孟玉昆,高冬臘,吳 斌,何永盛,張春疆,張勝福,劉 瑩,王偉華,*

(1.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,新疆阿拉爾 843300;2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工所,新疆烏魯木齊 830001;3.精益和泰質(zhì)量檢測(cè)股份有限公司,廣東廣州 510700;4.阿拉爾新農(nóng)乳業(yè)有限責(zé)任公司,新疆阿拉爾 843300)

隨著我國(guó)小康社會(huì)的逐漸建成,當(dāng)今社會(huì)人們對(duì)酸奶的口感、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等有了新的要求,因此具有保健功能的酸奶成了大眾“愛(ài)不釋口”的飯后甜點(diǎn)和日常飲品[1-4]。國(guó)內(nèi)的一些相關(guān)研究,通過(guò)對(duì)功能性酸奶市場(chǎng)前景分析,結(jié)合現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)、中醫(yī)學(xué)、微生態(tài)學(xué)和現(xiàn)代乳品加工技術(shù),研究了復(fù)合功能性酸奶的功能特性[5-7]。錢志偉等[8]以山藥漿、香蕉粉為配料研制的山藥香蕉風(fēng)味酸奶,具備了山藥、香蕉的抗氧化、降血糖等藥用價(jià)值;黃麗等[9]以百香果、胡蘿卜為主要原料研制的復(fù)合型酸奶兼具了胡蘿卜和百香果改善人體腸胃吸收率、防癌降低膽固醇的保健作用;陳紅惠等[10]以玫瑰和銀耳為主料研制的風(fēng)味酸奶具有美容養(yǎng)顏的功效;林少華等[11]研制的草莓風(fēng)味酸奶預(yù)拌干混粉為酸奶粉的生產(chǎn)提供了新的方法,極大地促進(jìn)了酸奶粉在風(fēng)味功能性酸奶中的應(yīng)用。國(guó)外學(xué)者對(duì)復(fù)合功能性酸奶進(jìn)行了研究,得出功能性酸奶具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、降低膽固醇、預(yù)防動(dòng)脈硬化等結(jié)論[12-15]。

巴旦木和石榴是新疆的特色干果和水果的代表之一,巴旦木含有豐富的維持人體正常代謝所需要的蛋白質(zhì)、膳食纖維、不飽和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),不含膽固醇[16-17]。巴旦木入藥可以輔助治療多種疾病,同時(shí)也是良好的健身滋補(bǔ)品[18-19]。大籽甜石榴在新疆喀什(葉城縣)、和田地區(qū)廣泛種植,其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高,具有補(bǔ)充礦物質(zhì)、減少膽固醇和油脂的累積、預(yù)防和抵抗動(dòng)脈粥樣硬化以及降低高血壓發(fā)病率的功能[20-21],同時(shí)還具有抗氧化[22-24]、降低糖尿病患病風(fēng)險(xiǎn)[25-26]、抑制某些癌癥發(fā)生的效果[27]。巴旦木和石榴雖然是新疆水果和干果的特色代表,且種植面積較大,但是除鮮食外,在其他深加工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面應(yīng)用較少,資源和價(jià)值沒(méi)有充分體現(xiàn)出來(lái)。因此,本研究以新疆喀什地區(qū)的石榴和巴旦木為主要輔料,考察石榴汁添加量、巴旦木乳添加量、蔗糖添加量、發(fā)酵劑接種量、發(fā)酵時(shí)間等單因素對(duì)石榴風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響,并在此基礎(chǔ)上找出影響最大的因素進(jìn)行響應(yīng)面分析,以感官評(píng)分為指標(biāo),最終獲得巴旦木、石榴風(fēng)味酸奶的最佳配方。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅石榴、巴旦木(新鮮、無(wú)病蟲(chóng)害) 購(gòu)自塔里木超市;巴氏滅菌乳、635復(fù)合穩(wěn)定劑 阿拉爾新農(nóng)乳業(yè)有限責(zé)任公司;蔗糖(白砂糖) 購(gòu)自塔里木超市;嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌混合菌粉 阿拉爾新農(nóng)乳業(yè)有限責(zé)任公司微生物試驗(yàn)室保存;MRS培養(yǎng)基、MC培養(yǎng)基、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂 北京陸橋技術(shù)股份有限公司。

DL-336榨汁機(jī) 廣州聯(lián)動(dòng)公司;ZL-150高速多功能粉碎機(jī) 泰州金誠(chéng)公司;JTM-50立式膠體磨 溫州龍灣華威機(jī)械公司;SRH60-70高壓均質(zhì)機(jī) 上海申鹿公司;BPG-9240A精密鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒公司;YC-12遠(yuǎn)紅外線食品烘爐 上海燁昌公司;BPH-9042精密恒溫培養(yǎng)箱 上海一恒科公司;LRH-250生化培養(yǎng)箱 上海重逢公司;YXQ-LS-100SII高壓滅菌鍋 上海楚柏公司;6006-3335FOSS消化爐 福斯華(北京)公司;Kjeltec8400自動(dòng)凱氏定氮儀 福斯華(北京)公司;SuperVario-N蓋勃離心機(jī) 南京銘奧公司;ME1002E電子天平 梅特勒-托利多公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 石榴汁的制備工藝及操作要點(diǎn)

1.2.1.1 工藝流程 新鮮優(yōu)質(zhì)紅石榴→清水洗滌→剝皮→去籽→榨汁→加酸護(hù)色→過(guò)濾→加熱滅酶→酶解澄清→冷藏備用

1.2.1.2 操作要點(diǎn) 原料選取及預(yù)處理:選擇成熟度良好、果實(shí)豐滿、新鮮度好、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)破損的優(yōu)質(zhì)石榴,經(jīng)漂洗、剝皮、去籽等預(yù)處理。

護(hù)色:為了避免石榴汁在加工過(guò)程中發(fā)生氧化變色,通常加入0.1%檸檬酸作為護(hù)色劑,以減少石榴顏色的變化和多酚類化合物的損失,使石榴保持原有的色澤、食用價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

過(guò)濾:先用兩層紗布對(duì)石榴汁進(jìn)行粗濾,除去果渣,再用四層紗布進(jìn)行細(xì)濾。

滅酶:將過(guò)濾好的石榴汁清液迅速加熱至90 ℃,恒溫10 min進(jìn)行滅酶處理后立即冷卻至室溫。避免多酚氧化酶及其他生物酶與空氣作用而引起的色澤、風(fēng)味的變化及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失。

澄清:加0.1%果膠酶于石榴汁中,在53 ℃溫度下處理4 h,使石榴汁的汁液澄清,色澤亮麗,體系穩(wěn)定。取澄清完全的上清液備用。

1.2.2 巴旦木乳的制作流程及操作關(guān)鍵點(diǎn)

1.2.2.1 工藝流程 原味巴旦木→剝殼→浸泡去皮→熱風(fēng)干燥→焙烤出味→粉碎→打漿→過(guò)膠體磨→冷藏備用

1.2.2.2 操作要點(diǎn) 烘干:去皮后于70 ℃熱風(fēng)干燥箱中烘烤10 min,使表面水分蒸發(fā)。

焙烤出味:將烘干后的巴旦木在100 ℃的電熱烤箱中烘烤15 min,使表面出現(xiàn)淡黃色,同時(shí)具有濃郁的巴旦木味。

粉碎:將烤好的巴旦木先進(jìn)行手工粗碎,再用粉碎機(jī)打成細(xì)小粉末狀,注意粉碎時(shí)間控制在2 min以內(nèi),防止摩擦產(chǎn)熱而出油。

打漿:選用加水量為原料量的3倍,用打漿機(jī)進(jìn)行打漿,采用二次打漿法,水溫為60 ℃。

過(guò)膠體磨:打漿后的巴旦木乳在60 ℃下過(guò)膠體磨,過(guò)完膠體磨的巴旦木乳顏色更白,口感更細(xì)膩柔順,風(fēng)味更濃郁良好。

殺菌:在90 ℃滅菌10 min,得成品冷藏備用。

1.2.3 發(fā)酵劑制備 選擇低溫(0～4 ℃)保存的發(fā)酵性能優(yōu)良的保加利亞乳桿菌和嗜熱乳鏈球菌混合菌粉(混合比為1∶1)2%接入滅菌鮮乳中,在42 ℃溫度下恒溫培養(yǎng)4～5 h,當(dāng)凝乳酸度達(dá)到70～75 °T時(shí),停止培養(yǎng)迅速冷卻后置于4 ℃冰箱中保存?？偣不罨?次后,使發(fā)酵劑達(dá)到正常代謝活力,制得母發(fā)酵劑混合菌粉冷藏備用。

1.2.4 酸奶發(fā)酵工藝

1.2.4.1 工藝流程 巴氏殺菌乳預(yù)熱→配料→攪拌溶解→均質(zhì)→滅菌→冷卻接發(fā)酵劑→發(fā)酵→冷藏后熟→石榴風(fēng)味酸奶

1.2.4.2 操作要點(diǎn) 巴氏殺菌乳:無(wú)凝塊、無(wú)沉淀、無(wú)正常視力可見(jiàn)異物;具有乳固有的奶香味,無(wú)異味;色澤均勻亮麗呈乳白色;蛋白質(zhì)含量不低于2.9%,脂肪含量不低于3.1%,酸度在12～18 °T。

配料:將稱量好的糖、635復(fù)合穩(wěn)定劑、巴旦木乳、石榴汁等加入已經(jīng)預(yù)熱至65～70 ℃的牛乳中連續(xù)攪拌20 min,使其充分混勻溶解無(wú)懸浮或沉淀顆粒形成。

均質(zhì):將物料放入高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì),參數(shù)設(shè)定:溫度65 ℃,壓力56 MPa,次數(shù)1次。

殺菌:均質(zhì)后的物料密封后迅速升溫至95～100 ℃,保溫5～10 min進(jìn)行殺菌處理。

冷卻接發(fā)酵劑:殺菌后的物料用冰浴迅速冷卻至42～43 ℃后,在無(wú)菌操作臺(tái)加入一定已經(jīng)擴(kuò)培好的混合菌粉,貼好標(biāo)簽,擰緊瓶蓋,使發(fā)酵劑溶解混勻。

恒溫發(fā)酵:擰松瓶蓋,均勻放于42 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵一定時(shí)間至凝乳形成,取出后立即冷卻至14～20 ℃,終止發(fā)酵。

后熟:冷卻后將產(chǎn)品放入冰箱,在溫度為0～4 ℃條件下,放置16 h。

1.2.5 單因素實(shí)驗(yàn)

1.2.5.1 石榴汁添加量對(duì)石榴風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時(shí)間4 h,添加7%蔗糖、0.27%復(fù)合穩(wěn)定劑、4%巴旦木乳,接種量3%條件下,考察石榴汁添加量分別為1%、3%、5%、7%、9%對(duì)酸奶品質(zhì)的影響,進(jìn)行感官評(píng)定。

1.2.5.2 巴旦木乳添加量對(duì)石榴風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時(shí)間4 h,添加7%蔗糖、0.27%復(fù)合穩(wěn)定劑、5%石榴汁,接種量3%條件下,考察巴旦木乳添加量分別為2%、3%、4%、5%、6%對(duì)酸奶品質(zhì)的影響,進(jìn)行感官評(píng)定。

1.2.5.3 蔗糖添加量對(duì)石榴風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時(shí)間4 h,添加0.27%復(fù)合穩(wěn)定劑、5%石榴汁、4%巴旦木乳,接種量3%條件下,考察蔗糖添加量分別為5%、6%、7%、8%、9%對(duì)酸奶品質(zhì)的影響,進(jìn)行感官評(píng)定。

1.2.5.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)石榴風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵溫度42 ℃,添加7%的蔗糖、0.27%復(fù)合穩(wěn)定劑、5%石榴汁、4%巴旦木乳,接種量3%條件下,考察發(fā)酵時(shí)間分別為2、3、4、5、6 h對(duì)酸奶品質(zhì)的影響,進(jìn)行感官評(píng)定。

1.2.5.5 發(fā)酵劑接種量對(duì)石榴風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響 在發(fā)酵溫度42 ℃、發(fā)酵時(shí)間4 h,添加7%蔗糖、0.27%復(fù)合穩(wěn)定劑、5%石榴汁、4%巴旦木乳的條件下,考察發(fā)酵劑接種量分別為1%、2%、3%、4%、5%對(duì)酸奶品質(zhì)的影響,進(jìn)行感官評(píng)定。

1.2.6 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以Box-Behnken設(shè)計(jì)方法為依據(jù),在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,巴旦木乳的添加量為4%,對(duì)影響石榴風(fēng)味酸奶品質(zhì)的四個(gè)主要因素:石榴汁(A)、蔗糖量(B)、發(fā)酵劑接種量(C)、發(fā)酵時(shí)間(D),分別以-1、0、1進(jìn)行水平編碼,以試驗(yàn)所得對(duì)石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分值為因變量值(Y),如表1所示[28]。

表1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素及水平編碼Table 1 Factors and levels coding of response surface design

1.2.7 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 選10名感官評(píng)定人員,其中2名中學(xué)生、4名大學(xué)生、2名上班族、2名中老年人,男女比例為1∶1。主要從石榴風(fēng)味酸奶的組織狀態(tài)、色澤、口感和風(fēng)味等四個(gè)指標(biāo)進(jìn)行感官評(píng)分[29]。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(分)Table 2 Sensory scoring criteria of pomegranate flavor yogurt(score)

1.2.8 微生物及理化指標(biāo)檢測(cè) 對(duì)影響酸奶營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和安全性的主要指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),酸度根據(jù)GB 5009.239-2016中的第一法酚酞指示劑法測(cè)定,測(cè)定結(jié)果以吉爾涅爾度(°T)表示。蛋白質(zhì)采用GB 5009.5-2016中的自動(dòng)凱氏定氮儀法測(cè)定。脂肪依據(jù)GB 5009.6-2016中的第四法蓋勃氏法測(cè)定?？偣腆w根據(jù)GB 5413.39-2010恒重測(cè)定。大腸菌群數(shù)根據(jù)GB 4789.3-2016中的第二法大腸菌群平板計(jì)數(shù)法檢測(cè)。乳酸菌數(shù)根據(jù)GB 4789.35-2016采用稀釋平板菌落計(jì)數(shù)法檢測(cè)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

單因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,響應(yīng)面分析結(jié)果用Design Expert V8.0.6進(jìn)行分析,所有試驗(yàn)均安排3次重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 石榴汁添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響 由圖1可知,當(dāng)其他因素一定時(shí),隨著石榴汁添加量的逐漸增加,感官評(píng)分先增大后減小,當(dāng)石榴汁添加量為5%時(shí),石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分最高。石榴汁添加量太少則無(wú)石榴風(fēng)味,添加量大會(huì)影響酸奶的體系穩(wěn)定,導(dǎo)致酸奶酸度過(guò)高,凝乳效果不好,因此確定石榴汁的添加量5%為最佳水平。

圖1 石榴汁添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of pomegranate juice additionon sensory score of yogurt

2.1.2 巴旦木乳添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響 由圖2可知,在其他因素一定的條件下,當(dāng)巴旦木乳添加量增大時(shí),石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分逐漸增大;當(dāng)巴旦木乳添加量增加到4%時(shí),感官評(píng)分最高;當(dāng)巴旦木添加量再增大時(shí),感官評(píng)分逐漸減小。巴旦木含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),可以增加酸奶總固形物的含量,提高酸奶的體系穩(wěn)定性、口感、風(fēng)味以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。巴旦木乳添加量過(guò)少則影響酸奶的組織狀態(tài),過(guò)多則會(huì)掩蓋石榴的風(fēng)味,因此確定最佳的巴旦木乳添加量為4%。從圖2可以看出,巴旦木乳添加量從2%增加到4%,石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分從77.9分增加到84.2分,當(dāng)巴旦木乳添加量增加到6%時(shí),感官評(píng)分降低到79.4分,感官評(píng)分變化范圍在7分以內(nèi)。因此在響應(yīng)面分析時(shí),巴旦木乳添加量不作為關(guān)鍵性因素進(jìn)行試驗(yàn)。

圖2 巴旦木乳添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of almond milk addition on sensory sore of yogurt

2.1.3 蔗糖添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響 由圖3可知,在其他各因素一定的條件下,隨著蔗糖添加量的增加,石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分先增大后減小,當(dāng)蔗糖添加量增加到7%時(shí),感官評(píng)分最大。當(dāng)蔗糖添加量超過(guò)7%時(shí),不僅會(huì)抑制乳酸菌的發(fā)酵,延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間,并且會(huì)抑制石榴的風(fēng)味,降低酸奶的酸度,使制成的石榴風(fēng)味的酸奶風(fēng)味較差,口感過(guò)甜。因此確定優(yōu)化時(shí)蔗糖的最佳水平為7%。

圖3 蔗糖添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of sucrose addition on sensory score of yogurt

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響 由圖4可知,在其他各因素一定的條件下,隨著發(fā)酵時(shí)間的增加,石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分先增大后減小,當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為4 h時(shí),感官評(píng)分最高。發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不僅會(huì)影響酸奶的口感,使酸奶過(guò)酸,同時(shí)由于乳酸菌的最適pH為4～6,酸奶過(guò)酸抑制了乳酸菌的生長(zhǎng),酸奶容易受雜菌污染而影響酸奶的品質(zhì)。故確定石榴風(fēng)味酸奶的最佳發(fā)酵時(shí)間為4 h。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of fermentation time on sensory score of yogurt

2.1.5 發(fā)酵劑接種量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響 由圖5可知,在其他因素一定的條件下,隨著發(fā)酵劑接種量增大,石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分先增大后減小;當(dāng)發(fā)酵劑接種量增加到3%時(shí),感官評(píng)分最高。因?yàn)榘l(fā)酵劑接種量過(guò)小,酸奶發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng),酸奶組織軟嫩,風(fēng)味差;接種量過(guò)大,則凝乳時(shí)間短,酸度高,乳清析出過(guò)多,風(fēng)味差。故將接種量3%確定為最佳水平。

圖5 發(fā)酵劑接種量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of inoculation amount ofstarter on sensory score of yogurt

2.2 響應(yīng)面分析

2.2.1 響應(yīng)面分析試驗(yàn)結(jié)果 在單因素實(shí)驗(yàn)確定的各因素最佳水平的基礎(chǔ)上,利用RSM中的Box-Behnken設(shè)計(jì)原理,以影響石榴汁風(fēng)味的主要因素石榴汁添加量(A)、蔗糖添加量(B)、發(fā)酵劑接種量(C)、發(fā)酵時(shí)間(D)為自變量,以感官評(píng)分為因變量,設(shè)計(jì)4個(gè)因素每個(gè)因素3個(gè)水平的試驗(yàn),來(lái)確定各因素對(duì)石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分的綜合影響。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案和結(jié)果Table 3 Response surface design test scheme and results

2.2.2 模型建立及方差分析 通過(guò)響應(yīng)面分析軟件中的Box-Behnken設(shè)計(jì)方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果采用多元回歸擬合分析,可以得出石榴風(fēng)味酸奶加工工藝的響應(yīng)面二次多項(xiàng)回歸模擬方程為:

Y=87.94-4.58A+3.49B-1.49C-1.60D-0.25AB+1.45AC-1.65AD+0.32BC-2.35BD+0.30CD-7.37A2-11.00B2-9.15C2-7.82D2。

表4 響應(yīng)面設(shè)計(jì)結(jié)果方差分析Table 4 Analysis of variance of response surface design results

2.2.3 交叉項(xiàng)響應(yīng)曲面圖分析 如圖6所示,響應(yīng)曲面走勢(shì)稍微陡峭,等高線呈圓形狀,說(shuō)明石榴汁添加量和蔗糖添加量之間的交互作用不顯著。在巴旦木乳添加量4%、發(fā)酵劑接種量3%、發(fā)酵時(shí)間4 h的條件下,固定蔗糖添加量時(shí),感官評(píng)分隨石榴汁添加量的增加,整個(gè)曲面的變化趨勢(shì)較小,在石榴汁添加量5%附近達(dá)到最佳值;固定石榴汁添加量時(shí),感官評(píng)分隨蔗糖添加量的增加,整個(gè)曲面的變化趨勢(shì)較小,在蔗糖添加量7%附近達(dá)到最佳值。

圖6 石榴汁和蔗糖對(duì)石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分的影響Fig.6 Effect of pomegranate juice and sucroseon sensory score of pomegranate flavor yogurt

如圖7所示,響應(yīng)曲面走勢(shì)稍微陡峭,等高線呈圓形狀,說(shuō)明石榴汁添加量和發(fā)酵劑接種量之間的交互作用不顯著。在巴旦木乳添加量4%、蔗糖添加量7%、發(fā)酵時(shí)間4 h條件下,固定發(fā)酵劑接種量時(shí),感官評(píng)分隨石榴汁添加量的增加,曲面呈緩慢升高和降低趨勢(shì),在石榴汁添加量5%附近達(dá)到最佳值;固定石榴汁添加量時(shí),感官評(píng)分隨發(fā)酵劑接種量的增加,曲面呈緩慢升高和降低趨勢(shì),在發(fā)酵劑接種量3%附近達(dá)到最佳值。

圖7 石榴汁和發(fā)酵劑接種量對(duì)石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分的影響Fig.7 Effect of pomegranate juice and inoculation amountof starter on sensory score of pomegranate flavor yogurt

如圖8所示,響應(yīng)曲面走勢(shì)稍微陡峭,等高線呈圓形狀,說(shuō)明石榴汁添加量和發(fā)酵時(shí)間之間的交互作用不顯著。在巴旦木乳添加量4%、蔗糖添加量7%、發(fā)酵劑接種量3%條件下,固定發(fā)酵時(shí)間時(shí),感官評(píng)分隨石榴汁添加量的增加,曲面呈緩慢升高和降低趨勢(shì),在石榴汁添加量5%附近達(dá)到最佳值;固定石榴汁添加量時(shí),感官評(píng)分隨發(fā)酵時(shí)間的遞增,曲面呈緩慢升高和降低趨勢(shì),在發(fā)酵時(shí)間4 h附近達(dá)到最佳值。

圖8 石榴汁和發(fā)酵時(shí)間對(duì)石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分的影響Fig.8 Effect of pomegranate juice and fermentation timeon sensory score of pomegranate flavor yogurt

如圖9所示,響應(yīng)曲面走勢(shì)陡峭,等高線呈橢圓狀,說(shuō)明蔗糖添加量和發(fā)酵時(shí)間之間的交互作用顯著。在巴旦木乳添加量4%、石榴汁添加量5%、發(fā)酵劑接種量3%條件下,固定發(fā)酵時(shí)間時(shí),感官評(píng)分隨蔗糖添加量的增加,曲面呈緩慢升高和快速降低趨勢(shì),在蔗糖添加量7%附近達(dá)到最佳值;固定蔗糖添加量時(shí),感官評(píng)分隨發(fā)酵時(shí)間的遞增,曲面呈快速升高和降低趨勢(shì),在發(fā)酵時(shí)間4 h附近達(dá)到最佳值。

圖9 蔗糖和發(fā)酵時(shí)間對(duì)石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分的影響Fig.9 Effect of sucrose and fermentation timeon sensory score of pomegranate flavor yogurt

如圖10所示,響應(yīng)曲面走勢(shì)稍微陡峭,等高線呈圓形狀,說(shuō)明蔗糖添加量和發(fā)酵劑接種量之間的交互作用不顯著。在巴旦木乳添加量4%、石榴汁添加量5%、發(fā)酵時(shí)間為4 h條件下,固定蔗糖添加量時(shí),感官評(píng)分隨發(fā)酵劑接種量的增加,曲面呈緩慢升高和降低趨勢(shì),在發(fā)酵劑接種量3%附近達(dá)到最佳值;固定發(fā)酵劑接種量時(shí),感官評(píng)分隨蔗糖添加量的增加,曲面呈緩慢升高和降低趨勢(shì),在蔗糖添加量7%附近達(dá)到最佳值。

圖10 蔗糖和發(fā)酵劑接種量對(duì)石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分的影響Fig.10 Effect of sucrose and inoculation amountof starter on sensory score of pomegranate flavor yogurt

如圖11所示,響應(yīng)曲面走勢(shì)稍微陡峭,等高線呈圓形狀,說(shuō)明發(fā)酵劑接種量和發(fā)酵時(shí)間之間的交互作用不顯著。在巴旦木乳添加量4%、石榴汁添加量5%、蔗糖添加量為7%條件下,固定發(fā)酵時(shí)間時(shí),感官評(píng)分隨發(fā)酵劑接種量的增加,曲面呈緩慢升高和降低趨勢(shì),在發(fā)酵劑接種量3%附近達(dá)到最佳值;固定發(fā)酵劑接種量時(shí),感官評(píng)分隨發(fā)酵時(shí)間的遞增,曲面呈緩慢升高和降低趨勢(shì),在發(fā)酵時(shí)間4 h附近達(dá)到最佳值。

圖11 發(fā)酵劑接種量和發(fā)酵時(shí)間對(duì)石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分的影響Fig.11 Effect of inoculation amount of starter andfermentation time on sensory score of pomegranate flavor yogurt

2.2.4 最佳工藝參數(shù)及驗(yàn)證試驗(yàn) 由各響應(yīng)曲面圖可知,在各因素水平范圍內(nèi),隨著因素水平的不斷增大,石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分均先增大后減小,且曲面有一個(gè)最高點(diǎn),即感官評(píng)分有一個(gè)理論最大值。根據(jù)回歸模擬方程及方差分析可以求得各因素的最佳工藝值分別是A=4.37%;B=7.17%;C=2.90%;D=3.90 h。即石榴風(fēng)味酸奶的最佳生產(chǎn)工藝條件為:石榴汁添加量4.37%,蔗糖添加量7.17%,發(fā)酵劑接種量2.90%,發(fā)酵時(shí)間3.90 h,在此工藝條件下石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為(89.11±0.72)分。為了滿足實(shí)際的生產(chǎn)操作工藝,將響應(yīng)面分析所得的最優(yōu)工藝條件適當(dāng)調(diào)整為石榴汁添加量4.4%,蔗糖添加量7.2%,發(fā)酵劑接種量3%,發(fā)酵時(shí)間為4 h。以此工藝條件做5組平行試驗(yàn),得到的感官評(píng)分值為(90.70±0.41)分。

2.3 微生物及理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果分析

在最優(yōu)生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)的石榴風(fēng)味酸奶的各項(xiàng)關(guān)鍵性微生物、理化指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果如表5所示。根據(jù)表5可知,石榴風(fēng)味酸奶的各項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo):脂肪、蛋白質(zhì)、總固體、酸度等均符合GB 19302-2010中對(duì)風(fēng)味酸奶的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)要求,同時(shí)乳酸菌活菌數(shù)遠(yuǎn)大于國(guó)標(biāo)中風(fēng)味酸奶乳酸菌數(shù)的最低限量值,大腸菌群未檢出。

表5 石榴風(fēng)味酸奶微生和物理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 5 Test results of microbial physicaland chemical indexes of pomegranate flavored yogurt

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)影響石榴風(fēng)味酸奶品質(zhì)的單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用響應(yīng)面分析優(yōu)化了石榴風(fēng)味酸奶的發(fā)酵工藝參數(shù),在巴旦木為4%、發(fā)酵溫度為42 ℃的條件下,確定了最佳工藝條件為:石榴汁添加量4.4%,蔗糖添加量7.2%,發(fā)酵劑接種量3%,發(fā)酵時(shí)間為4 h。在此工藝條件下生產(chǎn)的石榴風(fēng)味酸奶表面平滑,無(wú)乳清析出;色澤均勻,為淺粉色;組織結(jié)構(gòu)細(xì)膩均勻,無(wú)分層、氣泡,凝乳狀態(tài)良好,口感潤(rùn)滑;酸甜比適中,具有良好的酸奶風(fēng)味和石榴汁清香,無(wú)其他不良?xì)馕?品質(zhì)優(yōu)良。

利用Box-Behnken建立二次多項(xiàng)式模型(P<0.001),擬合度好。各因素對(duì)石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分的影響:石榴汁添加量>蔗糖添加量>發(fā)酵時(shí)間>發(fā)酵劑接種量,蔗糖添加量與發(fā)酵時(shí)間之間的交互作用對(duì)石榴風(fēng)味酸奶的感官評(píng)分影響顯著。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)影響酸奶酸奶的各項(xiàng)關(guān)鍵性微生物、理化指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),蛋白質(zhì)2.6 g/100 g、脂肪2.7 g/100 g、總固體17.7 g/100 g、酸度73.4 °T、乳酸菌數(shù)≥7.4×108CFU/g、大腸菌群未檢出,各指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。