黑枸杞牦牛酸奶的制备工艺探究

李文浩，马琳，张建华，桑巴，肖立成，郭卫兴，王红，张雁平

(1.青海大学畜牧兽医科学院；2.青海省玉树市畜牧兽医工作站)

青海省现有牦牛存栏量590万头，居全国首位，牦牛是农牧民生产生活的重要资料之一[1]。已有研究发现，牦牛乳含有丰富的氨基酸、不饱和脂肪酸、矿物质以及维生素等，具有提高机体免疫力、预防心脑血管疾病、促进婴幼儿生长发育等特殊功效[2]。牦牛产乳量相对较低，但脂肪含量高，脂肪球平均直径大，适合酸奶、奶油、冰淇淋等产品的开发[3，4]，因此，深度开发牦牛乳产品是提高牦牛养殖附加值，增加农牧民收入的重要途径[5]。

黑枸杞是青海省重要的经济作物，产量高、品质好，具有丰富的营养价值和保健作用。已有研究发现，黑枸杞富含维生素E、氨基酸和矿物质[6]，具有增强免疫力、延迟衰老、改善睡眠、明目以及抗疲劳和保护心血管等保健功效[7]，被誉为“软黄金”[8]。本研究鉴于牦牛乳和黑枸杞的营养价值以及保健功能，开发黑枸杞牦牛酸奶是科学利用青海资源、丰富牦牛乳产品，为提高牦牛养殖效益，增加牧民收入探索新的途径。

1 试验材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1试验材料

黑枸杞果，市售；牦牛乳，购于玉树市藏霸喇种畜场；白砂糖，市售；发酵剂，购于网络混合发酵剂；塑料酸奶杯，购于食品包装专门店等。

1.1.2试验设备

不锈钢锅、不锈钢盆、大汤勺、均质机、电炉子、发酵箱、冰箱、分光光度计、索氏抽提机、离心机、阿贝折光仪、滴定管、滴定管架、试管、离心管、吸耳球、烧杯、锥形瓶、移液管、玻璃棒、分析天平、称量纸等。

1.1.3试验试剂

95%乙醇、氢氧化钠、牛血清蛋白、考马斯亮蓝G-250试剂、酚酞、磷酸、等。

1.2 试验方法

1.2.1工艺流程

1.2.2操作要点

1.2.2.1挑选清洗：挑选新鲜饱满的黑枸杞干果，去除霉烂变色的坏果及杂物，用清水冲洗洗净黑枸杞干果，沥干水分。

1.2.2.2浸泡护色：将洗净的沙棘和黑枸杞干果分别置于质量分数2% 氯化钠溶液中浸泡 3min～ 5min，进行护色处理[18]。

1.2.2.3黑枸杞预处理：将黑枸杞果实与水比列为1∶1.5混合之后开始榨制，榨汁结束之后将黑枸杞酱与白糖比列为9∶1，在50℃温水下进行水浴，边搅拌边加入白糖，最后制成黑枸杞果酱。

1.2.2.4牛奶预处理：冷冻牦牛乳解冻后，用800目的过滤网对牦牛乳进行过滤，在25MPa下，对牦牛乳均质。均质后待用。

1.2.2.5杀菌：采用煮沸杀菌法杀菌5min。将杀菌完成的原料奶迅速冷却至41℃。

1.2.2.6发酵：将加入发酵菌的原料奶置于42℃的恒温发酵箱中发酵。

1.2.2.7搅拌分装：将发酵完成的酸奶降温至10℃左右，加入处理好的黑枸杞搅拌均匀后分装在一次性塑料杯中。

1.3 单因素试验

1.3.1白沙糖添加量的确定

固定黑枸杞添加量为6%，发酵温度为42℃，发酵时间为5h，菌种添加量为0.20%，选择白糖添加量分别为4%、5%、6%、7%、8%进行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官评定为考察指标，确定最佳白糖添加量，做三组平行试验。

1.3.2发酵菌种添加量的确定

固定白糖添加量为6%，黑枸杞添加量为6%，发酵温度为42℃，发酵时间5h，选择发酵菌种添加量分别为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%进行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官评定为考察指标，确定菌种添加量。

1.3.3黑枸杞添加量的确定

固定白糖添加量为6%，发酵温度为42℃，发酵时间为5h，菌种添加量为0.20%的条件下，选择黑枸杞添加量分别为4%、5%、6%、7%、8%来进行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官评定为考察指标，确定最佳黑枸杞添加量。

1.3.4发酵时间的确定

固定白糖添加量为6%,黑枸杞添加量为6%，发酵温度为42℃，菌种添加量0.20%，选择发酵时间分别为3h、4h、5h、6h、7h来进行黑枸杞牦牛酸奶的研制，以其感官评定为考察指标，确定最佳菌种添加量。

1.4 正交试验

结合以上单因素试验结果，用L9(34)正交试验进行工艺优化。正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.5 验证试验

应用优化的工艺参数进行黑枸杞牦牛酸奶产品的验证。

1.6 测定方法

1.6.1感官评定

参照表2，随机选择10位人员进行感官评价。

表2 黑枸杞牦牛酸奶的感官评分表

1.6.2蛋白质测定

将黑枸杞牦牛酸奶成品按要求预处理，用考马斯亮蓝法测定蛋白质，等待配置好考马斯标准曲线，将样品和标曲滴进比色板，放入分光光度计测定，最后通过计算得到。

1.6.3持水性测定

将酸奶成品按一定的质量放入离心管中，打开离心机按4000r/min的转速离心15min后，将上清液倒出备用，称出离心后的质量，按公式计算得出。

1.6.4酸度测定

用滴定法测酸奶酸度，准备好滴定架、滴定管、锥形瓶以及氢氧化钠和酚酞进行滴定。待滴定至微红色且30s内不褪色后记录下滴定所消耗的体积数，最后计算酸度。

1.6.5黏度测定

将电子黏度计打开，选择四号转子，转速30r/min，将酸奶成品放入深一点的容器进行测定，大概一分钟便可记录黏度数值，重复三次算出平均值，得到黏度。

1.6.6可溶性固形物测定

将离心后备用的上清液取出，用阿贝折光仪测定，将上清液涂平于折光仪板上，进行观察，重复三次测定算出平均值，得到可溶性固形物的含量。

1.6.7脂肪测定

将酸奶样品放置于冰柜中进行冻干，待样品酸奶冻干后用索氏抽提法测定其中脂肪，最后待结果出来后用公式计算脂肪的含量。

1.7 数据分析

采用Excel 2019和SPSS 20对数据进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1白糖添加量对感官评价的影响

由图1可知，当白糖的添加量控制在6%时，黑枸杞牦牛酸奶的感官评价分数最高。随着白糖添加范围在4%～6%时，黑枸杞牦牛酸奶的色泽、风味评价分数随之升高，当白糖添加量超过6%时，评价分数趋于稳定。这是由于随着白糖不断增加，酸奶的酸度值变化，破坏酸奶的酸性风味，增加了可溶性固形物的量，从而影响黑枸杞牦牛酸奶的组织状态和口感，最终影响消费者对产品的可接受性[18]。因此选择最佳的白糖添加量为6%。

图1 白糖添加量对感官评价影响结果

2.1.2发酵剂添加量对感官评价的影响

由图2可知，当发酵剂的添加量为0.20%时，黑枸杞牦牛酸奶的感官评价分数最高。当发酵剂添加量在0.05%～0.15%时，黑枸杞牦牛酸奶的组织状态、口感评价分数逐渐上升；色泽、风味的评价分数波动不大，这是由于发酵剂的添加量，使得酸奶的凝乳效果和酸度逐渐增强，影响黑枸杞牦牛酸奶的组织状态和口感。酸奶产酸和凝固这一特点也会影响消费者对产品的接受度，因而选择最佳的发酵剂添加量为0.25%。

图2 菌种添加量对感官评价影响结果

2.1.3黑枸杞酱添加量对感官评定的影响

由图3可知，当黑枸杞酱添加量控制在6%时，黑枸杞牦牛酸奶的感官评价分数最高。随着黑枸杞酱添加范围在4%～6%时，黑枸杞牦牛酸奶的色泽、风味评价分数随之升高，当黑枸杞酱添加量超过7%时，评价分数趋于稳定。这是由于随着黑枸杞酱不断增加，黏度和硬度值下降，破坏酸奶的凝乳，增加乳清比例，影响黑枸杞牦牛酸奶的组织状态和口感，最终影响消费者对产品的可接受性[19]。因此选择最佳的黑枸杞酱添加量为6%。

图3 黑枸杞添加量对感官评价影响结果

2.1.4发酵时间对感官评定的影响

由图4可知，当发酵时间控制在6h时，黑枸杞牦牛酸奶的感官评价分数最高。随着发酵时间范围值在3h～5h时，酸奶无法凝固或酸奶太过于稀，随着发酵时间在6h～7h时，酸奶的组织状态和风味评价会随之提高，而当发酵时间超过7h时，酸奶组织状态不够细腻，风味评价也随之下降，并且不是最合理经济效益，最终影响消费者对产品的可接受性。因此选择最佳的发酵时间为6h。

图4 发酵时间对感官评价影响结果

2.2 正交试验

由正交表可得，A、B、C、D四个因素中影响黑枸杞牦牛酸奶感官评定分数的主次比为A>D>B>C,即在黑枸杞牦牛酸奶中影响品质和口味的最大因素为白糖添加量，其次为发酵时间，然后是菌种添加量，最后是黑枸杞添加量。且由K值比较可以得出最优水平组合出的最优配方为A3B3C2D3，即白糖添加量7%，菌种添加量0.25%，黑枸杞添加量6%，发酵时间7h。

表3 黑枸杞牦牛酸奶的正交实验结果

2.3 指标测定

2.3.1黑枸杞牦牛酸奶中蛋白的测定

用考马斯亮蓝法测定酸奶中蛋白质的含量[20]。

根据标曲计算出蛋白质含量。

其中：X代表样品中蛋白质的含量，g/100g

c代表样品蛋白浓度，mg/mL

C0代表空白试验蛋白浓度，mg/mL

m代表样品称取质量，g

V代表最终样品溶液定容的体积，mL

图5 蛋白质浓度标准曲线

2.3.2黑枸杞牦牛酸奶中持水性的测定

持水性按以下公式来计算：

其中：m1代表离心后样品重量；m0代表离心前样品重量得到的结果为持水:第一天为85.68%，第三天为83.02%，第七天为78.43%。

图6 黑枸杞牦牛酸奶持水性

2.3.3黑枸杞牦牛酸奶中酸度的测定

通过以下公式进行计算样品酸度。

其中：c2代表氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L

m1代表称取的邻苯二甲基氢钾的质量，g

204.22为的摩尔体积分数

V1代表滴定至终点消耗氢氧化钠溶液的体积，mL

X2代表所求的酸度，°T

V2代表样品滴定至终点所消耗氢氧化钠的体积，mL

m2代表称取的样品质量，g

通过公式得到酸奶酸度为74.95°T即75°T.

2.3.4黑枸杞牦牛酸奶中黏度的测定

根据电子粘度计测定黏度，三次的黏度值分别为1974厘泊、1851厘泊、1741厘泊。即最终黏度为1846厘泊。

2.3.5黑枸杞牦牛酸奶中可溶性固形物的测定

用阿贝折光仪测定，在折光仪中看到的示数为10左右，即可溶性固形物的含量为10%。

2.3.6黑枸杞牦牛酸奶中脂肪的测定

根据以下公式计算黑枸杞牦牛酸奶样品中所含的脂肪。

其中：X代表样品中脂肪的含量，%

m总代表m1加m样品的质量，g

m1代表经过恒重的收集瓶质量，g

3 试验结果

针对黑枸杞牦牛酸奶制备，优化工艺后所得产品风味好，营养价值高，具有较好的保健功能，本研究结果与前人在同类产品的制备工艺优化试验相比，加工工艺更为简单。对产品经过测定，得到蛋白质含量为3.6%，持水性为85.68%，酸度为75°T，黏度为1846cP，可溶性固形物为10%，脂肪含量为6.25%，符合酸奶营养标准，制备工艺更适合在青藏高原地区推广应用。