黑糖乌龙茶酸乳的研制及工艺条件优化

金洪伟，张居典，王青云,*

（1.深圳市光明区疾病预防控制中心，广东 深圳 518106；2.北大荒完达山乳业股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150078）

茶是最重要的经济植物之一，茶水是全球仅次于水消费最多的饮品[1]。茶根据制造工艺不同可以分为绿茶、黄茶、白茶、乌龙茶、红茶等多个种类[2]，其中乌龙茶由于具有抗肥胖和控制糖尿病等功效而备受关注[3-7]。乌龙茶是一种半发酵茶，风味介于红茶和绿茶之间，茶叶颜色多呈中间绿色、边缘红色，俗称红边绿叶[8-10]，从乌龙茶叶中分离和鉴定出100余种化学成分，含有丰富的多酚、生物碱、黄酮类化合物等物质[11]，具有改善和减少心血管疾病、抗氧化和抗菌等功能[12]。乌龙茶多酚（oxidized tea polyphenols，OTP）可调节肠道微生物群和产生短链脂肪酸，OTP中的主要酚类化合物表没食子儿茶素没食子酸酯具有有效的抗肥胖作用[13-14]。肥胖小鼠经OTP处理高脂饮食诱导4 周后，肠道菌群中拟杆菌门水平升高，厚壁菌门减少，厚壁菌门和拟杆菌门比率降低[15]。

L-茶氨酸是茶叶中含量最丰富的非蛋白氨基酸，约占茶叶干质量的1%。L-茶氨酸具有一些重要的健康作用，如缓解压力、改善睡眠和记忆能力、抗焦虑、降血压、抗肥胖、提高免疫力等[16-18]。目前，茶氨酸原料在食品领域的应用主要是在保健品行业，在普通食品中的产品应用较少。2016年我国国家卫生和计划生育委员会将茶氨酸列为新食品原料，并将茶氨酸的限量规定为≤0.4 g/d。L-茶氨酸影响茶叶的口感，是茶叶中鲜味的主要来源。焙火过程中增加L-茶氨酸，可提高风味物质2,5-二甲基吡嗪的含量[19]。在低温酸乳产品中加入L-茶氨酸可有效改善茶类酸乳的风味，提升酸乳生理功能活性，是茶类酸乳理想的功能原料。

本研究以生牛乳和乌龙茶粉为主要原料，添加L-茶氨酸、黑糖等配料共同发酵，研发黑糖乌龙茶酸乳。通过单因素试验和正交试验分别考察乌龙茶粉添加量、黑糖添加量、L-茶氨酸添加量和发酵剂接种量对黑糖乌龙茶酸乳感官品质的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

生牛乳 北大荒完达山乳业股份有限公司；乌龙茶粉 浙江茗皇天然食品开发股份有限公司；L-茶氨酸湖南三福生物科技有限公司；黑糖 市售；酸乳直投式发酵剂（嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌） 丹麦科汉森公司。

1.2 仪器与设备

RH250-70高压均质机 上海申鹿均质机有限公司；YXQ-SG46-280S不锈钢手提式压力蒸汽灭菌器 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；101A-3数显电子鼓风干燥箱 上海浦东荣丰科学仪器有限公司；DV3T黏度计美国Brookfield公司。

1.3 方法

1.3.1 黑糖乌龙茶酸乳的制备工艺

生牛乳→预热（55 ℃）→混料（乌龙茶粉、黑糖、L-茶氨酸）→均质（65 ℃、20 MPa）→杀菌（95 ℃、300 s）→冷却（（42±1） ℃）→接种发酵剂→发酵（6 h）→后熟→黑糖乌龙茶酸乳

1.3.2 黑糖乌龙茶酸乳配方优化

单因素试验：通过查阅酸乳加工工艺的相关文献及前期实验[12-13]，确定在生牛乳添加量为90%、发酵温度为42 ℃条件下，分别研究乌龙茶粉添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、黑糖添加量（6%、7%、8%、9%、10%）、L-茶氨酸添加量（0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%）、发酵剂接种量（0.006%、0.008%、0.010%、0.012%、0.014%）4 个因素对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响，确定各因素的最佳范围。

正交试验：在单因素试验的基础上，利用正交试验确定黑糖乌龙茶酸乳的最佳工艺条件，分别选取乌龙茶粉添加量（A）、黑糖添加量（B）、L-茶氨酸添加量（C）、发酵剂接种量（D）4 个参数为变量。设计L9（34）4因素3水平正交试验，正交试验设计与水平见表1。

表1 黑糖乌龙茶酸乳工艺优化正交试验因素与水平Table 1 Levels of each variable used in orthogonal array design

1.3.3 感官评定

选取15 位具有食品感官评定经验的技术人员，综合黑糖乌龙茶酸乳的色泽、风味、组织状态和口感特性进行评定，按指定的评分标准对每项分别打分，满分100 分，计算平均分。产品标准符合GB 19302—2010《食品安全国家标准 发酵乳》[20]相关规定，黑糖乌龙茶酸乳评分标准见表2。

表2 黑糖乌龙茶酸乳感官评分标准Table 2 Criteria for sensory evaluation criteria of yogurt with muscovado sugar and oolong tea

1.3.4 指标测定

酸度测定：参照GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》[21]中第一法进行滴定，每个样品重复测定3 次。

pH值测定：用pH计对酸乳样品的pH值进行测定。

黏度测定：使用黏度仪进行测定，取50 mL样品置于样品池中，转子选用LV-3型号，转速20 r/min，实验温度4 ℃，数据收集方式选择单点取平均值，每个样品重复测定3 次。

持水力测定：取30 g酸乳样品倒入50 mL离心管中，离心管质量记为m1，去皮后将酸乳样品和离心管的总质量记为m2，5 000 r/min离心30 min，去除上清液，剩余总质量记为m3，黑糖乌龙茶酸乳的持水力按下式计算。

乳酸菌活菌数测定：参照GB 4789.35—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳酸菌检验》[22]，每个样品重复测定3 次。

1.4 数据处理

采用Excel 2016和SPSS 20.0软件进行数据处理和分析。每个指标重复测定3 次，结果以平均值±标准差表示，对测定结果进行单因素方差分析，P＜0.05具有统计学差异。

2 结果与分析

2.1 黑糖乌龙茶酸乳配方优化单因素试验

2.1.1 乌龙茶粉添加量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响

乌龙茶粉是乌龙茶叶精深加工的产物。相比于泡茶得到茶水的方式，采用超微茶粉能够将茶叶中不容易溶解的营养物质充分吸收，营养价值更高[23]。乌龙茶的主要挥发性成分为橙花叔醇和吲哚[24]，而超微乌龙茶粉的主要挥发性成分及香气贡献成分是芳樟醇和反-β-罗勒烯，二者差异较大[3]。

由表3可知，不同乌龙茶粉添加量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响存在显著性差异（P＜0.05）。乌龙茶粉添加量超过0.3%时，酸乳pH值高于酪蛋白的等电点（pH 4.6），产品组织状态不稳定，有较多乳清析出，影响产品品质，黏度下降，持水力降低，导致感官评分下降。当乌龙茶粉添加量0.1%～0.3%时，产品的pH值、酸度、持水力较为接近，无显著性差异，但产品黏度逐渐增加，乌龙茶粉添加量0.3%时，产品黏度最高，达到3 300.7 mPa·s。此时产品组织状态最佳，质地细腻，乌龙茶风味浓郁，综上，确定乌龙茶粉添加量为0.3%。

表3 乌龙茶粉添加量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响Table 3 Effect of oolong tea powder addition on the quality of yogurt

2.1.2 黑糖添加量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响

黑糖除了具有甜味外，还含有多酚类和黄酮类等生物活性成分[25]，同时由于提炼工艺的原因，还含有更多的铁元素[26]，营养价值丰富，有提高免疫力、抗氧化等食用功效[27]。

由表4可知，黑糖添加量对黑糖乌龙茶酸乳pH值和持水力的影响无显著差异，对产品酸度和黏度的影响类似，均呈正相关，随着黑糖添加量的增加，产品酸度逐渐升高，当添加量达到9%时，产品酸度较添加量6%显著升高（P＜0.05），影响产品口感。黑糖添加量8%时，产品感官评分最高，这是由于随着黑糖添加量的增加，产品甜度逐渐升高，甜度过低或过高都会影响产品口感，甜度低，酸甜比例失衡，产品口感偏酸，接受度较低，甜度高，黑糖味道过重，遮蔽酸乳香气，影响产品质量。综上，确定黑糖添加量为8%。

表4 黑糖添加量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响Table 4 Effect of muscovado sugar addition on the quality of yogurt

2.1.3L-茶氨酸添加量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响

L-茶氨酸是茶叶中重要的非蛋白氨基酸，是茶叶中香味的重要来源。在对L-茶氨酸功能性的临床实验中发现，L-茶氨酸能有效改善轻度失眠患者的睡眠情况，具有显著的促睡眠作用[28-29]。

由表5可知，L-茶氨酸添加量对黑糖乌龙茶酸乳黏度和持水力的影响无显著差异，但会通过改变pH值和酸度影响整体感官评分。L-茶氨酸添加量与黑糖乌龙茶酸乳pH值呈负相关，而与酸度呈正相关。随着L-茶氨酸添加量的增加，酸乳pH值降低，酸度升高。当L-茶氨酸添加量达到0.08%时，pH值显著降低（P＜0.05），酸度显著升高（P＜0.05），此时风味适中，感官评分最佳。综上，确定L-茶氨酸添加量为0.08%。

表5 L-茶氨酸添加量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响Table 5 Effect of L-theanine addition on the quality of yogurt

2.1.4 发酵剂接种量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响

发酵剂接种量决定了酸乳的pH值和酸度，接种量低，酸乳酸度增加速率小，发酵时间长；接种量高，酸度过高，影响产品口感[30]。

由表6可知，发酵剂接种量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响显著（P＜0.05）。当发酵剂接种量小于0.010%时，酸乳pH值过高，尚未达到酪蛋白的等电点，当发酵剂接种量达到0.010%时，酸乳组织状态稳定，酸度在感官可接受范围内；发酵剂接种量大于0.012%时，酸乳酸度过高，持水力下降，影响酸乳组织状态。综上，确定发酵剂接种量为0.010%。

表6 发酵剂接种量对黑糖乌龙茶酸乳品质的影响Table 6 Influence of inoculum size on the quality of yogurt

2.2 正交试验结果

选取乌龙茶粉添加量（A）、黑糖添加量（B）、L-茶氨酸添加量（C）和发酵剂接种量（D）4 个参数为变量进行正交试验。由表7～8可知，影响黑糖乌龙茶酸乳感官评分的主次因素为C＞D＞A＞B，L-茶氨酸添加量和发酵剂接种量是影响黑糖乌龙茶酸乳感官评分的重要因素，对感官评分影响极显著（P＜0.01），其次是乌龙茶粉添加量对感官评分影响显著（P＜0.05）。由极差分析结果可知，黑糖乌龙茶酸乳感官评分最优配方组合为A2B2C2D3，对应工艺为乌龙茶粉添加量0.3%、黑糖添加量8%、L-茶氨酸添加量0.08%、发酵剂接种量0.011%。在此优化工艺下进行3 次平行验证实验，黑糖乌龙茶酸乳感官评分为95 分。

表7 黑糖乌龙茶酸乳配方优化正交试验结果与分析Table 7 Orthogonal array design with analysis of experimental results

表8 感官评分正交试验结果方差分析Table 8 Analysis of variance of the effect of variables on sensory score

由表7、9可知，影响黑糖乌龙茶酸乳持水力的主次因素为D＞A＞C＞B，乌龙茶粉添加量和发酵剂接种量是影响黑糖乌龙茶酸乳持水力的重要因素，对感官评分影响极显著（P＜0.01）。由极差分析结果可知，黑糖乌龙茶酸乳持水力最优配方组合为A2B2C3D2，对应工艺为乌龙茶粉添加量0.3%、黑糖添加量8%、L-茶氨酸添加量0.09%、发酵剂接种量0.010%。在此优化工艺下进行3 次平行验证实验，黑糖乌龙茶酸乳持水力为67.47%。

表9 持水力正交试验结果方差分析Table 9 Analysis of variance of the effect of variables on water-holding capacity

2.3 最佳工艺制备黑糖乌龙茶酸乳的理化指标、感官评分及乳酸菌活菌数

分别按照2.2节感官评分和持水力为评价指标条件下的最佳工艺，制备黑糖乌龙茶酸乳1和黑糖乌龙茶酸乳2。由表10可知，2 个实验样品pH值、酸度、乳酸菌活菌数和感官评分接近，但黑糖乌龙茶酸乳2在持水力方面更优，乌龙茶风味浓郁，颜色呈明亮的褐色，质地细腻、黑糖风味突出、口感香浓顺滑、无颗粒悬浮，因此认为最优工艺为A2B2C3D2。

表10 黑糖乌龙茶酸乳理化指标、感官评分及乳酸菌活菌数检测结果Table 10 Physicochemical properties, sensory score and total viable count of yogurt with muscovado sugar and oolong tea

3 结 论

黑糖乌龙茶酸乳满足消费者对低温酸乳制品的保健功能与茶类风味多样化的需求，丰富低温酸乳种类，具有广阔市场潜力。根据单因素和正交试验结果，确定制备黑糖乌龙茶酸乳的最优工艺为乌龙茶粉添加量0.3%、黑糖添加量8%、L-茶氨酸添加量0.09%、发酵剂接种量0.010%，发酵后在2～6 ℃条件下冷藏12 h。在此工艺下制作的黑糖乌龙茶酸乳，酸乳风味浓郁，具有较好的感官品质、理化性质和质构特点，但本研究只针对黑糖乌龙茶酸乳的工艺进行优化，对于产品功能性评价仍需要进一步实验，从目前国内低温酸乳市场看，研制一款真正有功能性认证的产品是下一步开发的重点。