菠萝山药复合酸奶的研制

刘玉琦，邢艺煊，贾静莹，陈思纯，郭 梅,2*

（1.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300384；2.天津市农副产品深加工技术工程中心，天津 300384）

酸奶作为一种营养、健康的食品，很早就在世界范围内流行。目前，高品质、健康、功能性是酸奶主要的发展趋势[1-2]。酸奶具有很好的营养保健作用，由于发酵的作用，营养价值得到了改善和提高，同时也生成了一些功能因子[3]，其中的有益菌，起到了调节体内微生物菌群平衡的作用[4-5]。酸奶也适合乳糖不耐受人士饮用[6]。

菠萝（Ananas comosus(L.)Merr.）又称“凤梨”，是世界第七大水果，我国是世界菠萝生产大国之一[7]。菠萝含有丰富的有机酸、氨基酸、维生素及矿物元素等成分，具有很高的营养价值，并且气味芳香，味道清甜，汁液丰富[8]，具有解暑热、解酒、降血压、抗癌症等功效[9]。菠萝风味独特，添加到酸奶中还可以增加酸奶的风味[10]。山药是百合目薯蓣科薯蓣属的一年或多年生缠绕性藤本植物[11]。近年来，全国山药种植面积发展到近47 万hm2[12-13]。人体所需的20 种氨基酸中，山药中含有16 种[14]。山药还含有多种营养成分，如蛋白质、黏液质、胆碱、多酚氧化酶等[15-16]，是一种药食同源的物质，能有效预防心血管疾病、增强机体免疫力、促进机体消化吸收、延缓衰老等，营养价值较高，是人们常用的滋补养生药材[17]。

营养保健酸奶可以促进肠道健康、提高人体免疫水平、增加人体骨质密度，具有较好的保健功效[18-19]。国内营养保健酸奶的发展才刚开始，大部分企业仍处于产品的研发阶段。目前，市面上的营养保健酸奶主要有决明子酸奶、枸杞酸奶、螺旋藻酸奶、益生南瓜酸奶等，品类还有待于进一步丰富。本试验先将山药和牛奶混合后再接种乳酸菌进行发酵，山药增加了酸奶的营养，且起到了增黏剂的作用，提高了酸奶的稳定性；发酵后加入菠萝，提高了酸奶的营养价值和风味。菠萝山药复合酸奶的研究至今未见报道，该产品的研制丰富了营养保健酸奶的种类，更好地满足了人们的健康需求。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

菠萝，购于天津农学院劝宝超市；山药，购于天津市西青区叶波大润发超市；牛奶（伊利），购于天津市西青区叶波大润发超市；酸奶发酵剂（发酵温度40～42 ℃），购于尚川食品旗舰店。

电子天平，JAZ003B 型，上海越平科学仪器有限公司；电磁炉，JYC-21ES10 型，美的集团股份有限公司；封口器，WY-802F 型，佛山顺德食品包装机械厂。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程

原料预处理→配料→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→搅拌→加入预处理杀菌后的菠萝丁（搅拌均匀）→分装→密封→冷藏→后熟

1.2.2 操作要点

（1）原料预处理

山药泥的制作：用清水清洗山药表面，刮皮刀刮去山药皮，将山药切成小段，蒸20～30 min，然后将山药取出，用组织捣碎机粉碎成泥后备用。

菠萝的预处理：将菠萝进行削皮处理后，浸泡于盐水中10 min，然后将其切成大小均匀一致的1 cm3正方体，进行高温杀菌处理后，备用。

（2）配料、均质、杀菌

将鲜牛奶倒入夹层锅中，按比例加入白砂糖和山药泥。温度升高到90～95 ℃，杀菌5 min，并不断搅拌，冷却到40 ℃左右。

（3）接种、发酵

向冷却后的牛奶中添加酸奶发酵剂，添加量为0.15%（以牛奶为100 g 计）。搅拌使发酵剂与牛奶充分混合，密封。当发酵箱温度达到40～42 ℃时，放入发酵箱中进行发酵。

（4）包装

将凝固发酵好的酸奶搅拌，加入预处理杀菌后的菠萝丁，搅拌均匀。分装在事先清洗消毒好的杯中，进行密封。将酸奶放入4 ℃的冰箱中，冷藏24 h 进行后熟。

1.2.3 感官评价

感官评价是衡量酸奶质量品质的主要途径，以GB 19302—2010 标准为依据，对其组织状态、滋味、气味、色泽等进行感官评分[20-21]，随机选取10 人作为感官评价员，每个样品重复评价3 次，取其均值得分来衡量该酸奶产品的品质。感官评分标准见表1。

表1 感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standard

1.2.4 单因素试验

本试验最初的基本配比（以牛奶为100 g 计）：山药添加量8%，菠萝添加量10%，白砂糖添加量8%，发酵时间6 h。在以上固定因素的条件下，分别进行山药添加量为8%、10%、12%、14%、16%，菠萝添加量为4%、6%、8%、10%、12%，发酵时间为3、4、5、6、7 h，白砂糖添加量为6%、7%、8%、9%、10%的单因素试验，通过感官评价，选取较优的各单因素结果再进行正交试验。

1.2.5 正交试验

根据单因素试验的结果，进行L9(34)正交试验，优化得到菠萝山药复合酸奶的最佳工艺参数。因素水平见表2。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test

1.3 数据处理

每个数据均为3 次试验的平均值，使用Excel 2016软件对数据进行统计分析并绘制图表。

2 结果与分析

2.1 山药添加量对酸奶感官评分的影响

由图1 可知，随着山药添加量的增加，酸奶的感官评分先升高后降低。当山药的添加量过低时，复合酸奶中山药的气味不足、缺乏山药泥绵密的口感，同时也发挥不了山药的保健作用。但山药的添加量过高则会掩盖酸奶本身的香气，山药泥的口感稍重，色泽稍深。当山药添加量为12%时，感官评分最高，为89 分，有山药泥明显细腻绵润的口感，色泽较好。因此，选取山药添加量为12%进行正交试验。

图1 山药添加量对酸奶感官评分的影响Fig.1 Effect of the amount of Chinese yam added on quality of yogurt

2.2 菠萝添加量对酸奶感官评分的影响

由图2 可知，菠萝添加量为4%时，菠萝味较淡；添加量为6%时，菠萝味明显；添加量为8%时，菠萝块稍多；添加量为10%时，菠萝味明显，但果肉偏多，掩盖了山药泥的风味。可以看出，菠萝的添加量为6%时，产品感官评分最高。因此选取菠萝添加量为6%进行正交试验。

图2 菠萝添加量对酸奶感官评分的影响Fig.2 Effect of the amount of pineapple added on quality of yogurt

2.3 发酵时间对酸奶感官评分的影响

由图3（见下页）可知，随着发酵时间的延长，复合酸奶的感官评分先升高后降低。发酵时间过短，乳酸菌的繁殖不充分，成品酸奶的组织凝固状态不好，成品也会明显偏稀，酸度过低，没有酸奶应有的风味；而发酵时间过长，乳酸菌繁殖过于旺盛，酸度过高，滋味和口感都大打折扣[22]，同时也影响产品的生产效率。当发酵时间为4 h 时，复合酸奶的感官评分最高，制得的产品质量最佳。因此选取发酵时间为4 h 进行正交试验。

图3 发酵时间对酸奶感官评分的影响Fig.3 Effect of fermentation time on quality of yogurt

2.4 白砂糖添加量对酸奶感官评分的影响

糖作为酸奶中的重要部分，可为乳酸菌发酵提供必要的碳源，缓和酸度，改善风味。但糖添加量要适中，过多过少都会影响产品品质[23]。由图4 可知，随着白砂糖添加量的增加，复合酸奶的感官评分先升高后下降。当白砂糖的添加量在6%～7%时，酸奶偏酸，甜味在口中消散过快；添加量在9%～10%时，甜味突出，掩盖了山药的风味；当添加量为8%时，酸奶酸甜适中，产品口感最佳。故可选取白砂糖添加量为8%进行正交试验。

图4 白砂糖添加量对酸奶感官评分的影响Fig.4 Effect of the amount of white sugar added on quality of yogurt

2.5 正交试验结果及分析

由表3 可以看出，山药、菠萝、白砂糖的添加量以及发酵时间对试验结果有不同程度的影响，由极差R可知，对产品质量影响的大小顺序为A＞B＞C＞D，说明山药添加量对成品酸奶品质影响最大，白砂糖添加量对产品的影响较小，最优配方为A2B2C2D3。经验证试验，该条件下得到的复合酸奶的感官评分为94.2，具有菠萝、山药和牛奶的香气，酸甜度适中，高于正交表内其他试验组。因此，选用A2B2C2D3为制作菠萝山药复合酸奶的最佳工艺组合，即山药添加量12%，菠萝添加量6%，发酵时间4 h，白砂糖添加量9%。

表3 正交试验结果L9(34)Table 3 Results of L9(34) orthogonal tests

3 结论

随着生活节奏的不断加快，人们对营养健康的食品更加关注，本项目将酸奶和山药、菠萝进行有机结合，研制出一款新型复合酸奶。通过以上单因素试验确定了山药、菠萝和白砂糖的添加量及发酵时间对产品品质的影响，又通过正交试验，确定了对产品质量影响大小的顺序为山药添加量＞菠萝添加量＞发酵时间＞白砂糖添加量；并确定了最佳工艺参数为山药添加量12%，菠萝添加量6%，白砂糖添加量9%，发酵时间4 h。本试验成功探索了菠萝山药复合酸奶的加工工艺和产品配方，所得产品入口细腻，口感丝滑，为实际生产提供了理论依据和技术支持。