凝固型紅薯保健酸奶的研制

張 鋒，陳海英，董媛媛，馮兆瑞

（1.徐州工業職業技術學院，江蘇 徐州 221140；2.徐州綠健乳業有限責任公司，江蘇 徐州 221006）

紅薯傳入我國已有400多年的歷史，其產量高、用途廣、適應性強，是我國重要的糧食作物，種植面積居世界首位[1]。紅薯的營養價值很高，每100g可食部分中蛋白質含量2.3g，脂肪含量0.2g，碳水化合物含量29g，粗纖維0.5g，鈣18mg，磷20mg，鐵0.4mg，胡蘿卜素1.31mg，硫胺素0.12mg，尼克酸0.5mg，抗壞血酸30mg。而且紅薯在抗癌、減肥、預防心血管疾病、預防肺氣腫、降低膽固醇[2]等方面具有良好的保健作用[2]。近年來，隨著科學技術水平的不斷提高和人們健康消費觀念的不斷增強，紅薯食品的需求呈逐年上升趨勢，紅薯淀粉目前在國際市場上非常暢銷，一級紅薯淀粉出口價為3700～3900元/噸，利用紅薯淀粉制取酒精、甲烷、乙烯、乙酸和乙醛等工業原料越來越普遍，還大量加工成地膜、塑料大棚、塑料袋和包裝用品[3-4]。

酸奶因其營養價值高、風味獨特受到消費者普遍的歡迎[5]。由于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的消費者[6-7]。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[8]。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[9]。本研究通過在酸奶生產中添加適量的蜂蜜和紅薯，不僅可使酸奶具有蜂蜜和紅薯的特有風味，還可使酸奶的營養成分更全面，賦予紅薯蜂蜜酸奶更好的保健功能，豐富保健酸奶的產品類型，同時也為紅薯產業的發展提供了一條新途徑，更好的促進我國紅薯產業的發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅薯：購于徐州鼓樓區蘇山頭農貿市場；栢生優酸奶發酵劑：潤盈生物工程（上海）有限公司；鮮牛乳：購自徐州綠健乳業有限公司。紫云英蜂蜜：購于徐州家樂福超市。

硫酸銅、氫氧化鈉、濃硫酸、硫酸鉀、鹽酸、硼酸、無水乙醇、乙醚等常規食品理化檢驗試劑均為分析純。

乳糖膽鹽發酵管、生理鹽水、瓊脂、革蘭氏染色液、伊紅美藍培養基等常規食品微生物檢驗試劑均為生化試劑。

1.2 儀器與設備

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高壓蒸汽滅菌鍋：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；DHG-9070電熱鼓風干燥箱：天津市華北實驗儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 紅薯保健酸奶加工工藝流程[10]

1.3.2 成品感官評分標準

根據紅薯酸奶的色澤、風味、組織狀態等進行感官品質綜合評定[11]。將產品隨機提供給有經驗的10人進行品嘗打分，取得分平均數為總感官評分，感官評分（滿分100分）標準見表1。

表1 酸乳的感官質量評分標準Table 1 Sensory scoring standards of the quality of yoghurt

1.3.3 理化和微生物指標檢驗

理化、微生物指標測定均按照GB19302—2010《食品安全國家標準-發酵乳》中指標要求和方法進行[12]。

2 結果與分析

2.1 紅薯漿添加量對紅薯酸奶品質的影響

紅薯漿的用量直接影響產品風味和凝乳狀態，實驗取200g鮮牛奶，蜂蜜添加量8%、穩定劑（食用淀粉/果膠=6∶1）添加量0.10%、發酵劑添加量0.10%、發酵溫度43℃、發酵時間4h、后熟時間24h的條件下，選擇紅薯漿的用量分別為5%、10%、15%、20%、25%進行發酵試驗，考察不同紅薯漿添加量對紅薯酸奶品質的影響，結果見圖1。

圖1 紅薯漿添加量對酸奶品質的影響Fig.1 Effects of sweet potato pulp addition on the quality of yoghurt

由圖1可知，酸奶感官評分隨著紅薯漿添加量的增加呈現先升高后降低的趨勢，當紅薯漿添加量為15%時，感官評分最高，添加量再繼續增大，感官評分又降低。這是因為紅薯漿添加量過低時，無紅薯特殊香味；過高時，口感比較粗糙，而且紅薯風味過濃掩蓋了酸奶的風味，所以紅薯漿添加量為15%時酸奶品質最好。

2.2 蜂蜜添加量對紅薯酸奶品質的影響

酸奶中添加蜂蜜可緩和酸奶酸度，改善酸奶風味和口感，用蜂蜜完全替代傳統的蔗糖來進一步提高酸奶的營養價值。實驗取200g鮮牛奶，紅薯漿添加量15%、穩定劑（食用淀粉/果膠=6∶1）添加量0.10%、發酵劑添加量0.10%、發酵溫度43℃、發酵時間4h、后熟時間24h條件下，選擇蜂蜜的用量分別為4%、5%、6%、7%、8%進行發酵試驗，考察不同蜂蜜添加量對紅薯酸奶品質的影響，結果見圖2。

圖2 蜂蜜添加量對酸奶品質的影響Fig.2 Effects of honey addition on the quality of yoghurt

由圖2可知，隨著蜂蜜添加量的增加，紅薯酸奶感官評分不斷提高，當達到一定添加量時，感官評分有所下降。蜂蜜添加量為4%時，產品口感單薄，發酵狀態不好，而超過7%時，對酸奶品質影響不大，而且增加了生產成本，選擇蜂蜜添加量為7%時酸甜適口，酸奶品質最好。

2.3 穩定劑添加量對紅薯酸奶品質的影響

穩定劑的用量直接影響酸奶的凝乳狀態和產品粘度，實驗取200g鮮牛奶，紅薯漿添加量15%、蜂蜜添加量8%、發酵劑添加量0.10%、發酵溫度43℃、發酵時間4h、后熟時間24h的條件下，選擇穩定劑（食用淀粉/果膠=6∶1）的用量分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%進行發酵，考察不同穩定劑添加量對紅薯酸奶品質的影響，結果見圖3。

由圖3可知，酸奶的感官評分呈現先升高后降低的趨勢，這說明穩定劑的加入量對酸奶的品質影響較大，當穩定劑用量為0.15%時，感官評分最高，酸奶組織細膩、質地均勻、凝乳狀態良好。

圖3 穩定劑添加量對酸奶品質的影響Fig.3 Effects of stabilizer addition on the quality of yoghurt

2.4 發酵劑添加量對紅薯酸奶品質的影響

發酵劑添加量直接決定酸奶的發酵速度和產品的組織狀態，實驗取200g鮮牛奶，紅薯漿添加量15%、蜂蜜添加量8%、穩定劑（食用淀粉/果膠=6∶1）添加量0.10%、發酵溫度43℃、發酵時間4h、后熟時間24h的條件下，選擇發酵劑的用量分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%進行發酵實驗，考察不同發酵劑添加量對紅薯酸奶品質的影響，結果見圖4。

圖4 發酵劑添加量對酸奶品質的影響Fig.4 Effects of starter culture addition on the quality of yoghurt

由圖4可知，制作紅薯蜂蜜酸奶時，發酵劑用量要適度，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，酸甜比例嚴重失度，口感較差[13]。因此，選擇發酵劑添加量為0.10%。

2.5 發酵溫度對紅薯酸奶品質的影響

發酵溫度決定酸奶的發酵速度，對產品的組織狀態有一定影響，實驗取200g鮮牛奶，紅薯漿添加量15%、蜂蜜添加量8%、穩定劑（食用淀粉/果膠=6∶1）添加量0.10%、發酵劑添加量0.10%、發酵時間4h、后熟時間24h的條件下，選擇發酵溫度分別為41℃、42℃、43℃、44℃、45℃進行發酵，考察不同發酵溫度對紅薯酸奶品質的影響，結果見圖5。

圖5 發酵溫度對酸奶品質的影響Fig.5 Effects of fermentation temperature on the quality of yoghurt

由圖5可知，隨著發酵溫度的增加，紅薯酸奶感官評分變化不大，這說明發酵溫度主要是通過影響發酵劑的新陳代謝來影響酸奶的發酵過程，實驗選用的發酵溫度范圍為41℃～45℃時，對發酵菌種的代謝速度影響無明顯差異，因此選擇發酵溫度為43℃。

2.6 發酵時間對紅薯酸奶品質的影響

發酵時間對成品酸奶的風味口感和凝乳狀態有一定影響，實驗取200g鮮牛奶，紅薯漿添加量15%、蜂蜜添加量8%、穩定劑（食用淀粉∶果膠=6∶1）添加量0.10%、發酵劑添加量0.10%、發酵溫度43℃、后熟時間24h的條件下，選擇發酵時間分別為3h、4h、5h、6h、7h進行發酵，考察不同發酵時間對紅薯酸奶品質的影響，結果見圖6。

圖6 發酵時間對酸奶品質的影響Fig.6 Effects of fermentation time on the quality of yoghurt

由圖6可知，制作凝固型紅薯酸奶時，發酵時間對酸奶品質有一定的影響，但是差異不大，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，此時酸度奶黏度過高，質地較硬，口感較差[14]。所以選用發酵時間為5h。

2.7 后熟時間對紅薯酸奶品質的影響

后熟過程有利于酸奶中的風味成分進一步反應締合，使酸奶口感更佳，實驗取200g鮮牛奶，紅薯漿添加量15%、蜂蜜添加量8%、穩定劑（食用淀粉/果膠=6∶1）添加量0.10%、發酵劑添加量0.10%、發酵溫度43℃、發酵時間4h的條件下，選擇后熟時間分別為3h、4h、5h、6h、7h進行發酵，考察不同后熟時間對紅薯酸奶品質的影響，結果見圖7。

圖7 后熟時間對酸奶品質的影響Fig.7 Effects of after-ripening time on the quality of yoghurt

由圖7可知，在選擇的后熟時間范圍內酸奶的感官評分變化不大，這說明其對酸奶品質影響差異不大，特別是在后熟時間超過20h后，酸奶的感官評分差異只有2分，幾乎沒有變化，因此，從生產周期來考慮選用后熟時間為20h。

2.8 紅薯酸奶發酵條件優化正交試驗

在單因素試驗基礎上，以產品感官評分為考察指標，通過設計L9（34）正交試驗來研究紅薯漿添加量、蜂蜜添加量、發酵劑添加量、穩定劑添加量等影響因素對紅薯酸奶品質的交互影響，正交試驗結果及方差分析分別見表2和表3。

表2 酸奶發酵條件優化正交試驗結果與分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments of fermentation condition optimization of yoghurt

表3 正交試驗結果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal tests results

由表2正交試驗結果可知，2號試驗組合感官評分最高，紅薯酸奶最佳生產工藝條件是A1B2C2D2組合，由極差分析得到紅薯酸奶最佳組合為A2B2C2D2，即紅薯漿添加量15%，蜂蜜添加量7%，穩定劑添加量0.15%，發酵劑添加量0.1%。在此最佳條件下進行驗證試驗，紅薯酸奶的感官評分為89分。

由表3可知，影響紅薯酸奶品質的因素大小順序是B＞D＞C＞A，即蜂蜜添加量是影響酸奶品質最主要的因素，其次就是發酵劑的添加量，然后是穩定劑的用量，最后是紅薯漿的添加量，但是各個因素對紅薯酸奶品質的影響在統計學上均不顯著。

2.9 產品質量指標評定

2.9.1 感官指標

成品呈乳白色稍有淺黃色，組織均勻細膩，口感醇厚，有乳酸發酵味和紅薯特殊香味。

2.9.2 理化指標

蛋白質含量≥2.40g/100g，脂肪含量≥2.80g/100g，總酸度為81°T，可溶性固形物含量≥14%。

2.9.3 衛生指標

大腸菌群及致病菌均未檢出。

3 結論

通過單因素和正交試驗獲得了凝固型牛蒡蜂蜜紅薯保健酸奶的最佳工藝條件為紅薯漿添加量15%，蜂蜜添加量7%，穩定劑添加量0.15%，發酵劑添加量0.1%，發酵時間5h，發酵溫度43℃，后熟時間20h。

在最優工藝條件下制得的紅薯蜂蜜酸奶色澤乳白稍呈淺黃色，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，對其產品質量指標檢驗結果與GB19302—2010《食品安全國家標準-發酵乳》中感官指標、理化指標和微生物指標比較，均達到了國家標準。

實驗與薛永春[15]紅薯酸奶的研制；黃治國等[16]的紅薯酸奶加工工藝研究和夏慧玲等[17]的紅薯漿的酶解與發酵制備紅薯全汁酸奶的研究相比最大的改善有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，這進一步增加了酸奶的功能性；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（Lactobacillus bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（Streptococchilusus thermop）外，還含有嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus），植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）和干酪乳桿菌（Lactobacillus casei），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。

[1]邵 虹.論紅薯的營養價值與藥用價值[J].食品工業科技，2002，23（5）：45-47.

[2]周增學.紅薯的營養價值與保健功能[J].食品與藥品，2006，8（8）：34-35.

[3]歐陽菊英，謝培榮.紅薯產品的研制與加工[J].山東食品科技，2004（6）：41.

[4]王彥波.紅薯加工與利用前景好[J].農村新技術，2009（6）：32-34

[5]宗憲峰.酸奶的營養價值與保健功能[J].中國食物與營養，2008，9（2）：60-61.

[6]康懷彬，李道敏，陳樹興.凝固型酸牛乳新品種的研究現狀[J].河南科技大學學報，2003，23（1）：15-18.

[7]劉敦艷，李雙霞.酸奶的生產現狀及影響酸奶質量的主要因素[J].乳品加工，2005（8）：40-41.

[8]王 晶，丁 斌.功能型酸奶的研究現狀及發展趨勢[J].衡水學院學報，2008，15（2）：36-38.

[9]王克會，李 衛，程 倩.我國風味型酸奶的研究現狀及發展趨勢[J].食品科技，2009，19（8）：14-17.

[10]張和平，張佳成.乳品工藝學[M].北京：中國輕工業出版社，2010：87-89.

[11]張 嫚.牛蒡抗性淀粉復合保健酸奶的研制[J].中國釀造，2012，31（8）：130-132.

[12]中華人民共和國衛生部.GB19302-2010食品安全國家標準-發酵乳[S].北京：中國標準出版社，2010.

[13]孔保華，乳品科學與技術[M].北京：科學出版社，2004.

[14]陳歷俊，喬偉倉，酸乳加工與質量控制[M].北京：中國輕工業出版社，2010.

[15]薛永春.紅薯酸奶的研制[J].飲料工業，2008，11（3）：35-37.

[16]黃治國，衛春會，殷小茹.紅薯酸奶加工工藝研究[J].中國釀造，2011，30（2）：78-80.

[17]夏慧玲，胡居吳，余 勃，等.紅薯漿的酶解與發酵制備紅薯全汁酸奶的研究[J].食品工業科技，2012，33（17）：112-115.