香蕉抗性淀粉保健酸奶的研制

白永亮，陳慶發，杜 冰，黃守耀，魯旺旺，楊公明*

(華南農業大學食品學院，廣東 廣州 510642)

香蕉抗性淀粉保健酸奶的研制

白永亮，陳慶發，杜 冰，黃守耀，魯旺旺，楊公明*

(華南農業大學食品學院，廣東 廣州 510642)

研究以香蕉抗性淀粉為功能因子的攪拌型保健酸奶的加工工藝。考察香蕉粉添加量對產品品質的影響，以及貯藏過程中酸奶品質的變化。結果表明：香蕉粉最佳添加量3%；香蕉香精最佳加入量0.05‰；優化所得的酸奶發酵工藝參數組合為發酵溫度40℃、接種量4%、發酵時間4.0h；在4℃條件下可以貯藏7d。所研制的香蕉抗性淀粉保健酸奶，營養價值豐富、抗性淀粉保留率高，為開發優良物性和高膳食纖維的保健型酸奶提供理論依據。

香蕉；抗性淀粉；酸奶；品質

香蕉是熱帶和亞熱帶“四大果品”(荔枝、菠蘿、椰子、香蕉)之一，也是世界上最為廣泛栽培的熱帶水果。我國香蕉資源十分豐富，但是由于市場規模和加工方法有限，每年都有大量香蕉發生褐變腐爛，造成較大經濟損失[1]。香蕉粉在國內屬于新產品，能較好地保持香蕉原有的碳水化合物、蛋白質、脂肪、氨基酸、維生素及礦物質等營養成分，味道香甜、食用方便、營養價值高，一直有“植物奶粉”的美稱[2]。香蕉粉主要成分中淀粉約占總質量78%，其中天然抗性淀粉含量高達60%以上(以干質量計，下同)，其次為水分和膳食纖維，分別占總量的10%和9%，其他成分約占3%左右，可作為一種功能性保健食品的原輔料。

抗性淀粉不能在小腸消化吸收，可進入大腸被生理性細菌發酵，產生多種短鏈脂肪酸和氣體，降低大腸中pH值，減少結腸癌發病率，抑制致病菌生長、繁殖。抗性淀粉還能促進腸道有益菌群生長，繁殖，是一種雙岐桿菌增殖因子，可增加糞便容量，對防便秘、盲腸炎和痔瘡有重要作用。據最新研究顯示，抗性淀粉還具有降血糖、降血脂、降膽固醇、改善糖尿病癥狀、減少人體熱量攝取和控制體重等功能[3]。抗性淀粉既是膳食纖維又是雙歧桿菌增殖因子，同時又可作為食品增稠劑和穩定劑使用。科學利用抗性淀粉可以研制具有多種保健功能和優良物性的酸奶產品。

酸奶因其營養價值高、風味獨特受到普遍的歡迎。酸奶的品種已由原味淡酸奶向調味酸奶、果粒酸奶、功能性酸奶轉化。品種多樣化、口味多樣化、功能多樣化是當今酸奶的一種發展趨勢。以往利用香蕉資源研制酸奶，只局限于鮮食香蕉果肉的利用[4-7]，旨在豐富酸奶的品種與風味，但成本較高，不適合產業化生產。為適應人們的需求，本實驗結合香蕉抗性淀粉和牛奶的雙重有益作用，研制集營養與保健功能為一體的酸奶新品種，同時為香蕉資源的開發利用提供思路。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮牛奶、酸奶 華南農業大學牛奶廠；香蕉粉 自制；香蕉香精 廣州市河山香精香料有限公司；發酵劑 科漢森公司。

1.2 儀器與設備

752N紫外-可見光分光光度計 上海精密科學儀器有限公司；TDL-5-A離心機 上海安亭科學儀器廠；BS110S型精密電子天平 北京賽多利斯天平有限公司；HR2860型打漿機 飛利浦有限公司；DGG-9070B型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海森信實驗儀器有限公司；pH S-25酸度計 上海雷磁儀器廠；NDJ-8S數顯黏度計 上海精科天平儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

青香蕉→護色、打漿→離心、干燥→香蕉粉→微波滅菌→備用。

鮮奶→均質→殺菌→冷卻→加入發酵劑→恒溫發酵→物料混合→攪拌冷卻→灌裝→貯存。1.3.2 評定方法

感官評定[8]：感官評定由10人組成的專業品評人員進行，從色澤、香味、滋味、組織狀態4個方面對酸奶進行評價，總分在80分以上的為一級，感官品質優秀；80～62分之間的為二級，感官品質能夠接受，低于62分的為三級，感官品質難以接受。

1.3.3 測定方法

酸奶酸度[9]：用濃度為0.1mol/L NaOH標準溶液直接滴定。酸奶p H值：p H計直接測定。酸奶黏度：采用旋轉型黏度計，選用2號轉子，轉速為6r/min，在室溫下測試。乳清析出率：用吸管吸取酸奶表面的乳清，計算乳清與酸奶的質量比。抗性淀粉含量測定：AOAC法[10]。

1.3.4 香蕉粉添加量對酸奶品質的影響

本研究在常規酸奶生產工藝條件下，探討香蕉粉用量對酸奶品質的影響。香蕉粉的用量分別為0%、1%、2%、3%、4%、5%。

酸奶的生產工藝：白砂糖添加量7%、發酵劑添加量3%；殺菌條件[8]為95℃，5min；發酵培養條件為38～42℃，培養3.5～4.5h；后熟條件為4～6℃、12h。

1.3.5 發酵條件優化

在確定抗性淀粉添加量的基礎上，通過單因素試驗考察發酵劑添加量、發酵溫度和發酵時間對酸奶品質的影響，然后按正交表L9(33)進行正交優化試驗，根據酸奶的感官評定，確定最佳發酵條件。

1.3.6 香蕉香精添加量對酸奶品質的影響

在確定香蕉粉添加量和最佳發酵工藝的的基礎上，分別加入0.01‰、0.05‰、0.1‰、0.2‰的香蕉香精，探討不同添加量對酸奶品質的影響。

1.3.7 貯藏過程中酸奶品質變化

在貯藏期間，常規冷鏈的溫度為4～6℃，在此溫度下研究酸奶品質和抗性淀粉保留率隨貯藏時間的延長變化。

2 結果與分析

2.1 香蕉粉成分分析

按照國標方法測定香蕉粉中水分、淀粉和膳食纖維等含量，如表1所示。

由表1可知，香蕉粉的主要成分為淀粉。其次為膳食纖維、總糖和水分，分別占總含量的12.3%、9.87%和8.62%，其他成分約占5%左右。因此，以香蕉為原料制得的香蕉粉主要成分為淀粉、糖和纖維素，經測定其中天然抗性淀粉含量高達62%以上，可作為一種功能性保健食品的原輔料。

表1 香蕉粉成分分析Table 1 Composition analysis of banana powder

表2 感官評定標準Table 2 Standards for sensory evaluation of yoghurt

2.2 香蕉粉用量對酸奶感官品質的影響

在后熟4h后進行感官評定。因感官評定的主觀性，對相近用量的感官品質無法做精細的區分，因此對香蕉粉的用量按3個區間進行品質鑒定(表2)。

感官評定結果見表3。酸奶發酵終止后呈現乳白色，加入香蕉粉攪拌后呈現乳黃色，并隨著添加量的增加顏色不斷加深，并明顯改善了乳清析出現象；當添加量小于3%時，酸甜適度，色澤均勻，黏稠度可接受；由于香蕉含有一定的單寧而具有澀味[11]，當添加量達到4%時的，明顯出現干澀問題，而且口感粗糙，酸奶黏稠度不可接受。由感官評分可以看出，當添加量在1%～3%時，感官綜合評分均在80分以上。考慮到香蕉抗性淀粉作為功能因子，在可接受的范圍內，盡可能增加香蕉粉添加量，添加3%的香蕉粉即可滿足感官需求，又可發揮抗性淀粉獨特的生理功能。

2.3 香蕉粉添加量對酸奶酸度和pH值的影響

圖1 香蕉粉添加量對酸奶酸度(a)和pH值(b)的影響Fig.1 Effect of banana powder amount on acidity and pH of yogurt

終止發酵后，加入香蕉粉攪拌，分裝冷卻4h后，進行測定，每個樣品重復3次。酸度分布于90～110°T之間的酸奶風味最好[12]。由圖1可見，香蕉粉在1%～4%之間都在90～110°T之間，酸度適宜，而且具備較好的組織狀態。隨著香蕉粉添加量的增加，酸度逐漸下降，pH值逐漸上升。可能由于香蕉粉中的部分淀粉或其他物質由于發生酸解，消耗了部分乳酸，導致酸度的下降[13]。

2.4 香蕉粉添加量對酸奶黏度的影響

圖2 香蕉粉添加量對酸奶黏度的影響Fig.2 Effect of banana powder amount on viscosity of yogurt

當酸奶添加香蕉粉攪拌后，后熟4h后測定樣品黏稠度。由圖2可知，香蕉粉添加量1%的酸奶和空白組相差不多，且隨著添加量的增加，酸奶的黏度逐漸減小。這一現象與添加變性淀粉的酸奶結果相反[14-16]，可能是由于工序不同。本研究通過預實驗證明，在發酵前加入會明顯影響抗性淀粉的保留率，所以本研究選擇在發酵后加入香蕉粉。黏度下降可能由于加入香蕉粉破壞了酸奶的凝結性，使得酸奶在攪拌過程中的抗剪切能力降低。

2.5 香蕉香精添加量對酸奶品質的影響

表4 香蕉香精添加量對酸奶品質的影響Table 4 Effect of banana essence amount on quality of yogurt

香蕉香精有一定的干澀味，為增加酸奶適口性，在酸奶中添加一定量的香蕉香精，研究其對酸奶風味影響。由表4可知，當香蕉香精加入量為0.05‰時，既能體現香蕉清香味，又能和發酵乳特殊的香味混合在一起，風味協調，口感較好。

表3 香蕉粉用量對酸奶感官品質的影響Table 3 Effect of banana powder amount on sensory evaluation of yogurt

2.6 發酵條件優化

2.6.1 發酵劑添加量對酸奶品質的影響

在酸奶生產過程中，發酵劑添加量的不同，對酸奶的風味有很大的影響。發酵劑添加過多則酸化太快，發酸不穩定，形成酸奶的質地粗糙；添加過少則成酸速度慢，蛋白變性慢，從而有多量乳清析出。本實驗在確定香蕉粉添加量為3%的基礎上，選擇不同的發酵劑添加量，觀察酸奶品質的差別。由表5可知，發酵劑的最佳添加量確定為4%。

表5 發酵劑添加量對酸奶品質的影響Table 5 Effect of inoculation amount on quality of yogurt

2.6.2 發酵時間對酸奶品質的影響

發酵時間的不同對酸奶狀態、酸度、風味等影響較大。在其他條件相同的情況下，發酵時間越長，酸奶的酸度越大，但酸奶狀態與風味不一定最好。尤其在加入香蕉粉后，能夠保持良好的組織狀態和風味是最重要的。由表6可知，從產品的組織狀態來看，發酵最佳時間確定4h。

表6 發酵時間對酸奶品質的影響Table 6 Effect of fermentation time on quality of yogurt

2.6.3 發酵溫度對酸奶品質的影響

表7 發酵溫度對酸奶品質的影響Table 7 Effect of fermentation temperature on quality of yogurt

適宜的發酵溫度對發酵具有決定性的影響，由表7可知，產品在40℃時產品的組織狀況及口感較好，因此發酵最佳溫度確定為40℃。

2.6.4 香蕉抗性淀粉保健酸奶發酵工藝正交試驗

在單因素試驗的基礎上，確定正交試驗因素水平見表8，通過正交試驗優化香蕉抗性淀粉保健酸奶發酵工藝條件。

表8 香蕉抗性淀粉保健酸奶發酵工藝正交試驗因素與水平Table 8 Factors and levels used in the orthogonal array design for optimization of fermentation conditions

按正交表L9(33)進行正交優化試驗，根據酸奶的凝固狀態、外觀、色澤和口感等方面進行評分，確定香蕉抗性淀粉酸奶最佳發酵條件，結果見表9。

表9 香蕉抗性淀粉保健酸奶發酵工藝正交試驗設計及結果Table 9 Orthogonal array design scheme and corresponding experimental results

表10 方差分析Table 10 Variance analysis for the experimental results of orthogonal array design

由表9、10可知，A2C2B2為最佳組合，各因素對酸奶的影響主次順序為接種量＞發酵溫度＞發酵時間。溫度對發酵有較大影響，在一定條件下，乳酸菌生長繁殖隨溫度升高而加快；但溫度過高，乳酸代謝旺盛，酸度積累過多造成產品品質下降。進行驗證實驗，并與正交表中的最優A2C3B1做對比驗證實驗，重復3次。結果表明，綜合評分為92分。因此確定香蕉抗性淀粉保健酸奶的最佳發酵工藝條件為發酵溫度40℃、接種量4%、發酵時間4.0h。

2.7 貯藏時間對酸奶感官品質的影響

由表11可知：香蕉粉用量在3%時，感官評價良好，隨著貯存時間的延長感官評分逐漸下降；當貯藏時間在7d以內，感官品質相對穩定；9d以后，則出現明顯的組織稠厚松散，乳清大量析出，口感粗糙的不良表現。

表11 貯藏時間對酸奶感官品質的影響Table 11 Effect of storage time on sensory evaluation of yogurt

2.8 貯存時間對酸奶酸度和pH值的影響

圖3 貯藏時間對不同香蕉粉添加量配制酸奶酸度(a)和pH值(b)的影響Fig.3 Effect of storage time on acidity and pH of yogurt

由圖3可以看出，隨著貯藏時間的延長，酸度逐漸增加，pH值逐漸降低，而且香蕉粉添加量越多，酸度增加的越快。這是由于隨著貯存時間的延長，后酸化現象增加，且起始酸度越高，后酸化程度越明顯；另外，可能由于香蕉抗性淀粉可被乳酸菌所利用，產生短鏈脂肪酸等酸類物質，使pH值減小[3]；而且香蕉粉添加量越大，其結合水的量增大，導致乳酸菌可利用水分活度的減少，而水分活度通過改變酶促反應參數和誘導底物結構發生改變來影響酶的活性，進而影響發酵菌的生長和產酸能力[14]。貯藏期7d內，添加量為0%～3%的酸奶酸度一直穩定在120°T以下，此時酸奶酸甜適口，感官品質較好。貯藏期超過9d后，酸奶酸度過高，感官品質明顯下降，且開始有淀粉發酵的味道出現。

2.9 貯存時間對酸奶黏度的影響

圖4 貯藏時間對不同香蕉粉添加量配制酸奶黏度的影響Fig.4 Effect of storage time on viscosity of yogurt

從圖4可以看出，隨著時間的延長，黏度下降，而且香蕉粉添加量越多，黏度下降的越快。這可能由于酸奶中的部分淀粉在貯存過程中發生了發酵改性，增強了凝膠性能同時，顆粒更加均勻，使淀粉穩定的分散在酸奶體系中。研究發現，經乳酸菌發酵后香蕉淀粉顆粒變得更加圓滑，且顆粒表明出現大量裂痕[17-19]。另外可能由于抗性淀粉有助于乳酸菌繼續發酵產酸，pH值進一步降低，逐漸接近酪蛋白的等電點，酪蛋白持續變性，隨著貯存時間的延長，黏度在逐漸減小[14]。

2.10 貯存時間對酸奶乳清析出率的影響

圖5 貯藏時間對不同香蕉粉添加量配制酸奶乳清析出率的影響Fig.5 Effect of storage time on exhalation rate of whey

由圖5可知：隨著貯存時間的延長，乳清析出率顯著增加。且隨著香蕉粉添加量的增加，乳清析出明顯增多。貯藏期在7d內，乳清析出率均在可接受范圍內。貯藏期超過9d后，乳清析出過多，感官品質明顯下降，且開始有淀粉發酵的味道出現。

2.11 貯存時間對抗性淀粉保留率的影響

酸奶加入香蕉粉后，在貯藏過程中，由于酸化改性、分解和被乳酸菌利用等因素，抗性淀粉含量會不斷減少。由圖6可以看出，隨著貯藏時間的延長，抗性淀粉的保留率逐漸減少，而且香蕉粉添加量越少，抗性淀粉保留率相對降低得越快。貯藏期結束后，抗性淀粉保留率均能保持在70%以上。

圖6 貯藏時間對不同香蕉粉添加量配制酸奶中抗性淀粉保留率的影響Fig.6 Effect of storage time on retention rate of resistant starch

3 結 論

利用香蕉粉和牛乳為主要原料，配以白砂糖，經發酵制得的一種口味清爽、口感細膩、滑潤，酸甜適口的攪拌型香蕉抗性淀粉保健酸奶。在不影響酸奶感官和物性的前提下，考慮其優良的保健作用，香蕉粉最佳添加量3%，香蕉香精最佳加入量0.05‰。優化所得的酸奶發酵工藝參數組合為發酵溫度4 0℃、接種量4%、發酵時間4.0h。同時，該工藝為其他具有相似物理特性的功能性成分添加于酸奶的研制提供參考。

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Preparation of Health Yogurt with Banana Resistant Starch

BAI Yong-liang，CHEN Qing-fa，DU Bing，HUANG Shou-yao，LU Wang-wang，YANG Gong-ming*
(College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

In this study, the preparation process parameters of health yogurt with banana resistant starch as a functional ingredient were explored. The effects of banana powder addition and storage time on yogurt quality were studied. The results showed that the optimal levels of banana powder and banana essence were 3% and 0.05‰, respectively. The optimal fermentation conditions were fermentation for 4.0 h at 40 ℃ and an inoculum amount of 4%. The prepared yoghurt showed a shelf life of 7 d at 4 ℃, had a high nutritional value, and retained a high level of resistant starch. These investigations provide a theoretical basis for further studies on healthy yogurt with good properties and dietary fiber.

banana；resistant starch；yogurt；quality

TS252.54

B

1002-6630(2012)16-0318-06

2011-06-08

粵港關鍵領域重點突破項目(2008A024200004)；廣東省農業公關計劃項目(2009B020201011)

白永亮(1986—)，男，碩士研究生，研究方向為食品加工與貯藏。E-mail：baiyongliang2006@126.com

*通信作者：楊公明(1950—)，男，教授，博士，研究方向為食品加工新技術。E-mail：ygm@scau.edu.cn