桂花风味黄桃植物基酸奶的工艺研究

余森艳，黄 璋，梁海龙，卢珍兰，夏继蓉，李志红

广西民族师范学院化学与生物工程学院，广西崇左 532200

0 引言

桂花，又名木樨，是中国木樨属众多树木的习称，因其独特香味而位列我国传统十大名花榜[1]。桂花所释放的物质主要是萜烯类[2]，这类物质不仅赋予桂花清新淡雅的香味，还能调节人体心理健康，改善不良情绪，清香提神[3]。桂花兼具食用和药用价值，在我国有悠久的食用历史，常用于制作桂花茶、桂花酒、桂花馔[4]等，这些食品不仅能保留桂花的香味，还能增添食品的色、味和营养价值。桂花含有大量活性物质和矿物质等营养元素，有抗氧化、降血脂、缓解肠道不适等作用，对人体具有良好的保健功效[5]。黄桃是蔷薇科桃属植物果实[6]，果肉呈淡黄色或橙黄色，因此而得名。黄桃香味浓郁[7]，肉质细嫩，含有丰富的维生素C和人体所需的番茄红素、胡萝等功能卜素、纤维素及多种微量元素[8]，营养丰富，具有降血糖、降血脂、延缓衰老、提高免疫力[9]。

植物基酸奶主要以大豆、燕麦、核桃、椰浆等为原料，经添加适宜的菌种发酵制成。植物基酸奶除含有丰富的优质植物蛋白和膳食纤维外，还含有异黄酮[10]、γ-氨基丁酸[11]和酚类物质等特殊的植物营养成分[12]，同时还不含胆固醇[13]和反式脂肪酸[14]，能满足更多特殊消费者的需求。将桂花与黄桃结合研制出一种风味独特、安全健康的植物基酸奶，既可丰富酸奶品种，扩大酸奶食用人群，还可延伸桂花、黄桃产业链，促进植物基酸奶产业健康可持续发展，具有较好的研究价值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

桂花，黄山市嘉华茶菊有限公司；速溶大豆粉，黑龙江省农垦龙王食品有限责任公司；菌种（嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌复合菌），北京川秀国际贸易有限公司；蔗糖，佛山市海天（高明）调味食品有限公司；黄桃汁，杨凌环球园艺有限公司。

C21-WT2103A电磁炉，广东美的生活电器制造有限公司；YP6002B电子天平，上海力辰仪器科技有限公司；RCD-1A高速均质乳化机，常州越新仪器制造有限公司；LRH-400A生化培养箱，广东泰宏君科学仪器股份有限公司；TC-468Y冰箱，浙江星星冷链集成股份有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

（1）桂花浸提汁的制备甄选无霉变、无蛀虫、品质良好的干桂花，用清水洗净去除杂物后，用冷却至室温的凉白开水浸泡，置于2 ℃冷藏室中冷萃24 h，使桂花的芳香物质充分释放[15]并使制得的酸奶风味更佳。冷萃结束后，过滤获得澄清桂花浸提汁，备用。

（2）乳酸发酵液的制备。将速溶大豆粉、蔗糖、黄桃汁按照一定比例加入桂花浸提汁中混合均匀。将混合液置于高速均质乳化机中12 000 r/min均质1 min，从而改善酸奶的口感[16]，增加酸奶的细腻度，保持良好的组织状态。将混合液加热至90～95 ℃保温5 min以杀灭杂菌，避免出现因杀菌时间过长导致酸奶口感和组织状态不良的情况，灭菌处理后迅速降温使乳酸发酵液的温度低于42 ℃。

（3）恒温发酵。称取一定质量的菌种，添加到乳酸发酵液中搅拌均匀，密封后置于42 ℃恒温发酵箱中，发酵一定时间至凝乳形成，取出后立即冷却，终止发酵，以免过度发酵影响酸奶品质。

（4）冷藏后熟。发酵结束后，立即取出冷却，置于4 ℃冰箱冷藏24 h后熟，以此促进酸奶凝固及风味形成[17]，有效抑制益生菌的生长繁殖，延长酸奶的贮藏期。

1.3 单因素试验设计

固定酸奶发酵温度为42 ℃，对速溶大豆粉添加量、菌种添加量、蔗糖添加量、黄桃汁添加量以及发酵时间等5个因子进行单因素试验。

1.3.1 速溶大豆粉添加量对酸奶品质的影响

在发酵温度42 ℃、菌种添加量3%、蔗糖添加量3%、黄桃汁添加量10%、发酵时间8 h的条件下，探究速溶大豆粉添加量分别为26%、28%、30%、32%、34%时对酸奶感官品质的影响，其样品序号分别为1～5。

1.3.2 菌种添加量对酸奶品质的影响

在发酵温度42 ℃、速溶大豆粉添加量30%、蔗糖添加量3%、黄桃汁添加量10%、发酵时间8 h的条件下，探究菌种添加量分别为2%、2.5%、3%、3.5%、4%时对酸奶感官品质的影响，其样品序号分别为6～10。

1.3.3 蔗糖添加量对酸奶品质的影响

在发酵温度42 ℃、速溶大豆粉添加量30%、菌种添加量3%、黄桃汁添加量10%、发酵时间8 h的条件下，探究蔗糖添加量分别为2%、3%、4%、5%、6%时对酸奶感官品质的影响，其样品序号分别为11～15。

1.3.4 黄桃汁添加量对酸奶品质的影响

在发酵温度42 ℃、速溶大豆粉添加量30%、菌种添加量3%、蔗糖添加量4%、发酵时间8 h的条件下，探究黄桃汁添加量分别为8%、10%、12%、14%、16%时对酸奶感官品质的影响，其样品序号分别为16～20。

1.3.5 发酵时间对酸奶品质的影响

在发酵温度42 ℃、速溶大豆粉添加量30%、菌种添加量3%、蔗糖添加量4%、黄桃汁添加量12%的条件下，探究发酵时间分别为4 h、6 h、8 h、10 h、12 h时对酸奶感官品质的影响，其样品序号分别为21～25。

1.4 正交试验设计

在单因素试验设计基础上进行速溶大豆粉、菌种、蔗糖、黄桃汁等4因素三水平L9（34）正交试验，以模糊数学感官评分为指标，确定桂花风味黄桃植物基酸奶的最佳工艺参数。正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平

1.5 感官评定方法

1.5.1 感官评价标准

由10 名食品专业学生组成感官评价小组，根据酸奶感官评价标准分别对酸奶的色泽、风味、口感、组织状态4个方面进行感官评定，各项分别占20分、30 分、30 分、20 分，满分100 分，对同一样品重复进行2 次评分，结果取平均值。单因素试验及正交试验均按此标准进行，感官评价标准见表2。

表2 酸奶感官评价标准

1.5.2 模糊数学感官评价模型的建立

根据研究对象集K、因素集M、评语集V、权重集S、模糊关系综合评判集Y，建立模糊数学。

研究对象集K：对单因素试验中的25 组样品及正交试验中的9 组样品进行综合评定，其中单因素试验中研究对象集K=（K1，K2，...，K25），K1=序号为1的样品，K2=序号为2的样品，以此类推。

因素集M：M=（M1，M2，M3，M4），其中M1、M2、M3、M4分别对应色泽、风味、口感、组织状态。

评语集V：V=（V1，V2，V3，V4）=（优，良，中，差），其中V1、V2、V3、V4分别对应优（90分）、良（80 分）、中（70 分）、差（60 分）4个评价等级。

权重集S：以色泽20 分、风味30 分、口感30分、组织状态20 分作为权重系数分配依据，确定权重集S=（S1，S2，S3，S4）=（0.2，0.3，0.3，0.2），权重集因素总和为1。

模糊矩阵Ri：Ri为从因素集M1、M2、M3、M4映射到评语集V1、V2、V3、V4的评判模糊矩阵。

模糊关系综合评判集Yi：Y=S·Ri，其中S为权重集，Ri为模糊矩阵。

模糊综合评价总得分T：T=Yi·V，其中Yi为模糊关系综合评判集，V为评语集。

2 结果与分析

2.1 单因素试验模糊数学感官评价结果

根据表2得到桂花风味黄桃植物基酸奶单因素试验的模糊感官评价结果，如表3所示。

表3 单因素试验模糊数学感官评价结果

2.2 模糊矩阵的建立及结果分析

根据表3单因素试验模糊数学感官评价结果，10名感官评价人员中有5 人认为25 组单因素试验中的1号样品色泽为优，4 人认为其色泽为良，1 人认为其色泽为中，0 人认为其色泽为差，则因素集M1（色泽）=[0.5，0.4，0.1，0]。同理，因素集M2（风味）=[0.2，0.3，0.5，0]、因素集M3（口感）=[0.3，0.6，0.1，0]、因素集M4（组织状态）=[0.5，0.4，0.1，0]，由所得的4个因素集M1、M2、M3、M4组成一个模糊矩阵R1：

同理可得单因素试验2～25号样品的模糊矩阵R2～R25，以及正交试验1～9号样品的模糊矩阵R1～R9。

根据模糊数学变换原理，综合隶属度，对因素集M1、M2、M3、M4进行模糊关系综合评判集Y的计算，以单因素试验的1号样品为例，其评价结果为：

同理可得单因素试验Y2～Y25，正交试验Y1～Y9。

1号样品的模糊综合评价总得分T1=Y1·V，其中Y1=[0.35，0.43，0.22，0]，评语集V=[90，80，70，60]，即：

T1=Y1·V=0.35×90+0.43×80+0.22×70+0×60=81.3

同理可计算出单因素试验中T2～T25样品的模糊综合评价得分、正交试验中T1～T9样品的模糊综合评价得分。

2.3 单因素试验结果与分析

2.3.1 速溶大豆粉添加量对酸奶感官评分的影响

当速溶大豆粉添加量低于30%时，由于添加量较少，凝乳较差，有少量乳清析出，导致酸奶黏稠度不够，组织状态不佳。当速溶大豆粉添加量为30%时，酸奶的感官评分最高，为87.5分，此时酸奶口感细腻，桂花香、黄桃果香与大豆清香协调。当速溶大豆粉添加量超过30%后，感官评分开始下降，其主要原因为速溶大豆粉添加量过多，大豆风味过浓，掩盖了桂花香与黄桃果香，导致酸奶香味不协调，风味较差，且组织状态过于粗糙，口感较差。因此在正交试验中将速溶大豆粉添加量设置为28%、30%、32%（图1）。

图1 速溶大豆粉添加量对酸奶感官评分的影响

2.3.2 菌种添加量对酸奶感官评分的影响

随着菌种添加量的增加，感官评分呈先上升后下降的趋势。当菌种添加量为3%时感官评分达到峰值，为88.3 分，酸奶色泽明亮，香味协调，口感细腻润滑，酸甜可口。当菌种添加量小于3%时，由于菌种添加量较少，发酵不充分，产酸不足，导致酸奶凝乳较差，黏稠度不够，出现乳清析出、组织分层等不良现象。当菌种添加量大于3%时，感官评分呈下降趋势，主要因为菌种添加量过大，产酸量过多，造成酸奶酸度偏大，风味差。因此在正交试验中将菌种添加量设置为2.5%、3%、3.5%（图2）。

图2 菌种添加量对酸奶感官评分的影响

2.3.3 蔗糖添加量对酸奶感官评分的影响

当蔗糖添加量为4%时，酸奶感官评分最高，为87.9 分。总体而言，蔗糖添加量对桂花风味黄桃植物基酸奶感官评分的影响呈先升后降趋势。蔗糖添加量主要影响酸奶的口感和风味，适宜的蔗糖添加量有利于乳酸发酵，并且赋予酸奶良好的口感和风味[18]。当蔗糖添加量较少时，酸奶的酸甜度较淡，风味不佳。当蔗糖添加量较多时，可能会抑制菌种的产酸能力，导致酸甜度不协调，酸奶甜度过高，酸度不足，口感和风味欠佳，且酸奶持水力较差，有乳清析出。因此在正交试验中将蔗糖添加量设置为3%、4%、5%（图3）。

图3 蔗糖添加量对酸奶感官评分的影响

2.3.4 黄桃汁添加量对酸奶感官评分的影响

当黄桃汁添加量小于12%时，随着黄桃汁添加量的增加，酸奶的感官评分趋于平缓且有上升趋势。当黄桃汁添加量为12%时，酸奶的感官评分达到最大值，为87.7 分，随后酸奶的感官评分呈下降趋势。黄桃汁添加在一定程度上会增添酸奶的风味，但当添加量过大时，会掩盖桂花香以及大豆清香味，甚至产生异味，而且会影响酸奶的酸度[19]，使酸度偏高，导致口感变差。因此在正交试验中将黄桃汁添加量设置为10%、12%、14%（图4）。

图4 黄桃汁添加量对酸奶感官评分的影响

2.3.5 发酵时间对酸奶感官评分的影响

当发酵时间为8 h时，酸奶的感官评分达到最高值87.9 分，成品色泽均匀，风味佳，口感好。在酸奶发酵过程中，微生物会持续产酸、产香，控制酸奶的发酵时间对质地和风味具有重要意义。当发酵时间小于8 h时，发酵不充分，产酸不足，导致酸度不够且风味物质未充分释放[20]，使酸奶的风味较差。另外，发酵时间不足会导致凝乳较差，使酸奶的凝固性不足，组织状态松散。当发酵时间大于8 h时，酸奶发酵过度，品质下降，甚至产生不良风味。因此确定酸奶的发酵时间为8 h（图5）。

图5 发酵时间对酸奶感官评分的影响

2.4 正交试验结果与分析

在表1的正交试验方案基础上，根据表2分别对正交试验中9 个酸奶产品的色泽、风味、口感、组织状态进行感官评定，得到桂花风味黄桃植物基酸奶正交试验的模糊数学感官评价结果（表4）。然后将模糊数学关系综合评价集赋值计算，最终得到9 组样品的感官评价综合得分，结果见表5。再对正交试验结果进行方差分析，结果见表6。

表4 正交试验模糊数学感官评价结果

表5 正交试验结果

表6 方差分析结果

由表4、表5和表6可知，基于模糊数学感官评价得到正交试验结果表明：A1B2C2D2为桂花风味黄桃植物基酸奶的最佳工艺配方，即速溶大豆粉添加量28%、菌种添加量3%、蔗糖添加量4%、黄桃汁添加量12%。极差结果表明各因素对感官评分影响的主次顺序为：B＞C＞A＞D，即影响最大的因素是菌种添加量，其次为蔗糖添加量、速溶大豆粉添加量、黄桃汁添加量。方差分析结果表明，速溶大豆粉添加量、菌种添加量、蔗糖添加量、黄桃汁添加量对桂花风味黄桃植物基酸奶感官评分结果影响均极显著，验证了正交试验理论结果的可靠性。

3 结论

固定酸奶发酵温度为42 ℃，以桂花和速溶大豆粉为主要原料，在单因素试验的基础上，结合L9（34）正交试验设计，基于模糊数学综合感官评价方法，得到桂花风味黄桃植物基酸奶的最佳工艺条件，即速溶大豆粉添加量28%，菌种添加量3%，蔗糖添加量4%，黄桃汁添加量12%，发酵时间8 h。在此工艺条件下所制酸奶呈淡黄色，色泽明亮，具有独特的桂花香、黄桃果香及大豆清香味，口感细腻润滑，酸甜可口，组织细腻均匀，感官评分最高，为89.8 分。

本产品是一款风味独特、营养健康的植物基酸奶，对牛奶蛋白过敏者、“三高”人群、素食主义者等特殊群体友好，不仅能扩大酸奶食用人群，并且对桂花和黄桃资源的利用以及植物基酸奶产业的健康可持续发展具有促进作用，因此具有较好的研究价值和市场开发前景。