黑甜玉米凝固性酸乳加工工艺的优化

2015-07-01林立东

贵州农业科学 2015年6期

林立东，杨萍

（吉林农业科技学院食品工程学院吉林132101）

黑甜玉米色泽独特，营养丰富，香黏可口，最宜鲜食。籽粒中富含水溶性黑色素以及各种人体所必需的微量元素、植物蛋白质和各种氨基酸等，含量明显高于其他谷类作物[1－3]。蛋白质含量丰富，约占其质量比重的13%～15%，氨基酸种类较齐全，其中，必须氨基酸含量比重接近40%，比普通黄玉米高30%左右，尤其以谷氨酸、苏氨酸和亮氨酸等含量高，同时精氨酸含量也比较高[4－6]。黑甜玉米中脂肪总量约占质量比重的5%，比同类的黄玉米高约20%。经发酵后的酸乳能降低血液中过量的胆固醇，增强细胞膜的通透性等功能，同时还影响人体内重要功能性物质的合成[7－8]。

黑甜玉米中的矿物质含量丰富，镁、铁和锌的含量很高，铁、铜、磷等含量比黄玉米高50%、20%和15%，锌和钙含量均高约35%，锰的含量高约6%，硒的含量也比较丰富，可以提高人体的免疫能力和防癌抗癌能力。

黑甜玉米发酵酸乳的研究是利用乳酸菌进行发酵，研制出具有良好凝固状态玉米味浓郁、甜度适口且营养丰富的凝固性酸乳。目前市场上酸乳类型很多，但以黑甜玉米为原料研制的酸乳还未发现。为丰富酸乳类型，提高黑甜玉米的经济效益，以黑甜玉米为原料，经过预处理后，辅以适量的脱脂乳，利用双歧杆菌为发酵菌种，研制具有良好凝固状态玉米发酵酸乳，以期为黑甜玉米的加工利用提供参考依据。

1.1 材料与方法

黑甜玉米（吉林市农科院），白砂糖、脱脂乳（大润发），双歧杆菌、黄原胶、单甘脂、CMC（郑州市省科学院化学研究所）。

仪器：均质机（上海东华高压均质机厂），打浆机（飞利浦家庭电器有限公司），GSP型隔水式恒温培养箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），HW.SY11.K1 恒温水浴锅（上海锐聪科技发展有限公司），pHS－3型精密pH 计（上海雷磁仪器厂）。

1.2 工艺流程

1.3 操作要点

1.3.1 黑甜玉米汁的制备黑甜玉米与水按一定料液比混合调配，在60℃的条件下打浆，打浆后的黑甜玉米汁与1.5%脱脂牛奶按7∶3的比例调配，加入1%的白砂糖，搅拌均匀后，装入50mL的三角瓶中，封口后，在100℃水浴锅中灭菌15 min后备用。

1.3.2 均质将上述灭菌后的混合液加入稳定剂，再将混和液升温到60℃，在30MPa的压力下进行均质。

1.3.3 杀菌、冷却将经过均质后的黑甜玉米与脱脂乳的混和液加热至100℃，保温15min后进行杀菌处理，然后将混合液迅速冷却至45℃等待接种。

1.3.4 接种、发酵将杀菌后并冷却至39℃的黑甜玉米牛奶混和液接入双歧杆菌，充分搅拌后放入己灭菌的容器中，在规定的发酵温度时间内进行恒温培养发酵。

1.4 发酵工艺各因素的考察

1.4.1 料液比将黑甜玉米分别按料液比为1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7混合调配后进行打浆，在接种量为4%，发酵时间为10h，发酵温度为36℃的条件下发酵。根据感官测评得分评定最佳工艺选出最佳的黑甜玉米和水的料液比[9]。

1.4.2 接种量在黑甜玉米料液比1∶4的条件下，将双歧杆菌分别以1%、2%、3%、4%、5%的量接种于黑甜玉米乳中，在39℃恒温发酵10h后，比较不同酸乳的色、香、味，对其进行评定，得出最佳的发酵菌接种量。

1.4.3 发酵时间在黑甜玉米料液比1∶4的条件下，将接种量为4%待发酵的黑甜玉米汁牛奶混合液放入36℃恒温培养箱中恒温发酵4h、6h、8h、10h、12h。比较不同酸乳的色、香、味，对其进行评定，得出最佳发酵时间。

1.4.4 发酵温度在黑甜玉米料液比1∶4的条件下，将发酵菌以4%的量接种于黑甜玉米乳中，分别以30℃、33℃、36℃、39℃、42℃恒温发酵10h，比较不同酸乳的色、香、味，对其进行评定，得出最佳发酵温度。

1.5 黑甜玉米凝固性酸乳的正交试验设计

在单因素试验的基础上，以发酵菌的接种量（A）、发酵温度（B）、发酵时间（C）和料液比（D）为考察因素，感官评分作为评价指标，采用L9（34）正交试验表进行优化试验，其因素水平设计见表1。

1.6 稳定剂对黑甜玉米凝固性酸乳稳定性的考察

根据发酵体系的特点和稳定剂的性质，选取0.20%CMC、0.20%黄原胶和0.20%单甘酯作为单一稳定剂，然后再以0.10%的进行两两复合，添加后比较不同酸乳的稳定性，得出最佳稳定剂。

表1 黑甜玉米凝固性酸乳加工的L9（34）正交试验因素及水平Table 1 Factors and levels of the orthogonal test of black sweet corn coagulability yogurt processing

1.7 黑甜玉米发酵酸乳的感官评价

选出10人为评价员，年龄30～50岁，对黑甜玉米发酵酸乳进行感官评分。分析评价的指标有组织状态（30分）、乳清析出状况（20分）、口感（30分）和风味（20分）。各指标的评分标准见表2，感官得分为4个指标总和（100分）。

表2 黑甜玉米凝固性酸乳加工的感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standard of the black sweet corn coagulability yogurt processing

2 结果分析

2.1 不同因素对发酵工艺的影响

由图示可知不同因素对黑甜玉米凝固性酸乳发酵工艺的影响。

1）料液比。感官评分随料液比的降低而升高，当料液比超过1∶4时，感官评分值呈下降趋势。随着料液比的降低，发酵酸乳香气逐渐淡薄，口感粗糙。故料液比为1∶4时的黑甜玉米汁玉米香气浓郁，甜度适口，口感细腻，因此，料液比宜在1∶4左右。

2）接种量。接种量为4%时，黑甜玉米凝固性酸乳质地均匀，无乳清析出，口感细腻，酸度适中，有玉米清香，无不良风味；而接种量为3%时，发酵相对缓慢酸度较小，无酸奶特有香味。接种量为5%时，发酵迅速，香味较淡。因此，选择接种量为4%为宜。

3）发酵时间。发酵4～8h，酸度较小，无酸奶特有风味；8～10h的酸度适中，口感细腻；12h恒温发酵，产酸过量，口感一般。由此可见，选择发酵时间为10h时较好。

4）发酵温度。由图示知，随着温度的升高，感官评分值也随之升高，当发酵温度为39℃时，发酵的黑甜玉米乳酸度适中，口感细腻，有玉米清香，无不良风味；随着发酵温度的增加，酸度增加，酸乳稀薄。因此，选择39℃的环境下进行恒温发酵最适宜。

5）稳定剂。由表3 可知，添加0.20%CMC、0.20%黄原胶、0.20%单甘酯和0.10%CMC＋0.10%单甘酯稳定剂的酸乳在发酵5d时乳清析出较多，发酵酸乳的感官性状较差，酸味增加，当稳定剂为0.10%黄原胶＋0.10%单甘酯的混合发酵，发酵到5d时，才有少量乳清析出，黑甜玉米发酵酸乳的稳定性好。

图示不同料液比、接种量、发酵时间和发酵温度下的黑甜玉米凝固性酸乳的感官评分Fig.Sensory evaluation score of various factors of the black sweet corn coagulability yogurt on different solid－liquid ratio，inoculation size，fermentation time and temperature

表3 不同稳定剂的黑甜玉米酸乳在不同贮藏时间的稳定性Table 3 Stability of black sweet corn yogurt with various stabilizers and storage time

表4 黑甜玉米凝固性酸乳L9（34）正交试验各处理的感官评分值Table 1 Sensory evaluation scores of the L9（34）orthogonal test of black sweet corn coagulability yogurt

表5 黑甜玉米凝固性酸乳加工正交试验各因素水平的感官评分均值与极差Table 5 Mean sensory evaluation scores and ranges of orthogonal test of black sweet corn coagulability yogurt

2.2 黑甜玉米凝固性酸乳发酵工艺条件的优选

由表4 可知，黑甜玉米凝固性酸乳加工的L9（34）正交试验各处理的感官评分值，对其进行方差分析得出黑甜玉米凝固性酸乳工艺研究的影响因素的主次关系为发酵时间＞料液比＞发酵温度＞接种量。由方差分析知A1B2C2D1组合为最优，而对其进行直观（表5）分析可知，其最佳组合为A1B2C2D2。故需做验证试验。经验证A1B2C2D2感官评分为87.00，高于A1B2C2D1的感官评分86.15，故A1B2C2D2为最佳组合。即接种量为4%、发酵温度为39℃、发酵时间为10h、料液比为1∶4。

2.3 黑甜玉米凝固性酸乳成品质量

经测定，在最佳条件下的黑甜玉米凝固性酸乳色泽呈黑色或浅灰色，有光泽且色泽均匀一致，凝块均匀细腻，无分层、气泡，有少量乳清析出，口感细腻爽口，酸甜适宜，滑润稠厚，无异味，具有浓郁的乳香味和淡淡的玉米清香。其可溶性固形物含量＞13%，酸度为55～100°T，脂肪含量＞3%，乳酸菌数＞3.7×107个／mL，大肠菌群＜80 个／mL，未检出致病菌。一致的凝固性酸乳；通过正交试验得出影响因素的主次关系为发酵时间＞料液比＞发酵温度＞接种量，其最佳工艺参数为接种量4%、发酵温度39℃、发酵时间10h、料液比1∶4，稳定剂为0.10%黄原胶＋0.10%单甘酯。