低糖苦丁茶酸奶加工工艺的优化研究

史硕硕，厉 莉，赵喜红，陈 功，胡 婷

（武汉工程大学环境生态与生物工程学院，湖北 武汉 430205）

大叶冬青苦丁茶（Ilex latifolia Thunb.）是冬青科植物大叶冬青的叶，主要分布在我国西南和华南等地区，其成品茶清香有苦味、回味甘凉[1]。苦丁茶内含有多种生物活性物质，如黄酮、多糖、多酚、苦丁皂苷等，同时还含有丰富的具有生物活性的次生代谢产物。苦丁茶具有一定的抗氧化[2-3]、降血糖[4-5]、降血脂、抗肿瘤、调节免疫的功能[6-8]。

牛奶是人们公认的营养丰富的饮品之一，能够促进幼儿大脑发育、全面补充身体所需营养物质[9]。牛奶发酵成酸奶后更容易被人体吸收。同时，酸奶还具有促进VB吸收、抗肿瘤和美容的功能[10-12]。此外，赤藓糖醇和葡萄糖基甜菊糖苷两种天然低热量糖的添加可以丰富酸奶的口感，而且赤藓糖醇不会被人体吸收，可应用于糖尿病、葡萄糖不耐受症等特殊人群的功能性食品中[13-14]。本研究将苦丁茶应用到酸奶中，既迎合了市场需求，又为功能性保健食品的研究提供了理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

苦丁茶，黄山市歙县雅氏茶菊精致厂产品；纯牛奶，云南新希望邓川蝶泉乳业有限公司产品；零卡糖（赤藓糖醇和葡萄糖基甜菊糖质量比为1∶1的混合物），南京轻即生物科技有限公司产品；麦芽糊精、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌，北京川秀科技有限公司产品；蒽酮、浓硫酸（均为分析纯），天津市风船化学试剂科技有限公司产品。

1.1.2 仪器与设备

DK-S28恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司；V-5100可见分光光度计，上海元析仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 器具灭菌将试验过程中所用到的烧杯、量筒、玻璃棒等进行灭菌处理，以防杂菌污染产品。

1.2.2.2 苦丁茶浸提液的制备

选择日期新鲜的苦丁茶，将苦丁茶剪碎。按苦丁茶与水的比例为1∶33（g/mL）加水后，置于恒温水浴锅中于80℃下提取120 min，4层纱布过滤[15-16]。

1.2.3 单因素试验设计

1.2.3.1 苦丁茶浸提液添加量的选择

固定零卡糖添加量10%（m/V），接菌量0.16%（m/V），发酵时间8 h，发酵温度41℃，以苦丁茶浸提液添加量分别为2%、4%、6%、8%、10%（V/V）进行试验，根据低糖苦丁茶酸奶感官评分选择较佳苦丁茶浸提液添加量。

1.2.3.2 零卡糖添加量的选择

固定苦丁茶浸提液添加量6%，接菌量0.16%，发酵时间8 h，发酵温度41℃，以零卡糖添加量分别为6%、8%、10%、12%、14%进行试验，根据其对低糖苦丁茶酸奶感官品质的影响选择较佳零卡糖添加量。

1.2.3.3 发酵时间的选择

固定苦丁茶浸提液添加量6%，零卡糖添加量10%，接菌量0.16%，发酵温度41℃，以发酵时间分别为6、7、8、9、10 h进行试验，根据其对低糖苦丁茶酸奶感官品质的影响选择较佳发酵时间。

1.2.3.4 接菌量的选择

固定苦丁茶浸提液添加量6%，零卡糖添加量10%，发酵时间8 h，发酵温度41℃，选择接菌量分别为0.12%、0.14%、0.16%、0.18%、0.20%进行试验，根据其对低糖苦丁茶酸奶感官品质的影响选择较佳接菌量。

1.2.4.5 正交试验设计

在单因素试验的基础上，采用L9(34)正交表进行正交试验，以低糖苦丁茶酸奶感官评分作为评价指标，正交试验因素水平见表1[17-18]。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Orthogonal experiment factor level table

1.2.5 总糖的测定

参照李艳艳等[19]的方法建立标准曲线，并对样品浆液中的总糖含量进行测定。

1.2.6 感官评分标准

对低糖苦丁茶酸奶的感官品质进行评分。由10名具有食品专业背景的人员进行打分，取平均值作为产品最终得分[20]，低糖苦丁茶酸奶的感官品质综合评分标准见表2。

表2 低糖苦丁茶酸奶感官评价标准Table 2 Sensory evaluation criteria for low-sugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

1.2.7 数据处理

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 苦丁茶浸提液添加量的确定

如图1所示，当苦丁茶浸提液添加量为4%时，低糖苦丁茶酸奶的感官评分最高，为82分。当添加量小于4%时，苦丁茶香气不明显，口感偏甜。当添加量大于4%时，苦丁茶香气在逐渐增加，但是苦味也逐渐增加，影响口感。当添加10%苦丁茶浸提液时，酸奶质地较稀，口感不好。因此，苦丁茶浸提液添加量的较佳选择为4%。

图1 苦丁茶浸提液添加量对低糖苦丁茶酸奶感官评分的影响Fig.1 Effect of Ilex latifolia Thunb.extract addition on sensory score of low-sugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

2.1.2 零卡糖添加量的确定

由图2可知，当零卡糖添加量为10%时，低糖苦丁茶酸奶的感官评分最高，为81分。当零卡糖添加量小于10%时，酸奶中苦丁茶香气浓郁，但苦味较重，随着零卡糖添加量增加，苦味慢慢中和。当零卡糖添加量大于10%，甜味越来越重，并慢慢掩盖部分苦丁茶香气，感官评分逐渐降低。因此，零卡糖添加量的较佳选择为10%。

图2 零卡糖添加量对低糖苦丁茶酸奶感官评分的影响Fig.2 Effect of zero-calorie sugar addition on sensory score of low-sugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

2.1.3 发酵时间的确定

由图3可知，当发酵时间为10 h时，低糖苦丁茶酸奶的感官评分最高，为84分。当发酵时间小于8 h时，由于发酵时间不足，酸奶整体质地偏稀，且酸奶香味不足，口感整体偏苦；随着发酵时间的增加，酸奶逐渐浓稠，呈半固体状态，并有少量乳清析出；当发酵达到10 h时，酸奶上有一层较厚的奶皮形成，并且苦丁茶和酸奶香气平衡；随着发酵时间的延长，酸奶的苦感整体会减轻，但是当发酵时间超过10 h时，乳清析出较多，影响酸奶的组织状态。因此，发酵时间的较佳选择为10 h。

图3 发酵时间对低糖苦丁茶酸奶感官评分的影响Fig.3 Effect of fermentation time on sensory score of low-sugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

2.1.4 接菌量的确定

由图4可知，随着接菌量的增加，酸奶的黏稠度增加，低糖苦丁茶酸奶感官评分也在不断升高。当接菌量小于0.16%时，酸奶整体质地偏稀，而且酸奶香气不足，苦味较重。随着接菌量的增加，酸奶质地变得黏稠，苦丁茶香气与酸奶香气逐渐变得均衡，且苦味减轻，当接菌量为0.20%时，低糖苦丁茶酸奶的感官评分为82分，而前期试验发现当接菌量超过0.20%时，酸奶整体感官品质无明显变化。因此，选择接菌量0.20%进行酸奶发酵。

图4 接菌量对低糖苦丁茶酸奶感官评分的影响Fig.4 Influence of inoculation amount on sensory score of lowsugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

2.2 低糖苦丁茶酸奶工艺优化正交试验结果

由表3可知，苦丁茶浸提液、零卡糖添加量、发酵时间、接菌量对低糖苦丁茶酸奶的感官品质影响的主次顺序为：D＞B＞A=C，即接菌量＞零卡糖添加量＞苦丁茶浸提液添加量=发酵时间。利用极差分析法得到低糖苦丁茶酸奶最优加工工艺组合为A2B2C3D1，即苦丁茶浸提液添加量为4%，零卡糖添加量为10%，发酵时间为11 h，接菌量为0.18%。由表3可知，第5组数据的感官评分为最高分85分，与极差分析结果一致。

表3 正交试验结果Table 3 Orthogonal test results

为保证试验准确性，对最优工艺再次进行试验验证，所得产品感官评分为85.5分，与正交试验结果基本一致。

2.3 低糖苦丁茶酸奶的总糖含量

利用蒽酮法对低糖苦丁茶酸奶进行总糖含量测定，结果显示：当苦丁茶浸提液添加量为4%（未发酵、未添加零卡糖）时，总糖含量约为0.004 g/mL；当苦丁茶浸提液添加量为4%，发酵11 h，接菌量为0.18%（未添加零卡糖）时，总糖含量约为0.012 g/mL，发酵苦丁茶酸奶的总糖含量为未发酵苦丁茶酸奶的3倍；以最优工艺配方（苦丁茶浸提液添加量为4%，零卡糖添加量为10%，接菌量为0.18%，发酵时间为11 h）配制的低糖苦丁茶酸奶总糖含量为0.013 g/mL。

在微生物发酵过程中，随着发酵时间的不断延长，菌体利用苦丁茶及牛奶中的的营养成分，如纤维素、蛋白质等物质，不断进行繁殖，由于营养物质充足，菌体繁殖过程中代谢活跃，代谢中间产物合成量增加，因此糖类物质作为基础的营养物质之一，含量也随之增加。同时，部分菌体在代谢过程中可能向环境释放纤维素酶类物质，这可能是苦丁茶部分细胞壁被破坏，营养物质流出，可检测的糖类物质进一步增多，总糖含量上升的原因。

2.4 低糖苦丁茶酸奶的最适储存温度

对低糖苦丁茶酸奶在不同温度下保存3 d后进行感官品质评定。由图5可知，随着酸奶保存温度的增加，酸奶的感官评分不断下降。当酸奶在0℃和4℃下保存时，酸奶析出的乳清较少，酸奶香气浓郁。随着温度升高，乳清析出较多，酸奶质地整体变稀，有絮状物生成，酸奶口感变差，香气减弱。当温度升高到16℃时，酸奶口感发生较大变化，乳清析出较多，酸奶质地开始变稀，口感开始变差。当温度升高到20～28℃时，酸奶质地变稀，酸奶香气不足，酸味变异，不再适合食用。因此，尽可能选择在0～4℃条件下进行低糖苦丁茶酸奶的保存。

图5 不同温度下酸奶的感官评分Fig.5 Sensory score of yoghurt at different temperature

3 结论

本试验利用单因素试验和正交试验确定了制备低糖苦丁茶酸奶的最优工艺条件，即：苦丁茶浸提液添加量4%，零卡糖添加量10%，接菌量0.18%，发酵时间11 h。按最优工艺制备的酸奶总糖含量为0.013 g/mL，产品呈乳白色、质地黏稠且均匀、苦丁茶香气和酸奶香气均衡、甜味和苦味搭配适中。建议该酸奶产品在2～4℃储存。本试验为苦丁茶产品的研发提供了试验依据。