石榴山楂桂花酸奶工艺研究

孔 喜，王荣浩，汪 姣，陈春旭

（安徽科技学院食品工程学院，安徽凤阳 233100）

石榴含强抗氧化剂类黄酮和多酚类等物质，有抗氧化、降低胆固醇等多种功效[1-2]，且石榴汁比红酒能更好地预防心脏病[3]。山楂是药食同源的水果，其含有的黄酮类化合物具有一定的抗癌功效[4-5]。赵岩岩等人[6]研究发现山楂叶多糖对发酵乳类品质的改善和抗氧化能力的提高具有一定作用。桂花气味清香，在各种食品加工中经常被使用，其含有多种人体必需的氨基酸，矿物质含量较高[7-9]。酸奶以其独特的风味口感深受人们的喜爱，有研究表明，目前是酸奶行业最好的时代[10]，到2022年乳制品销售额将增至4 802亿元人民币[11]，而尤为突出的是酸奶。酸奶发展前景良好，市场对酸奶高营养、高品质、多风味等要求也越来越高。

将石榴、山楂、桂花分别加入到牛乳中进行发酵，通过感官评价和单因素试验初步确定其最佳添加量，再利用响应面法进行优化，得到最佳工艺条件，以期制备出色香味兼具的高营养、高品质复合搅拌型酸奶，满足市场多元化的需求。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：蒙牛纯牛奶、白砂糖、石榴、山楂、桂花（均为市售）；发酵剂（川秀双歧杆菌）、化学试剂均为分析纯。

仪器：多功能酸奶机，中山市富盟电器有限公司产品；JA203H型电子天平，常州市幸运电子设备有限公司产品；YC-260L型冰箱，中科美菱产品；榨汁机。

1.2 试验方法

（1）石榴浆液的制备。将石榴清洗去皮，在榨汁机中打浆后过滤，取滤液冷藏备用。

（2）山楂浆的制备。将山楂去核去杂，清洗干净后切块[12]，在榨汁机中打浆、杀菌后冷藏备用。

（3）桂花牛乳的制备。将桂花水煮减少涩味和抗菌成分[13]，过滤后加入牛奶浸煮10 min，再次过滤后取滤液备用。

（4）调制、杀菌。在制备好的桂花牛乳中加入石榴浆液和白砂糖，搅拌均匀，在90~95℃下保温杀菌5 min，并不断搅拌。

（5）发酵处理。调制乳冷却后加入发酵剂，置于酸奶机中发酵。

（6）冷藏后熟。将山楂浆加入发酵好的酸奶中[12]搅拌均匀，置于冰箱冷藏12 h后熟，然后进行感官评价。

1.3 测定项目及分析方法

1.3.1 单因素试验

按纯牛奶100 mL，石榴浆液8%，山楂浆8%，桂花0.7%，发酵剂0.12%，发酵时间6 h为基础配方。在此基础上，分别改变各组分添加量石榴浆液（3%，6%，9%，12%，15%）、山楂浆（4%，6%，8%，10%，12%）、桂花（0.1%，0.3%，0.5%，0.7%，0.9%）、白砂糖（2%，4%，6%，8%，10%）、发酵剂（0.08%，0.10%，0.12%，0.14%，0.16%），以及发酵时间（4，5，6，7，8 h） 进行试验。

1.3.2 响应面分析法优化试验

依据单因素试验的试验结果，采用Box-behnken设计原理[14]，固定白砂糖添加量为6%，发酵剂添加量为0.12%，发酵温度42℃，发酵时间6 h的条件下，观察石榴浆液（A）、山楂浆（B）、桂花（C）添加量对石榴山楂桂花酸奶感官得分（Y）的影响，进而确定石榴山楂桂花酸奶最佳工艺条件。

1.3.3 酸奶感官评价指标

参照GB 19302—2010，对石榴山楂桂花复合搅拌型酸奶进行感官评价[15]。

感官评价见表1。

表1 感官评价

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 白砂糖添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

白砂糖添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响见图1。

图1 白砂糖添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

由图1可知，白砂糖添加量为2%~6%时，石榴山楂桂花酸奶的感官评分逐渐上升，添加量达到6%时，酸奶乳香味浓郁，酸甜比适中，口感清爽，无异味，品质较好，感官评分最高。加糖量过低，酸味明显；加糖量过高，甜度过高，且会影响乳酸菌的发酵，最终都会导致酸甜比失调。因此，白砂糖的最佳添加量为6%。

2.1.2 发酵剂添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

发酵剂添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响见图2。

图2 发酵剂添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

由图2可知，石榴山楂桂花复合搅拌型酸奶的感官评分随着发酵剂的增加，呈先上升后下降的趋势，当发酵剂添加量为0.12%时，复合搅拌型酸奶的表面柔滑晶莹，结构细腻均匀，黏性较好，无乳清析出，无气泡，酸甜适中，风味口感较好，感官评分最高。当发酵剂添加量较低时，如发酵剂添加量为0.08%时，酸奶乳清析出明显，凝乳粗糙，不结实；而发酵剂添加量过高时，如发酵剂添加量为0.16%时，发酵过度，酸奶有少量乳清析出，组织结构不均匀，有分层和气泡，酸甜比失调，口感差。因此，最佳发酵剂添加量为0.12%。

2.1.3 山楂浆添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

山楂浆添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响见图3。

图3 山楂浆添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

由图3可知，山楂浆添加量低于8%时，感官评分上升明显。当山楂浆添加量过低时，山楂风味不足，颜色较淡，当添加量增加至8%时，酸奶中山楂果酱颜色均一明显，具有山楂的清香味，且与乳香、桂花香相协调。继续添加山楂浆，则感官评分开始下降，此时山楂酸味过重，掩盖了酸奶的乳香，并使酸奶黏度降低，这是由于过量山楂浆的添加会导致牛乳pH值下降，乳中酪蛋白变性，从而影响发酵后凝乳[16]，进而使风味口感变差。因此，山楂浆最佳添加量为8%。

2.1.4 桂花添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

桂花添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响见图4。

图4 桂花添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

由图4可知，桂花添加量对石榴山楂桂花复合搅拌型酸奶感官品质的影响是先上升后下降的。桂花的添加一方面是提供必需氨基酸、钾、锌等营养物质[8-10]；另一方面是提供桂花独特的清香味，当桂花添加较少时，香味不明显，起不到增香的作用，而添加量过多时，香味过重，掩盖了山楂、石榴的清香味，使得香味失调，增加甜腻感，且会有明显涩味，降低感官评分。桂花添加量为0.5%时，感官评分最高，在山楂和石榴的香味中，伴有桂花的清香，风味口感均最佳。因此，桂花的最佳添加量为0.5%。

2.1.5 石榴浆液添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

石榴浆液添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响见图5。

图5 石榴浆液添加量对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

由图5可知，感官评分随着石榴浆液添加量的增大而逐渐增加，达到12%时，感官评分最高，随后开始下降。当石榴浆液添加量较少时，酸奶中石榴的香味不明显，未起到增香的作用；添加量达到12%时，各种香味互相协调，既有石榴的清香，又有发酵乳和山楂的浓厚香气及桂花香，唇齿留香，风味口感最佳；石榴浆液添加量大于12%时，感官评分逐渐降低，石榴味过浓，掩盖了山楂和桂花的香味，且石榴浆液中的多酚类物质会影响酸奶的后熟[17]，导致酸奶凝乳效果变差，黏性降低。因此，石榴浆液的最佳添加量为12%。

2.1.6 发酵时间对复合搅拌型酸奶感官评分的影响

发酵时间对复合搅拌型酸奶感官评分的影响见图6。

由图6可知，石榴山楂桂花复合搅拌型酸奶的感官评分在6 h时最高，此时酸奶表面凝固较好，呈洁白光滑状，有石榴的香味和桂花的香味，结构细腻、组织均匀，无乳清析出，黏性及口感均较好；酸奶发酵时间低于6 h时，感官评分呈逐渐上升趋势，此时酸奶发酵不完全，凝乳粗糙，黏稠度低，不结实，分层明显，伴有乳清析出；高于6 h，酸奶发酵过度，组织状态不均匀，少量乳清析出，酸度增加，风味口感较差，且发酵时间过长，增加杂菌污染的可能性，且马龙等人[18]研究认为石榴浆液的添加可缩短发酵时间。因此，确定发酵时间为6 h。

2.2 响应面分析试验

在单因素试验的基础上进行正交试验[19]，固定白砂糖添加量为6%，发酵剂添加量为0.12%，发酵时间6 h，考查石榴浆液、山楂浆、桂花不同添加量对石榴山楂桂花复合搅拌型酸奶的感官评分影响。

因素与水平设计见表2，试验设计与结果见表3。

表2 因素与水平设计/%

表3 试验设计与结果

2.2.1 模型的建立及其显著性检验

处理表3的试验数据[20]，得出石榴山楂桂花复合搅拌型酸奶各影响因素与感官评分之间的关系为公式（1），并进行方差分析。

方差分析见表4。

表4 方差分析

由表4可知，p<0.000 1，模型的变化99.53%（R2=0.995 3） 来源于自变量[21-22]，CV值较低（0.61%），失拟项不显著（p=0.695 2>0.05），A为显著、B和C为极显著，AC为极显著、BC为显著，该模型和回归方程拟合效果均较好，可用于优化石榴山楂桂花酸奶各工艺参数，且石榴浆液、山楂浆、桂花间存在着交互作用，对酸奶的影响显著。

2.2.2 因素间的交互作用

石榴浆液、山楂浆响应面和等高线图见图7，石榴浆液、桂花响应面和等高线图见图8，山楂浆、桂花响应面和等高线图见图9。

图7 石榴浆液、山楂响应面和等高线图

图8 石榴浆液、桂花响应面和等高线图

由图7~图9可知，石榴浆液与山楂浆的等高线图呈圆形，说明石榴浆液与山楂浆添加量的交互作用不显著[23-24]，对石榴山楂桂花酸奶的感官评分影响较弱。石榴浆液与桂花、山楂浆与桂花的等高线图呈椭圆形，说明石榴浆液与桂花添加量、山楂添加量与桂花添加量的交互作用显著，对石榴山楂桂花复合搅拌型酸奶的感官评分影响较强。各因素对石榴山楂桂花复合搅拌型酸奶的感官评分的影响均是先上升后下降，影响顺序为桂花>山楂浆>石榴浆液。

图9 山楂浆、桂花响应面和等高线图

2.3 石榴山楂桂花复合型营养酸奶最佳添加量的确定

利用上述模型得出石榴山楂桂花复合搅拌型营养酸奶的最佳添加量分别为石榴浆液11.85%，山楂浆8.24%，桂花0.48%，感官评分预测值为93.500 7分。采用该工艺条件对石榴山楂桂花酸奶重复试验3次，并进行感官评价，得到感官评分93.0分，与理论值较接近，表明此模型模拟性较好。

3 结论

以单因素试验和响应面分析优化得到石榴山楂桂花复合搅拌型营养酸奶的的最佳添加量分别为白砂糖6%，石榴浆液11.85%，山楂浆8.24%，桂花量0.48%，发酵剂0.12%，在发酵温度42℃的条件下发酵6 h。在此工艺条件下制备的酸奶酸甜可口、口感清爽、乳香味明显、结构细腻、无气泡，有明显的山楂果酱颜色均一明显，具有山楂和石榴汁的清香味并伴有桂花香，为酸奶新产品的开发提供了依据。