凝固型牛蒡蜂蜜酸奶的研制

傅訓迅，劉 珊，袁云飛，竇紫軒，張 鋒*

（徐州工業職業技術學院，江蘇 徐州 221140）

牛蒡原產于北歐，又名東洋參、牛鞭菜，屬菊科類，在日本有“東洋參”的美譽。牛蒡含有豐富的胡蘿卜素、蛋白質、纖維素、鐵、鈣及人體所需的多種維生素及氨基酸，是一種營養價值極高的根莖類植物。經常食用牛蒡根有促進血液循環、清除腸胃垃圾、防止人體過早衰老、潤澤肌膚、防止中風和高血壓、清腸排毒、降低膽固醇和血糖等作用[1-2]。由于牛蒡具有藥用與食用雙重利用價值，資源豐富，綜合開發簡便易行，被國家衛生部認定為“新資源食品”[3]。

蜂蜜素有高級營養滋補品之稱，蜂蜜中含有與人體血清濃度相近的多種有機酸和有益人體健康的礦物質元素及果糖、葡萄糖、淀粉酶、氧化酶等。蜂蜜對人體的主要功能和作用是抗菌消炎、促進組織再生，促進消化，提高機體免疫力，改善睡眠，促進兒童的生長發育，保護心血管以及潤肺止咳等[4]。

酸奶因其營養價值高、風味獨特受到消費者普遍的歡迎[5]。原料乳經過發酵不僅很好的保留了牛奶中的營養成分，而且會在發酵過程中分解乳糖，生成乳酸和B族維生素等活性成分，因此特別適合一些老年人和乳糖不耐受癥的消費者[6]。酸奶的品種已由原味酸奶向調味酸奶、果粒酸奶、功能性酸奶轉化[7]。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[8-9]。本研究通過在酸奶生產過程中添加適量的蜂蜜和牛蒡，不僅可使酸奶具有蜂蜜和牛蒡的特有風味，還可使酸奶的營養成分更全面，賦予牛蒡蜂蜜酸奶更好的保健功能，以此豐富保健酸奶的產品類型，同時也為牛蒡的開發利用提供了一條新思路，更好的促進徐州地區牛蒡產業的發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛蒡購于蘇山頭農貿市場；光明全脂乳粉、紫云英蜂蜜、食用淀粉購于家樂福超市；佰生優直投式酸奶發酵劑購于潤盈生物工程（上海）有限公司。

1.2 儀器與設備

HWS-12電熱恒溫水浴鍋：上海齊欣科學儀器有限公司；HBYQ 電熱恒溫培養箱：天津市華北實驗儀器有限公司；SW-CJ-2F/2FD超凈工作臺：北京佳源興業科技有限公司；SYQ-DSX-280B滅菌鍋：上海申安醫療器械廠；HR2860型打漿機：飛利浦有限公司；AR1140電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；JM-L50膠體磨：溫州市一州機械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

（1）牛蒡汁的制備[10]：

（2）工藝流程[11]：

脫脂乳粉→脫脂乳（8倍體積溫水）→混料（牛蒡汁、蜂蜜、穩定劑）→預熱溶化（50℃～60℃）→冷卻（30℃～40℃）→均質→殺菌（90℃～95℃、5min）→冷卻（42℃左右）→接種（菌種）→無菌灌裝→恒溫培養（42℃左右）→冷藏后熟（4℃）→成品

1.3.2 感官評分標準

根據牛蒡酸奶的色澤、風味、組織狀態等進行綜合評定[12]。將產品隨機供給有經驗的10人進行品嘗打分，取平均數為總感官評分（滿分100分），評分標準見表1。

表1 酸奶感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards of yoghourt

1.3.3 成品質量檢驗

成品感官、理化、微生物指標測定均按照食品安全國家標準GB19302-2010《發酵乳》中指標要求和方法進行[13]。

2 結果與分析

2.1 牛蒡汁的添加量對酸奶發酵及品質的影響

牛蒡汁的用量直接影響產品風味和凝乳狀態，因此在蜂蜜添加量為7mL/100mL，接種量為10g/L，穩定劑添加量2g/100mL，42℃、發酵時間為4h的條件下，選擇牛蒡汁的添加量分別為5mL/100mL、10mL/100mL、15mL/100mL、20mL/100mL、25mL/100mL進行發酵試驗，考察牛蒡汁添加量對酸奶品質的影響，結果見圖1。

從圖1可知，牛蒡汁的添加量要適度，添加量過低或過高時都會影響酸奶的品質，過低時發酵出的酸奶沒有牛蒡汁的味道；過高時，牛蒡汁味道太濃具有土腥味，掩蓋了酸奶的乳香味。因此牛蒡汁的用量為10mL/100mL時酸奶品質最好。

圖1 牛蒡汁添加量對酸奶品質的影響Fig.1 Effect of burdock juice addition on yoghurt quality

2.2 穩定劑的添加量對酸奶品質的影響

穩定劑的添加量直接影響酸奶的凝乳狀態和產品黏度，在牛蒡汁添加量為10mL/100mL，蜂蜜添加量為7mL/100mL，菌種接種量為10g/L，42℃、發酵時間為4h的條件下，選擇穩定劑添加量分別為1.0g/100mL、1.5g/100mL、2.0g/100mL、2.5g/100mL、3.0g/100mL來考察穩定劑添加量對酸奶品質的影響，結果見圖2。

圖2 穩定劑的添加量對酸奶品質的影響Fig.2 Effect of stabilizer addition on yoghurt quality

由圖2可知，穩定劑的添加量對酸奶的品質影響不大，當穩定劑添加量為2.0g/100mL時，感官評分最高，生產出的酸奶組織細膩、質地均勻。

2.3 蜂蜜的添加量對酸奶品質的影響

酸奶中添加蜂蜜可緩和酸奶酸度，改善酸奶風味和口感，在牛蒡汁添加量為10mL/100mL，接種量為10g/L，穩定劑添加量為2.0g/100mL，42℃下發酵時間為4h的條件下，選擇蜂蜜添加量分別為4mL/100mL、5mL/100mL、6mL/100mL、7mL/100mL、8mL/100mL 進行發酵試驗，考察蜂蜜添加量對酸奶品質的影響，結果見圖3。

由圖3可知，蜂蜜的添加量對酸奶品質影響較大，當蜂蜜添加量為6mL/100mL時酸奶風味適中，感官品質最好。這可能是由于當蜂蜜添加量較低時，碳源不足影響了酸奶的發酵導致酸味和甜味都較淡，整體風味單薄，品質不佳；而當蜂蜜添加量較大時，碳源充足使得發酵速度較快，凝乳不夠細膩，同時產品甜味較重導致產品品質不好。

圖3 蜂蜜的添加量對酸奶品質的影響Fig.3 Effect of honey addition on yoghurt quality

2.4 菌種接種量對酸奶品質的影響

菌種接種量直接決定酸奶的發酵速度和產品的組織狀態，在牛蒡汁添加量為10mL/100mL，蜂蜜添加量為6mL/100mL，42℃、發酵時間為4h的條件下，選擇接種量分別為4g/L、6g/L、8g/L、10g/L、12g/L進行發酵試驗，結果見圖4。

圖4 菌種接入量對酸奶品質的影響Fig.4 Effect of fermentation addition on yoghurt quality

從圖4可知，制作牛蒡蜂蜜酸奶時，接種量要適度，過高或過低都會影響酸奶的品質。接種量過低，產酸率低且酸味質量差，酸乳的凝乳狀態差，有較多乳清析出；接種量過高時，凝乳狀態好并且無乳清析出，但酸乳過度產酸，酸甜比例嚴重失調，口感較差。只有當菌種接種量為8g/L時，所發酵的酸奶品質最好。

2.5 發酵時間對酸奶品質的影響

在牛蒡汁添加量為10mL/100mL，接種量為8g/L，穩定劑添加量20g/L，蜂蜜添加量為6mL/100mL，發酵溫度為42℃的條件下，選擇發酵時間分別為3.0h、3.5h、4.0h、4.5h、5.0h進行試驗，考察發酵時間對酸奶品質的影響，結果見圖5。

由圖5可知，制作凝固型牛蒡酸奶時，發酵時間也是影響酸奶品質的重要因素，時間過短時，酸奶的組織狀態差，有較多的乳清析出，若發酵時間過長，雖然凝乳狀態較好，無乳清析出，但由于發酵時間過長，乳酸菌過度繁殖產酸，酸甜比例嚴重失衡，此時酸奶黏度過高，質地較硬，口感較差[14]。所以只有當發酵時間為4h時，酸奶的品質最佳。

圖5 發酵時間對酸奶品質的影響Fig.5 Effect of fermentation time on yoghurt quality

2.6 正交試驗結果與分析

在單因素試驗中，穩定劑的添加量對酸奶品質影響最小，故選擇牛蒡汁添加量、接種量、蜂蜜添加量、發酵時間4個因素設計L9（34）正交試驗來考察不同因素對感官品質的影響。正交試驗因素水平見表2，正交試驗結果見表3，方差分析見表4。

表2 發酵工藝優化正交試驗因素水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization

表3 發酵工藝優化正交試驗結果Table 3 Results of orthogonal experiments for fermentation process optimization

表4 正交試驗結果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

由正交試驗結果（表3）極差分析可知，牛蒡酸奶最佳生產工藝條件是A2B2C3D2組合，即牛蒡汁添加量10mL/100mL，接種量8g/L，蜂蜜添加量7mL/100mL，發酵時間4h。在此最佳生產工藝條件下，成品的感官評分為90分。

而從方差分析表4來看，影響牛蒡酸奶品質的因素大小順序是C＞A＞D＞B，即蜂蜜添加量是影響酸奶品質最主要的因素，其次是牛蒡汁添加量，然后是發酵時間，最后是菌種接種量，但是各個因素對牛蒡蜂蜜酸奶品質的影響在統計學上均不顯著。

2.7 最佳配方樣品品質評定

2.7.1 感官指標

成品色澤乳白稍有淺灰色，組織狀態均勻細膩，黏度適中，酸甜可口，口感醇厚，有乳酸發酵味和牛蒡特殊香味，風味獨特，無異物。

2.7.2 理化指標

成品蛋白質含量≥2.40g/100g，脂肪含量≥3.00g/100g，總酸度為80°T～92°T，可溶性固形物含量≥14%。

2.7.3 衛生指標

大腸桿菌和致病菌均未檢出。

3 結論

目前市場上關于牛蒡酸奶的研究報道很少，本實驗與魏東[15]研究的凝固型牛蒡酸奶和張嫚[16]研究的牛蒡抗性淀粉酸奶相比最大的改善有2個方面：一是用蜂蜜作為糖源取代了原有傳統工藝中使用的白砂糖。蜂蜜是一種很好的滋養品，營養價值和生理功能都很高；二是采用了商品化的直投式菌種，除了含有傳統的發酵菌種保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌外，還有嗜酸乳桿菌，植物乳桿菌和干酪乳桿菌，不僅在工藝上節省了傳統發酵菌種活化擴大培養的時間，而且發酵生產出來的酸奶含有多種活性益生菌，品質較好。

本研究通過單因素和正交試驗獲得了凝固型牛蒡蜂蜜酸奶的最佳工藝條件為牛蒡汁添加量為10mL/100mL，接種量為8g/L，蜂蜜添加量為7mL/100mL，穩定劑用量2.0g/L，42℃發酵時間為4h。在此工藝條件下可制得的牛蒡蜂蜜酸奶色澤乳白稍呈淺灰色，組織狀態均勻，口感醇厚，酸甜適中，具有發酵乳香味和牛蒡味，其理化指標和微生物指標均達到了國家標準，不僅成功開發出一種新型的保健酸奶，而且還可以為徐州牛蒡產業的開發利用提供一條新途徑，推動本地經濟發展，提高農民經濟收入。

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