李鵬飛 楊靜 吳志霜 夏清海 肖文娜 王琦

摘要 [目的] 研制口感、風(fēng)味良好的凝固型瑪卡酸奶。 [方法] 以瑪卡提取液和鮮牛乳為原料，添加適量蔗糖、發(fā)酵劑，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過BoxBehnken（BBD）響應(yīng)面法優(yōu)化凝固型瑪卡酸奶的最佳工藝。 [結(jié)果] 優(yōu)化后的凝固型瑪卡酸奶工藝：瑪卡提取液添加量為4%、蔗糖添加量為4%和發(fā)酵劑添加量為3%。按照優(yōu)化后的凝固型瑪卡酸奶工藝發(fā)酵，瑪卡酸奶呈有光澤淡黃色，質(zhì)地均勻一致，具有濃郁的乳酸菌發(fā)酵和較適宜的瑪卡味道，測(cè)得的瑪卡酸奶pH為3.8、持水力為42%。[結(jié)論]研究可為新的乳制品的產(chǎn)品研發(fā)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞瑪卡；凝固型酸奶；單因素試驗(yàn)；響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)；BoxBehnken設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)S879.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）34-071-03

瑪卡（Maca）全稱瑪卡獨(dú)行菜（Lepidium meyenii Walp），屬于十字花科（Cruciferae）的一種植物[1]，原產(chǎn)于秘魯中部基寧（Jinin）及帕斯科（Pasco）附近海拔4 000 m以上的安第斯大林山區(qū)，是一種非常獨(dú)特的高原農(nóng)作物?，斂ǖ幕瘜W(xué)成分主要含有瑪卡酰胺、瑪卡烯、生物堿、芥子油苷、甾醇和類固醇等次生代謝物，營(yíng)養(yǎng)成分主要是粗蛋白、粗脂肪、纖維、碳水化合物、VC等[2-4]，這些成分賦予了瑪卡制品濃郁的風(fēng)味特征，也具有調(diào)節(jié)內(nèi)分泌功能、抗骨質(zhì)疏松、減輕宿醉等保健功能[5-6]。近年來云南省的部分地區(qū)成功地引種栽培出了瑪卡，并繁殖了多代，形成了一定的規(guī)模和產(chǎn)量，利用當(dāng)?shù)卦耘喱斂ㄑ兄片斂ㄋ崮叹哂性弦椎?、生產(chǎn)成本低等顯著優(yōu)勢(shì)。

近些年響應(yīng)面法在工藝學(xué)科中應(yīng)用比較多，在食品科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣，響應(yīng)面法在模型構(gòu)建上顯示出與實(shí)際系統(tǒng)有著較好的吻合，擬合模型取得了較好的結(jié)果，其中BoxBehnken設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)因素與水平較少時(shí)與中心復(fù)合設(shè)計(jì)的吻合度較好，并且BoxBehnken設(shè)計(jì)對(duì)于因成本過于昂貴或?qū)嶋H情況不現(xiàn)實(shí)而受到限制的試驗(yàn)?zāi)軌蝻@示出特有的長(zhǎng)處，對(duì)食品科學(xué)與食品工藝的研究有著很好的借鑒[7-12]。筆者以瑪卡提取液和新鮮牛乳為原料，通過響應(yīng)面法優(yōu)化凝固型瑪卡酸奶的工藝[13-17]，以提升瑪卡的附加值，同時(shí)也為新的乳制品產(chǎn)品研發(fā)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

主要原料與試劑：鮮牛乳，雪蘭巴氏殺菌乳；瑪卡提取液，麗江瑪卡；發(fā)酵劑為保加利亞乳桿菌（Lactobacillus ulgaricus，LB）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus，ST）；蔗糖，豐驛牌。

主要儀器與設(shè)備：

新隔水式恒溫培養(yǎng)箱（GH9050型），電子天平（FA2204B），梅特勒-托利多pH計(jì)（EL20），離心機(jī)（TDZ4BWS），冰箱等。

1.2方法

1.2.1瑪卡提取液的制備。

在新鮮瑪卡中加入30%乙醇（料液比為1∶10），加熱、回流提取2次，每次2 h，最后減壓、濃縮、干燥得到得率為16%的瑪卡提取液。

1.2.2瑪卡酸奶制作工藝流程?，斂ㄋ崮讨谱鞴に嚵鞒桃妶D1。

圖1瑪卡酸奶制作工藝流程

1.2.3操作要點(diǎn)。

原料混合：準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量鮮牛奶，再往鮮牛奶中加入相應(yīng)比例的瑪卡提取液、蔗糖。

攪拌：用攪拌器使原輔料進(jìn)行充分混溶。

殺菌：90 ℃高溫殺菌5 min。

接種：在混溶料液溫度降至 37 ℃時(shí)，接入相應(yīng)比例的發(fā)酵劑。

發(fā)酵：在恒溫培養(yǎng)箱中39 ℃發(fā)酵 8 h。

后熟：將發(fā)酵好的制品快速降溫至4 ℃，并保持4 h，以促進(jìn)后熟，使成品口感細(xì)膩滑潤(rùn)。

1.2.4感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

由20位以上營(yíng)養(yǎng)專業(yè)感官正常人員經(jīng)培訓(xùn)后品嘗，分別從組織狀態(tài)、凝乳狀態(tài)、口感、氣味色澤4個(gè)方面對(duì)發(fā)酵乳樣品進(jìn)行評(píng)定，感官評(píng)分結(jié)果取其平均值。參考GB19302-2010中發(fā)酵乳的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行了適當(dāng)修改，具體感官項(xiàng)目權(quán)重的分布如表1所示。

表1凝固型瑪卡酸奶感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目（總分100分）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值∥分

組織狀態(tài)無或有少量乳清析出、均勻細(xì)膩、無氣泡16～20

（20分）有乳清析出、均勻細(xì)膩、有氣泡少量11～15

有大量乳清析出和顆粒狀凝塊0～10

凝乳狀態(tài)表面柔滑晶瑩、無乳清析出或有微量析出16～20

（20分）表面柔滑、有少量乳清析出11～15

表面粗糙、有大量乳清析出0～10

口感（30分）酸甜適合、滋味純正、口感細(xì)膩21～30

酸甜比例不佳、滋味不柔和、口感粗糙但能接受11～20

酸甜比例差、過酸或過甜、難以接受0～10

氣味色澤有瑪卡特有香氣和乳香，香氣協(xié)調(diào)、色澤均勻一致21～30

（30分）瑪卡香氣淡、乳香淡、氣味協(xié)調(diào)、但顏色深淺不一11～20

無瑪卡香氣、氣味不協(xié)調(diào)、顏色不均一0～10

1.2.5單因素試驗(yàn)。

選取對(duì)瑪卡酸奶發(fā)酵工藝有顯著影響的3個(gè)因素，即瑪卡提取液添加量、蔗糖添加量和發(fā)酵劑的添加量分別進(jìn)行試驗(yàn)，按表1中的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)酸奶進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

1.2.6響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，以瑪卡提取液、蔗糖和發(fā)酵劑的添加量為自變量，以感官評(píng)分為因變量，采用BoxBehnken軟件設(shè)計(jì)3因素3水平回歸組合試驗(yàn)。

1.3數(shù)據(jù)處理

每個(gè)平行試驗(yàn)重復(fù)3次，取其平均值，采用Design Expert 8.05b（原版）軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析 。

1.4凝固型瑪卡酸奶主要指標(biāo)測(cè)定

pH測(cè)定：使用梅特勒-托利多pH計(jì)（EL20）測(cè)定瑪卡酸奶樣品的pH，測(cè)定時(shí)的溫度為20 ℃。

持水力測(cè)定：采用離心法（TDZ4BWS）在3 000 r/min條件下離心10 min，測(cè)定瑪卡酸奶樣品的持水力。

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)

2.1.1瑪卡提取液對(duì)瑪卡酸奶的影響。

在鮮奶100 ml、蔗糖添加量4%、發(fā)酵劑接種量3%的基礎(chǔ)上，按2%、3%、4%、5%、6%的比例分別加入瑪卡提取液后，于39 ℃發(fā)酵8 h。經(jīng)后熟后，感官評(píng)分：瑪卡提取液在添加量為4%時(shí)口感和質(zhì)地最佳，顏色較淺，繼續(xù)添加時(shí)，顏色加深，且瑪卡味較重。因此確定瑪卡提取液的添加量為3%～5%為優(yōu)化時(shí)的考察范圍。

2.1.2蔗糖添加量對(duì)瑪卡酸奶的影響。

在鮮奶100 ml、瑪卡提取液添加量4%、發(fā)酵劑接種量3%的基礎(chǔ)上，按2%、3%、4%、5%、6%的比例分別加入蔗糖后，于39 ℃發(fā)酵8 h。經(jīng)后熟后，感官評(píng)分：當(dāng)蔗糖添加量為4%時(shí)，瑪卡酸奶的口感和質(zhì)地最佳，繼續(xù)添加蔗糖時(shí)，甜味和酸味的比例失衡。因此確定蔗糖的添加量為3%～5%為優(yōu)化時(shí)的考察范圍。

2.1.3發(fā)酵劑添加量對(duì)瑪卡酸奶的影響。

在鮮奶100 ml、蔗糖添加量4%、瑪卡提取液添加量4%的基礎(chǔ)上，按1%、2%、3%、4%、5%的發(fā)酵劑接種量分別接種，于39 ℃發(fā)酵8 h。經(jīng)后熟后，感官評(píng)分：當(dāng)發(fā)酵劑添加量為3%時(shí)，瑪卡酸奶的凝固效果、口感及組織狀態(tài)最佳，當(dāng)繼續(xù)增加發(fā)酵劑的添加量時(shí)，酸奶的口感和色味變差，光澤度降低，可見乳清析出較多。因此確定發(fā)酵劑的添加量為2%～4%為優(yōu)化時(shí)的考察范圍。

2.2BoxBehnken試驗(yàn)

根據(jù)表2的試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)，得到瑪卡酸奶配料BoxBehnken試驗(yàn)方案與結(jié)果，如表3所示。

多種方差模型比較中，二次多項(xiàng)式模型（2FI）的擬合效果要好于其他模型，三次方多項(xiàng)式模型（Quadratic）效果最差。由DesignExpert 8.05b（原版）軟件對(duì)二次多項(xiàng)式模型（Model）的顯著性及回歸系數(shù)分析可得：①P=0.001 5，響應(yīng)面回歸模型合適。②方程的相關(guān)系數(shù)為0.941 8，調(diào)整后的為0.866 9，即回歸方程回歸效果可以。③失擬項(xiàng)（P=0.208 6）不顯著，表明擬合效果良好，試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較小，可信度良好，建立的模型可以用來分析和預(yù)測(cè)凝固型瑪卡酸奶的感官。④3個(gè)因素對(duì)瑪卡酸奶感官評(píng)分的影響大小順序依次是：瑪卡提取液添加量（A）、發(fā)酵劑添加量（C）、蔗糖添加量（B）。⑤感官評(píng)分與各因素之間的三元二次回歸的方程：Tastecore=67.99+4.34A+0.30B+2.11C+1.15AB+0.093 AC+6.25BC+3.26A2+2.60B2+9.84C2。各因素交互作用對(duì)凝固型瑪卡酸奶的感官評(píng)分影響的響應(yīng)面分析見圖2、3、4。

2.3驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)BoxBehnken響應(yīng)面分析結(jié)果確定瑪卡酸奶最佳配方為：瑪卡提取液的添加量為4%，蔗糖的添加量為4%，發(fā)酵劑的添加量為3%。在此最佳配方條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)得的感官評(píng)分平均值分為68.00，與回歸模型得到的預(yù)測(cè)值分67.99接近，表明回歸模型所得出的預(yù)測(cè)值與實(shí)際測(cè)定值間的擬合性良好，通過BoxBehnken響應(yīng)面試驗(yàn)方法得到優(yōu)化工藝條件較為準(zhǔn)確可靠 。

2.4產(chǎn)品主要理化指標(biāo)測(cè)定

按照通過BoxBehnken響應(yīng)

面試驗(yàn)方法得到的最佳工藝條件進(jìn)行瑪卡酸奶的發(fā)酵，最后測(cè)得的瑪卡酸奶pH為3.8、持水力為42%。

3結(jié)論

通過BoxBehnken響應(yīng)面法來設(shè)計(jì)試驗(yàn)，然后借此篩選最優(yōu)的凝固型瑪卡酸奶制作配方，最后得到的凝固型瑪卡酸奶的最佳配方為：瑪卡提取液添加量為4%，蔗糖添加量為4%，發(fā)酵劑添加量為3%。在此配料條件下制作的凝固型瑪卡酸奶呈現(xiàn)有淡黃色光澤，質(zhì)地均勻較一致，具有濃郁的乳酸菌發(fā)酵和較適宜的瑪卡味道。在凝固型酸奶的研制中，發(fā)酵時(shí)間在對(duì)比試驗(yàn)中觀察到試驗(yàn)組較其他不含瑪卡提取液的酸奶發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，一般酸奶發(fā)酵最佳時(shí)間為3～4 h[13-16]，該試驗(yàn)研制的瑪卡酸奶發(fā)酵時(shí)間為8 h，對(duì)于瑪卡是否對(duì)酸奶的發(fā)酵過程產(chǎn)生抑菌作用還有待進(jìn)一步的研究。

43卷34期李鵬飛等凝固型瑪卡酸奶的研制

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