紫甘薯燕麥羊酸奶制備工藝研究

（

關山正西萍師，范黃大中學峰食品科學學院，山西 臨汾 ）

041000

0 引言

山羊乳作為“奶中之王”，具有營養全面而且吸收效果好等特點。與牛乳相比，山羊乳的營養成分是與人類母乳最相近的一種天然奶[1]。山羊奶脂肪具有良好的乳化狀態，脂肪球體積小，但相對表面積大，與腸道和胃內容物分泌的液體有較大的接觸面積，更有利于人體的吸收。山羊奶的酸堿度呈中性，含有多種磷酸鹽，具有較好的緩沖能力，對胃病患者有較好的療效[2]。山羊奶含有較少的αs1-酪蛋白，占總蛋白質1%～3%；而且羊乳中β-乳球蛋白含量較牛乳低，食用羊奶或其制品非常安全，通常不會引發過敏反應[2]。

紫薯作為甘薯品種，除了具有較高的營養價值之外，尤其含有豐富的花青素和礦物質硒等物質[3-4]，有抗氧化、預防癌癥和動脈硬化、降血壓等重要的生理功能。目前，對關于紫薯的營養和保健方面的開發應用研究受到了許多學者的足夠重視。

燕麥(Oats)中含有大量的亞油酸，它對動脈粥樣化、高血壓及冠心病有較好的預防效果。燕麥含有大量VB、VD、VE和葉酸，具有促進血液循環和減緩壓力的作用，最重要的是燕麥中的粗纖維對人體健康有較好的保健效用，如對糖尿病和脂肪肝病人有防治作用[6]。添加到羊酸奶中增加制品的膳食纖維，促進人體的消化，方便各類人群飲用。

本研究將山羊乳、紫甘薯和燕麥的營養保健功能相結合，以紫甘薯、燕麥和羊乳為主要原料，加入乳酸菌等菌種發酵，開發出一種新型的具有保健功能的復合型羊酸乳，為紫甘薯燕麥的深加工提供了新方向，同時也豐富了酸奶的品種，具有很重要的實踐應用價值。

1 材料與方法

1.1 材料

山羊乳于當天當地市場購買；紫甘薯和燕麥，均市售。

酸奶發酵劑，購自江南紫天生物有限公司；酪朊酸鈉，購自廣西天一配料有限公司；羥丙基二淀粉磷酸酯（HPDSP），購自江西費一諾配料有限公司；果膠，購自洛陽隆裕興科技有限公司；瓊脂，購自洛陽隆裕興科技有限公司。以上添加劑均為食品級添加劑。

改良MC培養基，購自廣東環凱微生物科技有限公司；VRBA（結晶紫中性膽鹽瓊脂）平板、BGLB（煌綠乳糖膽鹽）肉湯管、Bird-Parker平板，購自青島高科園海博生物技術有限公司；牛血清蛋白，購自上海源葉生物科技有限公司。

氨水、氫氧化鈉、考馬斯亮藍G-250染料、磷酸、乙醇，購自洛陽市化學試劑廠；乙醚、石油醚，購自天津光復科技發展有限公司；海砂，購自國藥集團化學試劑有限公司。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器設備

303-0型臺式培養箱，購自北京市永光明醫療儀器有限公司；752N型紫外可見分光光度計，購自湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；TDZ5-WS型臺式低速離心機、pH計，購自上海儀電分析儀器有限公司；恒溫培養振蕩器，購自天津市歐諾儀器儀表有限公司；均質機，購自溫州桑田流體自控設備有限公司；超凈工作臺，購自蘇州凈化設備有限公司；恒溫培養箱、立式壓力蒸汽滅菌器，購自上海博迅實業有限公司醫療設備廠。

1.3 方法

1.3.1 紫甘薯漿液的制備[6]

紫甘薯→清洗→蒸煮→削皮→加水打碎→過濾→漿液

選取市售的新鮮紫甘薯清洗干凈，在鍋內加適量的水蒸煮10 min，糊化后去皮。因紫薯中果膠的含量偏高，所以，打漿時紫薯與滅菌水的比例為1∶3。然后，用100目的篩網過濾，分離出大體積的果肉渣后得到紫薯漿液。

1.3.2 燕麥漿的制備[7]

燕麥→溫水浸泡→磨漿→蒸煮→燕麥漿

燕麥顆粒大，如果直接加入到酸奶中會對酸奶品質有影響，因此燕麥的添加量和形態將對酸奶成品的營養和口感造成影響，所以先將燕麥在40℃溫水中浸泡15 min，用打漿機打漿并蒸煮后待用。

1.3.3 羊奶的前處理

新鮮山羊乳→高壓滅菌處理→4℃冷藏待用

將鮮羊乳放入干凈器皿內并且將其封口，然后放置高壓滅菌鍋內在105℃、15 min高壓滅菌，取出待用。

1.3.4 冷卻接種

滅菌后的復合型山羊乳冷卻降溫到38℃,按照說明書要求，加入0.1%（質量分數）復合酸奶發酵劑，攪拌均勻。

1.3.5 灌裝

接種攪拌后應立即進行灌裝，灌裝量為每瓶的1/3～2/3左右。

1.3.6 發酵

將灌裝好的產品迅速放入微生物培養箱內培養，發酵溫度為43℃，發酵時間為5～8 h。

1.3.7 冷藏后發酵

發酵結束后將羊酸奶在2～6℃冰箱中后發酵12～24 h，促進酸奶中芳香物質的產生，且增加酸奶制品黏稠度[8-9]。

1.3.8 紫薯燕麥復合型羊酸乳制備工藝流程

羊奶+紫甘薯漿+燕麥+白糖+復合穩定劑→高溫滅菌（95℃，10 min）→冷卻（40℃）→（37℃）接種→包裝→發酵（43℃）→冷藏后熟（24 h）→產品

1.4 感官評價

選擇15位有本行業相關經驗的專業人士組成的一個評分團隊，對紫甘薯燕麥復合型羊酸乳產品的香味、口感和乳清分離等各項感官指標進行鑒定。將4個方面的得分相加得到總分，在總分中分別去掉一個最低分和最高分后，按照以下公式算出最終結果，評分=剩余所得分之和/(評價人數-2）[6,10]。滿分為100分，打分標準見表1。

表1 復合型羊酸奶感官評價標準

1.5 酸奶穩定劑的復配評價

根據單因素試驗，確定各因素最適量紫薯和燕麥的添加量20%且添加比例為3∶2（質量分數），白糖的添加量為6.5%，發酵時間6.5 h，發酵溫度43℃，經過感官評定試驗，最初選用的穩定劑是酪朊酸鈉、羥丙基二淀粉磷酸酯、果膠和瓊脂，通過單因素試驗發現，單一穩定劑的添加效果沒有復合穩定劑的好。最終確定的復合穩定劑添加量為酪蛋白酸鈉0.4%、羥丙基磷酸雙淀粉0.3%、果膠0.08%、瓊脂0.04%，在此基礎上設計L9（34）正交試驗。

酸奶穩定劑正交試驗因素與水平設計見表2。

表2 酸奶穩定劑正交試驗因素與水平設計表 /%

1.6 產品工藝配方的確定

1.6.1 單因素試驗

1.6.1.1 紫甘薯和燕麥添加比例對羊酸奶品質的影響

紫甘薯和燕麥添加比例為7∶3、3∶2、1∶1、2∶3、3∶7五個水平，白糖的添加量為6.5%，發酵時間6.5 h，發酵溫度43℃。每個試樣做3個平行樣，經品嘗者感官評定后得到結果。

1.6.1.2 不同白砂糖添加量對羊酸奶品質的影響

白砂糖添加量分別為 5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%五個水平，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發酵時間6.5 h，發酵溫度43℃。每個試樣做3個平行樣，經品嘗者感官評定后得到結果。

1.6.1.3 不同發酵時間對羊酸奶品質的影響

發酵時間分別為 5.5，6.0，6.5，7.0，7.5 h 8個水平，白糖的添加量為6.5%，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發酵溫度43℃。每個試樣做3個平行樣，經品嘗者感官評定后得到結果。

1.6.2 正交試驗

根據單因素試驗中分別選取紫薯和燕麥的添加比例、白砂糖添加量、發酵時間、中較優的3個添加量進行正交試驗。

L9（33）正交試驗因素與水平設計見表3。

表3 正交試驗因素水平表

1.7 理化指標和微生物指標檢測

添加紫薯和燕麥發酵的羊酸奶制品，按照GB 19302—2010檢驗是否符合國家發酵乳的國家標準，檢測方法如下。

1.7.1 感官和理化指標檢測

1.7.1.1 感官評價

參照GB 19302中的標準對制品進行外觀等檢測。

1.7.1.2 理化檢測

蛋白質：考馬斯亮藍染料比色法；

脂肪：參照GB/T 5009.46哥特里-羅紫法；

非脂乳固體：GB/T 5009.46第一種方法；

酸度：酸堿滴定法；

pH值：精密pH計法。

1.7.2 微生物指標檢測

乳酸菌檢驗：參照GB/T 4789.35—2010；

大腸桿菌檢驗：參照GB/T 4789.3—2010；2010。

致病菌（金黃色葡萄球菌）：參照GB 4789.10—

2 結果與分析

2.1 酸奶穩定劑的復配評價

酸奶穩定劑復配的正交試驗結果見表4。

表4 酸奶穩定劑復配正交實驗結果

根據表4中感官評定結果，四種穩定劑對復合型羊酸乳的影響大小A＞B＞D＞C，即酪蛋白酸鈉＞羥丙基磷酸雙淀粉＞果膠＞瓊脂。酪蛋白酸鈉對產品穩定性影響最大，果膠對產品的穩定性影響最小[11]。參考以上結果可知組合A2B2C3D1時復合穩定劑配比最優，各成分添加量分別為：酪蛋白酸鈉0.4%、羥丙基磷酸雙淀粉0.3%、果膠0.08%、瓊脂0.04%（均為質量分數）。凝固型酸奶生產中，兩個主要的物理缺陷為乳清析出和凝乳不結實，單一穩定劑與混合使用時用量差異，羊酸奶生產中使用的四種穩定劑為親水膠體，適量復合穩定劑的添加可避免乳清析出[12]，羊酸奶口感質地更佳。

2.2 紫甘薯和燕麥添加比例對羊酸奶品質的影響

選擇紫甘薯和燕麥添加比例為7∶3、3∶2、1∶1、2∶3、3∶7五個水平，白糖的添加量為6.5%，發酵時間6.5 h，發酵溫度43℃。結果表明（見表5）。當燕麥添加數量較多時酸奶凝固完全，但口感較差。紫甘薯含量較高時紫甘薯香味明顯，口感較好。當紫甘薯和燕麥的添加比例為3∶2時，口感較好，感覺細膩，酸甜比例適中，是比較理想的配方比例。

2.3 白砂糖添加量對羊酸奶品質的影響

選擇白砂糖添加量分別為5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%五個水平，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發酵時間6.5 h，發酵溫度43℃。結果表明（見表6），當紫甘薯燕麥復合型羊酸奶中白砂糖添加為6.5%時酸奶產品酸甜適中，口感最佳。而且隨著白砂糖添加量的不斷遞增，羊酸乳成品的酸味將變淡，甜度將變濃。

表5 紫薯和燕麥添加比例對羊酸奶品質的影響

表6 白糖添加量對羊酸奶品質的影響

2.4 發酵時間對復合型羊酸奶品質的影響

選擇發酵時間分別為 5.5，6.0，6.5，7.0，7.5 h五個水平，白糖的添加量為6.5%，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發酵溫度43℃。結果表明（見表7），產品品質最佳的發酵時間是6.5 h，此時得分較高，飲用最佳。當發酵時間不足時，發酵不完全，產品不能完全凝固而且其獨特的風味不明顯。隨著發酵時間的增加酸奶的產酸量增大，酸奶凝固狀態較好，香味明顯，但發酵時間過長，會導致產酸過多，影響酸奶口感，甚至無法接受[13]。

表7 發酵時間對羊酸乳品質的影響

2.5 正交試驗結果

復合型羊酸奶最佳工藝配方的正交試驗見表8。

由表8得出，對各項主要影響因素進行分析可知，與紫甘薯燕麥復合型酸奶的影響大小是A＞C＞B，即白糖的添加量＞紫甘薯與燕麥的添加比例＞發酵時間。表明與復合型羊酸奶制品關系最密切的是白糖的添加量和紫甘薯和燕麥的添加比例，其次是發酵時間。由感官評價得出結論，A1B2C2得分最高，由K值所知效果最優組也是A1B2C2。即紫薯燕麥復合型羊酸乳的最佳條件：白糖的添加量為6.5%，紫甘薯和燕麥添加比例為3∶2，發酵溫度43℃。

2.6 復合型羊酸奶理化指標及微生物指標檢測結果

2.6.1 感官指標結果

表8 復合型羊酸奶正交試驗結果

紫甘薯和燕麥的香味適中，口感較好，凝固性好，組織細膩均勻，順滑爽口，奶香充足。凝乳狀態較好，無分層現象，無異物，無或少量乳清析出；符合GB 19302對酸奶品質的標準要求。

2.6.2 復合型羊酸奶理化指標檢測結果

復合型羊酸奶理化性質檢測結果見表9。

表9 復合型羊酸奶理化性質檢測結果

表明復合型羊酸奶制品的理化指標符合國標規定。

2.6.3 復合型羊酸奶微生物檢測指標結果

復合型羊酸奶微生物檢測結果見表10。

表10 復合型羊酸奶微生物檢測結果 （cfu·mL-1）

表明復合型羊酸奶制品微生物指標完全符合國標。

3 結論

在發酵溫度為43℃條件下，試驗首先通過單因素試驗（白砂糖添加量、紫薯和燕麥添加比例和發酵時間）確定了每個因素的適宜配比，在這個基礎上，進行穩定劑復配試驗，得出穩定劑復配最佳配方為酪蛋白酸鈉添加量0.4%、羥丙基磷酸雙淀粉添加量0.3%、果膠添加量0.08%、瓊脂添加量0.04%；之后進行正交試驗得到最佳復合型羊酸奶工藝配方為紫甘薯和燕麥的添加比例為3∶2，白砂糖添加量6%，發酵時間為6.5 h；制得復合型羊酸奶制品之后進行理化性質和微生物指標檢測，均符合國家標準。