低糖苦丁茶酸奶加工工藝的優(yōu)化研究

史碩碩，厲 莉，趙喜紅，陳 功，胡 婷

（武漢工程大學(xué)環(huán)境生態(tài)與生物工程學(xué)院，湖北 武漢 430205）

大葉冬青苦丁茶（Ilex latifolia Thunb.）是冬青科植物大葉冬青的葉，主要分布在我國西南和華南等地區(qū)，其成品茶清香有苦味、回味甘涼[1]。苦丁茶內(nèi)含有多種生物活性物質(zhì)，如黃酮、多糖、多酚、苦丁皂苷等，同時還含有豐富的具有生物活性的次生代謝產(chǎn)物。苦丁茶具有一定的抗氧化[2-3]、降血糖[4-5]、降血脂、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫的功能[6-8]。

牛奶是人們公認的營養(yǎng)豐富的飲品之一，能夠促進幼兒大腦發(fā)育、全面補充身體所需營養(yǎng)物質(zhì)[9]。牛奶發(fā)酵成酸奶后更容易被人體吸收。同時，酸奶還具有促進VB吸收、抗腫瘤和美容的功能[10-12]。此外，赤蘚糖醇和葡萄糖基甜菊糖苷兩種天然低熱量糖的添加可以豐富酸奶的口感，而且赤蘚糖醇不會被人體吸收，可應(yīng)用于糖尿病、葡萄糖不耐受癥等特殊人群的功能性食品中[13-14]。本研究將苦丁茶應(yīng)用到酸奶中，既迎合了市場需求，又為功能性保健食品的研究提供了理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

苦丁茶，黃山市歙縣雅氏茶菊精致廠產(chǎn)品；純牛奶，云南新希望鄧川蝶泉乳業(yè)有限公司產(chǎn)品；零卡糖（赤蘚糖醇和葡萄糖基甜菊糖質(zhì)量比為1∶1的混合物），南京輕即生物科技有限公司產(chǎn)品；麥芽糊精、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌，北京川秀科技有限公司產(chǎn)品；蒽酮、濃硫酸（均為分析純），天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司產(chǎn)品。

1.1.2 儀器與設(shè)備

DK-S28恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；V-5100可見分光光度計，上海元析儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 器具滅菌將試驗過程中所用到的燒杯、量筒、玻璃棒等進行滅菌處理，以防雜菌污染產(chǎn)品。

1.2.2.2 苦丁茶浸提液的制備

選擇日期新鮮的苦丁茶，將苦丁茶剪碎。按苦丁茶與水的比例為1∶33（g/mL）加水后，置于恒溫水浴鍋中于80℃下提取120 min，4層紗布過濾[15-16]。

1.2.3 單因素試驗設(shè)計

1.2.3.1 苦丁茶浸提液添加量的選擇

固定零卡糖添加量10%（m/V），接菌量0.16%（m/V），發(fā)酵時間8 h，發(fā)酵溫度41℃，以苦丁茶浸提液添加量分別為2%、4%、6%、8%、10%（V/V）進行試驗，根據(jù)低糖苦丁茶酸奶感官評分選擇較佳苦丁茶浸提液添加量。

1.2.3.2 零卡糖添加量的選擇

固定苦丁茶浸提液添加量6%，接菌量0.16%，發(fā)酵時間8 h，發(fā)酵溫度41℃，以零卡糖添加量分別為6%、8%、10%、12%、14%進行試驗，根據(jù)其對低糖苦丁茶酸奶感官品質(zhì)的影響選擇較佳零卡糖添加量。

1.2.3.3 發(fā)酵時間的選擇

固定苦丁茶浸提液添加量6%，零卡糖添加量10%，接菌量0.16%，發(fā)酵溫度41℃，以發(fā)酵時間分別為6、7、8、9、10 h進行試驗，根據(jù)其對低糖苦丁茶酸奶感官品質(zhì)的影響選擇較佳發(fā)酵時間。

1.2.3.4 接菌量的選擇

固定苦丁茶浸提液添加量6%，零卡糖添加量10%，發(fā)酵時間8 h，發(fā)酵溫度41℃，選擇接菌量分別為0.12%、0.14%、0.16%、0.18%、0.20%進行試驗，根據(jù)其對低糖苦丁茶酸奶感官品質(zhì)的影響選擇較佳接菌量。

1.2.4.5 正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用L9(34)正交表進行正交試驗，以低糖苦丁茶酸奶感官評分作為評價指標，正交試驗因素水平見表1[17-18]。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Orthogonal experiment factor level table

1.2.5 總糖的測定

參照李艷艷等[19]的方法建立標準曲線，并對樣品漿液中的總糖含量進行測定。

1.2.6 感官評分標準

對低糖苦丁茶酸奶的感官品質(zhì)進行評分。由10名具有食品專業(yè)背景的人員進行打分，取平均值作為產(chǎn)品最終得分[20]，低糖苦丁茶酸奶的感官品質(zhì)綜合評分標準見表2。

表2 低糖苦丁茶酸奶感官評價標準Table 2 Sensory evaluation criteria for low-sugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 苦丁茶浸提液添加量的確定

如圖1所示，當苦丁茶浸提液添加量為4%時，低糖苦丁茶酸奶的感官評分最高，為82分。當添加量小于4%時，苦丁茶香氣不明顯，口感偏甜。當添加量大于4%時，苦丁茶香氣在逐漸增加，但是苦味也逐漸增加，影響口感。當添加10%苦丁茶浸提液時，酸奶質(zhì)地較稀，口感不好。因此，苦丁茶浸提液添加量的較佳選擇為4%。

圖1 苦丁茶浸提液添加量對低糖苦丁茶酸奶感官評分的影響Fig.1 Effect of Ilex latifolia Thunb.extract addition on sensory score of low-sugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

2.1.2 零卡糖添加量的確定

由圖2可知，當零卡糖添加量為10%時，低糖苦丁茶酸奶的感官評分最高，為81分。當零卡糖添加量小于10%時，酸奶中苦丁茶香氣濃郁，但苦味較重，隨著零卡糖添加量增加，苦味慢慢中和。當零卡糖添加量大于10%，甜味越來越重，并慢慢掩蓋部分苦丁茶香氣，感官評分逐漸降低。因此，零卡糖添加量的較佳選擇為10%。

圖2 零卡糖添加量對低糖苦丁茶酸奶感官評分的影響Fig.2 Effect of zero-calorie sugar addition on sensory score of low-sugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

2.1.3 發(fā)酵時間的確定

由圖3可知，當發(fā)酵時間為10 h時，低糖苦丁茶酸奶的感官評分最高，為84分。當發(fā)酵時間小于8 h時，由于發(fā)酵時間不足，酸奶整體質(zhì)地偏稀，且酸奶香味不足，口感整體偏苦；隨著發(fā)酵時間的增加，酸奶逐漸濃稠，呈半固體狀態(tài)，并有少量乳清析出；當發(fā)酵達到10 h時，酸奶上有一層較厚的奶皮形成，并且苦丁茶和酸奶香氣平衡；隨著發(fā)酵時間的延長，酸奶的苦感整體會減輕，但是當發(fā)酵時間超過10 h時，乳清析出較多，影響酸奶的組織狀態(tài)。因此，發(fā)酵時間的較佳選擇為10 h。

圖3 發(fā)酵時間對低糖苦丁茶酸奶感官評分的影響Fig.3 Effect of fermentation time on sensory score of low-sugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

2.1.4 接菌量的確定

由圖4可知，隨著接菌量的增加，酸奶的黏稠度增加，低糖苦丁茶酸奶感官評分也在不斷升高。當接菌量小于0.16%時，酸奶整體質(zhì)地偏稀，而且酸奶香氣不足，苦味較重。隨著接菌量的增加，酸奶質(zhì)地變得黏稠，苦丁茶香氣與酸奶香氣逐漸變得均衡，且苦味減輕，當接菌量為0.20%時，低糖苦丁茶酸奶的感官評分為82分，而前期試驗發(fā)現(xiàn)當接菌量超過0.20%時，酸奶整體感官品質(zhì)無明顯變化。因此，選擇接菌量0.20%進行酸奶發(fā)酵。

圖4 接菌量對低糖苦丁茶酸奶感官評分的影響Fig.4 Influence of inoculation amount on sensory score of lowsugar Ilex latifolia Thunb.yogurt

2.2 低糖苦丁茶酸奶工藝優(yōu)化正交試驗結(jié)果

由表3可知，苦丁茶浸提液、零卡糖添加量、發(fā)酵時間、接菌量對低糖苦丁茶酸奶的感官品質(zhì)影響的主次順序為：D＞B＞A=C，即接菌量＞零卡糖添加量＞苦丁茶浸提液添加量=發(fā)酵時間。利用極差分析法得到低糖苦丁茶酸奶最優(yōu)加工工藝組合為A2B2C3D1，即苦丁茶浸提液添加量為4%，零卡糖添加量為10%，發(fā)酵時間為11 h，接菌量為0.18%。由表3可知，第5組數(shù)據(jù)的感官評分為最高分85分，與極差分析結(jié)果一致。

表3 正交試驗結(jié)果Table 3 Orthogonal test results

為保證試驗準確性，對最優(yōu)工藝再次進行試驗驗證，所得產(chǎn)品感官評分為85.5分，與正交試驗結(jié)果基本一致。

2.3 低糖苦丁茶酸奶的總糖含量

利用蒽酮法對低糖苦丁茶酸奶進行總糖含量測定，結(jié)果顯示：當苦丁茶浸提液添加量為4%（未發(fā)酵、未添加零卡糖）時，總糖含量約為0.004 g/mL；當苦丁茶浸提液添加量為4%，發(fā)酵11 h，接菌量為0.18%（未添加零卡糖）時，總糖含量約為0.012 g/mL，發(fā)酵苦丁茶酸奶的總糖含量為未發(fā)酵苦丁茶酸奶的3倍；以最優(yōu)工藝配方（苦丁茶浸提液添加量為4%，零卡糖添加量為10%，接菌量為0.18%，發(fā)酵時間為11 h）配制的低糖苦丁茶酸奶總糖含量為0.013 g/mL。

在微生物發(fā)酵過程中，隨著發(fā)酵時間的不斷延長，菌體利用苦丁茶及牛奶中的的營養(yǎng)成分，如纖維素、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，不斷進行繁殖，由于營養(yǎng)物質(zhì)充足，菌體繁殖過程中代謝活躍，代謝中間產(chǎn)物合成量增加，因此糖類物質(zhì)作為基礎(chǔ)的營養(yǎng)物質(zhì)之一，含量也隨之增加。同時，部分菌體在代謝過程中可能向環(huán)境釋放纖維素酶類物質(zhì)，這可能是苦丁茶部分細胞壁被破壞，營養(yǎng)物質(zhì)流出，可檢測的糖類物質(zhì)進一步增多，總糖含量上升的原因。

2.4 低糖苦丁茶酸奶的最適儲存溫度

對低糖苦丁茶酸奶在不同溫度下保存3 d后進行感官品質(zhì)評定。由圖5可知，隨著酸奶保存溫度的增加，酸奶的感官評分不斷下降。當酸奶在0℃和4℃下保存時，酸奶析出的乳清較少，酸奶香氣濃郁。隨著溫度升高，乳清析出較多，酸奶質(zhì)地整體變稀，有絮狀物生成，酸奶口感變差，香氣減弱。當溫度升高到16℃時，酸奶口感發(fā)生較大變化，乳清析出較多，酸奶質(zhì)地開始變稀，口感開始變差。當溫度升高到20～28℃時，酸奶質(zhì)地變稀，酸奶香氣不足，酸味變異，不再適合食用。因此，盡可能選擇在0～4℃條件下進行低糖苦丁茶酸奶的保存。

圖5 不同溫度下酸奶的感官評分Fig.5 Sensory score of yoghurt at different temperature

3 結(jié)論

本試驗利用單因素試驗和正交試驗確定了制備低糖苦丁茶酸奶的最優(yōu)工藝條件，即：苦丁茶浸提液添加量4%，零卡糖添加量10%，接菌量0.18%，發(fā)酵時間11 h。按最優(yōu)工藝制備的酸奶總糖含量為0.013 g/mL，產(chǎn)品呈乳白色、質(zhì)地黏稠且均勻、苦丁茶香氣和酸奶香氣均衡、甜味和苦味搭配適中。建議該酸奶產(chǎn)品在2～4℃儲存。本試驗為苦丁茶產(chǎn)品的研發(fā)提供了試驗依據(jù)。