黑糖烏龍茶酸乳的研制及工藝條件優(yōu)化

金洪偉，張居典，王青云,*

（1.深圳市光明區(qū)疾病預(yù)防控制中心，廣東 深圳 518106；2.北大荒完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150078）

茶是最重要的經(jīng)濟(jì)植物之一，茶水是全球僅次于水消費(fèi)最多的飲品[1]。茶根據(jù)制造工藝不同可以分為綠茶、黃茶、白茶、烏龍茶、紅茶等多個(gè)種類(lèi)[2]，其中烏龍茶由于具有抗肥胖和控制糖尿病等功效而備受關(guān)注[3-7]。烏龍茶是一種半發(fā)酵茶，風(fēng)味介于紅茶和綠茶之間，茶葉顏色多呈中間綠色、邊緣紅色，俗稱(chēng)紅邊綠葉[8-10]，從烏龍茶葉中分離和鑒定出100余種化學(xué)成分，含有豐富的多酚、生物堿、黃酮類(lèi)化合物等物質(zhì)[11]，具有改善和減少心血管疾病、抗氧化和抗菌等功能[12]。烏龍茶多酚（oxidized tea polyphenols，OTP）可調(diào)節(jié)腸道微生物群和產(chǎn)生短鏈脂肪酸，OTP中的主要酚類(lèi)化合物表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯具有有效的抗肥胖作用[13-14]。肥胖小鼠經(jīng)OTP處理高脂飲食誘導(dǎo)4 周后，腸道菌群中擬桿菌門(mén)水平升高，厚壁菌門(mén)減少，厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)比率降低[15]。

L-茶氨酸是茶葉中含量最豐富的非蛋白氨基酸，約占茶葉干質(zhì)量的1%。L-茶氨酸具有一些重要的健康作用，如緩解壓力、改善睡眠和記憶能力、抗焦慮、降血壓、抗肥胖、提高免疫力等[16-18]。目前，茶氨酸原料在食品領(lǐng)域的應(yīng)用主要是在保健品行業(yè)，在普通食品中的產(chǎn)品應(yīng)用較少。2016年我國(guó)國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)將茶氨酸列為新食品原料，并將茶氨酸的限量規(guī)定為≤0.4 g/d。L-茶氨酸影響茶葉的口感，是茶葉中鮮味的主要來(lái)源。焙火過(guò)程中增加L-茶氨酸，可提高風(fēng)味物質(zhì)2,5-二甲基吡嗪的含量[19]。在低溫酸乳產(chǎn)品中加入L-茶氨酸可有效改善茶類(lèi)酸乳的風(fēng)味，提升酸乳生理功能活性，是茶類(lèi)酸乳理想的功能原料。

本研究以生牛乳和烏龍茶粉為主要原料，添加L-茶氨酸、黑糖等配料共同發(fā)酵，研發(fā)黑糖烏龍茶酸乳。通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)分別考察烏龍茶粉添加量、黑糖添加量、L-茶氨酸添加量和發(fā)酵劑接種量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳感官品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生牛乳 北大荒完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司；烏龍茶粉 浙江茗皇天然食品開(kāi)發(fā)股份有限公司；L-茶氨酸湖南三福生物科技有限公司；黑糖 市售；酸乳直投式發(fā)酵劑（嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌） 丹麥科漢森公司。

1.2 儀器與設(shè)備

RH250-70高壓均質(zhì)機(jī) 上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司；YXQ-SG46-280S不銹鋼手提式壓力蒸汽滅菌器 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；101A-3數(shù)顯電子鼓風(fēng)干燥箱 上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司；DV3T黏度計(jì)美國(guó)Brookfield公司。

1.3 方法

1.3.1 黑糖烏龍茶酸乳的制備工藝

生牛乳→預(yù)熱（55 ℃）→混料（烏龍茶粉、黑糖、L-茶氨酸）→均質(zhì)（65 ℃、20 MPa）→殺菌（95 ℃、300 s）→冷卻（（42±1） ℃）→接種發(fā)酵劑→發(fā)酵（6 h）→后熟→黑糖烏龍茶酸乳

1.3.2 黑糖烏龍茶酸乳配方優(yōu)化

單因素試驗(yàn)：通過(guò)查閱酸乳加工工藝的相關(guān)文獻(xiàn)及前期實(shí)驗(yàn)[12-13]，確定在生牛乳添加量為90%、發(fā)酵溫度為42 ℃條件下，分別研究烏龍茶粉添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、黑糖添加量（6%、7%、8%、9%、10%）、L-茶氨酸添加量（0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%）、發(fā)酵劑接種量（0.006%、0.008%、0.010%、0.012%、0.014%）4 個(gè)因素對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響，確定各因素的最佳范圍。

正交試驗(yàn)：在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用正交試驗(yàn)確定黑糖烏龍茶酸乳的最佳工藝條件，分別選取烏龍茶粉添加量（A）、黑糖添加量（B）、L-茶氨酸添加量（C）、發(fā)酵劑接種量（D）4 個(gè)參數(shù)為變量。設(shè)計(jì)L9（34）4因素3水平正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與水平見(jiàn)表1。

表1 黑糖烏龍茶酸乳工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Levels of each variable used in orthogonal array design

1.3.3 感官評(píng)定

選取15 位具有食品感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，綜合黑糖烏龍茶酸乳的色澤、風(fēng)味、組織狀態(tài)和口感特性進(jìn)行評(píng)定，按指定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每項(xiàng)分別打分，滿分100 分，計(jì)算平均分。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)符合GB 19302—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》[20]相關(guān)規(guī)定，黑糖烏龍茶酸乳評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 黑糖烏龍茶酸乳感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Criteria for sensory evaluation criteria of yogurt with muscovado sugar and oolong tea

1.3.4 指標(biāo)測(cè)定

酸度測(cè)定：參照GB 5009.239—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品酸度的測(cè)定》[21]中第一法進(jìn)行滴定，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。

pH值測(cè)定：用pH計(jì)對(duì)酸乳樣品的pH值進(jìn)行測(cè)定。

黏度測(cè)定：使用黏度儀進(jìn)行測(cè)定，取50 mL樣品置于樣品池中，轉(zhuǎn)子選用LV-3型號(hào)，轉(zhuǎn)速20 r/min，實(shí)驗(yàn)溫度4 ℃，數(shù)據(jù)收集方式選擇單點(diǎn)取平均值，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。

持水力測(cè)定：取30 g酸乳樣品倒入50 mL離心管中，離心管質(zhì)量記為m1，去皮后將酸乳樣品和離心管的總質(zhì)量記為m2，5 000 r/min離心30 min，去除上清液，剩余總質(zhì)量記為m3，黑糖烏龍茶酸乳的持水力按下式計(jì)算。

乳酸菌活菌數(shù)測(cè)定：參照GB 4789.35—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 乳酸菌檢驗(yàn)》[22]，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016和SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析，P＜0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑糖烏龍茶酸乳配方優(yōu)化單因素試驗(yàn)

2.1.1 烏龍茶粉添加量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響

烏龍茶粉是烏龍茶葉精深加工的產(chǎn)物。相比于泡茶得到茶水的方式，采用超微茶粉能夠?qū)⒉枞~中不容易溶解的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分吸收，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高[23]。烏龍茶的主要揮發(fā)性成分為橙花叔醇和吲哚[24]，而超微烏龍茶粉的主要揮發(fā)性成分及香氣貢獻(xiàn)成分是芳樟醇和反-β-羅勒烯，二者差異較大[3]。

由表3可知，不同烏龍茶粉添加量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響存在顯著性差異（P＜0.05）。烏龍茶粉添加量超過(guò)0.3%時(shí)，酸乳pH值高于酪蛋白的等電點(diǎn)（pH 4.6），產(chǎn)品組織狀態(tài)不穩(wěn)定，有較多乳清析出，影響產(chǎn)品品質(zhì)，黏度下降，持水力降低，導(dǎo)致感官評(píng)分下降。當(dāng)烏龍茶粉添加量0.1%～0.3%時(shí)，產(chǎn)品的pH值、酸度、持水力較為接近，無(wú)顯著性差異，但產(chǎn)品黏度逐漸增加，烏龍茶粉添加量0.3%時(shí)，產(chǎn)品黏度最高，達(dá)到3 300.7 mPa·s。此時(shí)產(chǎn)品組織狀態(tài)最佳，質(zhì)地細(xì)膩，烏龍茶風(fēng)味濃郁，綜上，確定烏龍茶粉添加量為0.3%。

表3 烏龍茶粉添加量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響Table 3 Effect of oolong tea powder addition on the quality of yogurt

2.1.2 黑糖添加量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響

黑糖除了具有甜味外，還含有多酚類(lèi)和黃酮類(lèi)等生物活性成分[25]，同時(shí)由于提煉工藝的原因，還含有更多的鐵元素[26]，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，有提高免疫力、抗氧化等食用功效[27]。

由表4可知，黑糖添加量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳pH值和持水力的影響無(wú)顯著差異，對(duì)產(chǎn)品酸度和黏度的影響類(lèi)似，均呈正相關(guān)，隨著黑糖添加量的增加，產(chǎn)品酸度逐漸升高，當(dāng)添加量達(dá)到9%時(shí)，產(chǎn)品酸度較添加量6%顯著升高（P＜0.05），影響產(chǎn)品口感。黑糖添加量8%時(shí)，產(chǎn)品感官評(píng)分最高，這是由于隨著黑糖添加量的增加，產(chǎn)品甜度逐漸升高，甜度過(guò)低或過(guò)高都會(huì)影響產(chǎn)品口感，甜度低，酸甜比例失衡，產(chǎn)品口感偏酸，接受度較低，甜度高，黑糖味道過(guò)重，遮蔽酸乳香氣，影響產(chǎn)品質(zhì)量。綜上，確定黑糖添加量為8%。

表4 黑糖添加量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響Table 4 Effect of muscovado sugar addition on the quality of yogurt

2.1.3L-茶氨酸添加量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響

L-茶氨酸是茶葉中重要的非蛋白氨基酸，是茶葉中香味的重要來(lái)源。在對(duì)L-茶氨酸功能性的臨床實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，L-茶氨酸能有效改善輕度失眠患者的睡眠情況，具有顯著的促睡眠作用[28-29]。

由表5可知，L-茶氨酸添加量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳黏度和持水力的影響無(wú)顯著差異，但會(huì)通過(guò)改變pH值和酸度影響整體感官評(píng)分。L-茶氨酸添加量與黑糖烏龍茶酸乳pH值呈負(fù)相關(guān)，而與酸度呈正相關(guān)。隨著L-茶氨酸添加量的增加，酸乳pH值降低，酸度升高。當(dāng)L-茶氨酸添加量達(dá)到0.08%時(shí)，pH值顯著降低（P＜0.05），酸度顯著升高（P＜0.05），此時(shí)風(fēng)味適中，感官評(píng)分最佳。綜上，確定L-茶氨酸添加量為0.08%。

表5 L-茶氨酸添加量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響Table 5 Effect of L-theanine addition on the quality of yogurt

2.1.4 發(fā)酵劑接種量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響

發(fā)酵劑接種量決定了酸乳的pH值和酸度，接種量低，酸乳酸度增加速率小，發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)；接種量高，酸度過(guò)高，影響產(chǎn)品口感[30]。

由表6可知，發(fā)酵劑接種量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響顯著（P＜0.05）。當(dāng)發(fā)酵劑接種量小于0.010%時(shí)，酸乳pH值過(guò)高，尚未達(dá)到酪蛋白的等電點(diǎn)，當(dāng)發(fā)酵劑接種量達(dá)到0.010%時(shí)，酸乳組織狀態(tài)穩(wěn)定，酸度在感官可接受范圍內(nèi)；發(fā)酵劑接種量大于0.012%時(shí)，酸乳酸度過(guò)高，持水力下降，影響酸乳組織狀態(tài)。綜上，確定發(fā)酵劑接種量為0.010%。

表6 發(fā)酵劑接種量對(duì)黑糖烏龍茶酸乳品質(zhì)的影響Table 6 Influence of inoculum size on the quality of yogurt

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

選取烏龍茶粉添加量（A）、黑糖添加量（B）、L-茶氨酸添加量（C）和發(fā)酵劑接種量（D）4 個(gè)參數(shù)為變量進(jìn)行正交試驗(yàn)。由表7～8可知，影響黑糖烏龍茶酸乳感官評(píng)分的主次因素為C＞D＞A＞B，L-茶氨酸添加量和發(fā)酵劑接種量是影響黑糖烏龍茶酸乳感官評(píng)分的重要因素，對(duì)感官評(píng)分影響極顯著（P＜0.01），其次是烏龍茶粉添加量對(duì)感官評(píng)分影響顯著（P＜0.05）。由極差分析結(jié)果可知，黑糖烏龍茶酸乳感官評(píng)分最優(yōu)配方組合為A2B2C2D3，對(duì)應(yīng)工藝為烏龍茶粉添加量0.3%、黑糖添加量8%、L-茶氨酸添加量0.08%、發(fā)酵劑接種量0.011%。在此優(yōu)化工藝下進(jìn)行3 次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，黑糖烏龍茶酸乳感官評(píng)分為95 分。

表7 黑糖烏龍茶酸乳配方優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 7 Orthogonal array design with analysis of experimental results

表8 感官評(píng)分正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 8 Analysis of variance of the effect of variables on sensory score

由表7、9可知，影響黑糖烏龍茶酸乳持水力的主次因素為D＞A＞C＞B，烏龍茶粉添加量和發(fā)酵劑接種量是影響黑糖烏龍茶酸乳持水力的重要因素，對(duì)感官評(píng)分影響極顯著（P＜0.01）。由極差分析結(jié)果可知，黑糖烏龍茶酸乳持水力最優(yōu)配方組合為A2B2C3D2，對(duì)應(yīng)工藝為烏龍茶粉添加量0.3%、黑糖添加量8%、L-茶氨酸添加量0.09%、發(fā)酵劑接種量0.010%。在此優(yōu)化工藝下進(jìn)行3 次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，黑糖烏龍茶酸乳持水力為67.47%。

表9 持水力正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 9 Analysis of variance of the effect of variables on water-holding capacity

2.3 最佳工藝制備黑糖烏龍茶酸乳的理化指標(biāo)、感官評(píng)分及乳酸菌活菌數(shù)

分別按照2.2節(jié)感官評(píng)分和持水力為評(píng)價(jià)指標(biāo)條件下的最佳工藝，制備黑糖烏龍茶酸乳1和黑糖烏龍茶酸乳2。由表10可知，2 個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品pH值、酸度、乳酸菌活菌數(shù)和感官評(píng)分接近，但黑糖烏龍茶酸乳2在持水力方面更優(yōu)，烏龍茶風(fēng)味濃郁，顏色呈明亮的褐色，質(zhì)地細(xì)膩、黑糖風(fēng)味突出、口感香濃順滑、無(wú)顆粒懸浮，因此認(rèn)為最優(yōu)工藝為A2B2C3D2。

表10 黑糖烏龍茶酸乳理化指標(biāo)、感官評(píng)分及乳酸菌活菌數(shù)檢測(cè)結(jié)果Table 10 Physicochemical properties, sensory score and total viable count of yogurt with muscovado sugar and oolong tea

3 結(jié) 論

黑糖烏龍茶酸乳滿足消費(fèi)者對(duì)低溫酸乳制品的保健功能與茶類(lèi)風(fēng)味多樣化的需求，豐富低溫酸乳種類(lèi)，具有廣闊市場(chǎng)潛力。根據(jù)單因素和正交試驗(yàn)結(jié)果，確定制備黑糖烏龍茶酸乳的最優(yōu)工藝為烏龍茶粉添加量0.3%、黑糖添加量8%、L-茶氨酸添加量0.09%、發(fā)酵劑接種量0.010%，發(fā)酵后在2～6 ℃條件下冷藏12 h。在此工藝下制作的黑糖烏龍茶酸乳，酸乳風(fēng)味濃郁，具有較好的感官品質(zhì)、理化性質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特點(diǎn)，但本研究只針對(duì)黑糖烏龍茶酸乳的工藝進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于產(chǎn)品功能性評(píng)價(jià)仍需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，從目前國(guó)內(nèi)低溫酸乳市場(chǎng)看，研制一款真正有功能性認(rèn)證的產(chǎn)品是下一步開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。