马铃薯双歧酸奶的研制

李宏高， 魏利军

(1.陕西科技大学生命科学与工程学院， 陕西 西安 710021; 2.陕西省轻工业研究设计院， 陕西 西安 710054)

0 前 言

马铃薯，俗称“山药蛋”、“土豆”、“洋芋”.中医认为马铃薯有和胃、调中、健脾、益气之作用，还兼有解毒消炎之功效.近来科学家发现，马铃薯中含有丰富的粘体蛋白质，它能预防心血管系统的脂肪沉淀，保持动脉血管的弹性，防止动脉粥状硬化的过早发生，还可预防肝肾中结缔组织的萎缩，保持呼吸道、消化道润滑[1].

马铃薯蛋白质是完全蛋白质，赖氨酸的含量较高(93 mg/100 g)，色氨酸的含量也不少(32 mg/100 g),这两种氨基酸是一般谷类粮食中所缺乏的，此外还含有大量的淀粉、糖、粗纤维、钙、磷、铁、胡萝卜素以及维生素B1、B2、维生素C等.美国农业部研究中心的341号研究报告中指出：“作为食物，牛奶和马铃薯两样便可以提供人体所需的所有营养物质[2].

双歧杆菌作为人体肠道内的正常菌，在肠道内形成了一个生物屏障，保持其正常的微生物平衡，能激活吞噬细胞的活性，增强肌体细胞和体液的免疫能力，提高人体的抗感染能力，并可合成多种维生素，产生多种微量元素，同时具有延寿、抗衰老、抗癌作用.乳酸菌对人体具有抑制肠道内各种病原菌和各种腐败菌的增殖，改善肠道内菌丛的作用.

马铃薯种植面积很大，大部分鲜食、作饲料和工业原料，只有少部分用于食品加工，且品种单一.根据营养学原理和双歧杆菌发酵工艺，作者以马铃薯为主要原料，辅以适量牛乳，经双歧杆菌发酵制成了营养价值高、口感好、食用方便、价格低廉、优质的双歧饮料.

1 材料和方法

1.1 实验材料

(1)原料：新鲜马铃薯、鲜牛乳、蔗糖、乳酸菌、双歧杆菌、四硼酸钠、抗坏血酸、CMC和PGA(藻朊酸丙二酯)等.

(2)设备和仪器： 发酵罐、夹层锅、打浆机、均质机、恒温水浴锅、灭菌锅、恒温培养箱、冰箱、电子天平、干燥箱、显微镜、722型分光光度计等.

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

牛乳

↓

马铃薯→清洗→去皮→护色→熟化→打浆→调配→预热→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→冷却→搅拌→灌装→后熟→产品

1.2.2 操作要点

(1)原料预处理.选择无霉、无虫蛀、无出芽、新鲜的马铃薯为原料，洗净、去皮并熟化.

(2)护色.马铃薯去皮后出现变色主要是由酶促褐变引起，为防止褐变，必须进行护色，用0.5%的四硼酸钠加0.5%抗坏血酸溶液浸泡马铃薯0.5 h，几乎抑制了酶的活性.

(3)打浆.将熟化好的马铃薯加牛乳和60%的水打浆.

(4)调配、预热、均质.将打浆好的物料加入牛乳，将稳定剂用1～3倍的白砂糖混匀[3]，加入到预热至65 ℃的打浆好的物料中，在20 MPa的压力下进行均质.

(5)杀菌、冷却.将均质好的物料加热到90～95 ℃，保温10 min，冷却至38～40 ℃.

(6)菌种活化、驯化[5]. 乳酸菌和双歧杆菌均来源于陕西科技大学微生物实验室.鲜牛乳经过杀菌、过滤等处理后，保持温度在40 ℃左右，接种传代使菌种恢复活力.驯化是为了使牛乳中活化的双歧杆菌和乳酸菌能适应混合乳的培养，驯化过程采用在牛乳中逐渐增加马铃薯浆.牛乳和马铃薯浆混合后，于95 ℃杀菌15 min,冷藏备用.

将乳酸菌和双歧杆菌按1∶5的比例接到培养液内，置于40 ℃恒温箱中培养，每隔1 h观察一次培养状态，看培养液是否凝固，组织状态有无乳清析出，有无气泡及颜色变化等.如果培养液在3～5 h内凝固均匀，无乳清析出或有微量析出，并且无气泡和异常颜色者，将其接到下一培养液中继续驯化.依次下去，直至乳酸菌和双歧杆菌适合复合的环境，将驯化好的菌种扩大培养作为发酵剂使用.

(7)马铃薯汁的制备.将500 g马铃薯洗净，加水打碎，煮0.5 h，过滤得到500 mL溶液(若不足，加水补足).

(8)接种、发酵.加入7%的工作发酵剂，缓慢搅拌使菌种混合均匀，并迅速在38～40 ℃发酵罐中发酵10 h，酸度至70～75 °T时终止发酵.

(9)冷却、搅拌.将发酵马铃薯酸奶冷却至20 ℃以下，手动搅拌，开始用低速，以后用较快的速度[6].

(10)灌装、后熟.搅拌后的酸奶灌装、封口，在0～5 ℃冷藏22 h，进行质量评定.

表1 不同原料配比对产品风味的影响

2 结果与分析

2.1 马铃薯与牛乳的配比

根据感官评定,对马铃薯、牛乳的配比进行筛选，结果见表1.结果表明，马铃薯与牛乳的比例以7∶4 (质量比)最好,这样生产出的产品在风味、状态、色泽及口感上均为最佳状态[7].

表2 乳酸菌和双歧杆菌不同比例的发酵情况

2.2 不同菌种比例对发酵的影响

乳酸菌和双歧杆菌在发酵过程中表现出共生作用，乳酸菌可以降低培养基中的氧化还原电位，提供容易吸收的已分解的物质，促进酶系的形成，使双歧杆菌发酵的迟滞状态得到改善，共同发酵弥补了双歧杆菌单一发酵时产品风味上的不足.但乳酸菌比例不能太大，否则，不仅使双歧杆菌数量严重下降，剧烈地酸化，造成酸奶凝块粗糙、不细腻，而且会使产品失去应有的风味.选择乳酸菌和双歧杆菌的比例以1∶5为宜(表2).

2.3 加蔗糖、牛乳的作用[2,9]

在马铃薯混合液中添加蔗糖，能在一定程度上提高乳酸菌的产酸水平，从而改善成品风味.在马铃薯中添加少量牛乳可增加乳脂含量，通过接入相应菌量可提高乙醛和双乙酰的含量，从而使产品增香，使发酵乳产生良好的风味.为防止发酵过程中产酸过多，在搅拌型酸乳基料的制备时不加入蔗糖，而在后熟之后加入，本试验加入5%蔗糖，以使产品甜度适中，酸度适口.

表3 马铃薯双歧酸奶饮品因素水平表

2.4 发酵最简工艺条件选择

本研究采用正交试验法来确定最佳工艺条件.试验因素分别为发酵温度(A)、发酵时间(B)、接种量(C)、后发酵时间(D)，每一因素都有3个水平(表3).由20名有关专业人士组成评审小组，对产品的色泽、组织状态、口感进行综合感官评价，正交试验的K值越大越好[9]，结果见表4.

表4 马铃薯双歧酸奶饮品配方L9(34)正交试验结果分析表

由表4可以看出，各因素影响的主次顺序是：接种量C>发酵温度A>后发酵时间D>发酵时间B.发酵最佳工艺条件是：发酵温度为40 ℃， CMC 0.15%，PGA 0.15%，发酵时间10 h，接种量质量分数为7%，后发酵时间22 h，即A3B2C2D3，影响发酵质量的主要因素为接种量.

2.5 稳定剂的选择[10]

为防止成品放置一段时间产生分层现象，保持较好的组成状态，在搅拌型产品中需加入稳定剂.单一使用某种稳定剂，稳定效果较差，经单因素试验确定马铃薯双歧酸奶最佳稳定剂组合质量分数为CMC-Na 0.15%，PGA0.15%.同时，采用均质处理使产品中微粒半径为0.5～1.0 μm,以防搅拌型终产品分层.

3 产品质量指标

3.1 感官指标

色泽：乳白色，均匀一致，不得有异常. 滋味和气味：酸甜香适口，口感细腻，具有双歧杆菌饮料特有滋味、气味，无异味. 组织状态：呈均匀细腻的乳浊液，无异物，无分层现象.

3.2 理化指标

可溶性固形物含量(%)≥14,蛋白质(%)≥1.0, 酸度(°T)60～80, 重金属含量符合GB/T5009-2003要求. 食品添加剂按GB/2760-86规定添加.

3.3 微生物指标

乳酸菌数(cfu/mL)≥107, 大肠菌群(cfu/100mL)≤3, 致病菌不得检出.

3.4 最佳保存期

马铃薯双歧酸奶在保存到7 d以后活菌数基本所剩无几，其保健作用大大降低，成品在常温下保存5 d最具保健性.

4 结 论

以马铃薯和鲜乳为主要原料,其原料资源丰富、价格低廉，配以蔗糖和稳定剂，使用乳酸菌和双歧杆菌混合菌种发酵.通过本试验得出最佳工艺的配方为：马铃薯∶牛乳为7∶4(质量比),加质量分数为5%的蔗糖和复合稳定剂(CMC 0.15%，PGA 0.15%),所用乳酸菌和双歧杆菌的比例为1∶5,混合菌种发酵,接种量为7%,在40 ℃下发酵10 h,后发酵时间为22 h,制成的马铃薯双歧酸奶不仅营养全面,而且风味独特,是一种良好的营养保健饮品.

参考文献

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[2] 温辉梁.保健食品加工技术与配方[M].南昌：江西科学技术出版社,2002：279-280.

[3] 康生文.枸杞发酵酸奶的研制[J].饮料工业,2006，(2):27-29.

[4] 张 钟,李萧湘.黑糯玉米仙人掌酸奶的研制[J].饮料工业,2006，(4):26.

[5] 柏建玲.乳酸菌增菌培养基的营养因子优化[J].食品与发酵工业,2007，(2):79-81.

[6] 高愿军.软饮料工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,2002：222-227.

[7] 张 玲.绿豆酸乳的研制[J].饮料工业,2006，(7):27-28.

[8] 段善海.多株乳酸菌协同发酵制备甜玉米酸奶及稳定性的研究[J].食品科学,2005，(11):278-282.

[9] 张春芝,陈 博.草莓汁发酵乳饮料的研制[J].饮料工业,2006，(9):22.

[10] 卢学根.果蔬混合汁发酵酸乳的工艺研制[J].食品科技,2005，(1):68-70.