香蕉咖啡酸奶加工工藝

袁云霞*，焦昆鵬，梁華

河南科技大學食品與生物工程學院（洛陽 471023）

香蕉口感清香獨特，香甜可口，深受各個年齡段的人追捧。香蕉富含多種維生素和礦物元素，不僅食用價值較高，還具有較高的醫用價值，具有清熱解毒、滋補潤肺、降脂降壓、潤腸通便、減肥、改善抑郁等功效[1-3]，是聯合國糧農組織推薦的五大健康水果之一。香蕉可終年收獲，是全世界銷量最高的大宗水果之一，同時也是中國最主要的亞熱帶、熱帶水果之一，主要種植在中國東南地區。近些年，中國的香蕉產業化發展迅速，尤其是海南地區。但是由于加工方法和市場規模的有限及香蕉自身易氧化的特點，每年都有大量的香蕉發生褐變腐敗的現象，導致大批量香蕉浪費，造成巨大經濟損失，因此開發香蕉新的加工工藝意義重大[4]。

咖啡是由生長在熱帶地區的咖啡樹的果實，經脫皮、焙烤和磨粉等工藝后，而制得的粉狀固體顆粒，經沖調后得到的飲料香濃醇厚，口感絲滑，是世界最著名的飲料之一[5]。咖啡含有咖啡因、綠原酸、單寧酸等活性因子，可以消除疲勞、改善睡眠、提神醒腦，同時能帶給人視覺和味覺的享受，深受年輕消費者喜愛[6]。

酸奶是以新鮮的牛乳、羊乳或復原乳為原料，加入各種輔料（白砂糖、穩定劑、色素等）后經過均質、滅菌，冷卻后向乳中添加發酵劑，經發酵、后熟而得到的一種乳制品[7-8]。酸奶除了含有牛奶所含的營養成分外，在發酵過程中也產生VB1、VB2、VB6、VB12等人體必需的維生素，同時乳糖轉化成乳酸，可以緩解乳糖不耐癥，更利于人體的消化吸收[9]。酸奶所含有的乳酸菌可以調節腸道菌群，促進胃腸蠕動，提高人體免疫力，防止衰老[10]。

試驗以香蕉、咖啡、全脂乳粉為主要原料，添加白砂糖、發酵劑等進行發酵，以感官評分為評價指標，通過單因素試驗和正交試驗，確定香蕉咖啡酸奶的最佳工藝參數。開發香蕉咖啡酸奶不僅可以豐富酸奶品種，還可為香蕉和咖啡的利用提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香蕉（市售）；速溶咖啡（雀巢集團股份有限公司）；全脂奶粉（內蒙古伊利實業集團股份有限公司）；白砂糖（市售）；乳酸菌（安琪酵母股份有限公司）；果膠（食品級，市售）；檸檬酸鈉（食品級，河南吉乾生物科技有限公司）；氫氧化鈉（化學純，國藥集團化學試劑有限公司）。

1.2 儀器與設備

PHS-3C型pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司）；YXQ LS 50SII高壓滅菌鍋（上海博迅醫療生物儀器股份有限公司）；AD500S-H高速分散均質機（上海昂尼儀器儀表有限公司）；FA2004電子天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）；HR2838打漿機（北京科偉永興儀器有限公司）；DHP 9272電熱恒溫培養箱（上海一恒科學儀器有限公司）；SW-CJ-ID型超凈工作臺（蘇州凈化設備有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 香蕉汁制備工藝流程

香蕉→去皮→切塊→熱燙→護色→打漿→靜置→過濾→香蕉汁

1.3.2 香蕉咖啡酸奶制作工藝流程

咖啡、白糖、果膠、香蕉汁↘奶粉、水→溫水溶解→復原乳→調配→預熱→均質→殺菌→冷卻→接種→發酵→后熟、冷藏→檢驗→成品

1.3.3 部分操作要點

1) 香蕉汁制備：新鮮香蕉去皮后，切成0.5 cm的薄片，放入沸水中熱燙10 min，使香蕉中的多酚氧化酶失活，滅酶后放入0.1 mol/L的檸檬酸鈉溶液中進行護色。將香蕉與水按1∶2比例混合，進行打漿，靜置一段時間后，用3層濾布進行過濾，得到的香蕉汁備用。

2) 復原乳的制備：將全脂奶粉和蒸餾水按一定比例混合均勻，保持水溫在45 ℃左右，充分攪拌使其溶解。

3) 調配、預熱、均質：將香蕉汁、咖啡、復原乳、白糖、果膠等按一定比例混合并預熱，充分攪拌使其混合均勻，在20.0 MPa條件下均質10 min。

4) 殺菌：將均質后的混合乳在95 ℃條件下滅菌5 min[11]，而后迅速冷卻至42 ℃左右。

5) 接種：在超凈工作臺中將保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合菌種接種至均質后的混合乳中，接種后輕輕搖勻，使乳酸菌與混合乳充分混合。

6) 發酵：在恒溫培養箱中進行發酵，發酵溫度42℃，發酵時間4～10 h。

7) 后熟、冷藏：將發酵后的酸奶冷卻至室溫后放入4 ℃冰箱中冷藏后熟24 h，得到酸奶產品[12]。

1.3.4 單因素試驗方案

分別考察香蕉汁添加量、咖啡添加量、復原乳奶粉和水比例（質量比）、白砂糖添加量、發酵劑添加量和發酵時間6個因素對香蕉咖啡酸奶感官品質的影響，從而確定各因素的最佳參數。

1) 香蕉汁添加量單因素試驗：香蕉汁添加量分別為5%，10%，15%，20%和25%。不變因素為咖啡添加量0.5%、復原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發酵劑添加量10%、發酵時間8 h。每次試驗重復3次。

2) 咖啡添加量單因素試驗：咖啡添加量分別為0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%。不變因素為香蕉汁添加量15%、復原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發酵劑添加量10%、發酵時間8 h。每次試驗重復3次。

3) 復原乳奶粉和水的比例單因素試驗：奶粉和水的比例分別為1∶4，1∶5，1∶6，1∶7，1∶8和1∶9。不變因素為香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、白砂糖添加量9%、發酵劑添加量10%、發酵時間8 h。每次試驗重復3次。

4) 白砂糖添加量單因素試驗：白砂糖添加量分別為6%，7%，8%，9%，10%和11%。不變因素為香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、復原乳奶粉和水比例1∶8、發酵劑添加量10%、發酵時間8 h。每次試驗重復3次。

5) 發酵劑添加量單因素試驗：發酵劑添加量分別為8%，9%，10%，11%和12%。不變因素為香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、復原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發酵時間8 h。每次試驗重復3次。

6) 發酵時間單因素試驗：發酵時間分別為6，7，8，9和10 h。不變因素為香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、復原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發酵劑添加量10%。每次試驗重復3次。

1.3.5 正交試驗方案

以感官評價為指標，選擇香蕉汁的添加量、咖啡添加量、發酵劑添加量和發酵時間4個因素，按L9(34)正交表設計四因素三水平的正交試驗優化香蕉咖啡酸奶的加工工藝。

1.4 產品品質檢測

1.4.1 感官評定

選定10名感官評審員（男、女各5名），對香蕉咖啡酸奶的組織狀態、口感、色澤、氣味進行感官評定，重復3次取平均值作為酸奶的最后感官得分。感官評分標準如表1所示。

表1 香蕉咖啡酸奶感官評分標準

1.4.2 理化指標

pH的測定：采用PHS-3C型pH計進行測定。

香蕉咖啡酸奶的蛋白質含量、脂肪含量、非脂乳固體含量、酸度的測定按照相關國家標準進行[13-16]。

1.4.3 微生物指標

乳酸菌、大腸桿菌、致病菌的檢測方法參照相關國家標準[17-21]。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 香蕉汁添加量對酸奶感官品質的影響

香蕉汁添加量分別是5%，10%，15%，20%和25%，酸奶的感官評分結果如圖1所示。酸奶的感官評分隨著香蕉汁添加量增加呈現先升高后下降趨勢。香蕉汁添加量15%時，酸奶的感官評分最高，產品的色澤均勻、無雜質，組織狀態均一，無乳清析出，口感細膩，酸甜可口，具有明顯的香蕉特殊風味。香蕉汁添加量小于15%時，酸奶中的香蕉風味不明顯，酸味突出，組織狀態略粗糙。香蕉汁添加量大于15%時，酸奶凝乳不均勻，分層現象嚴重，口感粗糙，香蕉風味過濃。由此可以得出，最佳香蕉汁添加量為15%。

2.1.2 咖啡添加量對酸奶感官品質的影響

咖啡添加量分別為0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%，酸奶的感官評分結果如圖2所示。咖啡添加量0.3%時，咖啡的醇香味道較淡，組織狀態較好，沒有乳清析出。咖啡添加量0.4%時，咖啡獨特香味濃郁，口感絲滑，酸甜適中，凝乳均一，沒有分層現象，酸奶感官評分最高。咖啡添加量大于0.4%時，隨著咖啡添加量的增加，香蕉咖啡酸奶的綜合評分呈現逐漸下降趨勢，咖啡的苦澀味增加，凝乳不均一，分層現象明顯。因此，可以得出最佳咖啡添加量為0.4%。

圖1 香蕉汁添加量對酸奶感官品質的影響

圖2 咖啡添加量對酸奶感官品質的影響

2.1.3 復原乳奶粉和水的比例對酸奶感官品質的影響

復原乳奶粉和水比例分別是1∶4，1∶5，1∶6，1∶7，1∶8和1∶9，酸奶的感官評分結果如圖3所示。結果表明，隨著復原乳奶粉和水比例降低，感官評分先上升而后下降。奶粉和水比例1∶4和1∶5時，酸奶的組織狀態粗糙，有較多乳清析出，有分層現象且色澤不協調。奶粉和水比例1∶6和1∶7時，酸奶的凝乳不均勻，有輕微分層現象，并且伴有少量乳清析出。奶粉和水比例1∶8時，組織狀態最好，無分層現象，無乳清析出，無絮狀沉淀。奶粉和水比例1∶9時，酸奶凝固不完全，且口感較差。因此，最佳復原乳奶粉和水比例為1∶8。

圖3 復原乳奶粉和水的比例對酸奶感官品質的影響

2.1.4 白砂糖添加量對酸奶感官品質的影響

白砂糖的添加量分別是6%，7%，8%，9%，10%和11%，酸奶的感官評分結果如圖4所示。白砂糖添加量對香蕉咖啡酸奶的感官評分有一定影響，白砂糖含量過低或者過高，酸奶的感官評價均會較低。白砂糖添加量小于9%時，甜味過淡，酸味過于突出，產品口感較差。白砂糖添加量大于9%時，酸味不明顯，口感過甜，減弱了香蕉咖啡酸奶的風味。白砂糖添加量9%時，產品酸甜可口，口感絲滑，感官評分最高。由此可以得出，最佳白砂糖添加量為9%。

圖4 白砂糖添加量對酸奶感官品質的影響

2.1.5 發酵劑添加量對酸奶感官品質的影響

發酵劑的添加量分別為8%，9%，10%，11%和12%，酸奶的感官評分結果如圖5所示。結果表明，酸奶的感官評分隨著發酵劑添加量增加先增大而后減小。發酵劑添加量小于10%時，酸奶凝乳不完全，組織狀態偏稀，且酸度不夠，色澤不協調，酸奶風味略低。發酵劑添加量10%時，產品組織狀態細膩，無分層現象，無乳清析出，無絮狀沉淀，口感爽口，細膩潤滑，產品的感官評分最高。發酵劑添加量大于10%時，產品有分層現象，出現乳清析出，且酸甜失調，口感粗糙。因此，最佳發酵劑添加量為10%。

圖5 發酵劑添加量對酸奶感官品質的影響

2.1.6 發酵時間對酸奶感官品質的影響

香蕉咖啡酸奶的發酵時間分別為6，7，8，9和10 h，酸奶的感官評分結果如圖5所示。發酵時間小于8 h時，酸奶組織狀態不均一，有少量乳清析出，酸味不夠明顯，口感欠缺。發酵時間8 h時，感官評分最高，產品組織狀態均勻細膩，酸奶風味濃郁，酸甜適中，口感細膩潤滑。發酵時間大于8 h時，產品凝乳狀態較差，有乳清析出甚至出現裂痕，且酸味過于突出，造成酸甜不均衡，口感較差。因此，香蕉咖啡酸奶發酵最佳時間為8 h。

圖6 發酵時間對酸奶感官品質的影響

2.2 正交試驗結果與分析

根據單因素試驗的結果，選擇香蕉汁添加量、咖啡添加量、發酵劑添加量和發酵時間4個因素，以感官評分為指標，設計四因素三水平的正交試驗，優化香蕉咖啡酸奶的加工工藝。正交試驗因素水平表設計如表2所示。每個試驗重復3次取平均值，試驗結果及其分析如表3所示。

由表3正交試驗結果中各因素的極差大小可以得出4個因素對香蕉咖啡酸奶感官評分影響的主次順序為B＞A＞C=D，即咖啡添加量對產品的感官評分影響最大，香蕉汁添加量對產品的感官評分影響次之，發酵劑添加量和發酵時間的影響最小。由正交試驗得出的香蕉咖啡酸奶的較優組合為A2B2C2D2。即香蕉汁添加量15%，咖啡添加量0.4%，發酵劑添加量10%，發酵時間8 h。然而該組合并不在表中9組正交試驗中，因此需要進行驗證試驗（重復3次取平均值），最終得到其感官評分為95.3分，高于正交表中感官評分最高的A2B2C3D1組合，因此驗證了產品最優組合A2B2C2D2的正確性。

2.3 產品品質指標

2.3.1 感官指標

最優工藝參數下制備的香蕉咖啡酸奶，其感官指標為：（1）組織狀態。組織狀態均勻細膩，無分層現象，無乳清析出，無絮狀沉淀。（2）口感。具有香蕉的清香味、咖啡的絲滑醇香味和酸奶的風味，口感細膩，無異味。（3）色澤。具有咖啡的色澤，呈淺褐色。（4）氣味。兼具咖啡的香濃味、淡淡的香蕉味及酸奶的乳香味。

2.3.2 理化指標

經檢測，香蕉咖啡酸奶pH 4.21，蛋白質含量2.46 g/100 g，脂肪含量2.57 g/100 g，非脂乳固體含量8.14 g/100 g，酸度79.82 °T，均符合國家標準[22]。

2.3.3 微生物指標

經檢測，香蕉咖啡酸奶中，乳酸菌數≥9.8×107CFU/mL，大腸桿菌≤1 CFU/mL，致病菌未檢出，符合國家標準[22]。

表2 正交試驗因素水平

表3 香蕉咖啡酸奶正交試驗結果及其極差分析

3 結論

通過單因素試驗和正交試驗最終確定香蕉咖啡酸奶的最佳生產工藝參數，即香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.4%、復原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、發酵劑添加量10%、發酵時間8 h。香蕉咖啡酸奶是一種新型的復合酸奶，將香蕉和咖啡中的營養元素添加到酸奶中，不僅可以滿足對營養和健康的需要，又滿足年輕人對于咖啡的需求和鐘愛。香蕉易腐敗變質，每年會造成巨大浪費，香蕉咖啡酸奶研制工藝的應用，可以極大提升香蕉利用率，具有廣闊的發展前景。