李 娜, 王能軍

(1.安徽糧食工程職業(yè)學(xué)院，安徽 合肥 230000；2.安徽荃銀糧油購銷有限公司，安徽 合肥 230000)

近幾年來，隨著肥胖、“三高”和糖尿病等特殊人群的增多[1]，人們對食品中的白砂糖越來越敏感，越來越多的人更青睞于低糖食品.酸奶因其能改善腸道環(huán)境、促進(jìn)消化和增強(qiáng)人體免疫力等功能特性[2]，日益受到消費(fèi)者的喜愛，然而酸奶在制作的過程中都會添加一定量白砂糖[3]，使不少消費(fèi)者又望而卻步.低糖酸奶可以利用甜味劑替代部分蔗糖，不僅可滿足人們對酸奶營養(yǎng)價值的需求[1]，同時還可以消除需要控制糖分的人群的顧慮.因此，研制高品質(zhì)的低糖酸奶具有重要意義.

三氯蔗糖是唯一利用蔗糖制作出來的無能量高倍甜味劑物質(zhì)[4]，是替代蔗糖最理想的甜味劑[5].據(jù)康維民[6]、袁文月[7]等研究報道，三氯蔗糖具有安全系數(shù)高、自身性質(zhì)穩(wěn)定、水溶液化學(xué)穩(wěn)定性高等特點(diǎn),其甜度相當(dāng)于蔗糖的800倍[8]，甜味基本接近蔗糖[9]，且自身甜味純正，不會產(chǎn)生蔗糖的后苦味[10].因此，三氯蔗糖應(yīng)用到酸奶中不僅能夠改善酸奶的口感，還可以降低生產(chǎn)成本.

藍(lán)莓營養(yǎng)價值豐富，風(fēng)味獨(dú)特，富含花青素、黃酮類化合物、多酚類化合物等[11]多種生理活性物質(zhì)，具有抗癌、抗衰老、抗氧化、保護(hù)視力等保健作用[12]，對冠心病、心絞病等有治療作用[13]，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織列為人類五大健康食品之一[14].

本文通過考察三氯蔗糖替代量、藍(lán)莓汁添加量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間四個因素，先進(jìn)行單因素多水平實(shí)驗(yàn)篩選出最適水平，再進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得出藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶的最適配方組合.

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)所需的材料及設(shè)備見表1，表2所示.

表1 實(shí)驗(yàn)材料

表2 試驗(yàn)儀器型號以及生產(chǎn)廠家

1.2 工藝流程和操作要點(diǎn)

1.2.1 工藝流程

脫脂奶粉→還原奶→還原奶預(yù)熱(55 ℃)→配料(加入三氯蔗糖、白砂糖和藍(lán)莓汁)→均質(zhì)(55 ℃)→殺菌(95 ℃，15 min)→冷卻(43 ℃以下)→接種、攪拌(5～10 min)→發(fā)酵(43 ℃，6 h)→罐裝→冷藏后熟(4 ℃，11 h).

1.2.2 操作要點(diǎn)

1)溶解：將脫脂奶粉和純凈水按一定比例混合成還原奶備用.

2)藍(lán)莓汁制備：挑選新鮮的藍(lán)莓用水清洗干凈, 放入高壓蒸汽滅菌鍋中25 min, 溫度為100 ℃, 以達(dá)到軟化、滅酶的作用.處理后的藍(lán)莓冷卻后用單層紗布過濾待用[15].

3)預(yù)熱、攪拌：使用恒溫水浴鍋將還原奶預(yù)熱到55 ℃后，加入適量三氯蔗糖、蔗糖和藍(lán)莓汁，并使用攪拌器攪拌均勻.

4)均質(zhì)：將混合均勻后的還原奶溫度控制在55 ℃左右，通過均質(zhì)乳化機(jī)均質(zhì)，得到脂肪球均勻一致的還原奶.

5)殺菌、冷卻：均質(zhì)過還原奶放入高壓蒸汽滅菌鍋中，在95 ℃條件下保持15 min，并迅速冷卻至41 ℃以下.

6)接種：在無菌操作情況下對滅菌冷卻后還原奶接種0.03%直投式乳酸菌種[16]，直投式乳酸菌種由安徽糧食工程職業(yè)學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室保存.

7)罐裝：將接種攪拌后的復(fù)原乳罐裝到塑料杯中并封口.

8)發(fā)酵：將智能酸奶機(jī)溫度設(shè)置為43 ℃，把封口后的還原奶發(fā)酵適宜時間.

9)冷藏后熟：放入智能酸奶機(jī)中4 ℃冷藏11 h.

1.3 單因素實(shí)驗(yàn)

1.3.1 三氯蔗糖最適替代量的確定

參考傳統(tǒng)酸奶生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)，先固定奶粉添加量12%、藍(lán)莓汁添加量9%、發(fā)酵溫度43 ℃、發(fā)酵時間7 h等條件不變.通過對比不同三氯蔗糖替代量(5%、15%、25%、35%、45%)對藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質(zhì)的影響，篩選分析得出三氯蔗糖最適替代量,每組設(shè)3個重復(fù).

1.3.2 藍(lán)莓汁最適添加量的確定

參考傳統(tǒng)酸奶生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)，先固定奶粉添加量12%、三氯蔗糖替代量25%、發(fā)酵溫度43 ℃、發(fā)酵時間7 h等條件不變.通過對比藍(lán)莓汁添加量(5%、7%、9%、11%、13%)對藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質(zhì)的影響，篩選分析得出藍(lán)莓汁最適添加量,每組設(shè)3個重復(fù).

1.3.3 最適發(fā)酵溫度的確定

參考傳統(tǒng)酸奶生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)，先固定奶粉添加量12%、三氯蔗糖替代量25%、藍(lán)莓汁添加量9%、發(fā)酵時間7 h等條件不變.通過對比發(fā)酵溫度(39 ℃、41 ℃、43 ℃、45 ℃、47 ℃)對藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質(zhì)的影響，篩選分析得出最適發(fā)酵溫度，每組設(shè)3個重復(fù).

1.3.4 最適發(fā)酵時間的確定

參考傳統(tǒng)酸奶生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)，先固定奶粉添加量12%、三氯蔗糖替代量25%、藍(lán)莓汁添加量9%、發(fā)酵溫度43 ℃等條件不變.通過對比發(fā)酵時間(5 h、6 h、7 h、8 h、9 h)對藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質(zhì)的影響，篩選分析得出最適發(fā)酵時間.每組設(shè)3個重復(fù).

1.4 正交實(shí)驗(yàn)

在上述單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，采用4因素(三氯蔗糖替代量、藍(lán)莓汁添加量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間)3水平正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).得出正交實(shí)驗(yàn)因素水平表，具體見表3，以感官評分為評定指標(biāo)，通過極差分析和方差分析篩選出最適配方組合.

表3 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

1.5 測定指標(biāo)

1.5.1 感官評定

邀請10名經(jīng)過感官分析測試合格的教師(5男5女)，組成藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官評定小組，從色澤(20分)、滋味(30分)、氣味(20分)和組織狀態(tài)(30分)進(jìn)行感官評分，滿分為100分.結(jié)果取加權(quán)平均分[17].

具體感官評定表評分標(biāo)準(zhǔn)詳見表4.

表4 感官評定表

1.5.2 各指標(biāo)的檢測

按照發(fā)酵乳國家安全標(biāo)準(zhǔn)(GB 19302-2010)規(guī)定的檢測方法，測定藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶的理化指標(biāo)(脂肪、蛋白質(zhì)和酸度)、微生物限量(大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、酵母、霉菌)和乳酸菌數(shù)[17].

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 三氯蔗糖替代量對酸奶感官品質(zhì)的影響

如圖1所示，當(dāng)三氯蔗糖替代量在5%～35%之間時，藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官評分隨著三氯蔗糖替代量增大而逐漸升高；當(dāng)替代量為35%時評分最高為88.7分；替代量達(dá)到35%之后藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官評分開始下降，且下降趨勢明顯.前者升高是因?yàn)槿日崽翘娲糠终崽牵苡行Ц纳扑崮痰目诟?，使酸奶更加酸甜適口、香醇誘人[2]；后者分?jǐn)?shù)降低是因?yàn)楫?dāng)三氯蔗糖替代量達(dá)到一定的比例后，三氯蔗糖本身所具有的后甜味就會比較明顯，導(dǎo)致口味偏甜，使感官評分降低.因此，選取三氯蔗糖替代量為35%左右為后期正交實(shí)驗(yàn)水平.

圖1 三氯蔗糖替代量對藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質(zhì)影響

2.1.2 藍(lán)莓汁添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響

如圖2所示，當(dāng)藍(lán)莓汁添加量在5%～9%之間時，酸奶的感官評分呈現(xiàn)穩(wěn)定上升趨勢；當(dāng)藍(lán)莓汁添加量達(dá)到9%時，酸奶感官評分達(dá)到最大值為88.5分，此時酸奶顏色均一、發(fā)酵香味與果香味協(xié)調(diào)、口感柔和、酸甜適宜；當(dāng)藍(lán)莓汁添加量在9%～13%之間，酸奶的感官評分開始逐漸下降.前者升高是因?yàn)殡S著添加量的增加，藍(lán)莓的果香味越來越充足，產(chǎn)品風(fēng)味也變得越來越協(xié)調(diào)，使得感官評分逐漸升高；后者下降是因?yàn)樗{(lán)莓汁添加量過多，使產(chǎn)品偏酸，口感也變得不柔和，感官評分下降.因此，選取藍(lán)莓汁添加量為9%左右為后期正交實(shí)驗(yàn)水平.

圖2 藍(lán)莓汁添加量對藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質(zhì)影響

2.1.3 發(fā)酵溫度對酸奶感官品質(zhì)的影響

如圖3所示，發(fā)酵溫度在39～43 ℃之間，酸奶的感官評分隨著發(fā)酵溫度的升高而逐漸升高；在43 ℃時達(dá)到峰值，此時感官評分最高為88.4分，酸奶細(xì)膩均勻、酸甜適中；當(dāng)發(fā)酵溫度在43～47 ℃之間時，酸奶的感官評分呈持續(xù)下降趨勢.前者分?jǐn)?shù)升高的原因可能是隨著發(fā)酵溫度升高，乳酸菌的產(chǎn)酸能力增強(qiáng)，使酸奶的酸甜比和黏度逐漸適中；后者分?jǐn)?shù)下降是因?yàn)殡S著發(fā)酵溫度的增加，酸奶中的乳清析出現(xiàn)象逐漸加劇，酸甜比也變得越來越不協(xié)調(diào)，使得感官評分降低.因此，選取發(fā)酵溫度為43 ℃左右為后期正交實(shí)驗(yàn)水平.

圖3 發(fā)酵溫度對藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質(zhì)影響

2.1.4 發(fā)酵時間對酸奶感官品質(zhì)的影響

如圖4所示，酸奶發(fā)酵時間在5～7 h之間，感官評分隨著發(fā)酵時間的增加呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢；在發(fā)酵時間為7 h達(dá)到峰值，此時感官評分最高為88.7分；發(fā)酵時間在7～9 h之間，感官評分隨著發(fā)酵時間增加呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢.前者上升是因?yàn)樗崮讨酗L(fēng)味物質(zhì)處于形成上升階段，組織結(jié)構(gòu)還沒有連接在一起的緣故[18]；后者降低是因?yàn)榘l(fā)酵時間過長，酸奶中的pH環(huán)境和微生物發(fā)生變化，導(dǎo)致乳清析出現(xiàn)象加劇，口感也變得酸澀.因此，選取發(fā)酵時間為7 h左右為后期正交實(shí)驗(yàn)水平.

圖4 發(fā)酵時間對藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質(zhì)影響

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

以單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，設(shè)置三氯蔗糖替代量A、藍(lán)莓汁添加量B、發(fā)酵溫度C和發(fā)酵時間D作為考察因素，進(jìn)行4因素3水平的正交試驗(yàn).以感官評分評定指標(biāo)，篩選出藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶的最適組合，結(jié)果詳見表5和表6.

表5 正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)極差分析表

表6 感官評分方差分析表

由表5和表6可知，影響藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶感官品質(zhì)因素主次順序：A>B>C>D.從表5中K值可得，最適組合為A2B2C2D1，即三氯蔗糖替代量35%，藍(lán)莓汁添加量9%，發(fā)酵溫度43 ℃，發(fā)酵時間6.5 h.但根據(jù)感官評分得出的最適組合是A2B3C1D2(感官評分90.2分)，因此需要進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，每組重復(fù)3次.

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

將2.2中感官評分和K值所得到的最適組合進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)詳見表7.

表7 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表

由表7可知，結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶最適組合為A2B2C2D1(感官評分91.4分).即藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶最佳組合為：三氯蔗糖替代量35%，藍(lán)莓汁添加量9%，發(fā)酵溫度43 ℃，發(fā)酵時間6.5 h.

2.4 各指標(biāo)測定

將2.3中得到的最佳組合生產(chǎn)的藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶進(jìn)行各項(xiàng)理化指標(biāo)和微生物限量指標(biāo)的檢測，檢測結(jié)果如表8所示.

表8 藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶的指標(biāo)檢測結(jié)果

由表8可知，藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶的各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB 19302-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》中對風(fēng)味發(fā)酵乳的營養(yǎng)指標(biāo)要求.

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)分析篩選得出藍(lán)莓低蔗糖凝固型酸奶最適合生產(chǎn)配方即三氯蔗糖替代量35%，藍(lán)莓汁添加量9%，發(fā)酵溫度43 ℃，發(fā)酵時間6.5 h，感官評分90.2分.此配方組合得出的酸奶帶有藍(lán)莓的色澤、組織細(xì)膩均勻、酸甜適中、風(fēng)味獨(dú)特.