蓝莓紫薯发酵乳的研制

邓 凯，何相伟，李原野，杨宝嘉，刘妍妍＊

1 黑龙江惠丰乳品有限公司，黑龙江大庆163319

2 黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆163000

0 引言

发酵乳是生牛（羊）乳通过乳酸菌进行发酵后制作成的营养保健乳制品[1]。这种发酵乳能够促进肠胃蠕动，调节肠道内菌群生态平衡，帮助肠胃消化，在肠胃内部构造一层屏障用以抵御有害菌对肠道的入侵[2，3]。其中的乳酸菌代谢产物能够形成保护膜，抑制肠道致癌物产出，具有抗肿瘤作用[4，5]。

紫薯含有蛋白质、果胶、纤维素、维生素、氨基酸[6~8]、多类矿物质，具备大量且极其丰富的营养[8~10]。蓝莓内含丰富的花青素，能够降低胆固醇、减少心脏病的发生率、清理打扫体内自由基[11~13]。美国国家医学研究所以及农业部对蓝莓深入研究分析后发现，蓝莓不仅有纤维、果糖和维生素等营养成分，还富含抗氧化剂、花青素、类黄酮和细菌生长抑制剂等物质。蓝莓果实中维生素C的含量是苹果的几十倍[14]，被称为水果和蔬菜的“抗氧化第一号”。

本试验以牛乳为原料，加入蓝莓和紫薯进行发酵，通过单因素和正交试验以感官评分和乳清析出率为评价指标，研制出蓝莓紫薯味道的健康发酵乳。

1 材料与方法

1.1 试验材料及仪器

牛乳，内蒙古伊利实业集团股份有限公司；白砂糖，太古糖业有限公司；菌种（保加利亚嗜热乳杆菌），哈尔滨美化生物技术股份有限公司；稳定剂（果胶），哈尔滨美化生物技术股份有限公司；蓝莓、紫薯，购于当地超市。

TD4A高压均质机，长沙英泰仪器有限责任公司；TP310 pH计，上海森信试验仪器有限公司；FC204电子分析天平，沈阳龙腾电子有限公司；DK-S24电热恒温水浴锅，上海森信试验仪器有限公司；LDZX-75KBS高压蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；DHP-9052电热恒温培养箱，上海森信试验仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 发酵工艺流程及要点

牛乳→接菌种→发酵→配料（紫薯泥、蓝莓果酱、白砂糖）→混匀均质→灭菌（95 ℃、8 min）→冷却→发酵乳[15]

（1）牛乳接菌种并发酵

经过杀菌的牛乳，自然冷却至42~43 ℃，添加一定量的菌种，充分搅拌均匀，进行发酵。

（2）紫薯泥制备

挑选出新鲜紫薯清洗干净去皮，蒸煮锅蒸熟后用搅拌机搅拌成泥，将紫薯泥放凉备用。

（3）蓝莓果酱的制备

挑选新鲜饱满的蓝莓，用清水冲洗干净，擦干表面水分，压碎成糊，用小火煮，边煮边搅拌，煮至黏稠，放凉备用。

（4）混匀均质

将配料和称量好的牛奶混合均匀，盖上瓶盖，进行均质，15~20 MPa的压力，维持在65~70 ℃最为适宜。

（5）灭菌

把经过均质操作后得到的原料，放进高压蒸汽灭菌锅，121 ℃下灭菌10 min。

1.2.2 感官评价

设立10 人的感官评价组，对不同处理组的对酸奶的口感，组织状态，颜色以及风味分别进行感官鉴定评分[16]。取10 人评分的平均值作为蓝莓紫薯发酵乳的总分，满分是100分。蓝莓紫薯发酵乳感官评分标准见表1。

表1 发酵乳感官评定表

1.2.3 乳清析出率的测定

取5 mL酸奶放入玻璃离心管，以1 000 r/min离心15 min，测定乳清析出质量，按下式计算乳清析出率[17]。

1.3 单因素试验

1.3.1 紫薯添加量的确定

菌种添加量3%、稳定剂添加量0.4%，白砂糖添加量为7%，发酵时间6 h，蓝莓添加量8%，在42 ℃的发酵温度下，分别加入6%、8%、10%、12%的紫薯，并进行感官评价，确定最适宜的紫薯添加量。

1.3.2 蓝莓添加量的确定

菌种添加量3%、稳定剂添加量0.4%，白砂糖添加量为7%，发酵时间6 h，紫薯添加量10%，在42 ℃的发酵温度下，分别加入6%、8%、10%、12%的蓝莓，并进行感官评价，确定最适宜的蓝莓添加量。

1.3.3 菌种添加量的确定

稳定剂添加量0.4%，白砂糖添加量为7%，发酵时间6 h，紫薯添加量10%，蓝莓添加量8%，在42 ℃的发酵温度下，分别加入1%，3%，5%，7%的菌种，并进行感官评价，确定最适宜的菌种添加量。

1.3.4 发酵温度的确定

菌种添加量3%、稳定剂添加量0.4%，白砂糖添加量为7%，发酵时间6 h，紫薯添加量10%，蓝莓添加量8%，分别置于36 ℃、39 ℃、42 ℃、45 ℃条件下发酵，并进行感官评价，确定最适宜的发酵温度。

1.4正交试验

依照单因素试验结果，确定稳定剂添加量为0.4%，白砂糖添加量为7%，发酵时间为6 h，选出影响蓝莓紫薯发酵乳感官评分显著的因素，并对其进行正交试验优化。以紫薯含量、蓝莓含量、菌种含量、发酵温度四个因素作为自变量，进行L9（34）正交试验。正交试验因素水平表见表2。

表2试验因素水平表

1.5数据处理

采用Statistix 8.1和SPSS 20.2软件进行数据统计分析，差异显著性分析（P＜0.05）；采用Excel 2013软件绘图。试验均重复3 次，每个处理组做3 个平行，数据表示为平均值±标准差。

2 试验结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 紫薯添加量对蓝莓紫薯发酵乳品质的影响

由图1可知，蓝莓紫薯发酵乳的感官评分随着加入紫薯量的增加先增高后降低，紫薯添加量为10%时感官评分最高，为91分。当添加量小于10%时，呈现的色泽是比较劣质的，没有紫薯特有的风味；当添加量大于10%时，色泽重，并且紫薯味道盖过发酵乳本身。

图1紫薯添加量对发酵乳品质的影响

紫薯添加量会影响乳清析出率，添加过多，对乳清析出率的影响较大，乳清析出明显，产品稳定性下降；添加过少，对乳清析出率的影响较小。

综上所述，当紫薯添加量为10%时最合适。

2.1.2 蓝莓添加量对蓝莓紫薯发酵乳品质的影响

蓝莓添加量对发酵乳品质影响如图2所示，蓝莓紫薯发酵乳的感官评分随着加入蓝莓添加量的增加呈现出先增高后降低的趋势。当蓝莓添加量为8%时感官评分最高，为91分；蓝莓添加量小于8%时，发酵乳色泽较差，没有蓝莓特有的色泽和风味；当蓝莓添加量大于8%时，发酵乳色泽重，蓝莓风味过浓，有颗粒感，影响发酵乳的风味。

图2蓝莓添加量对发酵乳品质的影响

蓝莓添加量对乳清析出率有着显著影响，添加量较低时乳清析出明显，产品稳定性下降；蓝莓添加量较大时，对乳清析出率的影响较小。

综上所述，当蓝莓添加量为8%时最合适。

2.1.3 菌种添加量对蓝莓紫薯发酵乳品质的影响

由图3可知，蓝莓紫薯发酵乳的感官评分随着菌种添加量的增加呈现出先增高后降低的趋势，菌种添加量为3%时感官评分最高，为90分。当菌种添加量小于3%时，发酵乳味道较甜、较淡，凝固状态差。当添加量大于3%时，酸奶口感偏酸，口感硬，影响发酵乳的风味。

菌种添加量对乳清析出率存在显著影响，添加过少对乳清析出率的影响较小，添加过多对乳清析出率的影响较大，使乳清析出明显，使产品稳定性下降。

图3菌种添加量对发酵乳品质的影响

综上所述，当菌种添加量为3%时最合适。

2.1.4 发酵温度对蓝莓紫薯发酵乳品质的影响

由图4可知，蓝莓紫薯发酵乳的感官评分随着发酵温度的增加，感官评分先增高后降低，发酵温度为42 ℃时感官评分最高，为92分。当低于42 ℃的发酵温度时，发酵乳黏度较低，有少量乳清析出，发酵乳的风味差。当高于42 ℃的发酵温度时，发酵乳口感差，质地黏稠，影响发酵乳的风味。

图4 发酵温度对发酵乳品质的影响

发酵温度的不同会影响乳清析出率，发酵温度过低对乳清析出率的影响较小，发酵温度过高对乳清析出率的影响较大，使乳清析出明显，使产品稳定性下降。

综上所述，当发酵温度为42 ℃时最合适。

2.2 正交试验

对蓝莓紫薯发酵乳发酵工艺进行优化试验设计，结果如表3所示。根据每个因素的各水平之间极差值的大小，确定哪个因素是影响蓝莓紫薯发酵乳的最主要因素。当R越大时，对发酵乳品质的影响越大；相反R越小时，对发酵乳品质的影响越小。由表3可知，四种单因素对蓝莓紫薯发酵乳感官评分影响的主次顺序为：紫薯添加量A>蓝莓添加量B>发酵温度D>菌种添加量C。影响蓝莓紫薯发酵乳乳清析出率的主次顺序为：紫薯添加量A>蓝莓添加量B>发酵温度D=菌种添加量C。所以紫薯添加量对蓝莓紫薯发酵乳的影响最明显。

以感官评分为指标的正交试验得出制作蓝莓紫薯发酵乳的最佳条件为A3B2C2D3，以乳清析出率为指标的正交试验得出制作蓝莓紫薯发酵乳的最佳条件为A3B3C2D3，感官评分对蓝莓紫薯发酵乳的影响大于乳清析出率的影响，最后得出本试验的最佳优化条件为A3B2C2D3，最佳方案为：紫薯添加量是10%，蓝莓添加量是8%，菌种添加量为3%，发酵温度为42℃，感官评定分数为92分，乳清析出率为5.6%。

表3正交试验结果

3 结论

通过单因素和正交试验得出最佳的蓝莓紫薯发酵乳制备条件为：果胶添加量为0.4%，在发酵时长6 h，42℃条件下加入糖量7%、紫薯泥10%、蓝莓果酱8%。此条件下所得到的蓝莓紫薯发酵乳口感细腻，有独特的紫薯香味和蓝莓香味，发酵乳质地黏稠，呈紫红色，酸甜适宜，没有乳清析出现象。本研究将蓝莓和紫薯两种高营养的物质结合，通过酸奶成品的方式呈现，丰富了我国酸奶品种的多样化，同时也为功能性乳制品的研发奠定了基础。