清热型酸奶配方及工艺的研究

张秀凤，吕 孟

(河南牧业经济学院 食品与生物工程学院，河南 郑州 450046)

酸奶是以生乳或乳粉为原料，经杀菌、接种嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌发酵而制成的产品[1]。酸奶中富含有益人体健康的活性乳酸菌、蛋白质、钙及维生素等多种营养成分，有通肠润便、补钙补磷、增强人体免疫力等诸多功效，适合各类人群食用。

菊花含有丰富的萜类、挥发油、金合欢素、丁香脂素、麦黄酮等多种活性成分[2]，有抗菌、消炎、抗氧化和抗病毒等生理活性[3]，具有疏风、清热、安神、排毒等作用，常被用作食品的功能性原料。金银花是忍冬的花蕾，其性甘、寒,气味芳香，含有丰富的黄酮类、有机酸类和三萜类等活性成分，常用于治疗热毒血痢、风热感冒、温病发热等病症[4]。雪梨营养丰富，口感甘甜，含有维生素、糖类、脂肪、蛋白质、矿物质元素及有机酸等多种营养成分[5]，其性微凉、味甘、微酸，具有生津润燥、润肌白肤、清热化痰等功效，被广泛应用于食品。冰糖性温，具有止咳、清痰、润肺和去火等作用。

随着社会主义现代化建设步伐的加快，人们承受的各种压力不断增大，浮躁、冲动、易怒、火气大等不良情绪不断地出现在现代人的身上。清热下火的食品越来越受到人们的关注。本试验目的是在传统酸奶的基础上，添加菊花汁、梨汁、金银花汁等清热性辅料，确定清热型酸奶的配方及工艺。

1 试验方法

1.1 酸奶生产工艺流程

金银花汁、菊花汁、梨汁

↓

鲜牛乳→调配→预热→均质→杀菌→冷却→接种→灌装→发酵→冷却

↑ ↓

果胶、冰糖粉 成品←检验 ←后熟

1.2 菊花汁、金银花汁、梨汁最佳配比的确定

1.2.1 菊花汁、金银花汁、梨汁的制备

(1)金银花汁的制备：液料比为40∶1。恒温90 ℃浸提30 min，用200目漏斗过滤得到金银花汁，放置冰箱冷藏备用。

(2)菊花汁的制备：液料比为60∶1。恒温90 ℃浸提30 min，用200目漏斗过滤得到菊花汁，放置冰箱冷藏备用。

(3)梨汁的制备：选择成熟、品质优良的雪梨，清洗干净、削皮、去核，切成 1 cm的小块。将雪梨块放入0.2%的抗坏血酸溶液中浸泡5 min。然后将护色后的雪梨块和0.2%的抗坏血酸溶液按1∶1的比例倒入榨汁机中打浆。用200目漏斗过滤，放置冰箱冷藏备用。

1.2.2 菊花汁、金银花汁、梨汁最佳添加量的确定

分别添加2%、3%、4%、5%、6%的菊花汁，以感官评分和乳清析出率为评价指标，确定菊花汁的最佳添加量。分别添加2%、3%、4%、5%、6%的金银花汁，以感官评分和乳清析出率为评价指标，确定金银花汁的最佳添加量。分别添加5%、7%、9%、11%、13%的梨汁，以感官评分和乳清析出率为评价指标，确定梨汁的最佳添加量。

1.2.3 菊花汁、金银花汁、梨汁最佳配比的确定

在单因素试验的基础上，进行三因素三水平正交试验(表1)，以感官评分为评价指标。

表1 正交试验表

1.3 果胶和发酵剂的最佳添加量及最佳发酵时间的确定

按照1.2的试验结果，分别加入0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%的果胶，以感官评分和乳清析出率为评价指标，确定果胶的最佳添加量。按照1.2的试验结果，分别添加0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%的发酵剂，以感官评分、乳清析出率和滴定酸度为评价指标，确定发酵剂的最佳添加量。按照1.2的试验结果，分别发酵7 h、8 h、9 h、10 h、11 h、12 h，以感官评分和乳清析出率为评价指标，确定最佳发酵时间。

1.4 清热型酸奶的配方及工艺优化

在单因素试验的基础上，采用Box-Behnken软件对果胶添加量、发酵剂添加量、发酵时间三个因素进行三因素三水平的响应面优化试验(表2)，以感官评分作为响应值。

1.5 检测指标

1.5.1 感官评价

感官评价以口感、风味、乳清析出状况、组织状态和色泽为指标，满分100分，感官评价如表3所示。

表2 三因素三水平的响应面优化试验因素水平表

1.5.2 乳清析出率

参考杨钠等[6]的方法。称取100 g酸奶样品，在4 ℃下，用120目漏斗过滤2 h，用250 mL锥形瓶收集乳清称重。做三次平行试验，取平均值。计算公式如下：

式中：X——乳清析出率/%；

m1——乳清质量/g；

m0——样品质量/g。

1.5.3 酸度的测定

参照GB 5009.239-2016《食品安全国家标准食品酸度测定》进行。

表3 感官评价表

2 结果与分析

2.1 菊花汁、金银花汁、梨汁的添加量对酸奶品质的影响

菊花汁添加量对酸奶感官评分和乳清析出率的影响见图1。由图1可知，随着菊花汁添加量增多，酸奶感官评价得分表现为先增加后降低，当添加4%的菊花汁时，感官评价得分达到峰值83.58分，随后开始逐渐下降。随着菊花汁添加量增多，酸奶的乳清析出率呈现缓慢上升的趋势。随着菊花汁含量增多，酸奶的菊花味逐渐显露并慢慢变浓，淡淡的菊花清香味使感官评分不断增加，但是菊花汁添加过多，味道过浓，会掩盖酸奶原有的发酵香味，影响酸奶的感官评分，同时菊花汁添加量过大，会破坏酸奶体系的稳定性，使乳清析出率增大。根据感官评分和乳清析出率两个评价指标，确定菊花汁的最佳添加量为4%。

图1 菊花汁添加量对酸奶感官评分和乳清析出率的影响

金银花汁添加量对酸奶感官评分和乳清析出率的影响见图2。从图2可以看出，随着金银花汁含量增加，酸奶感官评价得分表现为先升高后降低，当加入5%的金银花汁时，感官评分达到了峰值83.03分，然后开始下降。随着金银花汁含量增加，酸奶的乳清析出率呈现较缓慢的上升趋势。随着金银花汁含量增加，酸奶的金银花味逐渐变浓，清新淡雅的金银花的中药香味使感官评分不断增加，但是金银花汁添加过多，中药味道过浓，反而使酸奶风味失衡，影响了酸奶的感官评分，同时金银花汁含量过大，会破坏酸奶的稳定性，使乳清析出率变大。根据感官评分和乳清析出率两个指标，确定金银花汁的最佳添加量为5%。

图2 金银花汁添加量对酸奶感官评分和乳清析出率的影响

梨汁添加量对酸奶感官评分和乳清析出率的影响见图3。由图3可知，随着梨汁添加量增多，酸奶感官评价得分表现为先升高后降低，当梨汁添加量为9%时，感官评分达到峰值84.7分，随后逐渐下降。随着梨汁添加量慢慢增多，酸奶的乳清析出率表现为先降低后升高，当梨汁的添加量为9%时，乳清析出率达到最低点12.25%。随着梨汁含量不断增多，酸奶中的梨香味渐渐变浓，清新的梨香味使酸奶的滋味逐渐变好，同时随着梨汁添加量增加，梨汁中的果胶会增加酸奶的稳定性，使乳清析出率下降，但当梨汁添加过多时，水分含量增加，导致乳清析出率增加。根据感官评分和乳清析出率两个指标，确定梨汁的最佳添加量为9%。

图3 梨汁添加量对酸奶感官评分和乳清析出率的影响

2.2 菊花汁、金银花汁、梨汁最佳配比的确定

菊花汁、金银花汁、梨汁正交优化试验结果见表4。从表4可以看出，菊花汁，金银花汁和梨汁这三个因素对酸奶感官的影响程度不同，影响大小的顺序为金银花汁>菊花汁>梨汁。根据正交测试结果选择的最佳组合是E1D3F1，即酸奶中这三种辅料最佳配比为金银花汁4%、菊花汁5%、梨汁7%。

表4 正交试验结果

2.3 果胶添加量对酸奶品质的影响

果胶添加量对酸奶感官评分和乳清析出率的影响见图4。由图4可知，随着果胶添加量增加，酸奶感官评价得分先升高后降低，当加入0.25%的果胶时，感官评价得分达到最高值88.12分，随后开始逐渐下降。随着果胶增多，酸奶的乳清析出率呈现下降趋势，果胶添加量为0.25%时，乳清析出率为11.48%。果胶具有稳定作用，随着果胶含量增加，酸奶的组织状态和味道改善，感官评分增高，但是果胶添加量过高，酸奶成胨块状，有黏附感，影响感官评分。根据乳清析出率和感官评价两个指标，果胶的最佳添加量为0.25%。

图4 果胶添加量对酸奶感官评分和乳清析出率的影响

2.4 发酵剂添加量对酸奶品质的影响

发酵剂添加量对酸奶感官评分和乳清析出率的影响见图5。由图5可知，随着发酵剂添加量增多，酸奶乳清析出率先下降后升高，当添加0.004%的发酵剂时，乳清析出率达到最低点14.08%。随着发酵剂添加量增多，酸奶的滴定酸度呈上升趋势，感官评价得分先上升后下降，当发酵剂的添加量为0.004%时，感官评价得分达到峰值88.62分，此时酸奶的滴定酸度为78.1°T。当发酵剂含量较低时，酸奶不能完全发酵，酸度不够，随着发酵剂添加量增多，酸奶的风味逐渐变好，感官评分增高，乳清析出率下降，但是发酵剂含量过高，乳酸菌过多，产酸过快，发酵过度，使酸奶口感过酸并且影响酸奶的组织状态。根据感官评分、乳清析出率和滴定酸度三个指标，确定发酵剂的最佳添加量为0.004%。

2.5 发酵时间对酸奶品质的影响

发酵时间对酸奶感官评分和乳清析出率的影响见图6。由图6可知，随着酸奶发酵时间延长，酸奶的感官评分先升高后降低，当酸奶发酵的时间达到10 h时，感官评分达到最高值88.61分，随后开始逐渐下降。随着发酵时间延长，酸奶的乳清析出率先下降后升高，当发酵时间达到10 h时，乳清析出率最低15.33%，随后乳清析出率开始增大。随着酸奶发酵时间增长，酸奶发酵逐渐成熟，风味越来越好，感官评分不断增加，乳清析出率不断降低。但是发酵时间过长、发酵过度会影响酸奶的稳定性，使感官评分下降，乳清析出率变大。根据感官评分和乳清析出率两个指标，确定最佳发酵时间为10 h。

图5 发酵剂添加量对酸奶感官评分、乳清析出率、滴定酸度的影响

图6 发酵时间对酸奶感官评分和乳清析出率的影响

2.6 清热型酸奶配方及工艺优化

2.6.1 模型的建立和方差分析

根据单因素试验的结果，选择果胶添加量(A)，发酵剂添加量(B)和发酵时间(C)作为因变量，以感官评分(Y)作为响应值，响应面优化试验结果见表5。利用设计专家8.0.6软件对表5的数据进行处理，二次多项式回归方程为：Y=91.23+0.29A+0.25B+0.37C-0.36AB-0.07AC+0.39BC-1.41A2-1.59B2-1.89C2。

表5 响应面优化试验结果

方差分析结果见表6，由表6可知, 所建立模型P<0.0001，说明极显著；失拟项>0.05，不显著；模型的调整系数R2=0.9890，表明该清热型酸奶感官得分的变化有98.82%来源于发酵剂添加量、发酵时间和果胶添加量。Radj2=0.9749说明该模型拟合程度比较好，试验误差小。方差分析二次项A2、B2、C2对响应值影响极为显著，因素A、B、C及交互项AB、AC对响应值影响显著，交互项BC对响应值影响不显著，说明三个因素在取值范围内对感官评分的影响大小的顺序为B>A>C，即发酵剂添加量>果胶添加量>发酵时间。

表6 响应面方差分析结果

2.6.2 响应面3D曲面分析

由图7、图8和图9可知，酸奶的感官评分受果胶添加量和发酵剂添加量这两个因素交互作用的影响较显著，在果胶添加量、发酵剂添加量分别接近0.26%、0.0042%时，得出的感官评分最接近等高线的圆心，即感官评分最高。酸奶的感官评分受果胶添加量和发酵时间这两个因素交互作用的影响较小，在果胶添加量、发酵时间分别接近0.26%、10.2 h时，得出的感官评分最接近等高线的圆心，即感官得分最高。酸奶的感官评分受发酵剂添加量和发酵时间这两个因素交互作用的影响较显著，在发酵剂添加量、发酵时间分别接近0.0042%、10.2 h时，得出的感官评分最接近等高线的圆心，即感官评分最高。通过响应面分析，可以得到清热型酸奶的最佳工艺条件为果胶添加量0.26%、发酵剂添加量0.0042%、发酵时间10.2 h。

图7 果胶添加量和发酵剂添加量的交互作用

图8 果胶添加量和发酵时间的交互作用

2.6.3 验证试验

为了验证响应面设计的可靠性，在上述最佳条件下进行验证试验，即鲜乳中添加4%金银花汁、5%菊花汁、7%梨汁、8%冰糖、0.26%果胶后，经均质杀菌等工艺后，添加0.0042%直投式发酵剂，发酵10.2 h，4 ℃下冷却后熟化24 h。做三组平行试验，感官评分为91.31分，酸度为82.4°T，乳清析出率为8.13%。

图9 发酵剂添加量和发酵时间的交互作用