張秀鳳，呂 孟

(河南牧業(yè)經(jīng)濟學院 食品與生物工程學院，河南 鄭州 450046)

酸奶是以生乳或乳粉為原料，經(jīng)殺菌、接種嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌發(fā)酵而制成的產(chǎn)品[1]。酸奶中富含有益人體健康的活性乳酸菌、蛋白質(zhì)、鈣及維生素等多種營養(yǎng)成分，有通腸潤便、補鈣補磷、增強人體免疫力等諸多功效，適合各類人群食用。

菊花含有豐富的萜類、揮發(fā)油、金合歡素、丁香脂素、麥黃酮等多種活性成分[2]，有抗菌、消炎、抗氧化和抗病毒等生理活性[3]，具有疏風、清熱、安神、排毒等作用，常被用作食品的功能性原料。金銀花是忍冬的花蕾，其性甘、寒,氣味芳香，含有豐富的黃酮類、有機酸類和三萜類等活性成分，常用于治療熱毒血痢、風熱感冒、溫病發(fā)熱等病癥[4]。雪梨營養(yǎng)豐富，口感甘甜，含有維生素、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)元素及有機酸等多種營養(yǎng)成分[5]，其性微涼、味甘、微酸，具有生津潤燥、潤肌白膚、清熱化痰等功效，被廣泛應用于食品。冰糖性溫，具有止咳、清痰、潤肺和去火等作用。

隨著社會主義現(xiàn)代化建設步伐的加快，人們承受的各種壓力不斷增大，浮躁、沖動、易怒、火氣大等不良情緒不斷地出現(xiàn)在現(xiàn)代人的身上。清熱下火的食品越來越受到人們的關(guān)注。本試驗目的是在傳統(tǒng)酸奶的基礎(chǔ)上，添加菊花汁、梨汁、金銀花汁等清熱性輔料，確定清熱型酸奶的配方及工藝。

1 試驗方法

1.1 酸奶生產(chǎn)工藝流程

金銀花汁、菊花汁、梨汁

↓

鮮牛乳→調(diào)配→預熱→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→灌裝→發(fā)酵→冷卻

↑ ↓

果膠、冰糖粉 成品←檢驗 ←后熟

1.2 菊花汁、金銀花汁、梨汁最佳配比的確定

1.2.1 菊花汁、金銀花汁、梨汁的制備

(1)金銀花汁的制備：液料比為40∶1。恒溫90 ℃浸提30 min，用200目漏斗過濾得到金銀花汁，放置冰箱冷藏備用。

(2)菊花汁的制備：液料比為60∶1。恒溫90 ℃浸提30 min，用200目漏斗過濾得到菊花汁，放置冰箱冷藏備用。

(3)梨汁的制備：選擇成熟、品質(zhì)優(yōu)良的雪梨，清洗干凈、削皮、去核，切成 1 cm的小塊。將雪梨塊放入0.2%的抗壞血酸溶液中浸泡5 min。然后將護色后的雪梨塊和0.2%的抗壞血酸溶液按1∶1的比例倒入榨汁機中打漿。用200目漏斗過濾，放置冰箱冷藏備用。

1.2.2 菊花汁、金銀花汁、梨汁最佳添加量的確定

分別添加2%、3%、4%、5%、6%的菊花汁，以感官評分和乳清析出率為評價指標，確定菊花汁的最佳添加量。分別添加2%、3%、4%、5%、6%的金銀花汁，以感官評分和乳清析出率為評價指標，確定金銀花汁的最佳添加量。分別添加5%、7%、9%、11%、13%的梨汁，以感官評分和乳清析出率為評價指標，確定梨汁的最佳添加量。

1.2.3 菊花汁、金銀花汁、梨汁最佳配比的確定

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，進行三因素三水平正交試驗(表1)，以感官評分為評價指標。

表1 正交試驗表

1.3 果膠和發(fā)酵劑的最佳添加量及最佳發(fā)酵時間的確定

按照1.2的試驗結(jié)果，分別加入0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%的果膠，以感官評分和乳清析出率為評價指標，確定果膠的最佳添加量。按照1.2的試驗結(jié)果，分別添加0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%的發(fā)酵劑，以感官評分、乳清析出率和滴定酸度為評價指標，確定發(fā)酵劑的最佳添加量。按照1.2的試驗結(jié)果，分別發(fā)酵7 h、8 h、9 h、10 h、11 h、12 h，以感官評分和乳清析出率為評價指標，確定最佳發(fā)酵時間。

1.4 清熱型酸奶的配方及工藝優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用Box-Behnken軟件對果膠添加量、發(fā)酵劑添加量、發(fā)酵時間三個因素進行三因素三水平的響應面優(yōu)化試驗(表2)，以感官評分作為響應值。

1.5 檢測指標

1.5.1 感官評價

感官評價以口感、風味、乳清析出狀況、組織狀態(tài)和色澤為指標，滿分100分，感官評價如表3所示。

表2 三因素三水平的響應面優(yōu)化試驗因素水平表

1.5.2 乳清析出率

參考楊鈉等[6]的方法。稱取100 g酸奶樣品，在4 ℃下，用120目漏斗過濾2 h，用250 mL錐形瓶收集乳清稱重。做三次平行試驗，取平均值。計算公式如下：

式中：X——乳清析出率/%；

m1——乳清質(zhì)量/g；

m0——樣品質(zhì)量/g。

1.5.3 酸度的測定

參照GB 5009.239-2016《食品安全國家標準食品酸度測定》進行。

表3 感官評價表

2 結(jié)果與分析

2.1 菊花汁、金銀花汁、梨汁的添加量對酸奶品質(zhì)的影響

菊花汁添加量對酸奶感官評分和乳清析出率的影響見圖1。由圖1可知，隨著菊花汁添加量增多，酸奶感官評價得分表現(xiàn)為先增加后降低，當添加4%的菊花汁時，感官評價得分達到峰值83.58分，隨后開始逐漸下降。隨著菊花汁添加量增多，酸奶的乳清析出率呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。隨著菊花汁含量增多，酸奶的菊花味逐漸顯露并慢慢變濃，淡淡的菊花清香味使感官評分不斷增加，但是菊花汁添加過多，味道過濃，會掩蓋酸奶原有的發(fā)酵香味，影響酸奶的感官評分，同時菊花汁添加量過大，會破壞酸奶體系的穩(wěn)定性，使乳清析出率增大。根據(jù)感官評分和乳清析出率兩個評價指標，確定菊花汁的最佳添加量為4%。

圖1 菊花汁添加量對酸奶感官評分和乳清析出率的影響

金銀花汁添加量對酸奶感官評分和乳清析出率的影響見圖2。從圖2可以看出，隨著金銀花汁含量增加，酸奶感官評價得分表現(xiàn)為先升高后降低，當加入5%的金銀花汁時，感官評分達到了峰值83.03分，然后開始下降。隨著金銀花汁含量增加，酸奶的乳清析出率呈現(xiàn)較緩慢的上升趨勢。隨著金銀花汁含量增加，酸奶的金銀花味逐漸變濃，清新淡雅的金銀花的中藥香味使感官評分不斷增加，但是金銀花汁添加過多，中藥味道過濃，反而使酸奶風味失衡，影響了酸奶的感官評分，同時金銀花汁含量過大，會破壞酸奶的穩(wěn)定性，使乳清析出率變大。根據(jù)感官評分和乳清析出率兩個指標，確定金銀花汁的最佳添加量為5%。

圖2 金銀花汁添加量對酸奶感官評分和乳清析出率的影響

梨汁添加量對酸奶感官評分和乳清析出率的影響見圖3。由圖3可知，隨著梨汁添加量增多，酸奶感官評價得分表現(xiàn)為先升高后降低，當梨汁添加量為9%時，感官評分達到峰值84.7分，隨后逐漸下降。隨著梨汁添加量慢慢增多，酸奶的乳清析出率表現(xiàn)為先降低后升高，當梨汁的添加量為9%時，乳清析出率達到最低點12.25%。隨著梨汁含量不斷增多，酸奶中的梨香味漸漸變濃，清新的梨香味使酸奶的滋味逐漸變好，同時隨著梨汁添加量增加，梨汁中的果膠會增加酸奶的穩(wěn)定性，使乳清析出率下降，但當梨汁添加過多時，水分含量增加，導致乳清析出率增加。根據(jù)感官評分和乳清析出率兩個指標，確定梨汁的最佳添加量為9%。

圖3 梨汁添加量對酸奶感官評分和乳清析出率的影響

2.2 菊花汁、金銀花汁、梨汁最佳配比的確定

菊花汁、金銀花汁、梨汁正交優(yōu)化試驗結(jié)果見表4。從表4可以看出，菊花汁，金銀花汁和梨汁這三個因素對酸奶感官的影響程度不同，影響大小的順序為金銀花汁>菊花汁>梨汁。根據(jù)正交測試結(jié)果選擇的最佳組合是E1D3F1，即酸奶中這三種輔料最佳配比為金銀花汁4%、菊花汁5%、梨汁7%。

表4 正交試驗結(jié)果

2.3 果膠添加量對酸奶品質(zhì)的影響

果膠添加量對酸奶感官評分和乳清析出率的影響見圖4。由圖4可知，隨著果膠添加量增加，酸奶感官評價得分先升高后降低，當加入0.25%的果膠時，感官評價得分達到最高值88.12分，隨后開始逐漸下降。隨著果膠增多，酸奶的乳清析出率呈現(xiàn)下降趨勢，果膠添加量為0.25%時，乳清析出率為11.48%。果膠具有穩(wěn)定作用，隨著果膠含量增加，酸奶的組織狀態(tài)和味道改善，感官評分增高，但是果膠添加量過高，酸奶成胨塊狀，有黏附感，影響感官評分。根據(jù)乳清析出率和感官評價兩個指標，果膠的最佳添加量為0.25%。

圖4 果膠添加量對酸奶感官評分和乳清析出率的影響

2.4 發(fā)酵劑添加量對酸奶品質(zhì)的影響

發(fā)酵劑添加量對酸奶感官評分和乳清析出率的影響見圖5。由圖5可知，隨著發(fā)酵劑添加量增多，酸奶乳清析出率先下降后升高，當添加0.004%的發(fā)酵劑時，乳清析出率達到最低點14.08%。隨著發(fā)酵劑添加量增多，酸奶的滴定酸度呈上升趨勢，感官評價得分先上升后下降，當發(fā)酵劑的添加量為0.004%時，感官評價得分達到峰值88.62分，此時酸奶的滴定酸度為78.1°T。當發(fā)酵劑含量較低時，酸奶不能完全發(fā)酵，酸度不夠，隨著發(fā)酵劑添加量增多，酸奶的風味逐漸變好，感官評分增高，乳清析出率下降，但是發(fā)酵劑含量過高，乳酸菌過多，產(chǎn)酸過快，發(fā)酵過度，使酸奶口感過酸并且影響酸奶的組織狀態(tài)。根據(jù)感官評分、乳清析出率和滴定酸度三個指標，確定發(fā)酵劑的最佳添加量為0.004%。

2.5 發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響

發(fā)酵時間對酸奶感官評分和乳清析出率的影響見圖6。由圖6可知，隨著酸奶發(fā)酵時間延長，酸奶的感官評分先升高后降低，當酸奶發(fā)酵的時間達到10 h時，感官評分達到最高值88.61分，隨后開始逐漸下降。隨著發(fā)酵時間延長，酸奶的乳清析出率先下降后升高，當發(fā)酵時間達到10 h時，乳清析出率最低15.33%，隨后乳清析出率開始增大。隨著酸奶發(fā)酵時間增長，酸奶發(fā)酵逐漸成熟，風味越來越好，感官評分不斷增加，乳清析出率不斷降低。但是發(fā)酵時間過長、發(fā)酵過度會影響酸奶的穩(wěn)定性，使感官評分下降，乳清析出率變大。根據(jù)感官評分和乳清析出率兩個指標，確定最佳發(fā)酵時間為10 h。

圖5 發(fā)酵劑添加量對酸奶感官評分、乳清析出率、滴定酸度的影響

圖6 發(fā)酵時間對酸奶感官評分和乳清析出率的影響

2.6 清熱型酸奶配方及工藝優(yōu)化

2.6.1 模型的建立和方差分析

根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，選擇果膠添加量(A)，發(fā)酵劑添加量(B)和發(fā)酵時間(C)作為因變量，以感官評分(Y)作為響應值，響應面優(yōu)化試驗結(jié)果見表5。利用設計專家8.0.6軟件對表5的數(shù)據(jù)進行處理，二次多項式回歸方程為：Y=91.23+0.29A+0.25B+0.37C-0.36AB-0.07AC+0.39BC-1.41A2-1.59B2-1.89C2。

表5 響應面優(yōu)化試驗結(jié)果

方差分析結(jié)果見表6，由表6可知, 所建立模型P<0.0001，說明極顯著；失擬項>0.05，不顯著；模型的調(diào)整系數(shù)R2=0.9890，表明該清熱型酸奶感官得分的變化有98.82%來源于發(fā)酵劑添加量、發(fā)酵時間和果膠添加量。Radj2=0.9749說明該模型擬合程度比較好，試驗誤差小。方差分析二次項A2、B2、C2對響應值影響極為顯著，因素A、B、C及交互項AB、AC對響應值影響顯著，交互項BC對響應值影響不顯著，說明三個因素在取值范圍內(nèi)對感官評分的影響大小的順序為B>A>C，即發(fā)酵劑添加量>果膠添加量>發(fā)酵時間。

表6 響應面方差分析結(jié)果

2.6.2 響應面3D曲面分析

由圖7、圖8和圖9可知，酸奶的感官評分受果膠添加量和發(fā)酵劑添加量這兩個因素交互作用的影響較顯著，在果膠添加量、發(fā)酵劑添加量分別接近0.26%、0.0042%時，得出的感官評分最接近等高線的圓心，即感官評分最高。酸奶的感官評分受果膠添加量和發(fā)酵時間這兩個因素交互作用的影響較小，在果膠添加量、發(fā)酵時間分別接近0.26%、10.2 h時，得出的感官評分最接近等高線的圓心，即感官得分最高。酸奶的感官評分受發(fā)酵劑添加量和發(fā)酵時間這兩個因素交互作用的影響較顯著，在發(fā)酵劑添加量、發(fā)酵時間分別接近0.0042%、10.2 h時，得出的感官評分最接近等高線的圓心，即感官評分最高。通過響應面分析，可以得到清熱型酸奶的最佳工藝條件為果膠添加量0.26%、發(fā)酵劑添加量0.0042%、發(fā)酵時間10.2 h。

圖7 果膠添加量和發(fā)酵劑添加量的交互作用

圖8 果膠添加量和發(fā)酵時間的交互作用

2.6.3 驗證試驗

為了驗證響應面設計的可靠性，在上述最佳條件下進行驗證試驗，即鮮乳中添加4%金銀花汁、5%菊花汁、7%梨汁、8%冰糖、0.26%果膠后，經(jīng)均質(zhì)殺菌等工藝后，添加0.0042%直投式發(fā)酵劑，發(fā)酵10.2 h，4 ℃下冷卻后熟化24 h。做三組平行試驗，感官評分為91.31分，酸度為82.4°T，乳清析出率為8.13%。

圖9 發(fā)酵劑添加量和發(fā)酵時間的交互作用