凝固型藤椒酸奶的加工工艺

蒋丽施，左栖枫，张新明，罗莎杰，陈艳，孟晓

成都中医药大学（成都 611137）

藤椒，又名竹叶花椒（Zanthoxylum armatum. DC），其色泽呈绿色或黄绿色，与花椒相比，藤椒香气独特，麻味更绵长幽香，没有涩味，不刺激咽喉和胃肠道且不易上火[1]。我国藤椒种植较为广泛，其中以四川洪雅、峨眉的品质最佳[2]。藤椒含多种有益成分，如挥发油、生物碱、木脂素、黄酮、多酚等，可食用也可入药[3-4]，能促消化、温脾肾、抗菌杀虫和抗氧化等[5-6]。目前藤椒在食品领域多用于调味品，其消费量有待提高，因此对藤椒资源开发利用、提高市场化和开发程度、弥补藤椒加工产品单一是亟待解决的问题[7]。

随着生活水平的提高和对食物口味需求的多元化，人们对酸奶也有了更高的创新需求[8]，各类风味酸奶如大蒜酸奶[9]、生姜酸奶[10]、洋葱酸奶[11]层出不穷。将四川洪雅特产藤椒添加到酸奶中，制得的酸奶既能满足现代人们对营养、健康的追求，亦为四川洪雅地区藤椒资源的开发利用和精深加工探索新的方向。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牛奶（内蒙古伊利乳业有限公司）；洪雅藤椒（幺麻子食品有限公司）；黄原胶（华森食品配料有限公司）；直投式乳酸菌发酵粉（生合生物科技有限公司）。

氢氧化钠、硫酸、硫酸铜、硫酸钾、硼酸、溴甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂、乙醚、石油醚，成都科龙化学品有限公司；试剂均为分析纯。MRS培养基，上海哈林生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

FW100高速万能粉碎机（天津泰斯特仪器有限公司）；FSH-2型可调高速匀浆机（常州奥华仪器有限公司）；电热恒温培养箱（华普达教学仪器有限公司）；pH计（赛多利斯有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 藤椒酸奶加工工艺流程

藤椒油浸物+乳化剂↘

牛奶、白砂糖→复原乳→均质（混合均匀）→95 ℃灭菌15 min→冷却至43 ℃左右→接种→发酵→冷藏→成品→贮藏

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 藤椒油的提取

藤椒去籽打碎过0.425 mm筛，按水-藤椒250∶40（mL/g）加热浸提，加热温度为100 ℃，馏出液流速2滴/s，浸提4 h，加玻璃珠防暴沸；提取完成后，待挥发油测定仪冷却至室温后，得到藤椒油备用[12]。

1.3.2.2 调配、混合、灭菌

将提取的藤椒油与牛奶、白砂糖按比例调配，加入黄原胶作稳定剂，用高速搅拌机混合均匀，并在65 ℃、20 MPa条件下均质3 min，于95 ℃恒温水浴杀菌15 min后迅速冷却至43 ℃。

1.3.2.3 接种、灌装、发酵与后熟

混合料冷却后，加入适量菌种和发酵剂（保加利亚乳杆菌），混合均匀后灌装密封，在恒温摇床里进行发酵与杀菌。待发酵完成后，将酸奶置于4 ℃冰箱中后熟24 h，即得成品。

1.3.3 凝固型藤椒酸奶加工工艺优化试验

以酸奶感官评分和滴定酸度为评价指标，考察藤椒油浸出物添加量、白砂糖添加量、稳定剂添加量、发酵剂添加量对凝固型藤椒酸奶品质的影响。

在单因素试验的基础上，以白砂糖添加量（A）、藤椒油浸物添加量（B）、稳定剂添加量（C）、发酵剂添加量（D）4个因素的最佳水平值，以感官评分为主要指标，采用Box-Behnken中心组合进行四因素三水平响应面优化试验，固定发酵温度43 ℃、发酵时间4.5 h，优化凝固型藤椒酸奶的最佳配方。试验因素和水平如表1所示。

表1 凝固型藤椒酸奶工艺优化响应面试验因素和水平单位：%

1.3.4 分析评价测量方法

1.3.4.1 感官评定

以10名食品专业品评人员组成的感官评定小组，依据表2对凝固型藤椒酸奶的感官品质进行评分，结果以平均值计。

表2 感官评分标准

1.3.4.2 理化指标

根据GB 19302—2010《食品安全国家标准 发酵乳》要求，参照GB 5009.6—2016、GB 5009.5—2016、GB 5009.239—2016和GB 5009.237—2016测定酸奶的脂肪、蛋白质、酸度和pH。

1.3.4.3 微生物指标

参照GB 4789.35—2016和谢继志等[13]的微生物快速计数法对乳酸菌进行计数，参照GB 4789.3—2016对大肠杆菌进行计数。

1.3.4.4 质构分析

测定酸奶的硬度、黏性及凝胶强度，以反映食用时的口中胶感和吞咽力度[14]，即克服酸奶表面间的吸引力和模拟内部粘合力[15]。测定条件：A/BE探头，测前速率和测试速率均为1.0 mm/s，测后速率为10.0 mm/s，穿透深度为30.0 mm；触发器类型为Auto-10.0 g[16]。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 白砂糖添加量对凝固型藤椒酸奶品质的影响

由图1可看出，凝固型藤椒酸奶的酸度随白砂糖添加量的增加呈上升趋势，而酸奶的感官评分随着白砂糖添加量的增加呈现先上升后下降的趋势。当白砂糖添加量为7%时，感官评分达到最大值。这是由于加入白砂糖过少，酸奶口感偏酸而不甜；加入量大，又会使酸奶口感过甜和腻，掩盖了酸奶的特殊风味，因此白砂糖添加量7%为宜。

图1 白砂糖添加量对凝固型藤椒酸奶品质的影响

2.1.2 藤椒油浸物添加量对凝固型藤椒酸奶品质的影响

由图2可看出，藤椒酸奶的酸度随着藤椒油浸物添加量的增加并无明显变化，可见在一定范围内，藤椒油浸物的添加量对乳酸菌的生长影响不大。而酸奶的感官评分随着藤椒添加量的增加呈先上升后下降趋势，当藤椒油添加量为2%时，感官评分达到最大值，藤椒酸奶风味和谐。当添加量过低时，酸奶无藤椒风味；当添加量过高时，藤椒风味过于浓郁，掩盖酸奶应有的香味，感官评分有所下降，因此藤椒油添加量2%为宜。

图2 藤椒油浸物添加量对凝固型藤椒酸奶品质的影响

2.1.3 稳定剂添加量对凝固型藤椒酸奶品质的影响

在酸奶加工制作过程，牛乳蛋白会凝聚和沉淀，尤其是加入极性较小的藤椒油浸物后，酸奶更容易出现分层、油状物上浮等现象，故添加稳定剂减少或避免这个问题[17]。由图3可以看出，酸奶的感官评分随着稳定剂的增加先上升后下降，当稳定剂添加量为0.4%时感官评分达到最大值。稳定剂添加过少，藤椒油会以油珠或油层的形态分布在酸奶表面；添加量过多，又会使酸奶过于浓稠，偏离自身的组织状态。酸度随着稳定剂的增加无明显变化，可见稳定剂只调节酸奶的水分和组织状态，不影响酸奶的发酵。因此，稳定剂添加量0.4%为宜。

图3 稳定剂添加量对凝固型藤椒酸奶品质的影响

2.1.4 发酵剂添加量对凝固型藤椒酸奶品质的影响

由图4可看出，凝固型藤椒酸奶的感官评分随着发酵剂添加量的增加先上升后下降，当发酵剂添加量为25%时感官评分达到最大值。发酵剂添加不足，在相同温度和发酵时间条件下，酸奶难以发酵到理想状态。而酸度随着发酵剂添加量的增加呈微上升趋势，但总体上升幅度不大，可见添加发酵剂只会略微加快酸奶的发酵速度，因此发酵剂添加量25%为宜。

图4 发酵剂添加量对凝固型藤椒酸奶品质的影响

2.2 响应面试验结果与讨论

2.2.1 响应面回归模型的建立与分析

以感官评分（Y）为指标，以白砂糖添加量（A）、藤椒油添加量（B）、稳定剂添加量（C）、发酵剂添加量（D）为自变量进行响应面优化试验，响应面分析方案见表3，方差分析见表4。

将表3数据利用Design Expert软件进行二次多元回归拟合，得到模型的二次多项回归方程：Y=84.03+ 3.06A+0.73B+0.59C+1.56D+0.75AB-2.45AC-2.31AD- 0.14BC-0.11BD+0.29CD-3.43A2-3.38B2-1.67C2-3.14D2。

表3 凝固型藤椒酸奶工艺优化响应面试验分析

由表4可知，所得模型的p值＜0.01，表明回归模型极显著，而失拟项p值＞0.05，表明失拟项不显著，说明模型方程与实际情况吻合较好，试验误差较小。对一次项系数进行比较，可知4个因素对藤椒酸奶品质的影响程度：A＞D＞B＞C，即白砂糖添加量＞发酵剂添加量＞藤椒油浸物添加量＞稳定剂添加量。

表4 回归方程方差分析

2.2.2 响应面图形分析

为更直观地分析两两交互因素对藤椒酸奶感官评分的影响，根据回归方程建立响应曲面图。响应曲面陡峭程度反映交互因素对感官评分的影响程度，即曲面越陡峭，交互因素的影响越大。由图5展示：白砂糖添加量和发酵剂添加量的曲面最陡，其影响最大。

图5 A、D与A、C两两因素交互作用对凝固型藤椒酸奶感官评分影响的响应曲面图

2.2.3 工艺参数验证

由响应面试验得到凝固型藤椒酸奶的最佳工艺理论值：白砂糖添加量7.52%、藤椒油添加量2.08%、稳定剂添加量0.39%、发酵剂添加量25.21%，为方便实验操作，调整白砂糖添加量7.5%、藤椒油添加量2%、稳定剂添加量0.4%、发酵剂添加量25%。通过验证试验进一步验证，所制得的酸奶口感和组织状态俱佳，风味协调，感官评分为85.3分，相对误差＜5%，说明响应面法优化得到的条件参数准确可靠，有实用价值。

2.3 凝固型藤椒酸奶品质分析

由表5可知，在最佳工艺条件下制得的凝固型藤椒酸奶和市售的两款凝固型酸奶的蛋白质、脂肪含量、酸度、pH等理化指标和大肠杆菌群、乳酸菌菌落总数等微生物指标均符合国标要求，同时藤椒酸奶的硬度、黏度和凝胶强度等质构指标与市售的两款凝固型酸奶较为接近，表明按照试验优化所得的最佳工艺制得的凝固型藤椒酸奶品质良好且较为稳定均匀。

表5 凝固型藤椒酸奶理化检测结果

3 结论

将四川洪雅特产藤椒加入到酸奶中，通过响应面优化试验得到凝固型藤椒酸奶的最佳工艺：藤椒油浸物添加量2%，白砂糖添加量7.5%，稳定剂添加量0.4%，发酵剂添加量25%，在43 ℃下发酵4.5 h。在此工艺下，可获得具有典型藤椒风味，酸甜适宜，均匀细腻的藤椒风味酸奶。利用藤椒开发新型风味酸奶，不仅可以更好地扩宽酸奶的口味和市场，更为藤椒的精深加工和资源开发利用、旅游产品的开发等提供了可参考思路，具有重要的经济效益和现实意义。