紫薯南瓜凝固型酸奶发酵工艺研究

吴海燕，邵元健，李文婷（.南通科技职业学院，江苏南通226000；2.南通市农副产品加工技术协会，江苏南通226000）

紫薯南瓜凝固型酸奶发酵工艺研究

吴海燕1，2，邵元健1，李文婷1
（1.南通科技职业学院，江苏南通226000；2.南通市农副产品加工技术协会，江苏南通226000）

摘要：以紫薯、南瓜、牛奶为主要原料，利用乳酸菌进行发酵，得到一种风味酸奶。通过L16（35）正交试验优化发酵工艺条件，最佳发酵条件为：紫薯---南瓜浆与牛乳的比例为1∶5（g/mL），蔗糖添加量为9%，菌种接种量为0.7%，发酵时间为5 h，发酵温度42℃。在该条件下制成酸奶质地均匀，口感细腻，酸甜可口，具有紫薯、南瓜的香味和浓郁的乳酸菌发酵酸奶香味，理化指标和微生物指标均符合国家标准。

关键词：凝固型酸奶；紫薯；南瓜；发酵工艺

紫薯（purple sweet potato）是一种富含花青素的甘薯品种，薯皮呈紫色，薯肉呈紫色或深紫色。紫薯营养价值高，除了含有普通甘薯的营养成分外，还富含有矿物质硒和花青素[1-2]，具有抗氧化、抗突变、防癌、预防动脉硬化、降血压等多种生物活性[3-6]，有关紫薯的营养和保健作用已引起研究者的广泛兴趣，对紫薯的开发利用研究也越来越受到人们的重视。酸奶是由牛奶经乳酸菌发酵制成的，除具有鲜牛奶的营养价值外，还有乳酸及B族维生素等，易于消化吸收，能提高机体的抵抗力，是人们日常生活中喜爱的食品之一。

南瓜含多糖、多种氨基酸和VB以及甘露醇、葫芦巴碱等，性温、味甘，具有补中益气、消炎止痛等功效，能促进胰岛素的分泌，增加肝、肾细胞的再生能力，对防治糖尿病、高血压及癌症等疾病有一定疗效[7]。

利用紫薯、南瓜、牛奶为主要原料发酵制成的紫薯酸奶，不但具有紫薯、南瓜特有滋味，而且增加了酸奶纤维素、维生素和多种微量元素含量，减少脂肪含量，达到动植物营养互补。

本研究以紫薯浆、南瓜浆与牛乳为主要原料，经乳酸菌发酵生产功能性酸奶，设计单因素试验和正交试验，探索紫薯酸奶的最佳发酵工艺。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

紫薯、超高温灭菌乳、脱脂奶粉、白砂糖：市售。乳酸菌：南通农业职业技术学院生物技术实验室提供；辛烯基琥珀酸淀粉酯：南通科技职业技术学院实验室自制。

SNJ-A酸奶发酵机：上海会中实业有限公司；LDZX 250FBS立式压力高压蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂；HR2084食品打浆机：飞利浦。

1.2方法

1.2.1工艺流程

1.2.2　操作要点

1）原料预处理：取新鲜优质的紫薯、南瓜，清洗、去皮后蒸煮5 min后，经打浆机打成浆状。由于紫薯、南瓜果胶含量高，打浆时可适量加水，原料与水的比例为1∶3（g/mL）。

2）牛乳标准化：由于鲜奶中蛋白质含量低（约为3%），不能满足乳酸菌发酵所需，因此加入5%的脱脂奶粉使蛋白质含量≥32%，以达到试验要求及预期结果。

3）调配：将白砂糖加入原料乳中溶解后过滤，将紫薯浆、南瓜浆与牛奶按一定比例调配后在20MPa均质。

4）杀菌：将调配好的原料置于95℃环境下杀菌5 min后立即封口，冷却至42℃备用。

5）发酵：接入0.4%～0.7%的乳酸菌，在38℃～44℃下发酵一定时间，得到酸奶产品。

1.2.3评价方法

1.2.3.1感官评价

选择15位有经验的专业人员对酸奶产品进行感官评价，取平均分为酸奶的综合得分，评价标准如表1。

表1 酸奶感官评价标准Table 1　Sensory scoring criteria of yogurt

1.2.3.2产品指标测定

蛋白质测定：按照GB5009.5-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》；酸度测定：按照GB 5413.34-2010《食品安全国家标准乳和乳制品酸度的测定》。微生物指标检测：按照GB 4789.18-2010《食品安全国家标准食品微生物学检验乳与乳制品检验》。1.2.4试验设计

设计单因素试验和正交试验，以酸奶的感官质量为指标，研究白砂糖添加量、乳酸菌的接种量、浆料与牛奶的比、发酵温度、发酵时间等因素对紫薯南瓜酸奶品质的影响。在单因素试验结果的基础上，设计L16（45）正交试验，从而优化出紫薯南瓜酸奶的最佳生产工艺。

2　结果与讨论

2.1单因素试验

2.1.1白砂糖添加量对酸奶品质影响

紫薯浆与南瓜浆比是1∶1（g/g），发酵温度43℃，发酵时间5 h，接种量为0.5%，浆料与牛奶的比例是1∶4（g/mL），考察不同白砂糖添加量（3%、6%、9%、12%）对酸奶感官评价的影响，如表2所示。

表2　糖的添加量对酸奶感官品质影响结果Table 2　Effect of sugar addition on sensory quality of yogurt

由上表可知，糖添加量为9%时产品的质量最佳。糖作为甜味剂能缓和产品的酸度，以获得适当的酸甜比；同时，白砂糖也可作为发酵菌种的碳源，促进发酵。6%以下的添加量的产品风味不佳，偏酸；而12%添加量的产品口感过甜，可能因为糖的反渗透作用影响了酸奶的发酵速度，从而影响产酸量。

2.1. 2接种量对酸奶品质影响

紫薯浆与南瓜浆比是1∶1（g/g），发酵温度43℃，发酵时间5h，浆料与牛奶的比例是1∶4（g/mL），糖的添加量为9%，乳酸菌接种量对酸奶品质的影响如表3所示。

表3　乳酸菌接种量对酸奶感官品质影响结果Table 3　Effect of lactobacillus inoculum on sensory quality of yogurt

由上表可知，乳酸菌接种量0.7%，产品品质较好，用量0.5%～0.6%之间，有少量乳清析出，用量为0.4%，乳清析出明显。

2.1.3发酵温度对酸奶品质影响

紫薯浆与南瓜浆比是1∶1（g/g），乳酸菌接种量为0.7%，发酵时间5 h，浆料与牛奶的比例是1∶4（g/mL），糖的添加量为9%，发酵温度对酸奶品质的影响如表4所示。

表4　发酵温度对酸奶感官品质影响结果Table 4　Effect of fermentation temperature on sensory quality of yogurt

由上表可知，发酵温度为42℃时，产品的感官评价值最高。41℃发酵的产品的口感不尽柔和；44℃发酵的产品酸甜比失调。

2.1.4发酵时间对酸奶品质影响

紫薯浆与南瓜浆比是1∶1（g/g），乳酸菌接种量为0.7%，发酵温度为42℃，浆料与牛奶的比例是1∶4（g/mL），糖的添加量为9%，发酵时间对酸奶品质的影响如表5所示。

表5　发酵时间对酸奶感官品质影响结果Table 5　Effect of fermentation time on sensory quality of yogurt

由上表可知，发酵时间为5 h，产品品质最好。随着发酵时间的延长，产酸量保持上升，酸性过高导致体系胶体结构受到部分破坏，水分溶出，形成乳清，浮于凝乳表面。

2.1.5稳定剂的用量对酸奶品质影响

酸奶加工过程中乳酸菌利用发酵基中营养成分凝固酪蛋白，不可避免的产生乳清。乳清对凝固型酸奶结构有破坏作用，这也是其加工过程中影响稳定性的重要因素之一[8]。有报道，添加0.5%～1.0%取代度为0.02左右的辛烯基琥珀酸淀粉酯能改善酸奶的组织形态、降低离心沉淀率、增加黏度[9]。因此本试验考察不同辛烯基琥珀酸淀粉的添加量（0.5%、0.75%、1.0%）对酸奶感官评价的影响，结果见表6。

表6　稳定剂用量对酸奶感官品质影响结果Table 6　Effect of stabilizer addition on sensory quality of yogurt

由上表可知，添加了0.75%的辛烯基琥珀酸淀粉酯的酸奶其组织状态均匀稳定，产品组织状态最佳。酸奶是典型的假塑性流水，这种流体具有剪切稀化的性质，即表现为表观黏度随着剪切速率的增加而降低。一定强度的抗剪切能力，对酸奶具有重要的影响，添加一定浓度的辛烯基琥珀酸淀粉酯，解决了口感粗糙、乳清分离的问题，赋予成品良好的稠度、圆滑的外观和细腻纯正的风味。

2.1.6浆料与牛乳料液比对酸奶品质影响

紫薯浆与南瓜浆比是1∶1（g/g），乳酸菌接种量为0.7%，发酵时间5 h，发酵温度42℃，糖的添加量为9%，浆料与牛奶的比例对酸奶品质的影响如表7所示。

表7　料液比对酸奶感官品质影响结果Table 7　Effect of solid-liquid ratio on sensory quality of yogurt

由上表可知，浆料与牛奶的比例过高或过低均不利于产酸，凝乳状态也较差。只有料液比为1∶5（g/mL）时，才能得到品质良好的酸奶。

2. 2正交试验

选择对酸乳品质影响较大的因素，即白砂糖添加量、接种量、发酵温度、发酵时间、料液比进行L16（45）正交试验。试验因子与水平设置见表8。

表8　正交试验因素水平安排表Table 8　Orthogonal experimental design

正交试验因素水平及结果见表9。利用正交设计助手软件进行方差分析，见表10。

由正交表可知，对酸奶品质影响因素依次为：接种量>糖添加量>发酵温度>发酵时间>料液比。从方差分析表中可以看出，接种量为本试验的显著因素。

本试验最佳工艺组合为：乳酸菌接种量为0.7%，糖的添加量为9%，发酵时间5 h，发酵温度42℃，料液比为1∶5（g/mL）。

表9　正交试验结果Table 9　Orthogonal experimental result

表10 方差分析Table 10　The Analysis of Variance

2.3产品质量指标

酸度78°T，蛋白质含量3.1 g/100 g，乳酸菌数≥12.7×106CFU/mL，大肠菌群≤0.7 CFU/100 mL，致病菌未检出，质量符合GB 19302-2010《食品安全国家标准发酵乳》标准要求。

3　结论

研制出的酸奶中的紫薯、南瓜原料增加了酸奶中的纤维素、矿物质、维生素等多种物质的质量分数，同时减少其脂肪质量分数，达到动植物营养互补，增加了酸奶的保健功能。

通过对酸奶品质影响因素的正交试验分析，影响酸奶品质的因素依次为：接种量>糖添加量>发酵温度>发酵时间>料液比。其中乳酸菌接种量对酸奶品质影响显著。优化出紫薯南瓜酸奶生产的最佳工艺条件：紫薯浆：南瓜浆为1∶1（g/g），乳酸菌接种量为0.7%，糖的添加量为9%，发酵时间5 h，发酵温度42℃，浆料与牛奶比为1∶5（g/mL）。生产的酸奶具有紫薯、南瓜的香味和浓郁的乳酸菌发酵酸奶香味，酸甜可口，口感细腻、柔和，质量符合GB 19302-2010《食品安全国家标准发酵乳》标准要求。

参考文献：

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.23.025

收稿日期：2014-04-16

基金项目：江苏高等学校大学生实践创新训练计划立项项目（2012JSSPITP4059）；江苏教育厅青蓝工程资助（2014023）

作者简介：吴海燕（1978—），女（汉），副教授，硕士，主要从事食品加工及食品营养与安全的研究。

Research on Fermentation Technology of Purple Sweet Potato and Pumpkin Yoghourt

WU Hai-yan1，2，SHAO Yuan-jian1，LI Wen-ting1
（1.Nantong Science and Technology College，Nantong 226000，Jiangsu，China；2.Nantong Agricultural Product Processing Technology Association，Nantong 226000，Jiangsu，China）

Abstract：Using purple sweet potato，pumpkin and milk as raw material，Lactic acid bacteria as leavening agents，the fermentation conditions of lactic acid fermented yoghourt were studied.The orthogonal experiments of L16（35）results showed that the optimize fermentation conditions were：the proportion of slurry and milk was 1∶5（g/mL），with the addition of sucrose 9%，inoculums 0.7%，fermentation time 5 hours，fermentation temperature 42℃.Under these conditions，the purple sweet potato and pumpkin yoghourt took on welldistributed quality，smooth，flour and sweet delicious taste with purple sweet potato and pumpkin fragrance，full-bodied scent of yoghourt coming from lactic fermentation.Both physiochemical indexes and microbial indexes complied with national standards.

Key words：yoghourt；purple sweet potato；pumpkin；fermentation technology