鄧 凱，何相偉，李原野，楊寶嘉，劉妍妍＊

1 黑龍江惠豐乳品有限公司，黑龍江大慶163319

2 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶163000

0 引言

發(fā)酵乳是生牛（羊）乳通過乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵后制作成的營養(yǎng)保健乳制品[1]。這種發(fā)酵乳能夠促進(jìn)腸胃蠕動，調(diào)節(jié)腸道內(nèi)菌群生態(tài)平衡，幫助腸胃消化，在腸胃內(nèi)部構(gòu)造一層屏障用以抵御有害菌對腸道的入侵[2，3]。其中的乳酸菌代謝產(chǎn)物能夠形成保護(hù)膜，抑制腸道致癌物產(chǎn)出，具有抗腫瘤作用[4，5]。

紫薯含有蛋白質(zhì)、果膠、纖維素、維生素、氨基酸[6~8]、多類礦物質(zhì)，具備大量且極其豐富的營養(yǎng)[8~10]。藍(lán)莓內(nèi)含豐富的花青素，能夠降低膽固醇、減少心臟病的發(fā)生率、清理打掃體內(nèi)自由基[11~13]。美國國家醫(yī)學(xué)研究所以及農(nóng)業(yè)部對藍(lán)莓深入研究分析后發(fā)現(xiàn)，藍(lán)莓不僅有纖維、果糖和維生素等營養(yǎng)成分，還富含抗氧化劑、花青素、類黃酮和細(xì)菌生長抑制劑等物質(zhì)。藍(lán)莓果實中維生素C的含量是蘋果的幾十倍[14]，被稱為水果和蔬菜的“抗氧化第一號”。

本試驗以牛乳為原料，加入藍(lán)莓和紫薯進(jìn)行發(fā)酵，通過單因素和正交試驗以感官評分和乳清析出率為評價指標(biāo)，研制出藍(lán)莓紫薯味道的健康發(fā)酵乳。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及儀器

牛乳，內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團(tuán)股份有限公司；白砂糖，太古糖業(yè)有限公司；菌種（保加利亞嗜熱乳桿菌），哈爾濱美化生物技術(shù)股份有限公司；穩(wěn)定劑（果膠），哈爾濱美化生物技術(shù)股份有限公司；藍(lán)莓、紫薯，購于當(dāng)?shù)爻小?/p>

TD4A高壓均質(zhì)機(jī)，長沙英泰儀器有限責(zé)任公司；TP310 pH計，上海森信試驗儀器有限公司；FC204電子分析天平，沈陽龍騰電子有限公司；DK-S24電熱恒溫水浴鍋，上海森信試驗儀器有限公司；LDZX-75KBS高壓蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠；DHP-9052電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海森信試驗儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 發(fā)酵工藝流程及要點

牛乳→接菌種→發(fā)酵→配料（紫薯泥、藍(lán)莓果醬、白砂糖）→混勻均質(zhì)→滅菌（95 ℃、8 min）→冷卻→發(fā)酵乳[15]

（1）牛乳接菌種并發(fā)酵

經(jīng)過殺菌的牛乳，自然冷卻至42~43 ℃，添加一定量的菌種，充分?jǐn)嚢杈鶆?，進(jìn)行發(fā)酵。

（2）紫薯泥制備

挑選出新鮮紫薯清洗干凈去皮，蒸煮鍋蒸熟后用攪拌機(jī)攪拌成泥，將紫薯泥放涼備用。

（3）藍(lán)莓果醬的制備

挑選新鮮飽滿的藍(lán)莓，用清水沖洗干凈，擦干表面水分，壓碎成糊，用小火煮，邊煮邊攪拌，煮至黏稠，放涼備用。

（4）混勻均質(zhì)

將配料和稱量好的牛奶混合均勻，蓋上瓶蓋，進(jìn)行均質(zhì)，15~20 MPa的壓力，維持在65~70 ℃最為適宜。

（5）滅菌

把經(jīng)過均質(zhì)操作后得到的原料，放進(jìn)高壓蒸汽滅菌鍋，121 ℃下滅菌10 min。

1.2.2 感官評價

設(shè)立10 人的感官評價組，對不同處理組的對酸奶的口感，組織狀態(tài)，顏色以及風(fēng)味分別進(jìn)行感官鑒定評分[16]。取10 人評分的平均值作為藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的總分，滿分是100分。藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 發(fā)酵乳感官評定表

1.2.3 乳清析出率的測定

取5 mL酸奶放入玻璃離心管，以1 000 r/min離心15 min，測定乳清析出質(zhì)量，按下式計算乳清析出率[17]。

1.3 單因素試驗

1.3.1 紫薯添加量的確定

菌種添加量3%、穩(wěn)定劑添加量0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間6 h，藍(lán)莓添加量8%，在42 ℃的發(fā)酵溫度下，分別加入6%、8%、10%、12%的紫薯，并進(jìn)行感官評價，確定最適宜的紫薯添加量。

1.3.2 藍(lán)莓添加量的確定

菌種添加量3%、穩(wěn)定劑添加量0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間6 h，紫薯添加量10%，在42 ℃的發(fā)酵溫度下，分別加入6%、8%、10%、12%的藍(lán)莓，并進(jìn)行感官評價，確定最適宜的藍(lán)莓添加量。

1.3.3 菌種添加量的確定

穩(wěn)定劑添加量0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間6 h，紫薯添加量10%，藍(lán)莓添加量8%，在42 ℃的發(fā)酵溫度下，分別加入1%，3%，5%，7%的菌種，并進(jìn)行感官評價，確定最適宜的菌種添加量。

1.3.4 發(fā)酵溫度的確定

菌種添加量3%、穩(wěn)定劑添加量0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間6 h，紫薯添加量10%，藍(lán)莓添加量8%，分別置于36 ℃、39 ℃、42 ℃、45 ℃條件下發(fā)酵，并進(jìn)行感官評價，確定最適宜的發(fā)酵溫度。

1.4正交試驗

依照單因素試驗結(jié)果，確定穩(wěn)定劑添加量為0.4%，白砂糖添加量為7%，發(fā)酵時間為6 h，選出影響藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳感官評分顯著的因素，并對其進(jìn)行正交試驗優(yōu)化。以紫薯含量、藍(lán)莓含量、菌種含量、發(fā)酵溫度四個因素作為自變量，進(jìn)行L9（34）正交試驗。正交試驗因素水平表見表2。

表2試驗因素水平表

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Statistix 8.1和SPSS 20.2軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，差異顯著性分析（P＜0.05）；采用Excel 2013軟件繪圖。試驗均重復(fù)3 次，每個處理組做3 個平行，數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 紫薯添加量對藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

由圖1可知，藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的感官評分隨著加入紫薯量的增加先增高后降低，紫薯添加量為10%時感官評分最高，為91分。當(dāng)添加量小于10%時，呈現(xiàn)的色澤是比較劣質(zhì)的，沒有紫薯特有的風(fēng)味；當(dāng)添加量大于10%時，色澤重，并且紫薯味道蓋過發(fā)酵乳本身。

圖1紫薯添加量對發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

紫薯添加量會影響乳清析出率，添加過多，對乳清析出率的影響較大，乳清析出明顯，產(chǎn)品穩(wěn)定性下降；添加過少，對乳清析出率的影響較小。

綜上所述，當(dāng)紫薯添加量為10%時最合適。

2.1.2 藍(lán)莓添加量對藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

藍(lán)莓添加量對發(fā)酵乳品質(zhì)影響如圖2所示，藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的感官評分隨著加入藍(lán)莓添加量的增加呈現(xiàn)出先增高后降低的趨勢。當(dāng)藍(lán)莓添加量為8%時感官評分最高，為91分；藍(lán)莓添加量小于8%時，發(fā)酵乳色澤較差，沒有藍(lán)莓特有的色澤和風(fēng)味；當(dāng)藍(lán)莓添加量大于8%時，發(fā)酵乳色澤重，藍(lán)莓風(fēng)味過濃，有顆粒感，影響發(fā)酵乳的風(fēng)味。

圖2藍(lán)莓添加量對發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

藍(lán)莓添加量對乳清析出率有著顯著影響，添加量較低時乳清析出明顯，產(chǎn)品穩(wěn)定性下降；藍(lán)莓添加量較大時，對乳清析出率的影響較小。

綜上所述，當(dāng)藍(lán)莓添加量為8%時最合適。

2.1.3 菌種添加量對藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

由圖3可知，藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的感官評分隨著菌種添加量的增加呈現(xiàn)出先增高后降低的趨勢，菌種添加量為3%時感官評分最高，為90分。當(dāng)菌種添加量小于3%時，發(fā)酵乳味道較甜、較淡，凝固狀態(tài)差。當(dāng)添加量大于3%時，酸奶口感偏酸，口感硬，影響發(fā)酵乳的風(fēng)味。

菌種添加量對乳清析出率存在顯著影響，添加過少對乳清析出率的影響較小，添加過多對乳清析出率的影響較大，使乳清析出明顯，使產(chǎn)品穩(wěn)定性下降。

圖3菌種添加量對發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

綜上所述，當(dāng)菌種添加量為3%時最合適。

2.1.4 發(fā)酵溫度對藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

由圖4可知，藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的感官評分隨著發(fā)酵溫度的增加，感官評分先增高后降低，發(fā)酵溫度為42 ℃時感官評分最高，為92分。當(dāng)?shù)陀?2 ℃的發(fā)酵溫度時，發(fā)酵乳黏度較低，有少量乳清析出，發(fā)酵乳的風(fēng)味差。當(dāng)高于42 ℃的發(fā)酵溫度時，發(fā)酵乳口感差，質(zhì)地黏稠，影響發(fā)酵乳的風(fēng)味。

圖4 發(fā)酵溫度對發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

發(fā)酵溫度的不同會影響乳清析出率，發(fā)酵溫度過低對乳清析出率的影響較小，發(fā)酵溫度過高對乳清析出率的影響較大，使乳清析出明顯，使產(chǎn)品穩(wěn)定性下降。

綜上所述，當(dāng)發(fā)酵溫度為42 ℃時最合適。

2.2 正交試驗

對藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化試驗設(shè)計，結(jié)果如表3所示。根據(jù)每個因素的各水平之間極差值的大小，確定哪個因素是影響藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的最主要因素。當(dāng)R越大時，對發(fā)酵乳品質(zhì)的影響越大；相反R越小時，對發(fā)酵乳品質(zhì)的影響越小。由表3可知，四種單因素對藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳感官評分影響的主次順序為：紫薯添加量A>藍(lán)莓添加量B>發(fā)酵溫度D>菌種添加量C。影響藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳乳清析出率的主次順序為：紫薯添加量A>藍(lán)莓添加量B>發(fā)酵溫度D=菌種添加量C。所以紫薯添加量對藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的影響最明顯。

以感官評分為指標(biāo)的正交試驗得出制作藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的最佳條件為A3B2C2D3，以乳清析出率為指標(biāo)的正交試驗得出制作藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的最佳條件為A3B3C2D3，感官評分對藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳的影響大于乳清析出率的影響，最后得出本試驗的最佳優(yōu)化條件為A3B2C2D3，最佳方案為：紫薯添加量是10%，藍(lán)莓添加量是8%，菌種添加量為3%，發(fā)酵溫度為42℃，感官評定分?jǐn)?shù)為92分，乳清析出率為5.6%。

表3正交試驗結(jié)果

3 結(jié)論

通過單因素和正交試驗得出最佳的藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳制備條件為：果膠添加量為0.4%，在發(fā)酵時長6 h，42℃條件下加入糖量7%、紫薯泥10%、藍(lán)莓果醬8%。此條件下所得到的藍(lán)莓紫薯發(fā)酵乳口感細(xì)膩，有獨特的紫薯香味和藍(lán)莓香味，發(fā)酵乳質(zhì)地黏稠，呈紫紅色，酸甜適宜，沒有乳清析出現(xiàn)象。本研究將藍(lán)莓和紫薯兩種高營養(yǎng)的物質(zhì)結(jié)合，通過酸奶成品的方式呈現(xiàn)，豐富了我國酸奶品種的多樣化，同時也為功能性乳制品的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。