西瓜椰果粒酸奶的研制

袁云霞，于慧春，吴昊

(河南科技大学食品与生物工程学院，河南洛阳471023)

0 引 言

酸奶是用新鲜牛乳、脱脂奶粉等杀菌后进行乳酸菌发酵所得到的牛奶制品[1-2]。酸奶除含有人体必需的蛋白质、脂肪外，还含有丰富的矿物质、芳香物质、细胞壁外多糖等，这些物质在提供机体营养、调节肠道微生态、促进人体健康方面都起着重要作用[3]。酸奶中的乳糖、蛋白质等经过发酵后被分解，更易被消化吸收；有益菌能够调节肠道菌群，抑制有害物质的产生，保持肠道健康，预防心血管疾病，具有抗肿瘤、抗衰老的功效[4-5]。

西瓜口感清爽而又甘甜多汁，被称为盛夏之王，深受人们喜爱。西瓜含有丰富的糖类、蛋白质、氨基酸、维生素及矿物元素，同时还富含番茄红素、瓜氨酸、果胶等活性成分，具有较高的营养价值和保健作用，具有除湿利尿、清热解暑、生津止渴、美容养颜、抗衰老、抗肿瘤等功效[6-8]我国是世界上最大的西瓜产地，在我国各地均有栽培，由于西瓜的季节性较强而且难以存放，每年损失严重。然而现如今西瓜除了直接食用以及榨汁饮用之外，被开发出的吃法和产品极少，因此开发西瓜利用新工艺具有重要意义。

椰果，是以椰子汁或者椰子水为原料，由木质醋酸菌进行发酵所形成的代谢产物，是优质的生物合成天然膳食纤维[9]。椰果颜色洁净微白，晶莹剔透，具有极佳的韧性和弹性，口感丝滑而富有嚼劲，在食品工业中广泛应用[10-12]。

开发西瓜椰果粒酸奶不仅可以丰富酸奶的品种，为酸奶的开发与生产提供一定理论依据，还可以为西瓜的利用提供新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

西瓜，市售；椰果粒，市售；全脂奶粉，市售；蔗糖，市售；乳酸菌（保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种），河南科技大学食品与生物工程学院实验中心提供；水杨酸（分析纯），天津市科密欧化学试剂有限公司；双氧水（分析纯），山东荣硕医疗科技有限公司；无水乙醇（分析纯），天津市德恩化学试剂有限公司；DPPH（分析纯），南京奥多福尼生物科技有限公司；抗坏血酸（分析纯），上海源叶生物科技有限公司；硫酸亚铁（分析纯），国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

AD500S-H 高速分散均质机，上海昂尼仪器仪表有限公司；YXQ-LS-50SII 高压灭菌锅，上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；DHP-9272 电热恒温培养箱，上海一恒科学仪器有限公司；FA2004电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；HR2838 打浆机，北京科伟永兴仪器有限公司；PHS-3C 型pH 计，上海仪电科学仪器股份有限公司；SW-CJ-ID 型超净工作台，苏州净化设备有限公司；T6新世纪紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；TGL-20M 高速冷冻离心机，湖南湘仪仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 西瓜椰果粒酸奶的制备工艺流程

1.3.2 操作要点

（1）西瓜汁的制备：将西瓜冲洗干净，去皮，切成小块，去籽后放入打浆机进行打浆，纱布过滤，得到西瓜汁，密封保存备用。

（2）椰果粒的处理：将椰果粒清洗干净，切成10 mm×10 mm×10 mm 的小粒，冷藏保存备用。

（3）复原乳的制备：全脂乳粉与温水按照1∶5 的比例搅拌均匀复原备用。

（4）调配：将西瓜汁、复原乳、蔗糖按比例混合后搅拌均匀并预热至55 ℃。

均质：将调配后的混合乳在10～20.0 MPa 条件下均质10 min。

（5）杀菌：在90～95 ℃条件下灭菌5 min，然后冷却至40 ℃左右。

（6）接种发酵：在超净工作台中将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种按一定比例接种，接种后轻轻摇匀，使乳酸菌与混合乳充分混合，然后置于42 ℃的恒温培养箱中培养6 h。

（7）添加椰果粒：在超净工作台中将发酵好的酸奶中加入适量椰果粒，并轻轻搅拌使果粒与酸奶混合均匀。

（8）冷藏后熟：冷却至室温后放入4 ℃冰箱中冷藏后熟12～24 h，得到西瓜椰果粒酸奶。

1.3.3 单因素实验方案

分别考察西瓜汁添加量、椰果粒添加量、蔗糖添加量和发酵剂接种量四个因素对西瓜椰果粒酸奶品质的影响，从而确定各因素的最佳水平，评价指标为感官得分。

（1）西瓜汁添加量单因素实验：西瓜汁添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%。不变因素为椰果粒添加量20%、蔗糖添加量6%、发酵剂接种量6%。每次实验重复3次。

（2）椰果粒添加量单因素实验：椰果粒添加量分别为5%、10%、15%、20%、25%。不变因素为西瓜汁添加量20%、蔗糖添加量6%、发酵剂接种量6%。每次实验重复3次。

（3）蔗糖添加量单因素实验：蔗糖的添加量分别为4%、5%、6%、7%、8%。不变因素为西瓜汁添加量20%、椰果粒添加量20%、发酵剂接种量6%。每次实验重复3次。

（4）发酵剂接种量单因素实验：发酵剂接种量分别为4%、5%、6%、7%、8%。不变因素为西瓜汁添加量20%、椰果粒添加量20%、蔗糖添加量6%。每次实验重复3次。

1.3.4 正交实验方案

以感官评价为指标，以西瓜汁添加量、椰果粒添加量、蔗糖添加量和发酵剂接种量为因素，按L9（34）正交表设计四因素三水平的正交实验对西瓜椰果粒酸奶的配方进行优化。

1.4 产品检测方法

1.4.1 感官评定

由12 位乳品专业的人员组成感官评价小组，根据表1 中的感官评价标准对西瓜椰果粒酸奶进行感官评定，取其平均值作为最终得分。

表1 西瓜椰果粒酸奶感官评分标准

1.4.2 理化指标测定

采用乳成分分析仪测定酸奶的理化指标（包括蛋白含量、脂肪含量）。

1.4.3 酸度测定

酸度采用酸碱滴定法进行测定。

1.4.4 微生物测定方法

乳酸菌的检测参考GB 4789.35-2016《食品微生物学检验乳酸菌检验》[13]；大肠杆菌的检测参考GB 4789.3-2016《食品微生物学检验大肠菌群计数》[14]；金黄色葡萄球菌的检测参考GB 4789.10-2016《食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验》[15]；沙门氏菌的检测参考GB 4789.4-2016《食品微生物学检验沙门氏菌检验》[16]；霉菌及酵母菌的检测参考GB 4789.15-2016《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》[17]。

1.4.5 抗氧化能力测定

DPPH 自由基清除能力按照丁欣然等[18]的方法进行测定；羟基自由基清除能力按照朱文学等[19]的方法进行测定。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果与分析

2.1.1 西瓜汁添加量对酸奶感官品质的影响

图1 西瓜汁添加量对酸奶感官品质的影响

由图1 可以看出，随着西瓜汁添加量的增加，酸奶的感官评分先升高后下降。西瓜汁添加量为20%，酸奶感官评分最高；当西瓜汁添加量低于20%时，西瓜风味体现不出来，感官评分较低；当西瓜汁添加量大于20%时，酸奶的凝乳效果变差、酸奶口味不协调，因而评分降低。因此可以确定西瓜汁的最佳添加量为20%。

2.1.2 椰果粒添加量对酸奶感官品质的影响

由图2 可以看出，随着椰果粒添加量的增加，椰果以其本身特殊的嚼劲和味道改善了酸奶的口感，使感官评分分数升高，当椰果添加量增大至20%，酸奶感官得分最高；当椰果粒添加量低于20%时，椰果粒含量偏少嚼劲偏低导致酸奶口感不够令人满意，因此酸奶的感官评分较低；当椰果粒添加量大于20%时，酸奶中椰果粒含量过多会影响酸奶本身的口感，导致酸奶的感官评分降低，因此可以确定椰果粒的最佳添加量为20%。

图2 椰果粒添加量对酸奶感官品质的影响

2.1.3 蔗糖添加量对酸奶感官品质的影响

图3 蔗糖添加量对酸奶感官品质的影响

由图3 可知，当蔗糖的添加量为6%时，酸奶的感官评分最高，此时酸奶酸甜适宜，口感最为适合；当蔗糖添加量小于6%时，酸奶酸度较突出，口感不适宜，评分较低；当蔗糖添加量高于6%时，酸奶酸度不足，口感太甜腻，过量的蔗糖会掩盖住酸奶本身的乳香和西瓜特有的香气。因此可以确定蔗糖的最佳添加量为6%。

2.1.4 发酵剂接种量对酸奶感官品质的影响

图4 发酵剂接种量对酸奶感官品质的影响

由图4 可知，当发酵剂接种量为6%时，酸奶的感官评分达到最高，此时酸奶凝乳均匀，组织细腻，口感滑腻；当发酵剂接种量低于6%时，乳酸菌产酸不足，酸奶发酵效果差，口感不好；当发酵剂接种量高于6%时，会导致菌种产酸能力过强，有絮状物生成，酸奶酸度过高并且口感发涩，甚至部分酸奶凝成果冻状，导致评分较低。因此可以确定发酵剂的最佳接种量为6%。

2.2 正交实验结果与分析

以西瓜汁添加量（A）、椰果粒添加量（B）、蔗糖添加量（C）、发酵剂接种量（D）为因素，进行四因素三水平的正交实验优化西瓜椰果粒酸奶的配方。正交因素水平表如表2所示，正交实验结果如表3所示。

表2 正交实验因素水平表

表3 正交实验结果

由表3 可知蔗糖添加量的极差最大，其次是西瓜汁添加量，然后是发酵剂的接种量，椰果粒添加量的极差最小。因此得出四种因素对西瓜椰果粒酸奶的品质影响大小为蔗糖添加量（C）>西瓜汁添加量（A）>发酵剂接种量（D）>椰果粒添加量（B）。由K 值的大小可以得出西瓜椰果粒酸奶配方的较优组合为A2B2C2D2，即：西瓜汁添加量20%、椰果粒添加量20%、蔗糖添加量6%、发酵剂接种量6%。由于该组合不在正交表中，因此进行验证试验（重复三次），得到产品的感官评分为95分，高于正交实验各组得分。

2.3 产品的抗氧化能力

通过对DPPH 自由基和羟基自由基清除能力测定来比较西瓜椰果粒酸奶、原味酸奶（未添加西瓜和椰果粒）的抗氧化能力，同时选择VC进行阳性对照，测试结果如图5和图6所示。

图5 不同样品对DPPH自由基清除率的影响

图6 不同样品对羟自由基清除率的影响

由图5和图6可以看出，西瓜椰果粒酸奶对DPPH自由基的清除率和羟基自由基的清除率均随其质量浓度的增大而增大，与VC相比，其清除能力略低。在相同浓度下，西瓜椰果粒酸奶对DPPH 自由基、羟基自由基的清除能力明显高于原味酸奶，说明其抗氧化能力高于原味酸奶。随着其浓度增大到25 mg/mL，西瓜椰果粒酸奶对DPPH 自由基清除率达到了46.6%，对羟基自由基清除率可以达到48.8%，其主要原因是由于西瓜果肉及椰果中含有大量的VC、VE、β-胡萝卜素、以及锌、硒等抗氧化物质。因此在酸奶中添加西瓜、椰果粒可以提高酸奶的抗氧化性能。

2.4 产品质量指标

2.4.1感官指标

酸奶整体呈浅红色，凝乳均匀，无分层现象，无乳清析出，口感细腻，酸甜适宜，富有嚼劲，具有西瓜的清香味、椰果特有风味和酸奶原有的良好风味。

2.4.2理化指标

西瓜椰果粒酸奶的蛋白质含量为3.2 g/100 g，脂肪含量4.5 g/100 g，酸度为72.8 °T，符合国家标准[20]。

2.4.3微生物指标

西瓜椰果粒酸奶的乳酸菌数≥4.2×106cfu/mL，大肠杆菌≤1 cfu/mL，致病菌未检出，符合国家标准[20]。

3 结 论

通过单因素实验和正交实验确定了西瓜椰果粒酸奶的最佳配方，即西瓜汁添加量20 %，椰果粒的添加量20%，蔗糖的添加量6%，发酵剂的添加量6%。产品组织状态均匀细腻，颜色诱人，具有西瓜、椰果和酸奶特有的风味，口感清凉舒爽，富有嚼劲。在酸奶中添加西瓜、椰果粒，其DPPH 自由基和羟基自由基清除能力显著提高。所研发酸奶的各项指标均符合国家标准要求。西瓜椰果粒酸奶不仅保留了酸奶的营养成分，也融合了西瓜和椰果粒的营养价值，是一种新型复合保健酸奶，符合人们的消费需求。