馮 哲，薛小蘭，孫 華，于功明，曲靜然，姬裕翔

（齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250353）

隨著生活水平的提高，人們對(duì)自身健康的重視也越來(lái)越高，食品已不再僅僅滿足于口味和營(yíng)養(yǎng)，更要求其具有功能性，因此功能性食品的開發(fā)成為一大趨勢(shì)[1]。黃精為百合科植物黃精、滇黃精或多花黃精的根莖，功效良多，被列為上品的滋補(bǔ)藥，具有補(bǔ)氣益陰、健脾、潤(rùn)肺、益腎之功效[2]，已被國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局列為藥食兩用的中藥，也被廣泛用于功能性食品的制作中?，F(xiàn)代研究表明，黃精具有降血壓、降血脂、降血糖、防止動(dòng)脈粥樣硬化、延緩衰老和抗菌等作用[3]。

酸奶是一種發(fā)酵制品，由于其特有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能成為了乳品行業(yè)的主流產(chǎn)品。將黃精浸提液加入到酸奶的發(fā)酵中，使二者結(jié)合制成的黃精酸奶是一種功能性食品，既體現(xiàn)了黃精的保健功能，又發(fā)揮了酸奶的營(yíng)養(yǎng)保健功能，也可以帶來(lái)良好的口感和風(fēng)味。有關(guān)黃精酸奶的研究已做了很多研究，呂嘉櫪等人[4]將黃精浸提液與鮮乳復(fù)配后，經(jīng)過(guò)乳酸菌發(fā)酵制備出口感良好、營(yíng)養(yǎng)豐富，并具有抗衰老、降血糖、降血脂、抗病原微生物等多種功能的保健酸奶。朱建平等人[5]探討了黃精酸奶對(duì)攝食高脂飼料大鼠的降脂作用，結(jié)果表明黃精酸奶具有降脂作用，且效果優(yōu)于單純食用黃精或酸奶。此外，朱建平等人[6]又進(jìn)行了功能性食品黃精山楂酸奶的配方篩選，將黃精、山楂與牛奶結(jié)合，以感官評(píng)分為指標(biāo)通過(guò)正交試驗(yàn)研究了白砂糖、奶粉、黃精藥液、山楂藥液對(duì)酸奶成品色、香、味、組織狀態(tài)的影響，得出黃精山楂酸奶的制備具有可行性，為中醫(yī)藥開發(fā)新型功能性食品提供了新思路。通過(guò)以上文獻(xiàn)得出黃精酸奶工藝的確定主要通過(guò)感官評(píng)價(jià)確定，感官評(píng)價(jià)具有一定的主觀性，近年隨著質(zhì)構(gòu)儀的發(fā)展，逐漸將其運(yùn)用到酸奶品質(zhì)評(píng)定中[7]。研究發(fā)現(xiàn)，普通酸奶的質(zhì)構(gòu)測(cè)定結(jié)果與感官評(píng)價(jià)之間具有一定的相關(guān)性，逐步回歸分析顯示，可以僅使用硬度、膠黏性這2個(gè)質(zhì)構(gòu)測(cè)量值代替感官評(píng)價(jià)[8]。將質(zhì)構(gòu)分析用于黃精酸奶的品質(zhì)測(cè)定還未見(jiàn)報(bào)道，且黃精酸奶的質(zhì)構(gòu)測(cè)量值與感官評(píng)價(jià)之間的相關(guān)性也不明確，因此試驗(yàn)以黃精、奶粉為原料，結(jié)合質(zhì)構(gòu)分析和感官品評(píng)，綜合考慮黃精浸提液添加量、蔗糖添加量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度，對(duì)黃精功能性酸奶的配方和發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，為功能性酸奶的評(píng)定提供新的思路，為這一類藥膳產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃精、蔗糖，均為市售；全脂奶粉，雙城雀巢有限公司提供；菌種（混合發(fā)酵劑）：嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌，石家莊君樂(lè)寶有限公司提供；氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞指示劑，均為分析純。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

TA-XTplus/30型物性測(cè)定儀、HH-S4型智能數(shù)顯恒溫水浴鍋、SGSP-02型電熱恒溫隔水式培養(yǎng)箱、DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、SW-CJ-2D型超凈工作臺(tái)、APV1000型均質(zhì)機(jī)、WJX-A500型高速多功能粉碎機(jī)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 黃精酸奶的工藝流程

①黃精→粉碎→制備黃精浸提液→殺菌；

②奶粉→加水?dāng)嚢琛A(yù)熱靜置→加糖→預(yù)熱均質(zhì)→殺菌；

①+②→冷卻→接種→灌裝→培養(yǎng)發(fā)酵→冷藏后熟→成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）奶粉的復(fù)原。將奶粉按照1∶7的配比溶于55℃的純凈水中，不斷攪拌使奶粉溶解，并保持此溫度靜置30 min，使奶粉充分溶解吸水。

（2）加糖、均質(zhì)、殺菌。按照一定比例加入蔗糖并完全溶解，將配制好的復(fù)原乳加熱到65℃后進(jìn)入均質(zhì)機(jī)，于25 MPa壓力下均質(zhì)，循環(huán)2次，均質(zhì)完成后在90℃下殺菌15 min。

（3）黃精浸提液的制備。先將黃精烘干粉碎過(guò)100目篩，將黃精粉用10倍水浸泡30 min，再將其煮沸，煮沸后文火使其保持微沸30 min，將煮得的黃精浸提液過(guò)濾后，再加原黃精粉10倍的水繼續(xù)煮，方法同上，將2次過(guò)濾得到的黃精浸提液混合后真空濃縮，得到的黃精浸提液立即封口于115℃下滅菌10 min。

（4）接種、灌裝、發(fā)酵。試驗(yàn)所用所有儀器事先必須經(jīng)過(guò)高壓滅菌，接種在超凈工作臺(tái)進(jìn)行，接種前黃精浸提液與復(fù)原乳充分?jǐn)嚢杌旌?，將菌種接種后也需充分?jǐn)嚢枋咕N均勻分散在混合液中，接種完成后在無(wú)菌條件下進(jìn)行灌裝，然后在42℃的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵。

1.4 單因素試驗(yàn)考查不同因素對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響

1.4.1 蔗糖添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。

以100 mL復(fù)原奶為準(zhǔn)，在接種量0.1%，黃精浸提液0.5%，于42℃下發(fā)酵6 h，在每100 mL復(fù)原奶中分別添加蔗糖5%，6%，7%，8%，9%，按照1.3.1的工藝流程制造黃精酸奶，考查不同蔗糖添加量對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響，確定蔗糖的最佳添加量。

1.4.2 黃精浸提液添加量對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響

其他條件相同，在每100 mL復(fù)原奶中分別添加黃精浸提液0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%，按照1.3.1的工藝流程制作黃精酸奶，考查不同黃精浸提液添加量對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響，確定黃精浸提液的最佳添加量。

1.4.3 發(fā)酵溫度對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響

根據(jù)前期試驗(yàn)確定的最佳添加量，考查不同發(fā)酵溫度40，41，42，43，44℃對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響，確定黃精酸奶的最適發(fā)酵溫度。

1.4.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響

根據(jù)前期試驗(yàn)確定的最佳添加量，考查不同發(fā)酵時(shí)間5，6，7，8，9 h對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響，確定黃精酸奶的最適發(fā)酵時(shí)間。

1.5 酸奶不同指標(biāo)的測(cè)定

1.5.1 感官評(píng)價(jià)

根據(jù)組織狀態(tài)（30分）、色澤（20分）、氣味（20分）、口感（30分）進(jìn)行綜合評(píng)分。

黃精酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 黃精酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.5.2 酸度的測(cè)定

根據(jù)張素敏等人[9]的方法測(cè)定酸奶的酸度。

1.5.3 黃精酸奶質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

酸奶壓縮試驗(yàn)可用于對(duì)酸奶的質(zhì)構(gòu)進(jìn)行量化分析，試驗(yàn)主要選擇黃精酸奶的稠度和硬度進(jìn)行分析，根據(jù)閆序東等人[10]的方法稍作修改。采用A/BE型反擠壓圓盤探頭活塞壓縮容器中樣品達(dá)到一定高度后再回到初始位置。測(cè)試參數(shù)設(shè)置：A/BE型圓盤探頭，盤徑35 mm，測(cè)試前速度1.0 mm/s，測(cè)試速率1.0 mm/s，測(cè)試后速率10.0 mm/s，測(cè)試距離30 mm，觸變力10 g。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 蔗糖添加量對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響

蔗糖添加量對(duì)黃精酸奶酸度和感官品質(zhì)的影響見(jiàn)圖1。

圖1 蔗糖添加量對(duì)黃精酸奶酸度和感官品質(zhì)的影響

由圖1可知，蔗糖從5%添加到9%時(shí)，酸度逐漸增加；到9%時(shí)，酸度達(dá)到了98°T。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB 2746—1999可知，酸奶的最佳發(fā)酵酸度為80～90°T時(shí)，能增進(jìn)產(chǎn)品的風(fēng)味，增加人們的食欲，當(dāng)蔗糖添加量逐漸增加時(shí)發(fā)酵菌的生長(zhǎng)速度會(huì)受影響，當(dāng)蔗糖添加量為6%和7%時(shí)，酸度較適宜。綜合感官評(píng)分可知，當(dāng)蔗糖添加量不斷增大時(shí)，感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)蔗糖添加量為6%時(shí)，感官評(píng)分最高，因此黃精酸奶最適宜的蔗糖添加量為6%。

蔗糖添加量對(duì)黃精酸奶稠度和堅(jiān)實(shí)度的影響見(jiàn)圖2。

圖2 蔗糖添加量對(duì)黃精酸奶稠度和堅(jiān)實(shí)度的影響

由圖2可知，酸奶的稠度可以很好地表示酸奶內(nèi)部流動(dòng)性，稠度越大，其流動(dòng)性越差，可表現(xiàn)酸奶凝固程度的大小。黃精酸奶的稠度隨著蔗糖添加量的增加呈先增加后降低趨勢(shì)，在蔗糖添加量6%時(shí)酸奶稠度最大，凝固型最好；酸奶堅(jiān)實(shí)度是反映酸奶強(qiáng)度的重要參數(shù)，表示酸奶表面成型受外力破壞所需的壓力，黃精酸奶堅(jiān)實(shí)度隨著蔗糖添加量的增加變化不明顯，在蔗糖添加量為6%時(shí)堅(jiān)實(shí)度最大，黃精酸奶的強(qiáng)度最高。

由圖1和圖2可知，當(dāng)蔗糖添加量達(dá)到6%時(shí)，黃精酸奶的酸度、感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)都呈現(xiàn)較好的趨勢(shì)，則確定蔗糖的適宜添加量為6%，且黃精酸奶的稠度和堅(jiān)實(shí)度測(cè)量值與感官評(píng)分具有較好的相關(guān)性。

2.1.2 黃精浸提液添加量對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響

根據(jù)2.1.1的試驗(yàn)結(jié)果，蔗糖添加量為6%的條件下，分別添加黃精浸提液0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%制作黃精發(fā)酵酸奶。

黃精浸提液添加量對(duì)黃精酸奶酸度和感官品質(zhì)的影響見(jiàn)圖3。

圖3 黃精浸提液添加量對(duì)黃精酸奶酸度和感官品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著黃精浸提液添加量的不斷增加，黃精酸奶的酸度一直提高，由80.4°T增加到91.8°T，基本符合國(guó)標(biāo)規(guī)定的最佳酸度要求，因此僅僅從酸奶的酸度無(wú)法確定黃精浸提液的最佳添加量；當(dāng)黃精浸提液由0.3%添加到0.7%時(shí)，感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，黃精浸提液添加0.5%時(shí)，感官評(píng)分最高為90分，因此通過(guò)對(duì)黃精酸奶酸度和感官評(píng)分的分析，確定黃精浸提液的最佳添加量為0.5%。

黃精浸提液添加量對(duì)黃精酸奶質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響見(jiàn)圖4。

由圖4可知，黃精浸提液不同添加量對(duì)黃精酸奶稠度的影響呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)，添加0.5%黃精浸提液時(shí)稠度最大；不同添加量黃精浸提液對(duì)黃精酸奶堅(jiān)實(shí)度的影響不顯著，同樣呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在添加量0.6%時(shí)堅(jiān)實(shí)度達(dá)到最大，其次為添加量0.5%，結(jié)合對(duì)黃精酸奶稠度的影響，確定黃精浸提液添加量為0.5%時(shí)，黃精發(fā)酵酸奶的質(zhì)構(gòu)性最好，因此黃精酸奶質(zhì)構(gòu)分析得出黃精浸提液的適宜添加量為0.5%。

圖4 黃精浸提液添加量對(duì)黃精酸奶質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響

由圖3和圖4可知，當(dāng)黃精浸提液添加量為0.5%時(shí)，黃精酸奶的各項(xiàng)指標(biāo)較好，酸度達(dá)到適宜值，口感相對(duì)良好，堅(jiān)實(shí)度適宜，稠度相對(duì)較好，且黃精酸奶的稠度和堅(jiān)實(shí)度測(cè)量值與感官評(píng)分具有較好的相關(guān)性。

2.1.3 發(fā)酵溫度對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響

根據(jù)前面試驗(yàn)的結(jié)果，在蔗糖添加量6%，黃精浸提液添加量0.5%的條件下，將黃精酸奶放置在不同發(fā)酵溫度下，分別是40，41，42，43，44℃，研究發(fā)酵溫度對(duì)黃精發(fā)酵酸奶品質(zhì)的影響。

不同發(fā)酵溫度對(duì)黃精酸奶酸度和感官品質(zhì)的影響見(jiàn)圖5。

圖5 不同發(fā)酵溫度對(duì)黃精酸奶酸度和感官品質(zhì)的影響

由圖5可知，隨著發(fā)酵溫度的不斷增加，黃精酸奶的發(fā)酵酸度呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，從76.9°T增加到96.8°T，較適宜的酸度為發(fā)酵溫度41℃和42℃；通過(guò)感官評(píng)分得出，隨著發(fā)酵溫度的增加，黃精酸奶的感官評(píng)分表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)發(fā)酵溫度為42℃時(shí)，感官評(píng)分最高。

不同發(fā)酵溫度對(duì)黃精酸奶質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)圖6。

由圖6可知，發(fā)酵溫度對(duì)黃精酸奶稠度的影響較顯著，發(fā)酵溫度為42℃時(shí)酸奶的稠度最大；黃精酸奶堅(jiān)實(shí)度的變化受發(fā)酵溫度的影響較小，變化不明顯，當(dāng)42℃發(fā)酵溫度時(shí)黃精酸奶堅(jiān)實(shí)度較高，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黃精酸奶的稠度受時(shí)間的影響較大，而堅(jiān)實(shí)度的變化不明顯；且研究數(shù)據(jù)表明黃精酸奶的稠度和堅(jiān)實(shí)度測(cè)量值與感官評(píng)分具有較好的相關(guān)性。李思寧等人[11]研究表明，發(fā)酵溫度在小范圍波動(dòng)時(shí)對(duì)酸奶的質(zhì)構(gòu)影響不大，波動(dòng)范圍大時(shí)則有較大的影響，黃強(qiáng)等人[12]的研究也發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)酵溫度的升高，凝固型酸奶的硬度有增加趨勢(shì)，這與該試驗(yàn)的研究結(jié)果相同。

圖6 不同發(fā)酵溫度對(duì)黃精酸奶質(zhì)構(gòu)的影響

由以上分析可以得出，當(dāng)發(fā)酵溫度為42℃時(shí)，黃精酸奶的口感及其性質(zhì)較好，因此確定適宜的發(fā)酵溫度為42℃。

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

通過(guò)前期試驗(yàn)確定的適宜條件，蔗糖添加量6%，黃精浸提液添加量0.5%，發(fā)酵溫度42℃的條件下，通過(guò)改變發(fā)酵時(shí)間，分別發(fā)酵5，6，7，8，9 h，研究不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃精酸奶品質(zhì)的影響。

不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃精酸奶酸度和感官品質(zhì)的影響見(jiàn)圖7。

圖7 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃精酸奶酸度和感官品質(zhì)的影響

由圖7可知，發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)使黃精酸奶酸度呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢(shì)，發(fā)酵5 h時(shí)酸度只有60.4°T沒(méi)有達(dá)到要求，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為6 h時(shí)黃精酸奶酸度為86.7°T，已達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加直到發(fā)酵9 h時(shí)酸度達(dá)到了89.8°T，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析和節(jié)約成本的要求，以發(fā)酵6 h和7 h為宜；發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃精酸奶感官評(píng)分的影響較明顯，表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)發(fā)酵7 h時(shí)感官評(píng)分最高。

不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃精酸奶質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)圖8。

由圖8可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加黃精酸奶的稠度先上升后下降，從5 h到7 h變化較顯著，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為7 h時(shí)黃精酸奶稠度最高；而黃精酸奶堅(jiān)實(shí)度隨著發(fā)酵時(shí)間的增加變化不明顯，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在7 h發(fā)酵時(shí)間時(shí)堅(jiān)實(shí)度的測(cè)量值最大，因此根據(jù)質(zhì)構(gòu)分析選擇發(fā)酵7 h較適宜。

圖8 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)黃精酸奶質(zhì)構(gòu)的影響

通過(guò)以上分析可以得出，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為7 h時(shí)，黃精酸奶的感官品評(píng)和稠度最好，黃精酸奶更能呈現(xiàn)出較好的風(fēng)味、口感和狀態(tài)，因此確定適宜的發(fā)酵時(shí)間為7 h，且黃精酸奶質(zhì)構(gòu)測(cè)量值與感官評(píng)分具有良好的相關(guān)性。

2.2 正交設(shè)計(jì)優(yōu)化黃精酸奶發(fā)酵工藝

2.2.1 正交試驗(yàn)因素水平表

根據(jù)前期單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選擇蔗糖添加量、黃精浸提液添加量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間作為4個(gè)因素，進(jìn)行四因素三水平L9（34）的正交試驗(yàn)，根據(jù)每組的感官評(píng)分確定黃精酸奶制作的最佳工藝。

黃精酸奶正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 黃精酸奶正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

2.2.2 黃精酸奶最佳工藝優(yōu)化結(jié)果

對(duì)各因素的K值及極差R值進(jìn)行比較，由R值得出4個(gè)因素對(duì)黃精酸奶影響程度的大小為發(fā)酵時(shí)間＞發(fā)酵溫度＞黃精浸提液添加量＞蔗糖添加量。正交試驗(yàn)結(jié)果表明，黃精酸奶的最優(yōu)組合為A2B3C2D3，即蔗糖添加量6%，黃精浸提液添加量0.6%，發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間7.5 h。根據(jù)此組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，在該條件制作出的黃精酸奶，感官評(píng)分達(dá)到了92分，即在此工藝條件下，制作出的黃精發(fā)酵酸奶口感較好，因此黃精發(fā)酵酸奶的最佳工藝條件為蔗糖添加量6%，黃精浸提液添加量0.6%，發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間7.5 h。

正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

3 結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)研究蔗糖添加量、黃精浸提液添加量、發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵溫度對(duì)黃精酸奶質(zhì)構(gòu)和感官品評(píng)的影響，篩選出適宜的發(fā)酵參數(shù)，且得出酸奶稠度和堅(jiān)實(shí)度的質(zhì)構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)與感官評(píng)分具有較好的相關(guān)性。在單因素的基礎(chǔ)上通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化了黃精酸奶的發(fā)酵工藝條件為蔗糖添加量6%，黃精浸提液添加量0.6%，發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間7.5 h。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果