玫瑰花酸奶加工工艺的研究
2022-07-25王海波杜王茜
张 静,王海波,杜王茜,姚 芳
(江苏农牧科技职业学院,江苏泰州 225300)
玫瑰是中国的传统名花,兼具食用价值和药用价值,有较大的开发潜力,玫瑰花含有大量黄酮类、酚酸类、挥发油物质和多糖等化学成分[1-3]。黄酮类化合物是玫瑰花中的主要活性成分之一,具有抗肿瘤活性、保肝、保护心脑血管系统、抗病毒、免疫调节、抗衰老,以及降血脂、防止骨质疏松等多种作用[4-6]。近年来,随着人们生活水平的提高,健康产业的不断升温,保健产品的开发热度也不断上升,玫瑰花的药食同源功效也逐渐受到关注。目前,我国对玫瑰花食品的开发主要在直接应用上,如玫瑰酱、鲜花饼、玫瑰茶块等[7],将玫瑰花提取液应用到乳制品中还未见详细报道。
试验采用水酶法协同超声提取[8]得到富含玫瑰花黄酮的玫瑰花提取液添加至牛乳中,进行乳酸发酵制备玫瑰花酸乳,以期得到富含抗氧化功能且具有玫瑰花香味的酸乳制品。该产品不仅丰富了酸乳产品种类,更为玫瑰花资源的开发利用提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
玫瑰花茶、蔗糖,购自大润发超市;全脂奶粉,光明乳业股份有限公司提供;纤维素酶,和氏璧生物科技有限公司提供;酸奶稳定剂,河北格贝达生物科技有限公司提供;优比特酸奶发酵菌粉(双歧杆菌型),青岛凯麦森食品科技有限公司提供;芦丁对照品,上海如吉生物科技发展有限公司提供;无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠,均为分析纯。
1.2 仪器与设备
60 目筛、九阳粉碎机、数显恒温水浴锅,江苏金坛市金城国胜实验仪器厂产品;KQ-250B 型超声波清洗器、高压均质机,上海东华高压均质机厂产品;凝固型智能酸奶柜,天津市特斯达食品机械科技有限公司产品;台式高速冷冻离心机、振荡器、紫外分光光度计。
1.3 试验方法
1.3.1 基础配方
玫瑰花酸奶配方中各组分添加量为奶粉15%,蔗糖5%,玫瑰花提取液5%,酸奶稳定剂0.2%,发酵剂1.0%,在42 ℃下发酵7 h。
1.3.2 工艺流程
(1) 玫瑰花的提取。
玫瑰花粉碎,过60 目筛→热水浸提15 min(料液比1∶15) →50 ℃水浴2 h,加入占玫瑰花质量0.5%的纤维素酶30 min 搅拌1 次→90 ℃灭酶10 min→超声提取50 ℃,30 min→滤布过滤得到提取液,冷藏备用。
(2) 酸奶的工艺流程。
①蔗糖+酸奶稳定剂溶解;
②奶粉水合复原;
③玫瑰花提取液;
①+②+③混合调配→均质(60 ℃,25MPa) 杀菌(95 ℃,5 min) →冷却至42~45℃→接种→发酵(42 ℃,7 h) →冷却→装罐→冷藏后熟。
1.3.3 操作要点
(1) 玫瑰花的前处理。将玫瑰花茶筛选除去杂质,剪去花托、萼片,粉碎过60 目筛,备用。
(2) 奶粉的复原。将奶粉缓慢、均匀地倒入50~60 ℃的水中,同时搅拌,使奶粉完全溶解。
(3) 稳定剂的使用。先与蔗糖干混,混合后的干粉缓慢倒入热水里,同时快速搅拌溶解。放置70 ℃时与调配好的复原乳混匀。
(4) 均质。采用二级均质,均质温度为65 ℃,压力为15~20 MPa。
(5) 接种。杀菌后的乳应马上降至45 ℃左右,以便接种发酵剂。接种时注意无菌操作,防止污染杂菌,接种后搅拌均匀。
(6) 发酵。发酵时应注意避免振动,否则会影响组织状态;发酵温度应恒定,避免忽高忽低;发酵酸度为70 °T 完成发酵。
(7) 冷却、后熟。将酸乳置于0~10 ℃的酸乳熟化柜中进行后熟化。
1.3.4 单因素试验设计
通过调整单因素的水平考查影响玫瑰花酸奶的4 个主要因素,玫瑰花提取液添加量、蔗糖添加量、发酵剂添加量和发酵时间,分别进行单因素试验研究。按照1.3.1 的基础配方和1.3.2 的工艺流程进行酸奶的制作。考查玫瑰花提取液添加量(5%,10%,15%,20%,25%)、蔗糖添加量(4%,5%,6%,7%,8%)、发酵剂添加量(0.4%,0.6%,0.8%,1.0%,1.2%) 和发酵时间(4,5,6,7,8 h) 对玫瑰花酸奶品质的影响,以成品的感官评分作为依据,选择玫瑰花提取液添加量、蔗糖添加量、发酵剂添加量及发酵时间的最优水平。
1.3.5 正交试验设计
在单因素试验的基础上,以玫瑰花提取液添加量、蔗糖添加量、发酵剂添加量和发酵时间四因素三水平,按照表1 设计正交试验,对玫瑰花酸奶工艺参数进行优化,确定最佳工艺参数。
正交试验因素与水平设计见表1。
表1 正交试验因素与水平设计
1.3.6 验证试验
按照正交试验优化后的参数进行试验,并将制备的产品进行感官评定和理化指标的检测。
1.3.7 感官评价
感官评价方法依据国标酸奶产品标准,邀请10 名专业人员分别对酸奶的滋味和气味、组织状态等进行感官评价,并按照评分表对产品进行打分。
感官评价标准见表2。
表2 感官评价标准
1.4 产品质量检测
1.4.1 理化及微生物的检测
酸度采用GB 5009.239—2016 酚酞指示剂法测定,蛋白质采用GB 5009.5—2016 凯氏定氮法测定,致病菌采用GB 4789.4—2016 检验。
1.4.2 发酵前后总黄酮含量的测定
参照李淑芳等人[9]的试验方法,采用分光光度法进行试验测定样品中总黄酮含量,于波长510 nm 处测定吸光度。
(1) 对照品溶液的制备。精密称取60 ℃干燥至恒质量的芦丁对照品10 mg 至50 mL 容量瓶中,加70%乙醇溶解并定容至刻度,摇匀,即得芦丁对照品溶液(C=0.2000 mg/mL)。
(2) 标准曲线的绘制。精密量取芦丁对照品溶液0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL,分别置于10 mL容量瓶中,按顺序依次加入质量分数为5%的亚硝酸钠溶液0.4 mL,摇匀,放置6 min;加入质量分数为10%的硝酸铝溶液0.4 mL,摇匀,放置6 min;再加入质量分数为4%的氢氧化钠溶液4.0 mL,并用体积分数70%乙醇稀释至刻度,摇匀,放置15 min。同法配制空白溶液,于波长510 nm 处测定吸光度。以芦丁质量浓度(X) 为横坐标,吸光度(Y) 为纵坐标进行线性回归,得回归方程为Y=0.2223X-0.0020,R2=0.9999。
芦丁标准曲线见图1。
图1 芦丁标准曲线
(3) 发酵前。精密量取玫瑰提取液1.0 mL,置于25 mL 容量瓶,加水定容。再精密量取容量瓶中的玫瑰提取液1 mL,置于10 mL 容量瓶中,按顺序依次加入质量分数为5%的亚硝酸钠溶液0.4 mL,摇匀,放置6 min;加入质量分数为10%的硝酸铝溶液0.4 mL,摇匀,放置6 min;再加入质量分数为4%的氢氧化钠溶液4.0 mL,并用体积分数为70%的乙醇稀释至刻度,摇匀,放置15 min。同法配制空白溶液,于波长510 nm 处测定吸光度。将吸光度代入回归方程计算样品溶液中的总黄酮含量,根据稀释倍数及样品质量换算出样品中总黄酮的含量。
(4) 发酵后。称10 g 酸奶放入离心管,加入10 mL无水乙醇,振荡,以转速2000~4000 r/min 离心5 min。精密量取上清液1 mL,置于10 mL 容量瓶中,按顺序依次加入质量分数为5%的亚硝酸钠溶液0.4 mL,摇匀,放置6 min;加入质量分数为10%的硝酸铝溶液0.4 mL,摇匀,放置6 min;再加入质量分数为4%的氢氧化钠溶液4.0 mL,并用体积分数为70%的乙醇稀释至刻度,摇匀,放置15 min。同法配制空白溶液,于波长510 nm 处测定吸光度。将吸光度代入回归方程计算样品溶液中的总黄酮含量,根据稀释倍数及样品质量换算出样品中总黄酮的含量。
1.4.3 其他玫瑰酸奶总黄酮含量的测定
采用上述分光光度法分别测定市场上莫斯利安玫瑰酸奶和新希望玫瑰酸奶的总黄酮含量,与试验玫瑰花酸奶总黄酮含量对比。
2 结果与分析
2.1 玫瑰花提取液添加量对玫瑰花酸奶感官品质的影响
玫瑰花提取液添加量对玫瑰花酸奶感官品质的影响见图2。
图2 玫瑰花提取液添加量对玫瑰花酸奶感官品质的影响
玫瑰花提取液添加量主要影响玫瑰花酸奶的色泽、滋味、口感和组织状态。试验在玫瑰花提取液添加量为5%~25%时,研究了玫瑰花提取液添加量对酸奶品质的影响。由图2 可知,随着玫瑰花提取液添加量的增加,玫瑰花酸奶的感官评分先升高后降低。当添加量过低时,酸奶颜色过浅,风味不明显;添加量过高时,酸奶颜色变深,涩味突出,口感不和谐,而且凝固性差。当玫瑰花提取液添加量为10%时,酸奶黏稠适中,色泽良好,具有明显的玫瑰花风味特征,感官评分最高。因此,可以确定10% 为最佳玫瑰花提取液添加量。
2.2 蔗糖添加量对玫瑰花酸奶感官品质的影响
蔗糖添加量对玫瑰花酸奶感官品质的影响见图3。
图3 蔗糖添加量对玫瑰花酸奶感官品质的影响
制作酸奶时,适量加糖可以提高风味,调节酸度,对产品口感的形成十分重要。试验在蔗糖添加量为4%~8% 时,研究了蔗糖添加量对酸奶品质的影响。由图3 可知,随着蔗糖添加量的增加,玫瑰花酸奶的感官评分先升高后降低。蔗糖添加量过少,玫瑰花酸奶过酸,风味较差;蔗糖添加量过多,玫瑰花酸奶过甜。当蔗糖添加量为5%时,酸奶风味最好,甜味和酸味完美融合,感官评分最高。因此,可以确定5%为最佳蔗糖添加量。
2.3 发酵剂添加量对玫瑰花酸奶感官品质的影响
发酵剂添加量对玫瑰花酸奶感官品质的影响见图4。
图4 发酵剂添加量对玫瑰花酸奶感官品质的影响
发酵剂添加量主要影响酸奶的品质。试验在发酵剂添加量为0.4%~1.2% 时,研究了发酵剂添加量对酸奶品质的影响。由图4 可知,随着发酵剂添加量的增加,玫瑰花酸奶的感官评分先升高后降低。当发酵剂添加量较低时,产生的乳酸量不足,风味较差;随着发酵剂量的增加,产酸逐渐增多,但添加量过多,则会导致产酸快,使凝乳速度过快,乳清析出,导致酸奶品质下降。当发酵剂添加量为0.8%时,酸奶质地均匀,有浓郁的酸香风味,感官评分最高。因此,可以确定0.8%为最佳发酵剂添加量。
2.4 发酵时间对玫瑰花酸奶感官品质的影响
发酵时间对玫瑰花酸奶感官品质的影响见图5。
图5 发酵时间对玫瑰花酸奶感官品质的影响
发酵时间对酸奶的状态、感官指标等有很大的影响。试验分别研究了发酵时间为4~8 h 时,酸奶的产品品质。由图5 可知,随着发酵时间的增加,玫瑰花酸奶的感官评分先升高后降低。发酵时间过短时,风味物质产生不够,产酸、产香不足,酸奶凝固不好,组织状态略松软;发酵过长会使酸奶的酸度提高,口感过酸,乳清析出较明显,产品品质变差。当发酵时间为7 h 时,玫瑰酸奶无乳清析出,黏度和酸度都比较适中,滋味最好,感官评分最高。因此,可以确定7 h 为最佳发酵时间。
2.5 正交试验设计结果分析
正交试验结果见表3。
由表3 可知,影响玫瑰花酸奶品质的主次因素为玫瑰花提取液添加量> 发酵时间> 发酵剂添加量>蔗糖添加量。玫瑰花酸奶最佳工艺参数组合为A2B1C3D3,即玫瑰花提取液添加量10%,蔗糖添加量4%,发酵剂添加量0.8%,发酵时间7 h。在此工艺条件下制备的酸奶品质最好。
表3 正交试验结果
2.6 验证试验结果分析
2.6.1 优化参数制备的产品感官及理化分析结果
验证试验结果分析见表4。
表4 验证试验结果分析
由表4 可知,正交试验设计的工艺参数为最佳,感官评分为94 分。理化检测结果均符合GB 19302—2010《食品安全国家卫生标准发酵乳》的指标标准。
2.6.2 发酵前后总黄酮含量的测定结果对比
发酵前后总黄酮含量值对比见表5。
表5 发酵前后总黄酮含量值对比
由表5 可知,发酵前和发酵后的总黄酮含量分别为14.62 mg/g 和0.95 mg/g,说明玫瑰花总黄酮的含量在发酵前后发生了变化。但根据研究[10]发现,玫瑰花在乳酸菌发酵后的抗氧化性能增强,可能是由于在发酵过程中其他抗氧化成分含量增加,也可能在发酵过程中黄酮发挥抗氧化作用保护了乳中脂肪的氧化,在该项目接下来的研究中可进行分析。
2.6.3 与市售玫瑰酸奶总黄酮含量的对比
市售玫瑰花酸奶总黄酮含量值对比见表6。
表6 市售玫瑰花酸奶总黄酮含量值对比
现有常见的市售玫瑰酸奶有2 种,从色泽上看,莫斯利安的酸奶呈乳白色,新希望玫瑰酸奶呈淡褐色,试验玫瑰酸奶呈淡咖啡色,市售产品中的黄酮含量均较低。试验玫瑰酸奶的总黄酮含量>新希望玫瑰酸奶>莫斯利安玫瑰酸奶,这可能与加工和配料有关。按照配料表,莫斯利安玫瑰酸奶添加了玫瑰花精油,新希望玫瑰酸奶添加了玫瑰花酱。相比较而言,添加玫瑰花提取液既丰富了酸奶的市场种类,又能充分利用玫瑰花资源,是玫瑰花在酸乳制品中较佳的应用方案,为玫瑰花资源的开发利用提供科学依据。
3 结论
通过试验确定了玫瑰花酸奶的最佳工艺,即玫瑰花提取液添加量10%,蔗糖添加量4%,发酵剂添加量0.8%,在42 ℃下发酵7 h。在此工艺条件下所得酸奶品质最好,无沉淀、无杂质、组织状态均匀,口感顺滑细腻,酸甜适中,富含黄酮类抗氧化成分,具有独特的玫瑰风味。该研究为乳品行业开发新产品和开发高附加值玫瑰花产品提供理论参考。