添加綠豆及小米混合發(fā)酵酸奶的研究

路志芳路志強(qiáng)宋朋威

（1安陽工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院 河南 安陽 455000；2安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河南 安陽 455000）

添加綠豆及小米混合發(fā)酵酸奶的研究

路志芳1路志強(qiáng)2宋朋威1

（1安陽工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院 河南 安陽 455000；2安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河南 安陽 455000）

本試驗(yàn)以綠豆、小米、牛奶為原料，蔗糖為輔料，采用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌為發(fā)酵菌種，探究綠豆小米酸奶的最佳加工工藝參數(shù)。試驗(yàn)以單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)確定最佳方案。試驗(yàn)結(jié)果表明：影響試驗(yàn)結(jié)果的主要因素為綠豆汁含量、小米汁含量、菌種接種量、發(fā)酵溫度，當(dāng)綠豆汁含量為10%，小米汁含量為30%，菌種接種量為3%，溫度為41℃時(shí)，得到的產(chǎn)品口感良好，營養(yǎng)豐富，是一種新型的保健乳制品。

綠豆；小米；酸奶；工藝研究

近年來，選擇營養(yǎng)保健乳的人越來越多?；旌习l(fā)酵酸奶可以將不同種類的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行合理搭配，填補(bǔ)了普通酸奶營養(yǎng)物質(zhì)單一的問題[1]。綠豆及小米均具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值和保健功能，富含人體所需的多種營養(yǎng)元素。將綠豆及小米榨汁后與純牛奶混合發(fā)酵得到綠豆小米酸奶，改變了普通酸奶的色澤及口味，提高了營養(yǎng)價(jià)值，成為未來酸奶制品的發(fā)展趨勢[2]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料。綠豆、蒙牛純牛奶、小米、蔗糖(食品級，市售)，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌(鄭州祥迪食品添加劑有限公司生產(chǎn))。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備。JYL-350A型料理機(jī)(九陽股份有限公司)，LDZH-100KBS型全自動(dòng)立式滅菌鍋(上海申安醫(yī)療器械廠)，TD2102B型電子天平(余姚市金諾天平有限公司)，SW-CJ-2D型無菌凈化工作臺(蘇州凈化設(shè)備有限公司)，SC-300JA型冰箱(青島海爾特種電冰柜公司)，F(xiàn)E20型pH計(jì)(托利多儀器公司)，XA-30型恒溫發(fā)酵箱(上海紅聯(lián)機(jī)械制造有限公司)。

1.3 工藝流程。綠豆→浸泡→熱磨→過濾→綠豆汁；小米→浸泡→熱磨→過濾→小米汁；綠豆汁、小米汁、蔗糖、鮮牛奶→混勻→調(diào)配→均質(zhì)→分裝→滅菌→冷卻→接種→發(fā)酵→低溫儲藏(0℃～5℃)→包裝→成品。

1.4 原料預(yù)處理方法。①綠豆汁的制備：挑選市售籽粒飽滿的綠豆，進(jìn)行除雜，取50 g加水150 g，浸泡10 h，用綠豆與水質(zhì)量比為1∶5[3]，80℃進(jìn)行熱磨，熱磨可以鈍化脂肪氧化酶，消除其中的不良?xì)馕叮驖{后使用紗布將其過濾2次得綠豆汁。②小米汁的制備：選取市售籽粒飽滿的小米，除雜，取50 g加水150 g浸泡8 h，然后小米與水的質(zhì)量比為1∶5，水溫80℃進(jìn)行熱磨，使用紗布將其過濾2次得小米汁。③蔗糖粉的制備：試驗(yàn)過程中把蔗糖進(jìn)行粉碎，是因?yàn)榉鬯楹笳崽欠廴芙獗容^充分，這樣最后進(jìn)行感官檢驗(yàn)時(shí)不會影響綠豆小米酸奶的風(fēng)味及口感，從而達(dá)到更好的效果。④牛奶的處理：為了避免影響后期酸奶的口味，應(yīng)將市售袋裝蒙牛純牛奶置于4℃冰箱中存放，且不要與有刺激性氣味食品放在一起。

1.5 單因素試驗(yàn)方法

1.5.1 綠豆汁含量的確定。固定接種量為3%，發(fā)酵溫度為42℃，小米汁含量為30%，以綠豆汁含量為變量進(jìn)行5組試驗(yàn)，即綠豆汁含量分別為5%、10%、15%、20%、25%時(shí)做出成品。對該成品進(jìn)行感官評定，并進(jìn)行理化指標(biāo)檢測，準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)，評定后確定綠豆汁含量的最佳水平。

1.5.2 小米汁含量的確定。固定接種量為3%，發(fā)酵溫度為42℃，綠豆汁含量為10%，以小米汁含量為變量進(jìn)行5組試驗(yàn)，即小米汁含量分別為20%、25%、30%、35%、40%時(shí)做出成品。對該成品進(jìn)行感官評定，并進(jìn)行理化指標(biāo)檢測，準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)，評定后確定小米汁含量的最佳水平。

1.5.3 發(fā)酵菌種接種量的確定。確定綠豆汁含量為10%，小米汁含量為30%，發(fā)酵溫度設(shè)為42℃，即綠豆汁、小米汁、牛奶比例為1∶3∶6，菌種接種量分別為1%、2%、3%、4%、5%。根據(jù)酸奶成品的感官評分、理化指標(biāo)等幾個(gè)方面進(jìn)行評定，準(zhǔn)確記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，得出接種量的最佳值。

1.5.4 發(fā)酵溫度的確定。確定綠豆汁含量為10%，小米汁含量為30%，菌種接種量3%，進(jìn)行5組不同的試驗(yàn)，發(fā)酵溫度分別為38℃、40℃、42℃、44℃、46℃。根據(jù)綠豆小米酸奶的感官評定、理化指標(biāo)等方面評定，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，得到發(fā)酵的最佳溫度值。

1.6 成品測定方法

1.6.1 正交試驗(yàn)。根據(jù)單因素選擇出最優(yōu)組合，在上述單因素試驗(yàn)中綠豆汁含量、小米汁含量、菌種接種量、發(fā)酵溫度4個(gè)因素感官評分最高值附近取3個(gè)水平，采用4因素3水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)安排如表1。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平

1.6.2 成品檢驗(yàn)。分為成品質(zhì)量檢驗(yàn)、成品感官檢驗(yàn)、理化指標(biāo)檢驗(yàn)、微生物指標(biāo)檢驗(yàn)。①成品質(zhì)量檢驗(yàn)。具體檢驗(yàn)項(xiàng)目及操作細(xì)節(jié)根據(jù)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳GB 19302—2010；②感官檢驗(yàn)記分評定規(guī)則如表2所示；③理化指標(biāo)的檢驗(yàn)。酸度測定：稱取5 g綠豆小米酸奶，放入錐形瓶，用40 ml蒸餾水進(jìn)行稀釋，加入1%酚酞指示劑2～3滴，用0.1 mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定，輕微搖動(dòng)，直至30 s內(nèi)不褪色，滴定NaOH的毫升數(shù)V乘以20即為100 ml發(fā)酵乳的酸度(酸度=V×20)。pH值的測定：取適量的綠豆小米酸奶于小燒杯中，然后使用pH計(jì)進(jìn)行測量，并準(zhǔn)確記錄各組數(shù)據(jù)。④微生物指標(biāo)檢驗(yàn)。對綠豆小米酸奶的微生物測定指標(biāo)主要有菌落總數(shù)、乳酸菌數(shù)、致病菌數(shù)、大腸菌群總數(shù)的測定。具體參照標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.18—2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)中的食品微生物學(xué)檢驗(yàn)、乳與乳制品檢驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 綠豆汁含量單因素試驗(yàn)。在以綠豆汁含量為單因素試驗(yàn)時(shí)，確定其它3個(gè)因素的量都不變。綠豆汁含量在5%～10%時(shí)，綠豆小米酸奶的評分逐步上升，在10%時(shí)達(dá)到最高評分90分；綠豆汁含量在10%～25%時(shí)，隨著綠豆汁含量的增加，綠豆小米酸奶的評分呈逐漸下降趨勢，進(jìn)行感官檢驗(yàn)時(shí)，成品的口味等各方面指標(biāo)逐漸下降。由此可以初步確定，當(dāng)以綠豆汁含量為單因素試驗(yàn)時(shí)，綠豆汁的最佳含量為10%。

2.1.2 小米汁含量單因素試驗(yàn)。在進(jìn)行小米汁含量單因素試驗(yàn)過程中，確定其它3個(gè)因素的量不變。小米汁含量在20%～30%時(shí)，綠豆小米酸奶的評分逐漸增大，并且在含量為30%時(shí)，綠豆小米酸奶的評分達(dá)到最大值90分；隨著小米汁含量的逐漸增大，含量增大至40%時(shí)，酸奶的評分逐漸降低，且酸奶的口感、酸甜度等指標(biāo)逐漸呈下降趨勢。由此可以初步確定當(dāng)以小米汁含量為單因素試驗(yàn)時(shí)，小米汁的最佳含量為30%。

表2 感官評價(jià)細(xì)則

2.1.3 菌種接種量的單因素試驗(yàn)。當(dāng)以菌種接種量為試驗(yàn)單因素時(shí)，要確保其它因素量不變。當(dāng)菌種接種量在1%～3%時(shí)，隨著接種量的增加，酸奶產(chǎn)品的感官指標(biāo)也逐漸上升，且在接種量為3%時(shí)達(dá)到峰值，此時(shí)評分最高為89分；隨著接種量的繼續(xù)增加，出現(xiàn)下降趨勢，即酸奶評分逐漸降低，此時(shí)酸奶的口感及各方面指標(biāo)較差。因此可知，當(dāng)以接種量為單因素時(shí)，初步確定試驗(yàn)的最佳接種量為3%。

2.1.4 發(fā)酵溫度的單因素試驗(yàn)。發(fā)酵溫度單因素試驗(yàn)過程中，要確定其它3個(gè)因素的量不能發(fā)生變化。發(fā)酵溫度在38℃～42℃時(shí)，隨著溫度增高綠豆小米酸奶的各項(xiàng)指標(biāo)及感官評分逐漸增加，且效果較為明顯，在溫度為42℃時(shí)評分達(dá)到最大值89分；在發(fā)酵溫度逐漸下降至46℃時(shí)，綠豆小米酸奶的評分下降也較為明顯。因此，當(dāng)發(fā)酵溫度為單因素時(shí)，初步確定酸奶的最佳發(fā)酵溫度為42℃。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 成品感官檢測結(jié)果。以感官評分為指標(biāo)來探究綠豆小米酸奶加工最佳工藝參數(shù)的正交試驗(yàn)結(jié)果如表3。由表3可知，通過分析極差可知，影響綠豆小米酸奶加工工藝因素的主次順序A＞B＞C＞D，即綠豆汁的含量對試驗(yàn)結(jié)果的影響最大，小米汁含量影響次之，菌種接種量位居第3，發(fā)酵溫度的影響最小。

表3 成品感官檢測正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.2 最佳配方組合驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果。通過以上試驗(yàn)最終結(jié)果表明該加工工藝的最優(yōu)組合為A2B2C2D1，但由表3可知評分最高的組合為A2B2C3D1，由于理論獲得的最優(yōu)組合不在本次的正交試驗(yàn)組中，因此要對A2B2C3D1進(jìn)行平行驗(yàn)證性試驗(yàn)，記錄具體相關(guān)項(xiàng)目，如表4所示。由表4可知，2組試驗(yàn)的最新評分，A2B2C2D1為91分，A2B2C3D1為88分。因此本次試驗(yàn)的最佳工藝為：綠豆汁含量為10%，小米汁含量為30%，發(fā)酵劑菌種接種量為3%，發(fā)酵溫度為41℃。

表4 驗(yàn)證性試驗(yàn)

2.2.3 正交設(shè)計(jì)方差分析。為了準(zhǔn)確、清晰的判斷出綠豆汁及小米汁含量、菌種接種量、發(fā)酵溫度4個(gè)因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響顯著情況及誤差對試驗(yàn)本身的影響程度，再對正交結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表5。根據(jù)表5可知，綠豆汁含量的影響最大，呈顯著。其次是小米汁含量，發(fā)酵劑菌種接種量影響最小。

表5 正交設(shè)計(jì)方差分析

2.2.4 產(chǎn)品評定指標(biāo)。①感官指標(biāo)。組織狀態(tài)：28分，產(chǎn)品外觀緊密，凝固性良好，無乳清析出，組織均勻，無氣泡；酸甜度、口感：27分，酸甜比例合適，口感適合大眾口味；色澤：19分，產(chǎn)品呈乳白色，顏色均一；滋味：17分，有著較濃烈的綠豆、小米及牛奶香氣，無其它異味。②理化指標(biāo)。根據(jù)最佳配方得到綠豆小米酸奶產(chǎn)品，滴定酸度為80°T，測得最佳成品的pH值為4.86。GB19302-2010發(fā)酵乳對酸奶酸度規(guī)定為70°T，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。③微生物指標(biāo)。經(jīng)過微生物試驗(yàn)測得綠豆小米酸奶成品中：大腸菌群為＜3CFU/ml，國標(biāo)中規(guī)定大腸菌群不超過5 CFU/ml；乳酸菌＞107CFU/ml，國標(biāo)中規(guī)定乳酸菌數(shù)不少于106 CFU/ml；致病菌等未檢出，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 討論與分析

通過單因素試驗(yàn)確定了綠豆汁含量、小米汁含量、菌種接種量、發(fā)酵溫度，隨后通過正交試驗(yàn)最終確定綠豆汁及小米汁的最佳含量分別為10%和30%，最優(yōu)接種量為3%，最優(yōu)發(fā)酵溫度為41℃。本次試驗(yàn)得到的產(chǎn)品口感非常細(xì)膩、酸甜適中、顏色均一，未出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。通過該加工工藝得到的產(chǎn)品各項(xiàng)理化指標(biāo)均在國家規(guī)定范圍內(nèi)。

[1]鹿玉菲，高新平.牛奶的營養(yǎng)與人體健康 [J].大家健康，2013(05)：161～162.

[2]王寶蘭.乳制品的營養(yǎng)成分及其保健作用研究 [J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2006(07)：71～73.

[3]郭成宇，孫梅君.綠豆—小米酸奶的研制 [J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2004，30(01)：145～147.