蓝莓低蔗糖凝固型酸奶研制的研究*

2021-11-22王能军

菏泽学院学报 2021年5期

李娜, 王能军

(1.安徽粮食工程职业学院，安徽合肥 230000；2.安徽荃银粮油购销有限公司，安徽合肥 230000)

近几年来，随着肥胖、“三高”和糖尿病等特殊人群的增多[1]，人们对食品中的白砂糖越来越敏感，越来越多的人更青睐于低糖食品.酸奶因其能改善肠道环境、促进消化和增强人体免疫力等功能特性[2]，日益受到消费者的喜爱，然而酸奶在制作的过程中都会添加一定量白砂糖[3]，使不少消费者又望而却步.低糖酸奶可以利用甜味剂替代部分蔗糖，不仅可满足人们对酸奶营养价值的需求[1]，同时还可以消除需要控制糖分的人群的顾虑.因此，研制高品质的低糖酸奶具有重要意义.

三氯蔗糖是唯一利用蔗糖制作出来的无能量高倍甜味剂物质[4]，是替代蔗糖最理想的甜味剂[5].据康维民[6]、袁文月[7]等研究报道，三氯蔗糖具有安全系数高、自身性质稳定、水溶液化学稳定性高等特点,其甜度相当于蔗糖的800倍[8]，甜味基本接近蔗糖[9]，且自身甜味纯正，不会产生蔗糖的后苦味[10].因此，三氯蔗糖应用到酸奶中不仅能够改善酸奶的口感，还可以降低生产成本.

蓝莓营养价值丰富，风味独特，富含花青素、黄酮类化合物、多酚类化合物等[11]多种生理活性物质，具有抗癌、抗衰老、抗氧化、保护视力等保健作用[12]，对冠心病、心绞病等有治疗作用[13]，被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一[14].

本文通过考察三氯蔗糖替代量、蓝莓汁添加量、发酵温度和发酵时间四个因素，先进行单因素多水平实验筛选出最适水平，再进行正交实验优化得出蓝莓低蔗糖凝固型酸奶的最适配方组合.

1 材料与方法

1.1 材料与设备

本实验所需的材料及设备见表1，表2所示.

表1 实验材料

表2 试验仪器型号以及生产厂家

1.2 工艺流程和操作要点

1.2.1 工艺流程

脱脂奶粉→还原奶→还原奶预热(55 ℃)→配料(加入三氯蔗糖、白砂糖和蓝莓汁)→均质(55 ℃)→杀菌(95 ℃，15 min)→冷却(43 ℃以下)→接种、搅拌(5～10 min)→发酵(43 ℃，6 h)→罐装→冷藏后熟(4 ℃，11 h).

1.2.2 操作要点

1)溶解：将脱脂奶粉和纯净水按一定比例混合成还原奶备用.

2)蓝莓汁制备：挑选新鲜的蓝莓用水清洗干净, 放入高压蒸汽灭菌锅中25 min, 温度为100 ℃, 以达到软化、灭酶的作用.处理后的蓝莓冷却后用单层纱布过滤待用[15].

3)预热、搅拌：使用恒温水浴锅将还原奶预热到55 ℃后，加入适量三氯蔗糖、蔗糖和蓝莓汁，并使用搅拌器搅拌均匀.

4)均质：将混合均匀后的还原奶温度控制在55 ℃左右，通过均质乳化机均质，得到脂肪球均匀一致的还原奶.

5)杀菌、冷却：均质过还原奶放入高压蒸汽灭菌锅中，在95 ℃条件下保持15 min，并迅速冷却至41 ℃以下.

6)接种：在无菌操作情况下对灭菌冷却后还原奶接种0.03%直投式乳酸菌种[16]，直投式乳酸菌种由安徽粮食工程职业学院微生物实验室保存.

7)罐装：将接种搅拌后的复原乳罐装到塑料杯中并封口.

8)发酵：将智能酸奶机温度设置为43 ℃，把封口后的还原奶发酵适宜时间.

9)冷藏后熟：放入智能酸奶机中4 ℃冷藏11 h.

1.3 单因素实验

1.3.1 三氯蔗糖最适替代量的确定

参考传统酸奶生产工艺基础，先固定奶粉添加量12%、蓝莓汁添加量9%、发酵温度43 ℃、发酵时间7 h等条件不变.通过对比不同三氯蔗糖替代量(5%、15%、25%、35%、45%)对蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官品质的影响，筛选分析得出三氯蔗糖最适替代量,每组设3个重复.

1.3.2 蓝莓汁最适添加量的确定

参考传统酸奶生产工艺基础，先固定奶粉添加量12%、三氯蔗糖替代量25%、发酵温度43 ℃、发酵时间7 h等条件不变.通过对比蓝莓汁添加量(5%、7%、9%、11%、13%)对蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官品质的影响，筛选分析得出蓝莓汁最适添加量,每组设3个重复.

1.3.3 最适发酵温度的确定

参考传统酸奶生产工艺基础，先固定奶粉添加量12%、三氯蔗糖替代量25%、蓝莓汁添加量9%、发酵时间7 h等条件不变.通过对比发酵温度(39 ℃、41 ℃、43 ℃、45 ℃、47 ℃)对蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官品质的影响，筛选分析得出最适发酵温度，每组设3个重复.

1.3.4 最适发酵时间的确定

参考传统酸奶生产工艺基础，先固定奶粉添加量12%、三氯蔗糖替代量25%、蓝莓汁添加量9%、发酵温度43 ℃等条件不变.通过对比发酵时间(5 h、6 h、7 h、8 h、9 h)对蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官品质的影响，筛选分析得出最适发酵时间.每组设3个重复.

1.4 正交实验

在上述单因素实验结果基础上，采用4因素(三氯蔗糖替代量、蓝莓汁添加量、发酵温度和发酵时间)3水平正交实验设计.得出正交实验因素水平表，具体见表3，以感官评分为评定指标，通过极差分析和方差分析筛选出最适配方组合.

表3 正交实验因素水平表

1.5 测定指标

1.5.1 感官评定

邀请10名经过感官分析测试合格的教师(5男5女)，组成蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官评定小组，从色泽(20分)、滋味(30分)、气味(20分)和组织状态(30分)进行感官评分，满分为100分.结果取加权平均分[17].

具体感官评定表评分标准详见表4.

表4 感官评定表

1.5.2 各指标的检测

按照发酵乳国家安全标准(GB 19302-2010)规定的检测方法，测定蓝莓低蔗糖凝固型酸奶的理化指标(脂肪、蛋白质和酸度)、微生物限量(大肠菌群、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、酵母、霉菌)和乳酸菌数[17].

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果分析

2.1.1 三氯蔗糖替代量对酸奶感官品质的影响

如图1所示，当三氯蔗糖替代量在5%～35%之间时，蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官评分随着三氯蔗糖替代量增大而逐渐升高；当替代量为35%时评分最高为88.7分；替代量达到35%之后蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官评分开始下降，且下降趋势明显.前者升高是因为三氯蔗糖替代部分蔗糖，能有效改善酸奶的口感，使酸奶更加酸甜适口、香醇诱人[2]；后者分数降低是因为当三氯蔗糖替代量达到一定的比例后，三氯蔗糖本身所具有的后甜味就会比较明显，导致口味偏甜，使感官评分降低.因此，选取三氯蔗糖替代量为35%左右为后期正交实验水平.

图1 三氯蔗糖替代量对蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官品质影响

2.1.2 蓝莓汁添加量对酸奶感官品质的影响

如图2所示，当蓝莓汁添加量在5%～9%之间时，酸奶的感官评分呈现稳定上升趋势；当蓝莓汁添加量达到9%时，酸奶感官评分达到最大值为88.5分，此时酸奶颜色均一、发酵香味与果香味协调、口感柔和、酸甜适宜；当蓝莓汁添加量在9%～13%之间，酸奶的感官评分开始逐渐下降.前者升高是因为随着添加量的增加，蓝莓的果香味越来越充足，产品风味也变得越来越协调，使得感官评分逐渐升高；后者下降是因为蓝莓汁添加量过多，使产品偏酸，口感也变得不柔和，感官评分下降.因此，选取蓝莓汁添加量为9%左右为后期正交实验水平.

图2 蓝莓汁添加量对蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官品质影响

2.1.3 发酵温度对酸奶感官品质的影响

如图3所示，发酵温度在39～43 ℃之间，酸奶的感官评分随着发酵温度的升高而逐渐升高；在43 ℃时达到峰值，此时感官评分最高为88.4分，酸奶细腻均匀、酸甜适中；当发酵温度在43～47 ℃之间时，酸奶的感官评分呈持续下降趋势.前者分数升高的原因可能是随着发酵温度升高，乳酸菌的产酸能力增强，使酸奶的酸甜比和黏度逐渐适中；后者分数下降是因为随着发酵温度的增加，酸奶中的乳清析出现象逐渐加剧，酸甜比也变得越来越不协调，使得感官评分降低.因此，选取发酵温度为43 ℃左右为后期正交实验水平.

图3 发酵温度对蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官品质影响

2.1.4 发酵时间对酸奶感官品质的影响

如图4所示，酸奶发酵时间在5～7 h之间，感官评分随着发酵时间的增加呈现持续上升趋势；在发酵时间为7 h达到峰值，此时感官评分最高为88.7分；发酵时间在7～9 h之间，感官评分随着发酵时间增加呈现持续下降趋势.前者上升是因为酸奶中风味物质处于形成上升阶段，组织结构还没有连接在一起的缘故[18]；后者降低是因为发酵时间过长，酸奶中的pH环境和微生物发生变化，导致乳清析出现象加剧，口感也变得酸涩.因此，选取发酵时间为7 h左右为后期正交实验水平.

图4 发酵时间对蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官品质影响

2.2 正交实验结果分析

以单因素实验结果为依据，设置三氯蔗糖替代量A、蓝莓汁添加量B、发酵温度C和发酵时间D作为考察因素，进行4因素3水平的正交试验.以感官评分评定指标，筛选出蓝莓低蔗糖凝固型酸奶的最适组合，结果详见表5和表6.

表5 正交试验数据极差分析表

表6 感官评分方差分析表

由表5和表6可知，影响蓝莓低蔗糖凝固型酸奶感官品质因素主次顺序：A>B>C>D.从表5中K值可得，最适组合为A2B2C2D1，即三氯蔗糖替代量35%，蓝莓汁添加量9%，发酵温度43 ℃，发酵时间6.5 h.但根据感官评分得出的最适组合是A2B3C1D2(感官评分90.2分)，因此需要进行验证实验，每组重复3次.