黄秋葵水牛乳酸奶的制备工艺研究

谢芳，杨承剑，李孟伟，曾庆坤

（中国农业科学院广西水牛研究所，南宁530001）

0 引 言

黄秋葵（Abelmoschus esculentusl L.）属锦葵科（Malvaceae）秋葵属（Hibiscus Linn.）[1]，一年生草本植物，别名羊角豆、补肾草、珍珠菜等，原产非洲，目前美国、欧洲、中东、日本等国家和地区栽培较多[2]。黄秋葵嫩果营养丰富，富含黄酮、多糖、维生素、氨基酸、矿物质等，药食兼用，有“绿色人参”“植物伟哥”等美誉，具有抗疲劳、抗氧化、促进骨骼生长、抗癌、降血脂、提高机体免疫力等多种保健功能[3]，故黄秋葵具有很高的开发价值。水牛乳作为我国南方地区的一种优势特色乳品，营养全面且天然安全，然目前我国水牛奶产品主要以液态奶为主，高附加值产品较少，急需开发出系列深加工产品，以满足人们对功能性乳制品的要求。本文将利用黄秋葵自身富含果胶物质的增稠稳、益生元特性及水牛乳的开发热点相结合，制备出一款保健功能型风味酸奶，特别适合胃病病人，消化不良者及运动员等特殊人群，为黄秋葵和水牛乳的综合开发利用开辟出一条新途径，亦为其工业化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

水牛乳，于当天取自水牛研究所种牛场；白砂糖，市售；黄秋葵，市售;酸奶菌种，德氏乳杆菌保加利亚亚种（1.2717 Lactobacillus delbrueckii subsp.Bulgaricus），嗜热链球菌（1.2718 Streptococcus thermophilus），均购自中国普通微生物菌种保藏中心。

培养基及试剂，基础培养基为脱脂后的水牛乳，MRS培养基，MRS肉汤培养基，广东凯环生物科技公司；无水乙醇，β-巯基乙醇，天津市科密欧化学试剂有限公司；其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器设备

MJ-BL12X 11搅拌机（破壁料理机），美的生活电器有限公司；SPX-150生化培养箱，北京科伟永兴仪器有限公司；YM 50立式压力蒸汽灭菌器，上海三申医疗器材有限公司；5804R高速冷冻离心机，BBI北京京立离心机有限公司；尼康ECLIPSE 50i正置生物显微镜，Nikon日本公司；SW-CJ-1F超净工作台，苏州苏洁净化设备有限公司；FTC-质构仪（TMS-Pro）、MilkoScan FT120乳品成分快速分析仪，美国FTC公司；PHS-3C数显pH计，上海越磁电子科技有限公司；Thermo Scientific涡旋振荡器88880018，雷琪实验器材有限公司；乳脂分离机，南京拉伐分离机制造有限公司；JD500-2型电子天平，梅特勒-托多利仪器有限公司；UV-8000紫外可见分光光度计，上海无析仪器有限公司；美的冰箱等。

1.3 方法

1.3.1 黄秋葵汁的制备

表1 黄秋葵不同料液比出汁情况

1.3.2 黄秋葵水牛乳酸奶的制备工艺流程

生水牛乳（pH值6.1）→净化→均质→白砂糖→杀菌（95℃，5 min）→加入黄秋葵汁（pH值5.86）→搅匀→（38℃）接种→灌装封口→（42℃）发酵→（4℃）冷藏后熟。

1.3.3 产品指标测定

按GB5413.34-2010中，氢氧化钠滴定法计算产品的酸度[4]；乳酸菌活菌数采用平板计数法测定酸奶中的活菌数[5]；pH值采用便携式酸度仪测定；硬度、粘附性用采用FTC-质构仪（TMS-Pro）测定[6]；蛋白质按GB/T 5009.5-2010中规定方法测定[7]；脂肪按GB 5413.27-2010中规定的方法测定[8]；细菌总数采用平板培养计数法；大肠菌采用多管发酵法；致病菌由广西分析测试中心检测完成。

1.3.4 感官评定

采用加权评分法[9]，根据 GB19302-2010[10]，以黄秋葵水牛乳酸奶的色泽、气味和滋味、组织状态、口感及乳清析出情况等进行综合评定，具体感官评分标准见下表2。

1.3.5 单因素试验

对引水调控工程湖泊水环境与生态影响的评估是搭建引水工程与湖泊生态系统两者间桥梁的关键，湖泊生态系统的健康、安全与发展受到诸多因素影响，如何表征引水调控工程对湖泊生态系统的作用关乎能否准确认识引水调控工程的湖泊水环境与生态效应。目前，引水调控工程的湖泊水环境与生态影响的评估方法主要分为3种：单因子指标法、综合指数法与数值模型法(表2)。

在单因素试验中，分别考察黄秋葵汁添加量、发酵剂接种量、白砂糖添加量、发酵时间对酸奶品质的影响。试验中所有百分比均为质量分数（质量百分比）。用质构仪测定酸奶的硬度及粘附性，每个样品测试3次，取平均值。测试条件：形变量为20%，触发点负载为5 g，测试速率为1 mm/s[11]。

1.3.5.1 黄秋葵汁添加量的确定。按白砂糖添加量8%，发酵剂接种量为5%，黄秋葵汁添加量分别为3%、5%、9%、11%、15%、，在42℃的恒温箱中发酵至凝乳，4℃后熟18 h，测定酸奶的pH值、酸度、硬度、粘附性，并进行感官评价，确定最佳黄秋葵汁添加量。

1.3.5.2 发酵时间的确定。按白砂糖添加量8%，发酵剂接种量为5%，黄秋葵汁添加量为15%，发酵温度为42℃，发酵时间分别为3 h、4 h、5 h、6 h、7 h,4℃后熟18 h，测定酸奶的pH值、酸度、硬度、粘附性，并进行感官评价，确定酸奶的最佳发酵时间[12]。

1.3.5.3 发酵剂接种量的确定。按白砂糖添加量8%，黄秋葵汁添加量为15%，发酵剂接种量分别为3%、5%、7%、9%、11%，在42℃的恒温箱中发酵至凝乳，4℃后熟16 h，测定酸奶的p H值、酸度、硬度、粘附性，并进行感官评价，确定最佳发酵剂接种量。

1.3.5.4 白砂糖添加量。按发酵剂接种量为5%，黄秋葵汁添加量为15%，白砂糖接种量分别为3%、5%、7%、9%、11%，在42℃的恒温箱中发酵至凝乳，4℃后熟18 h，测定酸奶的pH值、酸度、硬度、粘附性，并进行感官评价，确定最佳白砂糖添加量。

1.3.6 正交试验

参照单因素试验结果，确定42℃恒温发酵的条件下[13]，对黄秋葵汁添加量、发酵时间、发酵剂接种量、白砂糖添加量这四个对酸奶品质影响较大的因素，确定四因素三水平L9(34)正交试验各因素水平，试验共9个样品，每个样品做三次重复，进行感官评价，根据极差分析法确定最佳工艺[14]。各因素水平见表3。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 黄秋葵汁最佳添加量确定

黄秋汁添加量对酸奶品质的影响见表4。由表4可知，随着黄秋葵汁添加量的增加，酸奶的硬度和粘附性均呈上升趋势。这可能与黄秋葵中所特有的黏性物质有关，这种特殊的黏液可使酸奶更加浓稠[15]，从而增加了酸奶的凝固及黏附性，所以其硬度和黏附性都会增加。而随着黄秋葵汁添加量的增加，酸奶的酸度也逐渐升高，这可能是因为黄秋葵汁含有的碳水化合物促进了乳酸菌的生长[16]，从而导致酸奶酸度增加。当黄秋葵汁添加量低至5%时，酸奶中黄秋葵的风味不强，口感不明显，当添加量15%时，酸奶黄秋葵口味太重，盖过了酸奶本身的芳香味，且不利于发酵[17]，故将黄秋葵汁的添加量确定11%，酸奶质地、口感较好，感官评分最高。

表2 黄秋葵水牛乳酸奶感官评定标准

表3 正交试验因素水平

表4 黄秋葵汁添加量对酸奶品质的影响

2.1.2 发酵时间的确定

发酵时间对酸奶品质的影响见表5。酸奶发酵时间越长，产酸越多，直接影响酸奶的品质，由表5可知，酸奶发酵时间对酸奶的硬度和黏附性影响不大，发酵时间在4～6 h内，酸奶的各理化指标都较好，根据感官评分结果，发酵5 h时，酸奶的口感和组织状态最佳，故选择发酵时间为5 h。

表5 发酵时间对酸奶品质的影响

2.1.3 发酵剂接种量的确定

发酵剂接种量对酸奶品质的影响见表6，由表6可知，酸奶的酸度与发酵剂接种量呈正相关，发酵剂用量越大，其酸度值也越大。同时，酸奶的硬度和黏附性也随着发酵剂添加量的增加而呈现上升趋势。根据感官评分结果，添加量9%时，酸奶的感官品质最佳，评分最高，故选择发酵剂用量9%。

2.1.4 白砂糖添加量的确定

白砂糖添加量对酸奶品质的影响见表7。由表7可知，白砂糖添加量对酸奶的酸度、硬度和黏附性指标影响均不大。感官评分呈先升后降的趋势，白砂糖添加量为5%以下时，酸奶口感偏酸，感官评分较低，添加量为11%时，酸奶偏甜，从感官评分结果来看，9%添加量时，酸奶酸甜适宜，口感最佳，故选择白砂糖添加量为9%。

表6 发酵剂添加量对酸奶品质的影响

表7 白砂糖添加量对酸奶品质的影响

2.2 正交实验

根据表3正交因素水平进行正交实验，其结果见表8。

表8 正交试验结果

由表8可知，根据极差分析[18]，各因素对黄秋葵水牛乳酸奶品质的影响顺序依次为：A＞C＞D＞B，即黄秋葵汁添加量＞发酵时间＞白砂糖添加量＞发酵剂接种量，其中黄秋葵汁添加量对产品品质影响最大，酸奶最佳工艺为A2B2C2D2，而从正交表得出最优组合为2号试验，即A1B2C2D2，感官评分为95分，由于此极差分析和正交试验直观分析的最优工艺有差异，故对这两组合再次进行感官对比试验。结果表明，A2B2C2D2组合的感官评分为96分，A1B2C2D2组合的感官评分为91分，故最终确定酸奶最佳组合为A2B2C2D2，即黄秋葵汁添加量为11%，发酵剂接种量为9%，发酵时间为5 h，白砂糖添加量为9%。在此工艺条件下制备的黄秋葵水牛乳酸奶，酸甜适宜，口感滑爽，组织状态良好，感官评分为96分。

2.3 产品的质量指标

2.3.1 感官

黄秋葵水牛乳酸奶表面光滑、呈乳白色或浅黄色，具有水牛乳和黄秋葵特有的滋、气味，口感滑爽，组织细腻、均匀，无分层，无乳清析出。

2.3.2 理化、微生物

黄秋葵水牛乳酸奶的理化、微生物指标如表9和表10所示，均符合GB 19302-2010《发酵乳》质量要求。

表9 黄秋葵水乳酸奶的理化指标

表10 黄秋葵水牛乳酸奶的微生物指标

3 结 论

本研究以水牛乳为主料，加入药食两用的黄秋葵汁液，制备功能性黄秋葵水牛乳酸奶，以感官评分为评价指标[20]，通过单因素试验和正交试验对酸奶的制备工艺进行优化，确定其最佳发酵工艺为：黄秋葵汁添加量为11%，发酵剂接种量为9%，发酵时间5 h，白砂糖添加量9%，发酵温度为42℃。利用此工艺制备的酸奶，集秋葵和水牛乳双重营养与功能于一身，风味协调，口感滑爽，质地细腻，各项质量指标均符合国家标准。本研究为黄秋葵和水牛乳深加工的可行性提供了理论依据。