藍莓酸奶的生產工藝研究

梅玉立 童彬 于素鳳 劉洋 丁志剛 華平

摘要：為了探究和優化藍莓酸奶的生產工藝，以生鮮牛乳、發酵劑、藍莓汁還有白砂糖作為主要原料，制備藍莓酸奶。通過單因素試驗與正交試驗，對發酵時間、發酵劑添加量、藍莓添加量以及白砂糖添加量進行優化。可得藍莓酸奶最佳制備條件為；白砂糖添加量為7%，藍莓汁添加量為10%，發酵時間7h，發酵劑接種量6%。在此種配方下制備的藍莓酸奶的品質較高，口感較好，感官評價分數為87.2分。通過抗氧化試驗測得藍莓酸奶清除自由基的能力EC50（清除一半自由基時使用的抗氧化劑的量）為：EC50=20.85 g/L。

Abstract： In order to study and optimize the processing of blueberry yogurt， raw milk， leaven， blueberry juice and white sugar are used as main ingredients to produce blueberry yogurt. According to single factor experiment and the orthogonal test， the paper made improvement on the additive quantity of leaven， blueberries and white sugar. The paper found out the best condition of producing yogurt： the white sugar should account for 7%， blueberry juice 11%， inoculum concentration 6% and fermentation time should be 7 hours. In this case， high-quality and good-taste blueberry yogurt is produced， the sensory evaluation grade of which is 87.2. According to Anti-oxidation experiment， EC50 （the amount of antioxidant used to eliminate half of free-radicals）， which measures the ability of blueberry yogurt to eliminate free-radicals， is： EC50=20.85g/L

關鍵詞：藍莓酸奶；正交；感官評價；抗氧化性

Key words： blueberry yogurt；orthogonal test；sensory evaluation；anti-oxidation

中圖分類號：TS252.54 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2019）03-0132-05

0 引言

藍莓，屬杜鵑花科，越橘屬植物，起源于北美，多年生灌木小漿果果樹，因果實呈藍色，故稱為藍莓。我國野生藍莓主要產在長白山、大興安嶺和小興安嶺林區，近幾年來才成功進行人工培植。藍莓果實中含有豐富的營養成分，具有防止腦神經老化、保護視力、強心、抗癌、軟化血管、增強人機體免疫等功能[1]。其中，由于藍莓富含花青素，具有活化視網膜功效，可以強化視力，防止眼球疲勞而備受注目[2]。據美國、日本、歐洲科學家研究，經常食用藍莓制品，還可明顯地增強視力，消除眼睛疲勞。醫學臨床報告也顯示，藍莓中的花青素可以促進視網膜細胞中的視紫質再生，預防近視，增進視力。陳健[3]等人的研究表明，純化后的藍莓花青素有較強的清除DPPH自由基的能力，且其抗氧化活性比VC更強。孟憲軍[4]等人研究發現純化后的藍莓多糖具有較強的抗氧化活性。除了直接食用之外，以藍莓汁為原料的加工產品很多，其主要作為生產酸奶、飲料、冰琪淋等產品的配料。

研究藍莓酸奶的加工工藝及其他的研究也很多，主要包括藍莓酸奶的加工研究[5]、藍莓保健型酸奶的加工研究[6]、以及一些添加其他物質的藍莓酸奶，比如添加玉米[7]、蜂蜜[8]、大豆[9]、玫瑰[10]等食物的提取物。藍莓作為一種口味鮮美的水果，它還具有豐富的營養成分和保健價值，具有防止腦神經老化、保護視力、強心、抗癌、軟化血管、增強人機體免疫[11]等功能。而酸奶的作用與價值更是廣為人知。酸奶能夠促進消化、保護肝臟腎臟[12]等。酸奶能促進消化的原因是其含多種酶及增強消化液分泌的能力。王曉軍等[13]人的研究表明，酸奶能顯著增強人體的消化功能。

本試驗為了探求和優化藍莓酸奶的制備工藝，通過感官評價找出最佳的組合，并且探究藍莓酸奶的抗氧化性，與其他品牌的乳制品進行對比，確定藍莓酸奶具有抗氧化能力。

1 材料與方法

1.1 原料與輔料

藍莓、常溫牛乳、白砂糖、伊利酸奶（均為市售）。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

AL204分析天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；可調萬用電爐，龍口市電爐制造廠；LHP-160恒溫培養箱，上海三發科學儀器；HH數顯恒溫水浴鍋，金壇市金城國勝實驗儀器廠；BROOKFIELD CT3質構儀，美國Brookfield公司；FK-A組織搗碎勻漿機，上海和欣科教設備有限公司；722E型可見分光光度計；冰箱，青島海爾股份有限公司。

1.2.2 試劑

無水乙醇，天津市永大化學試劑有限公司、95%乙醇，天津市永大化學試劑有限公司、DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼），Aladdin Chemistry Co.Ltd、蘆丁。以上溶液均為分析純，試驗用水為蒸餾水。

1.3 工藝流程及操作要點

鮮奶滅菌：將新鮮牛乳裝入滅菌后的燒杯中，1kg/cm2蒸汽滅菌20min。

發酵劑：在滅菌乳中接入直投菌種，混合后，置于43 ℃下恒溫培養至發酵終點，使乳酸菌保持較強的發酵活力，得到工作發酵劑。

發酵：接入工作發酵劑恒溫培養，發酵5～7h。

冷藏：發酵結束后，冷卻至以20℃下灌裝，分裝完畢后送入4℃以下冷庫冷藏后熟，得成品。

藍莓汁榨取：選用無腐爛的、成熟、去梗后的新鮮藍莓在流動水中清洗干凈。然后用組織搗碎機打漿，用60目篩網過濾即為藍莓汁。

藍莓汁殺菌：將藍莓果汁、蔗糖混合，混合液經預熱（55℃～65℃），均質，殺菌（ 95℃，5min）。

1.4 試驗設計

1.4.1 發酵劑制備

取100 mL生鮮牛乳，1 kg/cm2蒸汽滅菌20min。在滅菌乳中加入菌種，混合后，置于43 ℃下恒溫培養至發酵終點，取出發酵至終點的發酵劑放入4 ℃溫度下冷藏，待用。

1.4.2 單因素試驗

通過查詢相關資料，在其他工藝參數固定的條件下，對藍莓汁的添加量、蔗糖的添加量、發酵劑的添加量和酸奶的發酵時間進行單因素試驗。每個因素取5個試驗水平，其中藍莓汁的添加量為4%、7%、10%、13%和16%；蔗糖的添加量為3%、5%、7%、9%和11%；發酵劑的添加量為3%、4%、5%、6%和7%；發酵時間為3h、4h、5h、6h和7h。

1.4.3 正交試驗

在單因素的基礎上，對各個因素的水平進行細化。以蔗糖添加量（A）、發酵劑接種量（B）、發酵時間（C）、藍莓汁添加量（D）為四個因素，每個因素各取三個水平，選取L9（34）正交設計對配方進行優化。

1.4.4 抗氧化性試驗

用吸量管分別取2.0，4.0，6.0，8.0，10.0mL質量濃度為12.664 mg/gDPPH溶液于比色管中，然后用體積分數為95%乙醇稀釋到刻度，搖勻，以體積分數為95%乙醇溶劑作參比，在517 nm處測定各濃度的吸光度。以DPPH質量濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線，得線性方程。

蘆丁對DPPH自由基清除率[14]的測定：在7個10mL比色管中均加入9mL質量濃度為12.664mg/L的DPPH溶液，再分別加入質量濃度為0.1g/L的蘆丁溶液0.10，0.15，0.20，0.25，0.30，0.35，0.4mL，用體積分數為95%乙醇稀釋至刻度，混勻后放置30min，以體積分數為95%乙醇溶劑作參比， 于517nm處測定吸光度，根據DPPH標準曲線的回歸方程計算DPPH質量濃度，并按下列公式計算DPPH清除率（γ）。

γ=（1-Ct/C0）×100%

（式中C0為未加樣品時DPPH的質量濃度；Ct為加入不同試樣后DPPH的質量濃度。）

酸牛奶對DPPH自由基清除率的測定：在5個10mL比色管均加入8mL質量濃度為12.664mg/L的DPPH溶液，再分別加入0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL的酸牛奶，用體積分數95%乙醇稀釋至刻度，混勻后放置30min，以95%乙醇溶劑作參比，于517nm處測定吸光度，根據DPPH標準曲線的回歸方程計算DPPH質量濃度。清除率計算同上。

為了評價酸牛奶的抗氧化性能和自由基清除能力，常選擇清除率為50%時酸牛奶的質量濃度（EC50）作為評價指標，EC50值越小，酸牛奶清除自由基的能力越強。根據清除率與酸牛奶質量濃度之間的線性關系，計算出藍莓酸奶、蒙牛酸牛奶、蒙牛純牛奶的EC50 值，比較3種牛奶對DPPH的清除能力。

1.5 檢測方法

1.5.1 感官評分

參照國家標準GB19302-2010中所列的各種檢驗項目，選擇25人作為評價小組，從藍莓酸奶的口感（30分）、組織狀態（30分）、香味（20分）、酸甜度（20分）4個方面進行感官評分，評分標準見表1。

1.5.2 質構分析

根據感官分析，選取正交試驗確定的最佳配方進行質構分析，用質構儀測定硬度、黏度、內聚性，了解藍莓酸奶的質地等。質構儀測試參數設定為測試前速度2.0mm/s，測試速度1.0mm/s，測試后速度 1.0mm/s，測試距離 20mm，樣品壓縮百分率15%，感應力5g，T44-1000探頭。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 蔗糖的添加量對藍莓酸奶感官評價的影響

藍莓汁10%、發酵劑接種量5%、發酵時間5h，蔗糖添加量分別為：3%、5%、7%、9%和11%，感官評分如圖1所示。

如圖所示，添加不同量的蔗糖時，藍莓酸奶的感官評價分有所不同。在蔗糖添加量為3%時，感官評價分最低，為67分，隨著蔗糖添加量的增加，酸奶的感官評分隨之升高。在添加量為8%左右的時候達到最高值，為79分。隨后蔗糖添加量越高，酸甜度變高，評分穩定，但感官評分越來越低，因為酸奶的組織狀態以及香味評分下降，使得感官評價總分下降。由此得出，在其他因素一定的情況下，蔗糖添加量為7%左右時，藍莓酸奶的品質最佳。

2.1.2 發酵劑接種量對藍莓酸奶感官評價的影響

蔗糖添加量7%、藍莓汁添加量10%、發酵時間5h，發酵劑添加量分別為4%、5%、6%、7%和8%，感官評分如圖2所示。

圖2顯示，隨著發酵劑接種量增加，因為發酵程度的改變，口感評分迅速增加，后隨之下降，其他評價值變化不大。在發酵劑接種量為6%左右時，感官評價分達到峰值，為85分。接種量超過6%后，口感和組織狀態評分逐漸下降，總分下降，說明在發酵劑添加6%左右時，口感最佳。

2.1.3 發酵時間對藍莓酸奶感官評價的影響

蔗糖添加量為7%；發酵劑接種量為6%；藍莓汁添加量為10%，發酵時間為4h；5h；6h；7h和8h。評分結果如圖3所示。

圖3表明，隨著發酵時間的延長，酸奶的組織狀態逐漸成型，口感變好，感官評價分呈上升的趨勢，在發酵時間為6h時，感官評價最高，為82分。超過6h后，感官評價分逐漸下降，但是趨于穩定和平緩。由此可見，在其他條件一定的情況下，發酵時間6h左右時，藍莓酸奶的品質最佳，感官評分最高。

2.1.4 藍莓汁添加量對藍莓酸奶感官評價的影響

蔗糖添加量為7%；發酵劑接種量為6%；發酵時間為5h，藍莓汁添加量為7%；9%；10%；11%和13%。該條件下的評分如圖4所示。

由圖4和表可知，隨著藍莓汁添加量的增加，酸奶的口感變好，酸度變大，在10%左右時達到最大值，約為85分。隨后口感評分有所下降，但是下降幅度不大。其他評分項目分數基本不變。由此可見，在其他因素一定的條件下，藍莓汁添加量在10%左右時，藍莓酸奶的口感及品質最好，感官評價分最高。

2.2 正交試驗優化

正交試驗因素水平表見表2，正交試驗結果見表3。極差分析結果表明影響藍莓酸奶感官評價的因素為：藍莓汁的添加量（D）>發酵時間（C）>蔗糖添加量（A）>發酵劑接種量（B）。因此，最佳制備工藝條件為A1B3C3D2。

由蔗糖添加量、發酵劑接種量、發酵時間、藍莓汁添加量4因素3水平正交試驗結果分析可得最佳制備條件為A1B3C3D2。即蔗糖添加量為7%；發酵劑接種量為7%；發酵時間為7h；藍莓汁添加量為10%。極差分析結果表明影響藍莓酸奶感官評價的因素為：藍莓汁的添加量（D）>發酵時間（C）>蔗糖添加量（A）>發酵劑接種量（B）。

2.3 驗證試驗

最優組合未在正交試驗組中，因此進行了驗證試驗。由表4可知組合A1B3C3D2的感官評分大于A3B1C3D2組合，明A1B3C3D2為最優組合。

2.4 質構結果分析

在正交試驗的基礎上，進行藍莓酸奶的質構分析，表5為質構儀分析正交試驗與驗證試驗中每組樣品的硬度、彈性、粘著性、膠著性和內聚性的結果的平均值。

通過表5對比從市面上購買的成品酸奶，一般市面上的酸奶硬度在12g左右，該工藝所制備的酸奶硬度較成品酸奶高，大多數在40g左右。測得市面上的酸奶內聚在6g左右，該工藝制得酸奶內聚性普遍在4g左右，較低。結合正交試驗結果分析，硬度在40g，彈性0.2mJ，粘著性0.2～0.3mJ，膠著性40g左右，內聚性3.75～4.0時，感官評價較好。

2.5 抗氧化性結果分析

根據方法1.4.4，對藍莓酸奶進行抗氧化性分析并與其他牛奶酸奶進行比較，結果如表6。

由表6可得，藍莓酸奶的EC50遠小于蒙牛酸奶與純牛奶，故藍莓酸奶清除DPPH自由基的能力強于普通酸奶和純牛奶。

3 結論

本試驗以藍莓酸奶的工藝優化為目的，首先通過單因素試驗確定蔗糖添加量、發酵時間、發酵劑添加量以及藍莓汁添加量的最佳范圍，然后通過正交試驗得出每種配比下的感官評價分數，最后通過極差分析確定最佳的配比為A1B3C3D2，即蔗糖添加量為7%；發酵劑接種量為7%；發酵時間為7h；藍莓汁添加量為10%，并通過驗證試驗加以證明。

通過試驗與計算得出藍莓酸奶的EC50值為20.85g/L，遠低于蒙牛酸奶的35.09g/L和蒙牛純牛奶的97.23g/L。說明在酸奶中添加藍莓汁后，藍莓的抗氧化能力大大提高，清除DPPH自由基的能力大大增強。

參考文獻：

[1]Yoshimoto M，Okuno S，Yamaguchi M， et al. Antimutagenicity of deacylated anthocyanins in purple-fleshed sweetpotato[J]. Biosci Biotechnol Biochem， 2001，65（7）.

[2]趙秀玲.藍莓的成分與保健功能的研究進展[J].中國野生植物資源，2011，30（6）：19-23.

[3]陳健，孫愛東，高雪娟，等.藍莓花青素的提取及抗氧化性的研究[J].北京林業大學學報，2011，33（2）：126-129.

[4]孟憲軍，常瑜，孫希云，等.微波輔助法提取藍莓多糖BBP0_2的分離純化及組分分析[J].食品科學，2013，34（12）：119-124.

[5]黃秀錦.藍莓酸奶的工藝研究[J].江蘇調味副食品，2009，26（4）：15-17+22.

[6]楊陽，張玉丹，任航.藍莓保健型酸奶加工工藝的研究[J].中國釀造，2015，34（9）：168-170.

[7]周穎.藍莓玉米酸奶的制備工藝及工廠設計[D].南昌大學，2013.

[8]王菲菲，徐顯利，田曉蕾，等.藍莓蜂蜜酸奶的工藝研究[J].農產品加工，2012（1）：76-78.

[9]陳博，耿麗晶，周圍.藍莓大豆酸奶工藝條件的研制[J].遼寧醫學院學報，2010，31（4）：350-352.

[10]耿麗晶，周圍，張麗艷.藍莓玫瑰汁保健酸奶的研制[J].食品工業，2013（2）：4-6.

[11]Yu-Ping Wang， Ming-Liang Cheng，etc. Effect of blueberry on hepatic and immunological functions in mice[J]. Hepatobiliary Pancreat Dis Int， 2010，9（2）：164-8.

[12]de Vrese，M，Kristen， H， Rautenberg， P， et al. Probiotic lactobacilli and bifidobacteria in a fermented milk product with added fruit preparation reduce antibiotic associated diarrhea and Helicobacter pylori activity [J]. Journal of Dairy Research， 2011，78（4）：396-403.

[13]王曉軍.酸奶促進消化功能人體試食研究[J].現代預防醫學，2012，39（8）：11.

[14]何書美，劉敬蘭，劉會敏.用清除有機自由基法評價酸奶的抗氧化活性[J].中國乳品工業，2010，38（10）：18-20，38.

[15]孫貴寶.藍莓的保健作用及各國栽培發展趨勢[J].農機化研究，2002（3）：225.