番木瓜发酵乳工艺条件的优化

李海薇，靳改龙

（新疆农业职业技术学院，新疆昌吉 831100）

番木瓜（Carica papayaL.）原产热带美洲，是番木瓜科、番木瓜属植物[1]。其成熟的果肉为橙黄色或者橙红色，番木瓜乳汁是制作松化粉（嫩肉粉）的纯天然材料之一[2]。医学研究表明，番木瓜具有抗炎抗菌、增强免疫力、利尿、防止肝硬化、降血脂血糖、促进肝细胞再生和抗衰老等多种功效[3-5]。

发酵乳是由乳酸菌发酵的各类乳制品，其比牛乳更易被人体吸收利用[6]。目前在市场上主要以酸性乳和活性乳等富含大量有益活性菌的乳制品为主要产品。木瓜发酵乳不仅具有发酵乳本身所具有的营养特点，还弥补了发酵乳中所缺乏的维生素等营养物质，同时赋予了木瓜特殊的营养功效，是人们追求营养与保健养生的理想食品[7]。番木瓜发酵乳的产生为番木瓜深加工产业开辟了一条新出路，同时又对提高农产品的市场竞争力具有现实意义[8-9]。现有的番木瓜发酵乳工艺主要是以新鲜牛乳或优质全脂乳粉和木瓜汁为主要原料，以纯菌种（保加利亚乳杆菌、双歧杆菌和嗜热链球菌等为主）或按一定配比的复合菌为菌种制作发酵剂[10-11]，在均质状态下，经灭菌冷却后加入发酵剂进行液态发酵，研制出具有较高营养价值和独特风味的番木瓜发酵乳[12-13]。

本研究将新鲜番木瓜汁和风味发酵乳有机结合起来，采用单因素试验和正交试验确定出最佳配方和发酵条件，为研制新型番木瓜发酵乳提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料和菌种

材料：市场销售的番木瓜，新鲜、成熟、无烂点；全脂乳粉；白砂糖。

发酵剂/菌种：市售商品发酵剂（菌种为保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的复合菌）。

1.2 仪器和设备

MLR-352H-PC型通用环境实验箱（普和希株式会社-日本PHCbi）；BSC-1304ⅡA2型生物安全柜（苏州安泰空气技术有限公司）；榨汁机；SX-500蒸汽灭菌器（日本-Tomy）。

1.3 试验方法

1.3.1 测定方法

酸度测定：FE28型pH计[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]；脂肪测定：索氏提取法[14]；糖度测定：HT-113ATC型手持糖度计；蛋白质测定：凯氏定氮法[15]；可溶性固形物测定：WYA-3S型阿贝折光仪。

1.3.2 发酵乳制备工艺流程

番木瓜汁制备工艺流程为果实精选→清洗去皮→去籽清洗→切块开水热烫→榨汁过滤→加热→二次过滤→装罐封口→保存备用。

番木瓜发酵乳制作工艺流程为全脂乳粉加白砂糖→稀释溶解→加番木瓜汁→混合预热→灭菌→冷却接种→发酵→冷藏。

1.3.3 番木瓜发酵乳配方的正交试验

番木瓜发酵乳的品质主要与新鲜番木瓜汁、全脂乳粉和白砂糖3者之间的配比有关。本研究以单因素试验为基础，进行3因素3水平正交试验（表1），在产品发酵结束之后，由10人组成的评定小组对产品开展感官评定，取平均值，并根据评分结果确定番木瓜发酵乳配方。

表1 番木瓜发酵乳配方的正交试验设计

1.3.4 番木瓜发酵乳发酵条件的单因素试验

（1）菌种接种量对番木瓜发酵乳感官质量的影响。试验在发酵温度44 ℃，发酵时间5 h，新鲜番木瓜汁、白砂糖和全脂乳粉添加量分别为30%、6%和l5%，pH值为自然的条件下，设置发酵剂菌种接种量分别为4%、5%、6%、7%、8%和9%进行单因素试验。

（2）发酵温度对木瓜发酵乳感官质量的影响。在发酵时间5 h、发酵剂接种量7%、新鲜番木瓜汁添加量30%、全脂乳粉添加量15%和白砂糖添加量6%，pH值为自然的条件下，选择发酵温度分别为40 ℃、42 ℃、44 ℃、46 ℃、48 ℃和50 ℃进行单因素试验。

（3）发酵时间对番木瓜发酵乳感官质量的影响。在发酵温度44 ℃，接种量7%，鲜番木瓜汁、白砂糖和全脂乳粉添加量分别为30%、6%和l5%，pH值自然的条件下，分别选择发酵时间4.0 h、4.5 h、5.0 h、5.5 h、6.0 h和6.5 h进行单因素试验。

1.3.5 番木瓜发酵乳发酵条件确定的正交试验

以接种量（%）、发酵温度（℃）和发酵时间（h）为考察因素，以香气、口味和组织状态为考察指标，进行3因素3水平正交试验，番木瓜发酵乳发酵条件的正交试验设计见表2。

表2 番木瓜发酵乳发酵条件的正交试验设计表

1.3.6 产品的质量指标

番木瓜发酵乳理化指标和环境卫生参照国家标准《食品安全国家标准 发酵乳》。番木瓜发酵乳的感官评定标准见表3。

表3 番木瓜发酵乳的感官评定标准

2 结果与分析

2.1 番木瓜汁的制备

番木瓜果肉和水质量比为2∶1进行打浆，经过二次过滤制得备用的果汁。果肉的出汁率保持在65%～85%最好，经过测定，经二次过滤的番木瓜汁糖度是7%，酸度是5.9。

2.2 番木瓜发酵乳的最佳配方确定

由表4可知，影响发酵乳感官质量的因素（添加量）的先后顺序为新鲜番木瓜汁＞白砂糖＞全脂乳粉。因此，木瓜发酵乳的最佳配方组合为新鲜番木瓜汁、全脂乳粉和白砂糖的添加量分别为30%、15%和8%。在此配方条件下，番木瓜发酵乳的感官评定最好，感官评分为85.2分。

表4 番木瓜发酵乳配方的正交试验结果

2.3 番木瓜发酵乳发酵条件的确定

2.3.1 菌种接种量对番木瓜发酵乳感官品质的影响

菌种接种量不仅对乳酸菌的生长具有一定的影响，还影响着发酵乳的组织状态、口感和香气。若菌种接种量较低，将抑制菌种产酸或不能稳定地产酸；同时对菌种的生长环境产生不利影响，菌种无法生长。若菌种接种量高，因产酸过快，酸度上升较高，严重影响番木瓜发酵乳的香味，最终会导致番木瓜发酵乳产品的组织状态存在缺陷。由表5可知，当菌种接种量为6%、7%、8%时，番木瓜发酵乳感官品质属于较优水平，且当菌种接种量为7%时，番木瓜发酵乳的气味、口感、色泽和组织状态最好，故正交试验中菌种接种量的3个因素水平是6%、7%和8%。

表5 接种量对番木瓜发酵乳感官品质的影响

2.3.2 发酵温度对木瓜发酵乳感官品质的影响

发酵温度影响番木瓜发酵乳中的菌种生长速度[16]。在发酵过程中，发酵温度过高，双歧杆菌的生长比嗜酸乳杆菌要旺盛，会出现刺激性较为浓烈的酸味，同时会使发酵乳的硬度增大、香味不足、色泽不好以及口感不佳。此外，在保存过程中，酸度依旧会不断增高，造成口感过酸。若番木瓜发酵乳在发酵过程中发酵温度较低，则会发生嗜酸乳杆菌比双歧杆菌生长旺盛的状态，从而引起酸味不足、酸奶硬度不够等缺陷，进而影响整个实验的进度以及发酵乳产品的感官质量。由表6可知，发酵温度为44 ℃时，产品的色泽、气味、口感、组织状态最好，故正交试验选择发酵温度的3个水平分别为44 ℃、46 ℃和48 ℃。

表6 发酵温度对番木瓜发酵乳感官品质的影响

2.3.3 发酵时间对番木瓜发酵乳感官品质的影响

在发酵过程中，如果发酵时间过长，导致酸度过高，乳清析出过多，影响发酵乳的口感和风味；如果发酵时间太短，木瓜发酵乳所发酵的组织状态不够黏稠细腻，风味口感也会比较差[17]。由表7可知，当发酵时间在5.0 h时，产品的口感、色泽、组织状态最好，故正交试验选择发酵时间的3个水平分别是5.0 h、5.5 h和6.0 h。

表7 发酵时间对番木瓜发酵乳感官品质的影响

2.3.4 番木瓜发酵乳发酵条件确定的正交试验

由表8可知，影响发酵乳感官品质的因素大小为接种量＞发酵温度＞发酵时间，经验证，组合D2E1F2的感官评分最高，得出番木瓜发酵乳产品的最佳发酵条件为接种量是7%、温度为44 ℃、时间为5.5 h。在上述条件下对产品进行发酵，其口感、色泽、组织状态最好，感官评分为90.6分。

表8 番木瓜发酵乳发酵条件的正交试验结果

2.4 产品的质量指标

2.4.1 感官指标

番木瓜发酵乳的香味与口感为酸度适中，甜腻滑爽，具有浓郁的番木瓜清香，发酵乳风味独特，有发酵乳特有的口感和气味；组织状态为质地均匀，黏度适宜，未出现乳清分离现象；色泽状态为色泽均匀，呈浅红色。

2.4.2 理化指标

蛋白质：2.88%；脂肪：3.10%；pH值：4.16；可溶性固形物：l5.2%。

3 结论

本研究结果表明番木瓜发酵乳以最佳原料配比（番木瓜果肉∶水=2∶1）进行打浆，二次过滤得到番木瓜汁，果汁糖度维持在7%。番木瓜发酵乳的最佳配方为鲜番木瓜汁、全脂乳粉、白砂糖的添加量分别为30%、15%和8%；发酵条件为7%接种量，44 ℃发酵5.5 h。通过对番木瓜发酵乳（色泽、气味、组织状态和口感）的感官评价及理化指标测定，表明把鲜番木瓜汁添加到原料乳液中进行发酵能够生产出高品质、高营养、受欢迎的风味番木瓜发酵乳。