百香果汁发酵乳饮料加工工艺研究
2018-10-23牛俊乐潘彩娟刘凤选
牛俊乐，黄 斌，潘彩娟，刘凤选
纯牛奶经乳酸菌发酵后，钙和磷在人体中的利用率得到提高，游离氨基酸和肽的含量增加，蛋白质的营养价值也会提高；经过脂肪的部分水解，形成了独特风味，叶酸含量增加1倍，VC含量也有所提高[1]。
百香果的果汁含有糖类、蛋白质，钙、磷、铁、钠，以及VA、VB、VC等成分，含有17种人体所需的氨基酸和微量元素[2]。百香果因其风味特别、果汁甜酸适口而深受大家的喜爱，它不但营养高而且有药用功效。然而百香果的保存期并不长，容易受到自身的生理因素、常温或高温环境的影响，很容易发生腐败而坏掉。试验选择发酵乳用量、百香果汁用量、稳定剂添加量、白砂糖添加量等为试验设计因素[3-4]，对试验结果进行感官评价，测定指标，选择最佳的加工工艺配方，使得调配出的百香果汁发酵乳饮料不仅组织状态好、色泽明亮的乳白色，而且口感风味俱佳。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器设备
材料：百香果、纯牛奶、白砂糖，均为市售；黄原胶为食品级；纯净水。
发酵剂：皇氏乳业风味酸牛奶（原味）。
试剂：NaOH、1%酚酞、邻苯二甲酸氢钾、蒸馏水。
主要仪器与设备：电子天平、台秤、榨汁机、WAY-2W型阿贝折射仪、雷磁pHS-3C型pH计、离心机、NP-9162BS-Ⅲ型电热恒温培养箱、C21-SDHCB06G型电磁炉、玻璃发酵罐、冰箱、酸碱滴定管、容量瓶、移液管等。
1.2 试验方法
1.2.1 工艺流程
（1） 百香果挑选、冲洗、去皮→搅拌、过滤、离心→杀菌、冷却→果汁；
（2） 牛奶→42～43℃条件下发酵7h→酸度至pH值5.1→放冰箱静置降温至10℃→后熟至pH值4.5～4.6→酸奶原液；
（3） 在搅拌状态下加入100 g 50～65℃的水→加入混匀的稳定剂、白砂糖，溶解完全→冷却低于20℃后与酸奶混合，拌匀→加入一定比例的百香果汁→搅拌15 min，调配好乳饮料→均质 （45～60℃，18～20 MPa）→检测→灌装→冰箱冷藏。
1.2.2 试验步骤
（1）原料挑选、清洗、去皮。挑选饱满、新鲜成熟度好、无病虫害、无变色变质、无机械损伤的百香果，倒入水槽内清洗，洗净后立即捞出沥干水分，用刀切开，用勺子挖取浆状果肉。
（2）搅拌、过滤、离心。先将挖出的果肉于搅拌机控温慢速搅拌，不要把种籽打碎，以免造成果汁苦涩。用纱布过滤果汁，加热果汁且于45℃条件下保温，再加入0.25%果胶酶酶解2.5 h，冷却后取上清液即为原果汁。
（3）杀菌、冷却。将上述原果汁于85℃条件下灭菌15 min，冷却后于4℃条件下密封贮藏，备用。
（4）乳原料的选择。试验选用全脂新鲜生牛乳。
（5）预热、杀菌、冷却。加入8%白砂糖于洁净烧杯中，先加少量牛奶在热水浴中溶解白砂糖后，再加入牛奶中搅拌均匀，然后在60～70℃水浴中预热10 min，控制杀菌条件为水温92～95℃，时间15 min。将灭菌后的牛奶温度冷却至43℃即可[5]。
（6）接种、发酵、冷却、后熟。将皇氏乳业风味酸牛奶原味按5%～8%添加量接种到灭菌的牛奶中并搅拌均匀，保持43℃恒温发酵6～7 h直至pH值大约为5.1时终止发酵，将发酵温度降至20℃，将凝固的凝块经搅拌破碎，使酸奶冷却至3～5℃后置于冰箱中进行后熟，发酵1个晚上，最终产品酸度控制pH值4.5～4.6[6]。酸奶密封保存于冰箱中，备用。
（7）调配。在搅拌状态下加入已提前灭菌的100 g 50～70℃热水，加入称好的稳定剂和白砂糖（白砂糖和稳定剂先干混均匀），溶解完全。冷却至20℃以下和发酵乳混合，搅拌均匀，然后加入适量百香果汁，搅拌15 min，调配好乳饮料。
（8） 均质。待调配液温度为45～60℃时，可用均质机对乳饮料进行均质，控制均质条件为乳饮料水浴温度 45～60℃，时间 15 min，压力 18～20 MPa[7]。均质后将调配好的乳饮料冷却至常温后再贮藏于冰箱中等待检测。
（9） 检测、灌装、冷藏。将饮料进行酸度、pH值、可溶性固形物、总酸的检测并做感官评价。检测后的果汁发酵乳饮料进行灌装，牛奶瓶经过高温灭菌冷却后使用，灌装后入库冷藏。
1.3 试验设计
1.3.1 单因素试验设计
利用单因素的变化，研究各单因素对百香果发酵乳饮料的影响。单因素的确定是通过查阅资料后，除了某个变量外，将其他因素确定，再通过感官评价得到最优条件。这些因素有白砂糖添加量、百香果汁用量、稳定剂添加量、发酵乳用量的变化。
发酵乳用量的变化见表1，百香果汁用量的变化见表2，白砂糖添加量的变化见表3，稳定剂添加量的变化见表4。
表1 发酵乳用量的变化
表2 百香果汁用量的变化
表3 白砂糖添加量的变化
表4 稳定剂添加量的变化
1.3.2 正交试验设计
选取发酵乳（A）、百香果汁（B）、白砂糖（C）3个因素的添加量进行三因素三水平的正交试验分析，稳定剂选用0.20%的黄原胶。对试验结果进行感官评价、检测pH值、可溶性固形物、总酸，以综合感官评分为感官指标，以pH值、可溶性固形物含量、总酸含量为理化指标，确定最佳加工工艺的乳饮料配方[8]。
L9（33）正交试验因素与水平设计见表5。
1.4 产品品质指标测定
1.4.1 感官指标
选取10名评价员进行品尝，按照感官指标评价标准对饮料样品进行评定，结果取平均值。参考GB/T 21732—2008中含乳饮料的评价标准并进行适当修改。
表5 L9（33）正交试验因素与水平设计
感官指标评价标准见表6。
表6 感官指标评价标准
1.4.2 理化指标
理化指标见表7。
表7 理化指标
2 结果与分析
2.1 发酵乳用量的选取试验结果
对乳饮料的组织状态、色泽、整体风味和酸甜度和感官品质进行评价。
发酵乳用量对百香果汁发酵乳饮料感官评价的结果见表8。
表8 发酵乳用量对百香果汁发酵乳饮料感官评价的结果
由表8可知，当发酵乳用量小于或大于50 g时，百香果汁发酵乳饮料的色泽都比较差，香味较差，酸甜不适口，组织状态不理想，因此选取发酵乳用量50 g的感官效果更佳，评分最高，滋味最好。因此，采用40，50，60 g作为正交试验发酵乳用量因素的3个水平。
2.2 百香果汁用量的选取试验结果
试验完成后，对乳饮料进行感官评价。
百香果汁用量对百香果汁发酵乳饮料感官评价的结果见表9。
表9 百香果汁用量对百香果汁发酵乳饮料感官评价的结果
由表9可知，百香果汁用量为30 mL的饮料感官评分最高、滋味最好，酸甜可口、香味柔和，呈明亮的乳白色，稳定性最好，而百香果汁用量30，40，50 mL为较优水平，所以选择30，40，50 mL作为正交试验百香果汁用量因素的3个水平。
2.3 白砂糖添加量的试验结果
对乳饮料的组织状态、色泽、整体风味和酸甜度和感官品质进行评价。
白砂糖添加量对百香果汁发酵乳饮料感官评价的结果见表10。
表10 白砂糖添加量对百香果汁发酵乳饮料感官评价的结果
由表10可知，白砂糖添加量为6%，8%，10%属于较优水平，而白砂糖添加量8%为最适合添加量，滋味最好、酸甜可口、香味柔和，呈明亮乳白色，稳定性最好，所以选用白砂糖添加量为6%，8%，10%作为正交试验中白砂糖添加量因素的3个水平。
2.4 稳定剂添加量的选取试验结果
试验完成后，记录乳饮料组织状态、色泽、整体风味和酸甜度，并做出相应的感官评价。
稳定剂添加量对百香果汁乳发酵饮料感官评价的结果见表11。
表11 稳定剂添加量对百香果汁乳发酵饮料感官评价的结果
由表11可知，当稳定剂添加量为0.20%时，百香果汁发酵乳饮料的感官评分最高，稳定性最好，酸甜适口，香味柔和，色泽明亮，而乳饮料中其他稳定剂添加量的稳定性都差，因此选取稳定剂为0.20%的添加量具有更好稳定效果。
2.5 正交试验结果分析
根据1.6.2的试验方法进行试验，选出最优方案。正交试验的设计与结果见表12。
表12 正交试验的设计与结果
由表12可知，对百香果汁发酵乳饮料感官品质的影响程度为白砂糖添加量（C） ＞百香果汁用量（B） ＞发酵乳用量（A）；而A3B3C2是最优方案，即发酵乳用量60 g，百香果汁用量50 mL，白砂糖添加量8%为最优方案。
2.6 理化指标的测定
从正交试验中选最优方案的产品测定其pH值、可溶性固形物和总酸含量。
pH值、可溶性固形物和总酸含量的测定见表13。
表13 pH值、可溶性固形物和总酸含量的测定
3 结论
发酵牛奶用的发酵剂不是纯种发酵剂，因此接种8%的皇氏乳业风味酸牛奶原味到杀菌过的牛奶中并搅拌均匀，保持43℃恒温发酵7 h直至pH值大约为5.1时终止发酵，将发酵温度降至20℃，搅拌破碎酸奶的凝块，使酸奶冷却至3～5℃后置于冰箱中进行后熟发酵1个晚上，最终产品酸度控制pH值4.5～4.6为好。通过试验筛选出百香果汁发酵乳饮料的最佳加工工艺配方为发酵乳用量60 g，百香果汁用量50 mL，白砂糖添加量8%，稳定剂添加量0.20%。添加0.20%的黄原胶可以使调配制成的饮料的稳定性大大提高，感官品质更好。
