凝固型玛卡酸奶的研制

李鹏飞 杨静 吴志霜 夏清海 肖文娜 王琦

摘要 [目的] 研制口感、風味良好的凝固型玛卡酸奶。 [方法] 以玛卡提取液和鲜牛乳为原料，添加适量蔗糖、发酵剂，在单因素试验的基础上，通过BoxBehnken（BBD）响应面法优化凝固型玛卡酸奶的最佳工艺。 [结果] 优化后的凝固型玛卡酸奶工艺：玛卡提取液添加量为4%、蔗糖添加量为4%和发酵剂添加量为3%。按照优化后的凝固型玛卡酸奶工艺发酵，玛卡酸奶呈有光泽淡黄色，质地均匀一致，具有浓郁的乳酸菌发酵和较适宜的玛卡味道，测得的玛卡酸奶pH为3.8、持水力为42%。[结论]研究可为新的乳制品的产品研发提供参考依据。

关键词玛卡；凝固型酸奶；单因素试验；响应曲面设计；BoxBehnken设计

中图分类号S879.1文献标识码A文章编号0517-6611（2015）34-071-03

玛卡（Maca）全称玛卡独行菜（Lepidium meyenii Walp），属于十字花科（Cruciferae）的一种植物[1]，原产于秘鲁中部基宁（Jinin）及帕斯科（Pasco）附近海拔4 000 m以上的安第斯大林山区，是一种非常独特的高原农作物。玛卡的化学成分主要含有玛卡酰胺、玛卡烯、生物碱、芥子油苷、甾醇和类固醇等次生代谢物，营养成分主要是粗蛋白、粗脂肪、纤维、碳水化合物、VC等[2-4]，这些成分赋予了玛卡制品浓郁的风味特征，也具有调节内分泌功能、抗骨质疏松、减轻宿醉等保健功能[5-6]。近年来云南省的部分地区成功地引种栽培出了玛卡，并繁殖了多代，形成了一定的规模和产量，利用当地栽培玛卡研制玛卡酸奶具有原料易得、生产成本低等显著优势。

近些年响应面法在工艺学科中应用比较多，在食品科学领域应用越来越广，响应面法在模型构建上显示出与实际系统有着较好的吻合，拟合模型取得了较好的结果，其中BoxBehnken设计在设计因素与水平较少时与中心复合设计的吻合度较好，并且BoxBehnken设计对于因成本过于昂贵或实际情况不现实而受到限制的试验能够显示出特有的长处，对食品科学与食品工艺的研究有着很好的借鉴[7-12]。笔者以玛卡提取液和新鲜牛乳为原料，通过响应面法优化凝固型玛卡酸奶的工艺[13-17]，以提升玛卡的附加值，同时也为新的乳制品产品研发提供依据。

1材料与方法

1.1材料

主要原料与试剂：鲜牛乳，雪兰巴氏杀菌乳；玛卡提取液，丽江玛卡；发酵剂为保加利亚乳杆菌（Lactobacillus ulgaricus，LB）和嗜热链球菌（Streptococcus Thermophilus，ST）；蔗糖，丰驿牌。

主要仪器与设备：

新隔水式恒温培养箱（GH9050型），电子天平（FA2204B），梅特勒-托利多pH计（EL20），离心机（TDZ4BWS），冰箱等。

1.2方法

1.2.1玛卡提取液的制备。

在新鲜玛卡中加入30%乙醇（料液比为1∶10），加热、回流提取2次，每次2 h，最后减压、浓缩、干燥得到得率为16%的玛卡提取液。

1.2.2玛卡酸奶制作工艺流程。玛卡酸奶制作工艺流程见图1。

图1玛卡酸奶制作工艺流程

1.2.3操作要点。

原料混合：准确称量一定质量鲜牛奶，再往鲜牛奶中加入相应比例的玛卡提取液、蔗糖。

搅拌：用搅拌器使原辅料进行充分混溶。

杀菌：90 ℃高温杀菌5 min。

接种：在混溶料液温度降至 37 ℃时，接入相应比例的发酵剂。

发酵：在恒温培养箱中39 ℃发酵 8 h。

后熟：将发酵好的制品快速降温至4 ℃，并保持4 h，以促进后熟，使成品口感细腻滑润。

1.2.4感官评价标准。

由20位以上营养专业感官正常人员经培训后品尝，分别从组织状态、凝乳状态、口感、气味色泽4个方面对发酵乳样品进行评定，感官评分结果取其平均值。参考GB19302-2010中发酵乳的评价标准并进行了适当修改，具体感官项目权重的分布如表1所示。

表1凝固型玛卡酸奶感官评价标准

项目（总分100分）评分标准分值∥分

组织状态无或有少量乳清析出、均匀细腻、无气泡16～20

（20分）有乳清析出、均匀细腻、有气泡少量11～15

有大量乳清析出和颗粒状凝块0～10

凝乳状态表面柔滑晶莹、无乳清析出或有微量析出16～20

（20分）表面柔滑、有少量乳清析出11～15

表面粗糙、有大量乳清析出0～10

口感（30分）酸甜适合、滋味纯正、口感细腻21～30

酸甜比例不佳、滋味不柔和、口感粗糙但能接受11～20

酸甜比例差、过酸或过甜、难以接受0～10

气味色泽有玛卡特有香气和乳香，香气协调、色泽均匀一致21～30

（30分）玛卡香气淡、乳香淡、气味协调、但颜色深浅不一11～20

无玛卡香气、气味不协调、颜色不均一0～10

1.2.5单因素试验。

选取对玛卡酸奶发酵工艺有显著影响的3个因素，即玛卡提取液添加量、蔗糖添加量和发酵剂的添加量分别进行试验，按表1中的感官评价标准对酸奶进行感官评价。

1.2.6响应曲面试验设计。

在单因素试验结果的基础上，以玛卡提取液、蔗糖和发酵剂的添加量为自变量，以感官评分为因变量，采用BoxBehnken软件设计3因素3水平回归组合试验。

1.3数据处理

每个平行试验重复3次，取其平均值，采用Design Expert 8.05b（原版）软件进行数据分析 。

1.4凝固型玛卡酸奶主要指標测定

pH测定：使用梅特勒-托利多pH计（EL20）测定玛卡酸奶样品的pH，测定时的温度为20 ℃。

持水力测定：采用离心法（TDZ4BWS）在3 000 r/min条件下离心10 min，测定玛卡酸奶样品的持水力。

2结果与分析

2.1单因素试验

2.1.1玛卡提取液对玛卡酸奶的影响。

在鲜奶100 ml、蔗糖添加量4%、发酵剂接种量3%的基础上，按2%、3%、4%、5%、6%的比例分别加入玛卡提取液后，于39 ℃发酵8 h。经后熟后，感官评分：玛卡提取液在添加量为4%时口感和质地最佳，颜色较浅，继续添加时，颜色加深，且玛卡味较重。因此确定玛卡提取液的添加量为3%～5%为优化时的考察范围。

2.1.2蔗糖添加量对玛卡酸奶的影响。

在鲜奶100 ml、玛卡提取液添加量4%、发酵剂接种量3%的基础上，按2%、3%、4%、5%、6%的比例分别加入蔗糖后，于39 ℃发酵8 h。经后熟后，感官评分：当蔗糖添加量为4%时，玛卡酸奶的口感和质地最佳，继续添加蔗糖时，甜味和酸味的比例失衡。因此确定蔗糖的添加量为3%～5%为优化时的考察范围。

2.1.3发酵剂添加量对玛卡酸奶的影响。

在鲜奶100 ml、蔗糖添加量4%、玛卡提取液添加量4%的基础上，按1%、2%、3%、4%、5%的发酵剂接种量分别接种，于39 ℃发酵8 h。经后熟后，感官评分：当发酵剂添加量为3%时，玛卡酸奶的凝固效果、口感及组织状态最佳，当继续增加发酵剂的添加量时，酸奶的口感和色味变差，光泽度降低，可见乳清析出较多。因此确定发酵剂的添加量为2%～4%为优化时的考察范围。

2.2BoxBehnken试验

根据表2的试验因素水平设计，得到玛卡酸奶配料BoxBehnken试验方案与结果，如表3所示。

多种方差模型比较中，二次多项式模型（2FI）的拟合效果要好于其他模型，三次方多项式模型（Quadratic）效果最差。由DesignExpert 8.05b（原版）软件对二次多项式模型（Model）的显著性及回归系数分析可得：①P=0.001 5，响应面回归模型合适。②方程的相关系数为0.941 8，调整后的为0.866 9，即回归方程回归效果可以。③失拟项（P=0.208 6）不显著，表明拟合效果良好，试验数据误差较小，可信度良好，建立的模型可以用来分析和预测凝固型玛卡酸奶的感官。④3个因素对玛卡酸奶感官评分的影响大小顺序依次是：玛卡提取液添加量（A）、发酵剂添加量（C）、蔗糖添加量（B）。⑤感官评分与各因素之间的三元二次回归的方程：Tastecore=67.99+4.34A+0.30B+2.11C+1.15AB+0.093 AC+6.25BC+3.26A2+2.60B2+9.84C2。各因素交互作用对凝固型玛卡酸奶的感官评分影响的响应面分析见图2、3、4。

2.3验证试验

根据BoxBehnken响应面分析结果确定玛卡酸奶最佳配方为：玛卡提取液的添加量为4%，蔗糖的添加量为4%，发酵剂的添加量为3%。在此最佳配方条件下进行3次验证试验，测得的感官评分平均值分为68.00，与回归模型得到的预测值分67.99接近，表明回归模型所得出的预测值与实际测定值间的拟合性良好，通过BoxBehnken响应面试验方法得到优化工艺条件较为准确可靠 。

2.4产品主要理化指标测定

按照通过BoxBehnken响应

面试验方法得到的最佳工艺条件进行玛卡酸奶的发酵，最后测得的玛卡酸奶pH为3.8、持水力为42%。

3结论

通过BoxBehnken响应面法来设计试验，然后借此筛选最优的凝固型玛卡酸奶制作配方，最后得到的凝固型玛卡酸奶的最佳配方为：玛卡提取液添加量为4%，蔗糖添加量为4%，发酵剂添加量为3%。在此配料条件下制作的凝固型玛卡酸奶呈现有淡黄色光泽，质地均匀较一致，具有浓郁的乳酸菌发酵和较适宜的玛卡味道。在凝固型酸奶的研制中，发酵时间在对比试验中观察到试验组较其他不含玛卡提取液的酸奶发酵时间长，一般酸奶发酵最佳时间为3～4 h[13-16]，该试验研制的玛卡酸奶发酵时间为8 h，对于玛卡是否对酸奶的发酵过程产生抑菌作用还有待进一步的研究。

43卷34期李鹏飞等凝固型玛卡酸奶的研制

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