酸奶专用磷酸酯淀粉的制备及其在酸奶中的应用

（吉林农业大学食品科学与工程学院，长春 130118）

酸奶专用磷酸酯淀粉的制备及其在酸奶中的应用

史军花，李鸿梅，高雅文，郑鸿雁

（吉林农业大学食品科学与工程学院，长春 130118）

以马铃薯淀粉为原料，三氯氧磷为酯化剂制备磷酸酯淀粉。然后把磷酸酯淀粉作为增稠稳定剂，以酸奶的酸度、持水力和感官评定为指标，通过一系列单因素实验和正交实验确定了生产该种酸奶的最佳配方：发酵温度43℃，磷酸酯淀粉添加量0.4%，蔗糖添加量7%，发酵时间4 h。制备的磷酸酯淀粉作为增稠稳定剂可以提高酸奶品质。

酸奶；增稠稳定剂；磷酸酯淀粉

0 引言

磷酸酯淀粉是一种应用广泛的淀粉衍生物。淀粉酯化后具有较低的糊化温度、良好的增稠性能以及乳化稳定性，作为食品添加剂被广泛使用[1]。

由于凝固型酸奶胶体脆弱，在生产过程中常出现质地粗糙、分层、稠度偏低、乳清析出等问题。通常在严格控制常规的生产参数外，再加入一定的稳定剂来解决上述问题[2]。不同种类的增稠稳定剂在酸奶中的应用效果不同[3]。其中磷酸酯淀粉对酸奶的增稠效果显著[4]。

本文拟以马铃薯淀粉为原料，制备一种新的磷酸酯淀粉，把它作为增稠稳定剂添加到酸奶中，并确定该种酸奶的最佳配方，为酸奶生产提供一种优良的增稠稳定剂的同时也提高马铃薯淀粉的应用范围。

1 实验

1.1材料与设备

马铃薯淀粉，三氯氧磷，无水硫酸钠，氢氧化钠，浓硫酸，浓硝酸，抗坏血酸，钼酸铵等均为分析纯，牛奶，蔗糖，脱脂奶粉（市售），嗜热链球菌（Steptococcusthermophilus），保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）。

HNY-2102C型电热恒温培养箱，LXJ-IIB型离心机，WFJ 2100分光光度计。

1.2分析方法

酸奶持水力(WHC)的测定[5]：用离心管称取20 g的酸奶样品，在4℃，转速为4 000 r/min离心20 min，弃上清后立即称重，按下式进行计算其持水力为

持水力=（离心后沉淀物质量/样品质量）×100%。

酸奶酸度的测定：依照食品安全国家标准乳和乳制品酸度的测定(GB5413 2010)进行测定。

1.3马铃薯磷酸酯淀粉的制备方法

准确称取20 g马铃薯淀粉放入四口烧瓶中，加入80 mL蒸馏水（含有0.4 g无水硫酸钠），制备成淀粉乳液。调节pH值至8，固定在磁力搅拌器上搅拌。加入3 mL三氯氧磷试剂，并添加10 mol/L氢氧化钠溶液控制反应体系pH值为8，继续搅拌1 h，使反应完全。离心5 min（3 000 r/min），去上清，加水洗涤沉淀后再离心，重复5次，将淀粉中的游离磷全部洗净。沉淀45℃烘箱中烘干，粉碎，过120目筛，待用。

1.4酸奶制作流程

鲜牛奶→加糖与磷酸酯淀粉→加热杀菌→冷却→接种→搅拌→发酵→后熟→成品

1.5发酵菌剂制备与配料

用无菌脱脂乳液接种嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌（1∶1），纯培养3次。取无菌脱脂乳液，接种活化菌种，42℃恒温培养2 d，4℃保存，备用。

取一定量鲜奶于锥形瓶中，加入一定量的磷酸酯淀粉和蔗糖，搅拌均匀后，在一定发酵温度、发酵时间的条件下，进行发酵。后熟结束后测定各个样品的酸度、持水力，同时进行感官评定，选定最适发酵酸奶的因素。

1.6巴氏灭菌

将配置好的鲜奶放入85℃的恒温水浴锅中，灭菌20 min，期间需不停摇动锥形瓶，使物料受热均匀。灭菌后迅速冷却到43～45℃。

1.7接种、发酵和后熟

在无菌条件下进行接种，发酵剂接种量3%，混合均匀后，在一定发酵温度下在恒温培养箱中培养一定时间。发酵结束后，酸奶放入4℃冰箱中冷藏20 h，进行后熟。

1.8正交实验设计

以一系列的单因素试验为基础，以感官评定、酸度和持水力的测定为指标，设计4因素3水平(34)的正交实验，考察该种酸奶的最佳配方。正交实验设计如表1所示。

表1 实验因素水平

1.9酸奶的感官测定

感官评定在实验室进行，自然光照，室温。将酸奶从4℃冰箱中取出，由10名研究人员进行感官评定，主要对酸奶色泽、组织状态和风味进行评分。按表2标准评分[6-7]，较好酸奶品质表现为：

(1)色泽：光亮的乳白色。

(2)组织状态：细腻爽滑，黏度适中，无凝块，无气泡产生，无乳清析出。

(3)风味：有奶香味，酸甜适口，无异味(淀粉味，酒精味)。

表2 酸奶感官评价标准

2 结果与讨论

2.1单因素试验结果

2.1.1 不同发酵时间对酸奶品质的影响

发酵终点的判定是制作凝固型酸奶的关键。观察酸奶的流动性和组织状态，如流动性变差，且有小颗粒出现，即可终止发酵[8]。按上述工艺制作酸奶，当蔗糖添加量为7%，磷酸酯淀粉添加量为0.4%，发酵温度为43℃，发酵时间分别为3，4，5，6，7 h时，对酸奶品质的影响结果如表3所示。

表3 发酵时间对酸奶品质的影响结果

由表3可以看出，发酵时间为3 h、4 h酸奶的持水力低于发酵5 h的酸奶持水力；酸奶发酵5 h和6 h时的持水力无显著性差异，但要高于发酵7 h酸奶的持水力。由此可见当发酵3～5 h时，酸奶持水力随着发酵时间的延长而提高；发酵5 h，酸奶的持水力达到最大。通过感官分析发现：在发酵5 h时酸奶的感官评分最高，为90；发酵7 h时，酸奶的感官评分要高于发酵3 h,4 h和6 h的酸奶，但此时酸奶的酸度较高，影响口感，感官评定分数要低于发酵5 h时酸奶的感官评定分数。从以上分析结果可以看出，酸奶发酵5 h时，酸奶的酸度适中，持水力以及感官评分均要高于其他发酵组酸奶。

2.1.2 不同发酵温度对酸奶品质的影响

适宜的发酵温度可以得到口感较好的酸奶。如果发酵温度不当,则产品外观和口感均会受到很大的影响。在蔗糖添加量为7%、磷酸酯淀粉添加量为0.4%、发酵时间为5 h，发酵温度分别在41，42，43，44，45℃的条件下发酵酸奶，对酸奶品质的影响如表4所示。

表4 不同发酵温度对酸奶品质的影响

由表4可以看出，在各个温度下发酵的酸奶的持水力先升后降，在43℃时达到最大，在44℃和45℃条件下酸奶表面有乳清析出，持水力下降；从酸度测定结果来看，酸奶在43℃发酵5 h的条件下，酸奶的酸度与在42℃的发酵条件下酸奶的酸度无显著性差异，但显著高于41℃条件下的酸度，低于44℃条件下的酸度；在43℃发酵条件下酸奶的感官评分最高。从以上的分析结果可以看出，酸奶在43℃条件下发酵，酸奶酸度适中，持水力以及感官评分均要高于其他发酵条件下的酸奶。

2.1.3 不同磷酸酯淀粉添加量对酸奶品质的影响

与原淀粉相比，磷酸酯淀粉的透明度、黏度、稳定性等特性都有明显的提高和改善。在发酵温度为43℃、发酵时间为5 h、蔗糖添加量为7%，磷酸酯淀粉添加量分别为0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%的条件下，对酸奶品质的影响如表5所示。

表5 不同磷酸酯淀粉添加量对酸奶品质的影响

由表5可以看出，发酵5 h、磷酸酯淀粉质量分数为0.5%和0.4%的酸奶酸度无显著性差异，显著高于0.2%变性淀粉质量分数，但低于磷酸酯淀粉质量分数0.6%的酸奶酸度；对持水力的测定结果来看，酸奶的持水力随着磷酸酯淀粉质量分数增加而加大，质量分数为0.6%酸奶的持水力达到最大值，与质量分数为0.4%、0.5%时酸奶的持水力无显著性差异；通过感官分析发现，酸奶的品质随着变性淀粉质量分数的增加而变好，在质量分数为0.4%时酸奶的感官评分最高，质量分数在0.5%和0.6%感官评分相差不大，但此时酸奶的酸度较高，影响口感，感官评定分数要低于质量分数0.4%酸奶的感官评定分数。从以上的分析结果可以看出，磷酸酯淀粉质量分数为0.4%的酸奶43℃发酵5 h后，酸奶的酸度适中，持水力以及感官评分均要优于其他发酵组酸奶。

2.1.4 不同蔗糖添加量对酸奶品质的影响

在磷酸酯淀粉添加量为0.4%、发酵温度为43℃、发酵时间为5 h，蔗糖添加量分别为5%,6%，7%，8%，9%的条件下发酵酸奶，实验结果如表6所示。由表6可以看出，在43℃发酵5 h后，随着蔗糖添加量的增大，酸奶的酸度也随之增大，添加9%蔗糖的酸奶的酸度高于其他蔗糖量的酸奶；对持水力的测定结果来看，蔗糖添加量为7%酸奶的持水力较高；通过感官分析发现，随着蔗糖添加量的增大，酸奶的品质越来越好，在蔗糖添加量为7%时酸奶的感官评分最高。从以上的分析结果可以看出，蔗糖添加量为7%时，酸奶的酸度和甜均适中，持水力以及感官评分均要高于其他酸奶。

表6 不同蔗糖添加量对酸奶品质的影响

2.2正交实验结果

通过一系列单因素实验的结果，选取发酵温度、发酵时间、磷酸酯淀粉添加量、蔗糖添加量为主要因素，设计了四因素三水平的正交实验，发酵剂接种量3%，实验结果如表7所示。

根据极差分析的结果，各因素对指标的影响大小顺序为C＞A＞D＞B，即：磷酸酯淀粉添加量＞发酵温度＞蔗糖添加量＞发酵时间，磷酸酯淀粉添加量对酸奶的品质影响最为突出。从k值可以得出，添加磷酸酯淀粉作为增稠稳定剂的酸奶配方的最佳组合为A1B2C2D2，即磷酸酯淀粉添加量0.4%，发酵温度43℃，发酵时间4 h，蔗糖添加量7%。此组合所生产的酸奶的感官评分最高，品质最佳，而且此组合条件下生产的酸奶的酸度适中，持水力也达到标准。

表7 正交试验结果分析

3 结论

以马铃薯淀粉为原料、三氯氧磷为酯化剂制备马铃薯磷酸酯淀粉，把它作为增稠稳定剂添加到酸奶中；通过正交实验，得出生产优质酸奶的最佳配方是：发酵温度43℃，磷酸酯淀粉添加量0.4%，蔗糖添加量7%，发酵时间4 h；且各因素对酸奶品质的影响大小顺序依次为:磷酸酯淀粉添加量＞发酵温度＞蔗糖添加量＞发酵时间。通过以上工艺制备出的酸奶质地光滑，无乳清析出，口感细腻，风味良好。

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Preparation of phosphate starch for yogurt and its application in yogurt

SHIJunhua,LIHongmei,GAO Yawen,ZHENG Hongyan
(College of Food Science and Engineering,Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China)

Potato starch was used as the raw material,and the phosphate starch was prepared by phosphorus oxychloride.Then the starch phosphate ester as the thickening agent,the acidity of yogurt,water holding capacity and sensory evaluation index,through a series of single factor experiment and orthogonal experiment,the best formula of producing this kind of yoghurt was determined:temperature 43℃,the starch phosphate ester 0.4%,sucrose 8%,fermentation time 4 h.The preparation of phosphate starch as thickening stabilizer can improve the quality ofyogurt.

yogurt;thickening stabilizer;phosphate starch

TS252.54

A

1001-2230（2017）04-0062-03

2016-07-29

吉林省教育厅课题（2015第203号）。

史军花（1977-）女，讲师，主要从事微生物发酵及糖的研究。

郑鸿雁