蓝莓酸奶的生产工艺研究

梅玉立 童彬 于素凤 刘洋 丁志刚 华平

摘要：为了探究和优化蓝莓酸奶的生产工艺，以生鲜牛乳、发酵剂、蓝莓汁还有白砂糖作为主要原料，制备蓝莓酸奶。通过单因素试验与正交试验，对发酵时间、发酵剂添加量、蓝莓添加量以及白砂糖添加量进行优化。可得蓝莓酸奶最佳制备条件为；白砂糖添加量为7%，蓝莓汁添加量为10%，发酵时间7h，发酵剂接种量6%。在此种配方下制备的蓝莓酸奶的品质较高，口感较好，感官评价分数为87.2分。通过抗氧化试验测得蓝莓酸奶清除自由基的能力EC50（清除一半自由基时使用的抗氧化剂的量）为：EC50=20.85 g/L。

Abstract： In order to study and optimize the processing of blueberry yogurt， raw milk， leaven， blueberry juice and white sugar are used as main ingredients to produce blueberry yogurt. According to single factor experiment and the orthogonal test， the paper made improvement on the additive quantity of leaven， blueberries and white sugar. The paper found out the best condition of producing yogurt： the white sugar should account for 7%， blueberry juice 11%， inoculum concentration 6% and fermentation time should be 7 hours. In this case， high-quality and good-taste blueberry yogurt is produced， the sensory evaluation grade of which is 87.2. According to Anti-oxidation experiment， EC50 （the amount of antioxidant used to eliminate half of free-radicals）， which measures the ability of blueberry yogurt to eliminate free-radicals， is： EC50=20.85g/L

关键词：蓝莓酸奶；正交；感官评价；抗氧化性

Key words： blueberry yogurt；orthogonal test；sensory evaluation；anti-oxidation

中图分类号：TS252.54 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）03-0132-05

0 引言

蓝莓，属杜鹃花科，越橘属植物，起源于北美，多年生灌木小浆果果树，因果实呈蓝色，故称为蓝莓。我国野生蓝莓主要产在长白山、大兴安岭和小兴安岭林区，近几年来才成功进行人工培植。蓝莓果实中含有丰富的营养成分，具有防止脑神经老化、保护视力、强心、抗癌、软化血管、增强人机体免疫等功能[1]。其中，由于蓝莓富含花青素，具有活化视网膜功效，可以强化视力，防止眼球疲劳而备受注目[2]。据美国、日本、欧洲科学家研究，经常食用蓝莓制品，还可明显地增强视力，消除眼睛疲劳。医学临床报告也显示，蓝莓中的花青素可以促进视网膜细胞中的视紫质再生，预防近视，增进视力。陈健[3]等人的研究表明，纯化后的蓝莓花青素有较强的清除DPPH自由基的能力，且其抗氧化活性比VC更强。孟宪军[4]等人研究发现纯化后的蓝莓多糖具有较强的抗氧化活性。除了直接食用之外，以蓝莓汁为原料的加工产品很多，其主要作为生产酸奶、饮料、冰琪淋等产品的配料。

研究蓝莓酸奶的加工工艺及其他的研究也很多，主要包括蓝莓酸奶的加工研究[5]、蓝莓保健型酸奶的加工研究[6]、以及一些添加其他物质的蓝莓酸奶，比如添加玉米[7]、蜂蜜[8]、大豆[9]、玫瑰[10]等食物的提取物。蓝莓作为一种口味鲜美的水果，它还具有丰富的营养成分和保健价值，具有防止脑神经老化、保护视力、强心、抗癌、软化血管、增强人机体免疫[11]等功能。而酸奶的作用与价值更是广为人知。酸奶能够促进消化、保护肝脏肾脏[12]等。酸奶能促进消化的原因是其含多种酶及增强消化液分泌的能力。王晓军等[13]人的研究表明，酸奶能顯著增强人体的消化功能。

本试验为了探求和优化蓝莓酸奶的制备工艺，通过感官评价找出最佳的组合，并且探究蓝莓酸奶的抗氧化性，与其他品牌的乳制品进行对比，确定蓝莓酸奶具有抗氧化能力。

1 材料与方法

1.1 原料与辅料

蓝莓、常温牛乳、白砂糖、伊利酸奶（均为市售）。

1.2 仪器与试剂

1.2.1 仪器

AL204分析天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；可调万用电炉，龙口市电炉制造厂；LHP-160恒温培养箱，上海三发科学仪器；HH数显恒温水浴锅，金坛市金城国胜实验仪器厂；BROOKFIELD CT3质构仪，美国Brookfield公司；FK-A组织捣碎匀浆机，上海和欣科教设备有限公司；722E型可见分光光度计；冰箱，青岛海尔股份有限公司。

1.2.2 试剂

无水乙醇，天津市永大化学试剂有限公司、95%乙醇，天津市永大化学试剂有限公司、DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼），Aladdin Chemistry Co.Ltd、芦丁。以上溶液均为分析纯，试验用水为蒸馏水。

1.3 工艺流程及操作要点

鲜奶灭菌：将新鲜牛乳装入灭菌后的烧杯中，1kg/cm2蒸汽灭菌20min。

发酵剂：在灭菌乳中接入直投菌种，混合后，置于43 ℃下恒温培养至发酵终点，使乳酸菌保持较强的发酵活力，得到工作发酵剂。

发酵：接入工作发酵剂恒温培养，发酵5～7h。

冷藏：发酵结束后，冷却至以20℃下灌装，分装完毕后送入4℃以下冷库冷藏后熟，得成品。

蓝莓汁榨取：选用无腐烂的、成熟、去梗后的新鲜蓝莓在流动水中清洗干净。然后用组织捣碎机打浆，用60目筛网过滤即为蓝莓汁。

蓝莓汁杀菌：将蓝莓果汁、蔗糖混合，混合液经预热（55℃～65℃），均质，杀菌（ 95℃，5min）。

1.4 试验设计

1.4.1 发酵剂制备

取100 mL生鲜牛乳，1 kg/cm2蒸汽灭菌20min。在灭菌乳中加入菌种，混合后，置于43 ℃下恒温培养至发酵终点，取出发酵至终点的发酵剂放入4 ℃温度下冷藏，待用。

1.4.2 单因素试验

通过查询相关资料，在其他工艺参数固定的条件下，对蓝莓汁的添加量、蔗糖的添加量、发酵剂的添加量和酸奶的发酵时间进行单因素试验。每个因素取5个试验水平，其中蓝莓汁的添加量为4%、7%、10%、13%和16%；蔗糖的添加量为3%、5%、7%、9%和11%；发酵剂的添加量为3%、4%、5%、6%和7%；发酵时间为3h、4h、5h、6h和7h。

1.4.3 正交试验

在单因素的基础上，对各个因素的水平进行细化。以蔗糖添加量（A）、发酵剂接种量（B）、发酵时间（C）、蓝莓汁添加量（D）为四个因素，每个因素各取三个水平，选取L9（34）正交设计对配方进行优化。

1.4.4 抗氧化性试验

用吸量管分别取2.0，4.0，6.0，8.0，10.0mL质量浓度为12.664 mg/gDPPH溶液于比色管中，然后用体积分数为95%乙醇稀释到刻度，摇匀，以体积分数为95%乙醇溶剂作参比，在517 nm处测定各浓度的吸光度。以DPPH质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，得线性方程。

芦丁对DPPH自由基清除率[14]的测定：在7个10mL比色管中均加入9mL质量浓度为12.664mg/L的DPPH溶液，再分别加入质量浓度为0.1g/L的芦丁溶液0.10，0.15，0.20，0.25，0.30，0.35，0.4mL，用体积分数为95%乙醇稀释至刻度，混匀后放置30min，以体积分数为95%乙醇溶剂作参比， 于517nm处测定吸光度，根据DPPH标准曲线的回归方程计算DPPH质量浓度，并按下列公式计算DPPH清除率（γ）。

γ=（1-Ct/C0）×100%

（式中C0为未加样品时DPPH的质量浓度；Ct为加入不同试样后DPPH的质量浓度。）

酸牛奶对DPPH自由基清除率的测定：在5个10mL比色管均加入8mL质量浓度为12.664mg/L的DPPH溶液，再分别加入0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL的酸牛奶，用体积分数95%乙醇稀释至刻度，混匀后放置30min，以95%乙醇溶剂作参比，于517nm处测定吸光度，根据DPPH标准曲线的回归方程计算DPPH质量浓度。清除率计算同上。

为了评价酸牛奶的抗氧化性能和自由基清除能力，常选择清除率为50%时酸牛奶的质量浓度（EC50）作为评价指标，EC50值越小，酸牛奶清除自由基的能力越强。根据清除率与酸牛奶质量浓度之间的线性关系，计算出蓝莓酸奶、蒙牛酸牛奶、蒙牛纯牛奶的EC50 值，比较3种牛奶对DPPH的清除能力。

1.5 检测方法

1.5.1 感官评分

参照国家标准GB19302-2010中所列的各种检验项目，选择25人作为评价小组，从蓝莓酸奶的口感（30分）、组织状态（30分）、香味（20分）、酸甜度（20分）4个方面进行感官评分，评分标准见表1。

1.5.2 质构分析

根据感官分析，选取正交试验确定的最佳配方进行质构分析，用质构仪测定硬度、黏度、内聚性，了解蓝莓酸奶的质地等。质构仪测试参数设定为测试前速度2.0mm/s，测试速度1.0mm/s，测试后速度 1.0mm/s，测试距离 20mm，样品压缩百分率15%，感应力5g，T44-1000探头。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 蔗糖的添加量对蓝莓酸奶感官評价的影响

蓝莓汁10%、发酵剂接种量5%、发酵时间5h，蔗糖添加量分别为：3%、5%、7%、9%和11%，感官评分如图1所示。

如图所示，添加不同量的蔗糖时，蓝莓酸奶的感官评价分有所不同。在蔗糖添加量为3%时，感官评价分最低，为67分，随着蔗糖添加量的增加，酸奶的感官评分随之升高。在添加量为8%左右的时候达到最高值，为79分。随后蔗糖添加量越高，酸甜度变高，评分稳定，但感官评分越来越低，因为酸奶的组织状态以及香味评分下降，使得感官评价总分下降。由此得出，在其他因素一定的情况下，蔗糖添加量为7%左右时，蓝莓酸奶的品质最佳。

2.1.2 发酵剂接种量对蓝莓酸奶感官评价的影响

蔗糖添加量7%、蓝莓汁添加量10%、发酵时间5h，发酵剂添加量分别为4%、5%、6%、7%和8%，感官评分如图2所示。

图2显示，随着发酵剂接种量增加，因为发酵程度的改变，口感评分迅速增加，后随之下降，其他评价值变化不大。在发酵剂接种量为6%左右时，感官评价分达到峰值，为85分。接种量超过6%后，口感和组织状态评分逐渐下降，总分下降，说明在发酵剂添加6%左右时，口感最佳。

2.1.3 发酵时间对蓝莓酸奶感官评价的影响

蔗糖添加量为7%；发酵剂接种量为6%；蓝莓汁添加量为10%，发酵时间为4h；5h；6h；7h和8h。评分结果如图3所示。

图3表明，随着发酵时间的延长，酸奶的组织状态逐渐成型，口感变好，感官评价分呈上升的趋势，在发酵时间为6h时，感官评价最高，为82分。超过6h后，感官评价分逐渐下降，但是趋于稳定和平缓。由此可见，在其他条件一定的情况下，发酵时间6h左右时，蓝莓酸奶的品质最佳，感官评分最高。

2.1.4 蓝莓汁添加量对蓝莓酸奶感官评价的影响

蔗糖添加量为7%；发酵剂接种量为6%；发酵时间为5h，蓝莓汁添加量为7%；9%；10%；11%和13%。该条件下的评分如图4所示。

由图4和表可知，随着蓝莓汁添加量的增加，酸奶的口感变好，酸度变大，在10%左右时达到最大值，约为85分。随后口感评分有所下降，但是下降幅度不大。其他评分项目分数基本不变。由此可见，在其他因素一定的条件下，蓝莓汁添加量在10%左右时，蓝莓酸奶的口感及品质最好，感官评价分最高。

2.2 正交试验优化

正交试验因素水平表见表2，正交试验结果见表3。极差分析结果表明影响蓝莓酸奶感官评价的因素为：蓝莓汁的添加量（D）>发酵时间（C）>蔗糖添加量（A）>发酵剂接种量（B）。因此，最佳制备工艺条件为A1B3C3D2。

由蔗糖添加量、发酵剂接种量、发酵时间、蓝莓汁添加量4因素3水平正交试验结果分析可得最佳制备条件为A1B3C3D2。即蔗糖添加量为7%；发酵剂接种量为7%；发酵时间为7h；蓝莓汁添加量为10%。极差分析结果表明影响蓝莓酸奶感官评价的因素为：蓝莓汁的添加量（D）>发酵时间（C）>蔗糖添加量（A）>发酵剂接种量（B）。

2.3 验证试验

最优组合未在正交试验组中，因此进行了验证试验。由表4可知组合A1B3C3D2的感官评分大于A3B1C3D2组合，明A1B3C3D2为最优组合。

2.4 质构结果分析

在正交试验的基础上，进行蓝莓酸奶的质构分析，表5为质构仪分析正交试验与验证试验中每组样品的硬度、弹性、粘着性、胶着性和内聚性的结果的平均值。

通过表5对比从市面上购买的成品酸奶，一般市面上的酸奶硬度在12g左右，该工艺所制备的酸奶硬度较成品酸奶高，大多数在40g左右。测得市面上的酸奶内聚在6g左右，该工艺制得酸奶内聚性普遍在4g左右，较低。结合正交试验结果分析，硬度在40g，弹性0.2mJ，粘着性0.2～0.3mJ，胶着性40g左右，内聚性3.75～4.0时，感官评价较好。

2.5 抗氧化性结果分析

根据方法1.4.4，对蓝莓酸奶进行抗氧化性分析并与其他牛奶酸奶进行比较，结果如表6。

由表6可得，蓝莓酸奶的EC50远小于蒙牛酸奶与纯牛奶，故蓝莓酸奶清除DPPH自由基的能力强于普通酸奶和纯牛奶。

3 结论

本试验以蓝莓酸奶的工艺优化为目的，首先通过单因素试验确定蔗糖添加量、发酵时间、发酵剂添加量以及蓝莓汁添加量的最佳范围，然后通过正交试验得出每种配比下的感官评价分数，最后通过极差分析确定最佳的配比为A1B3C3D2，即蔗糖添加量为7%；发酵剂接种量为7%；发酵时间为7h；蓝莓汁添加量为10%，并通过验证试验加以证明。

通过试验与计算得出蓝莓酸奶的EC50值为20.85g/L，远低于蒙牛酸奶的35.09g/L和蒙牛纯牛奶的97.23g/L。说明在酸奶中添加蓝莓汁后，蓝莓的抗氧化能力大大提高，清除DPPH自由基的能力大大增强。

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