)選取默認(rèn)值[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 白砂糖添加量對(duì)火龍果酸奶品質(zhì)的影響

圖1 白砂糖添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of sugar addition on sensory evaluation score of pitaya yogurt

由圖1可知，隨著白砂糖添加量的增加，火龍果酸奶的感官評(píng)分呈先升后降的趨勢(shì)。添加量為5%時(shí)，由于糖度太低，產(chǎn)品口感偏酸，感官評(píng)分為58.5分；添加量為8%時(shí)，酸奶酸甜適中，口感最佳，感官評(píng)分最高，達(dá)到76.1分；當(dāng)添加量為9%時(shí)，此時(shí)白砂糖添加略過(guò)量，口感偏甜，感官評(píng)分為69.5分。因此選擇白砂糖添加量8%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.1.2 接種量對(duì)火龍果酸奶品質(zhì)的影響

圖2 接種量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of inoculum on sensory evaluation score of pitaya yogurt

由圖2可知，隨著接種量的增加，火龍果酸奶的感官評(píng)分呈先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)接種量為0.10%時(shí)，由于菌種量太少，產(chǎn)生的乳酸偏少，酸奶的酸度不足，同時(shí)凝固性不佳，感官評(píng)分為64分；當(dāng)接種量為0.25%時(shí)，酸奶的口感最好，酸甜適宜，酸味與果味協(xié)調(diào)，感官評(píng)分為79.5分；當(dāng)接種量為0.30%時(shí)，使得乳清析出嚴(yán)重，感官評(píng)分為69.5分。因此選擇接種量0.25%進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)火龍果酸奶品質(zhì)的影響

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of fermentation time on sensory evaluation score of pitaya yogurt

由圖3可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，火龍果酸奶的感官評(píng)分呈先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為5 h時(shí)，由于發(fā)酵時(shí)間過(guò)短，導(dǎo)致酸奶的凝固性不佳，酸度也不好，感官評(píng)分為70.4分。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間達(dá)到7 h時(shí)，酸奶的凝固性最好，酸甜度適中，感官評(píng)定82.1分。發(fā)酵時(shí)間達(dá)到9 h時(shí)，酸奶出現(xiàn)嚴(yán)重的乳清析出現(xiàn)象，并且酸奶的口感不佳，感官評(píng)定73.0分。因此選擇發(fā)酵時(shí)間為7 h進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.1.4 發(fā)酵溫度對(duì)火龍果酸奶品質(zhì)的影響

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of fermentation temperature on sensory evaluation score of pitaya yogurt

由圖4可知，隨著發(fā)酵溫度的升高，火龍果酸奶的感官評(píng)分呈先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵溫度為36℃時(shí)，由于溫度偏低，乳酸菌產(chǎn)酸少，口感偏甜，感官評(píng)分較低；溫度升至42℃時(shí)，酸奶酸甜適中，奶香、果香、酸味協(xié)調(diào)度高，口感最佳，感官評(píng)分78.6分；發(fā)酵溫度升至45℃時(shí)，酸奶感官評(píng)定得分呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，此時(shí)酸奶口感有所下降，細(xì)膩感不夠；當(dāng)發(fā)酵溫度提高至48℃時(shí)，溫度過(guò)高，酸奶中乳清析出現(xiàn)象明顯，感官評(píng)分75.3分。因此選擇發(fā)酵溫度為42℃進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.2 響應(yīng)面法發(fā)酵條件的優(yōu)化

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取對(duì)酸奶感官品質(zhì)影響明顯的接種量（A）、發(fā)酵時(shí)間（B）、發(fā)酵溫度（C）和白砂糖添加量（D）這4個(gè)因素為自變量，以酸奶感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，進(jìn)行4因素3水平的響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化，響應(yīng)面分析方案及試驗(yàn)結(jié)果見表3，方差分析見表4。

表3 火龍果酸奶發(fā)酵工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Results and analysis of response surface methodology for pitaya yogurt fermentation technology optimization

由表4可知，失擬項(xiàng)不顯著（P=0.473 6＞0.05），而模型的P=0.001 2＜0.05，表明模型顯著。從表4還可以看出因素B、AC、D2對(duì)結(jié)果影響是顯著的（P＜0.05），因素A、D、A2、B2對(duì)結(jié)果影響是極顯著（P＜0.05）。各因素對(duì)火龍果酸奶感官品質(zhì)影響的次序?yàn)锳＞D＞B＞C，即接種量＞白砂糖添加量＞發(fā)酵時(shí)間＞發(fā)酵溫度。采用手動(dòng)優(yōu)化的方法對(duì)回歸模型進(jìn)行優(yōu)化，得到回歸方程：

表4 回歸方程方差分析Table 4 Variance analysis of regression equation

圖5 接種量與發(fā)酵溫度的交互作用對(duì)感官評(píng)定得分的響應(yīng)面與等高線Fig.5 Response surface plots and contour line of effects of interaction between inoculum and fermentation temperature on sensory evaluation score

接種量與發(fā)酵溫度間的交互作用見圖5。由圖5可知，二者交互作用顯著，符合由表4中對(duì)4個(gè)交互項(xiàng)的方差結(jié)果分析。

2.2.2 火龍果酸奶工藝參數(shù)的確定

由響應(yīng)面試驗(yàn)分析結(jié)果可知，回歸模型存在最大值，火龍果酸奶發(fā)酵條件理論值為接種量0.270 5%，發(fā)酵時(shí)間7.74 h，發(fā)酵溫度39.54℃，白砂糖添加量8.83%，在此最佳條件下，酸奶感官評(píng)分為85.41分。為方便試驗(yàn)操作，修改試驗(yàn)條件為乳酸菌添加量0.27%，發(fā)酵時(shí)間7.7 h，發(fā)酵溫度40℃，白砂糖添加量8.8%，在此條件下，酸奶感官評(píng)分為85.3分。其相對(duì)誤差＜5%，說(shuō)明采用響應(yīng)曲面法優(yōu)化得到條件參數(shù)準(zhǔn)確可靠，具有實(shí)用價(jià)值。

2.3 火龍果酸奶TPA質(zhì)構(gòu)特性數(shù)據(jù)

2.3.1 火龍果酸奶質(zhì)構(gòu)特性數(shù)據(jù)

對(duì)29個(gè)火龍果酸奶樣品進(jìn)行TPA測(cè)試之后，得到其硬度、黏度、內(nèi)聚力、彈性4個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的平均值。具體結(jié)果見表5。

表5 火龍果酸奶質(zhì)構(gòu)特性測(cè)試結(jié)果Table 5 Determination results of texture properties of pitaya yogurt

將火龍果酸奶感官評(píng)分（Y）與硬度（X1）、黏度（X2）、內(nèi)聚力（X3）、彈性（X4）進(jìn)行多因素線性回歸，得到方程為：Y=0.076 4X1-2.84X2+0.772X3-4.36X4+143.16。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素及響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)火龍果酸奶生產(chǎn)工藝中的接種量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度和白砂糖添加量4個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。得出最佳工藝條件為乳酸菌接種量0.27%，發(fā)酵時(shí)間7.7 h，發(fā)酵溫度40℃，白砂糖添加量8.8%。在此條件下生產(chǎn)出的火龍果酸奶色澤為均勻的粉紅色；口感酸甜適中，細(xì)膩爽滑，無(wú)氣泡，兼具酸奶與火龍果的特征香味與滋味，無(wú)異味，感官評(píng)分為85.3分?；瘕埞崮谈泄僭u(píng)分Y與硬度（X1）、黏度（X2）、內(nèi)聚力（X3）、彈性（X4）進(jìn)行多因素線性回歸，得到方程為：Y=0.076 4X1-2.84X2+0.772X3-4.36X4+143.16。為凝固型酸奶的品質(zhì)評(píng)價(jià)提供一個(gè)更快速、靈敏、準(zhǔn)確的方法，對(duì)于提高酸奶工業(yè)研究的理論水平，促進(jìn)酸奶生產(chǎn)工藝的提高具有一定的指導(dǎo)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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Preparation technology and texture evaluation of set-style pitaya yogurt

LI Li1,2,LI Changbao1,2,SHENG Jinfeng1,2,ZHENG Fengjin1,HE Xuemei1,LIAO Fen1,ZHENG Boqiang3, LIU Guoming1,LI Jiemin1,LING Dongning1,SUN Jian1,2*,DENG Haiyan4
(1.Agro-food Science and Technology Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007,China; 2.Shibu of Guangxi Dairy Co.,Ltd.,Nanning 530000,China; 3.Guangxi Crop Genetic Improvement and Biotechnology Lab,Nanning 530007,China; 4.Horticultural Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007,China)

The preparation technology of set-style pitaya yogurt was studied and the texture characteristics were analyzed.On the basis of single factor experiment,using sugar addition,lactic acid bacteria inoculum,fermentation temperature and time as evaluation factors,sensory evaluation score as response value,the fermentation technology was optimized by central composite design and response surface methodology.Results showed that the optimum fermentation conditions were as follows:lactic acid bacteria inoculum 0.27%,fermentation time 7.7 h,temperature 40℃and sugar addition 8.8%.Under the optimal condition,the sensory evaluation score of the yogurt was 85.3.At the same time,the pitaya yogurt was measured and analyzed by TPA texture,and the linear regression model between textural properties and sensory evaluation scores was established asY(sensory evaluation scores)=0.076 4X1(hardness)-2.84X2(adhesiveness)+0.772X3(cohesiveness)-4.36X4(springiness)+143.16.

pitaya;yogurt;sensory evaluation;texture characteristics;correlation

TS252.4

0254-5071（2016）11-0176-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.11.037

2016-01-22

國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303073）；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目（桂科合15104001-23）；2014年中央財(cái)政農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)資金項(xiàng)目（桂財(cái)農(nóng)函[2014]294號(hào)）；廣西自然科學(xué)基金（2014GXNSFDA118013）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（桂農(nóng)科2015YT86）；南寧市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃（20142305）；廣西技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目（桂工信科技[2015]116號(hào)）；南寧市良慶區(qū)科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃（2015G-02）；南寧市青秀區(qū)科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2013ZH18）

李麗（1983-），女，副研究員，碩士，主要從事食品加工與檢測(cè)技術(shù)研究工作。

*通訊作者：孫?。?978-），男，研究員，博士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工研究與產(chǎn)品開發(fā)工作。