傅訓(xùn)迅，劉 珊，袁云飛，竇紫軒，張 鋒*

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221140）

牛蒡原產(chǎn)于北歐，又名東洋參、牛鞭菜，屬菊科類，在日本有“東洋參”的美譽。牛蒡含有豐富的胡蘿卜素、蛋白質(zhì)、纖維素、鐵、鈣及人體所需的多種維生素及氨基酸，是一種營養(yǎng)價值極高的根莖類植物。經(jīng)常食用牛蒡根有促進血液循環(huán)、清除腸胃垃圾、防止人體過早衰老、潤澤肌膚、防止中風(fēng)和高血壓、清腸排毒、降低膽固醇和血糖等作用[1-2]。由于牛蒡具有藥用與食用雙重利用價值，資源豐富，綜合開發(fā)簡便易行，被國家衛(wèi)生部認定為“新資源食品”[3]。

蜂蜜素有高級營養(yǎng)滋補品之稱，蜂蜜中含有與人體血清濃度相近的多種有機酸和有益人體健康的礦物質(zhì)元素及果糖、葡萄糖、淀粉酶、氧化酶等。蜂蜜對人體的主要功能和作用是抗菌消炎、促進組織再生，促進消化，提高機體免疫力，改善睡眠，促進兒童的生長發(fā)育，保護心血管以及潤肺止咳等[4]。

酸奶因其營養(yǎng)價值高、風(fēng)味獨特受到消費者普遍的歡迎[5]。原料乳經(jīng)過發(fā)酵不僅很好的保留了牛奶中的營養(yǎng)成分，而且會在發(fā)酵過程中分解乳糖，生成乳酸和B族維生素等活性成分，因此特別適合一些老年人和乳糖不耐受癥的消費者[6]。酸奶的品種已由原味酸奶向調(diào)味酸奶、果粒酸奶、功能性酸奶轉(zhuǎn)化[7]。品種多樣化、口味多樣化、功能多樣化是當(dāng)今酸奶的一種發(fā)展趨勢[8-9]。本研究通過在酸奶生產(chǎn)過程中添加適量的蜂蜜和牛蒡，不僅可使酸奶具有蜂蜜和牛蒡的特有風(fēng)味，還可使酸奶的營養(yǎng)成分更全面，賦予牛蒡蜂蜜酸奶更好的保健功能，以此豐富保健酸奶的產(chǎn)品類型，同時也為牛蒡的開發(fā)利用提供了一條新思路，更好的促進徐州地區(qū)牛蒡產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛蒡購于蘇山頭農(nóng)貿(mào)市場；光明全脂乳粉、紫云英蜂蜜、食用淀粉購于家樂福超市；佰生優(yōu)直投式酸奶發(fā)酵劑購于潤盈生物工程（上海）有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HWS-12電熱恒溫水浴鍋：上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；HBYQ 電熱恒溫培養(yǎng)箱：天津市華北實驗儀器有限公司；SW-CJ-2F/2FD超凈工作臺：北京佳源興業(yè)科技有限公司；SYQ-DSX-280B滅菌鍋：上海申安醫(yī)療器械廠；HR2860型打漿機：飛利浦有限公司；AR1140電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；JM-L50膠體磨：溫州市一州機械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

（1）牛蒡汁的制備[10]：

（2）工藝流程[11]：

脫脂乳粉→脫脂乳（8倍體積溫水）→混料（牛蒡汁、蜂蜜、穩(wěn)定劑）→預(yù)熱溶化（50℃～60℃）→冷卻（30℃～40℃）→均質(zhì)→殺菌（90℃～95℃、5min）→冷卻（42℃左右）→接種（菌種）→無菌灌裝→恒溫培養(yǎng)（42℃左右）→冷藏后熟（4℃）→成品

1.3.2 感官評分標準

根據(jù)牛蒡酸奶的色澤、風(fēng)味、組織狀態(tài)等進行綜合評定[12]。將產(chǎn)品隨機供給有經(jīng)驗的10人進行品嘗打分，取平均數(shù)為總感官評分（滿分100分），評分標準見表1。

表1 酸奶感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards of yoghourt

1.3.3 成品質(zhì)量檢驗

成品感官、理化、微生物指標測定均按照食品安全國家標準GB19302-2010《發(fā)酵乳》中指標要求和方法進行[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛蒡汁的添加量對酸奶發(fā)酵及品質(zhì)的影響

牛蒡汁的用量直接影響產(chǎn)品風(fēng)味和凝乳狀態(tài)，因此在蜂蜜添加量為7mL/100mL，接種量為10g/L，穩(wěn)定劑添加量2g/100mL，42℃、發(fā)酵時間為4h的條件下，選擇牛蒡汁的添加量分別為5mL/100mL、10mL/100mL、15mL/100mL、20mL/100mL、25mL/100mL進行發(fā)酵試驗，考察牛蒡汁添加量對酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖1。

從圖1可知，牛蒡汁的添加量要適度，添加量過低或過高時都會影響酸奶的品質(zhì)，過低時發(fā)酵出的酸奶沒有牛蒡汁的味道；過高時，牛蒡汁味道太濃具有土腥味，掩蓋了酸奶的乳香味。因此牛蒡汁的用量為10mL/100mL時酸奶品質(zhì)最好。

圖1 牛蒡汁添加量對酸奶品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of burdock juice addition on yoghurt quality

2.2 穩(wěn)定劑的添加量對酸奶品質(zhì)的影響

穩(wěn)定劑的添加量直接影響酸奶的凝乳狀態(tài)和產(chǎn)品黏度，在牛蒡汁添加量為10mL/100mL，蜂蜜添加量為7mL/100mL，菌種接種量為10g/L，42℃、發(fā)酵時間為4h的條件下，選擇穩(wěn)定劑添加量分別為1.0g/100mL、1.5g/100mL、2.0g/100mL、2.5g/100mL、3.0g/100mL來考察穩(wěn)定劑添加量對酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 穩(wěn)定劑的添加量對酸奶品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of stabilizer addition on yoghurt quality

由圖2可知，穩(wěn)定劑的添加量對酸奶的品質(zhì)影響不大，當(dāng)穩(wěn)定劑添加量為2.0g/100mL時，感官評分最高，生產(chǎn)出的酸奶組織細膩、質(zhì)地均勻。

2.3 蜂蜜的添加量對酸奶品質(zhì)的影響

酸奶中添加蜂蜜可緩和酸奶酸度，改善酸奶風(fēng)味和口感，在牛蒡汁添加量為10mL/100mL，接種量為10g/L，穩(wěn)定劑添加量為2.0g/100mL，42℃下發(fā)酵時間為4h的條件下，選擇蜂蜜添加量分別為4mL/100mL、5mL/100mL、6mL/100mL、7mL/100mL、8mL/100mL 進行發(fā)酵試驗，考察蜂蜜添加量對酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖3。

由圖3可知，蜂蜜的添加量對酸奶品質(zhì)影響較大，當(dāng)蜂蜜添加量為6mL/100mL時酸奶風(fēng)味適中，感官品質(zhì)最好。這可能是由于當(dāng)蜂蜜添加量較低時，碳源不足影響了酸奶的發(fā)酵導(dǎo)致酸味和甜味都較淡，整體風(fēng)味單薄，品質(zhì)不佳；而當(dāng)蜂蜜添加量較大時，碳源充足使得發(fā)酵速度較快，凝乳不夠細膩，同時產(chǎn)品甜味較重導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)不好。

圖3 蜂蜜的添加量對酸奶品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of honey addition on yoghurt quality

2.4 菌種接種量對酸奶品質(zhì)的影響

菌種接種量直接決定酸奶的發(fā)酵速度和產(chǎn)品的組織狀態(tài)，在牛蒡汁添加量為10mL/100mL，蜂蜜添加量為6mL/100mL，42℃、發(fā)酵時間為4h的條件下，選擇接種量分別為4g/L、6g/L、8g/L、10g/L、12g/L進行發(fā)酵試驗，結(jié)果見圖4。

圖4 菌種接入量對酸奶品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of fermentation addition on yoghurt quality

從圖4可知，制作牛蒡蜂蜜酸奶時，接種量要適度，過高或過低都會影響酸奶的品質(zhì)。接種量過低，產(chǎn)酸率低且酸味質(zhì)量差，酸乳的凝乳狀態(tài)差，有較多乳清析出；接種量過高時，凝乳狀態(tài)好并且無乳清析出，但酸乳過度產(chǎn)酸，酸甜比例嚴重失調(diào)，口感較差。只有當(dāng)菌種接種量為8g/L時，所發(fā)酵的酸奶品質(zhì)最好。

2.5 發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響

在牛蒡汁添加量為10mL/100mL，接種量為8g/L，穩(wěn)定劑添加量20g/L，蜂蜜添加量為6mL/100mL，發(fā)酵溫度為42℃的條件下，選擇發(fā)酵時間分別為3.0h、3.5h、4.0h、4.5h、5.0h進行試驗，考察發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖5。

由圖5可知，制作凝固型牛蒡酸奶時，發(fā)酵時間也是影響酸奶品質(zhì)的重要因素，時間過短時，酸奶的組織狀態(tài)差，有較多的乳清析出，若發(fā)酵時間過長，雖然凝乳狀態(tài)較好，無乳清析出，但由于發(fā)酵時間過長，乳酸菌過度繁殖產(chǎn)酸，酸甜比例嚴重失衡，此時酸奶黏度過高，質(zhì)地較硬，口感較差[14]。所以只有當(dāng)發(fā)酵時間為4h時，酸奶的品質(zhì)最佳。

圖5 發(fā)酵時間對酸奶品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of fermentation time on yoghurt quality

2.6 正交試驗結(jié)果與分析

在單因素試驗中，穩(wěn)定劑的添加量對酸奶品質(zhì)影響最小，故選擇牛蒡汁添加量、接種量、蜂蜜添加量、發(fā)酵時間4個因素設(shè)計L9（34）正交試驗來考察不同因素對感官品質(zhì)的影響。正交試驗因素水平見表2，正交試驗結(jié)果見表3，方差分析見表4。

表2 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗因素水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization

表3 發(fā)酵工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果Table 3 Results of orthogonal experiments for fermentation process optimization

表4 正交試驗結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

由正交試驗結(jié)果（表3）極差分析可知，牛蒡酸奶最佳生產(chǎn)工藝條件是A2B2C3D2組合，即牛蒡汁添加量10mL/100mL，接種量8g/L，蜂蜜添加量7mL/100mL，發(fā)酵時間4h。在此最佳生產(chǎn)工藝條件下，成品的感官評分為90分。

而從方差分析表4來看，影響牛蒡酸奶品質(zhì)的因素大小順序是C＞A＞D＞B，即蜂蜜添加量是影響酸奶品質(zhì)最主要的因素，其次是牛蒡汁添加量，然后是發(fā)酵時間，最后是菌種接種量，但是各個因素對牛蒡蜂蜜酸奶品質(zhì)的影響在統(tǒng)計學(xué)上均不顯著。

2.7 最佳配方樣品品質(zhì)評定

2.7.1 感官指標

成品色澤乳白稍有淺灰色，組織狀態(tài)均勻細膩，黏度適中，酸甜可口，口感醇厚，有乳酸發(fā)酵味和牛蒡特殊香味，風(fēng)味獨特，無異物。

2.7.2 理化指標

成品蛋白質(zhì)含量≥2.40g/100g，脂肪含量≥3.00g/100g，總酸度為80°T～92°T，可溶性固形物含量≥14%。

2.7.3 衛(wèi)生指標

大腸桿菌和致病菌均未檢出。

3 結(jié)論

目前市場上關(guān)于牛蒡酸奶的研究報道很少，本實驗與魏東[15]研究的凝固型牛蒡酸奶和張嫚[16]研究的牛蒡抗性淀粉酸奶相比最大的改善有2個方面：一是用蜂蜜作為糖源取代了原有傳統(tǒng)工藝中使用的白砂糖。蜂蜜是一種很好的滋養(yǎng)品，營養(yǎng)價值和生理功能都很高；二是采用了商品化的直投式菌種，除了含有傳統(tǒng)的發(fā)酵菌種保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌外，還有嗜酸乳桿菌，植物乳桿菌和干酪乳桿菌，不僅在工藝上節(jié)省了傳統(tǒng)發(fā)酵菌種活化擴大培養(yǎng)的時間，而且發(fā)酵生產(chǎn)出來的酸奶含有多種活性益生菌，品質(zhì)較好。

本研究通過單因素和正交試驗獲得了凝固型牛蒡蜂蜜酸奶的最佳工藝條件為牛蒡汁添加量為10mL/100mL，接種量為8g/L，蜂蜜添加量為7mL/100mL，穩(wěn)定劑用量2.0g/L，42℃發(fā)酵時間為4h。在此工藝條件下可制得的牛蒡蜂蜜酸奶色澤乳白稍呈淺灰色，組織狀態(tài)均勻，口感醇厚，酸甜適中，具有發(fā)酵乳香味和牛蒡味，其理化指標和微生物指標均達到了國家標準，不僅成功開發(fā)出一種新型的保健酸奶，而且還可以為徐州牛蒡產(chǎn)業(yè)的開發(fā)利用提供一條新途徑，推動本地經(jīng)濟發(fā)展，提高農(nóng)民經(jīng)濟收入。

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