凝固型藤椒酸奶的加工工藝

蔣麗施，左棲楓，張新明，羅莎杰，陳艷，孟曉

成都中醫藥大學（成都 611137）

藤椒，又名竹葉花椒（Zanthoxylum armatum. DC），其色澤呈綠色或黃綠色，與花椒相比，藤椒香氣獨特，麻味更綿長幽香，沒有澀味，不刺激咽喉和胃腸道且不易上火[1]。我國藤椒種植較為廣泛，其中以四川洪雅、峨眉的品質最佳[2]。藤椒含多種有益成分，如揮發油、生物堿、木脂素、黃酮、多酚等，可食用也可入藥[3-4]，能促消化、溫脾腎、抗菌殺蟲和抗氧化等[5-6]。目前藤椒在食品領域多用于調味品，其消費量有待提高，因此對藤椒資源開發利用、提高市場化和開發程度、彌補藤椒加工產品單一是亟待解決的問題[7]。

隨著生活水平的提高和對食物口味需求的多元化，人們對酸奶也有了更高的創新需求[8]，各類風味酸奶如大蒜酸奶[9]、生姜酸奶[10]、洋蔥酸奶[11]層出不窮。將四川洪雅特產藤椒添加到酸奶中，制得的酸奶既能滿足現代人們對營養、健康的追求，亦為四川洪雅地區藤椒資源的開發利用和精深加工探索新的方向。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛奶（內蒙古伊利乳業有限公司）；洪雅藤椒（幺麻子食品有限公司）；黃原膠（華森食品配料有限公司）；直投式乳酸菌發酵粉（生合生物科技有限公司）。

氫氧化鈉、硫酸、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍指示劑、乙醚、石油醚，成都科龍化學品有限公司；試劑均為分析純。MRS培養基，上海哈林生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

FW100高速萬能粉碎機（天津泰斯特儀器有限公司）；FSH-2型可調高速勻漿機（常州奧華儀器有限公司）；電熱恒溫培養箱（華普達教學儀器有限公司）；pH計（賽多利斯有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 藤椒酸奶加工工藝流程

藤椒油浸物+乳化劑↘

牛奶、白砂糖→復原乳→均質（混合均勻）→95 ℃滅菌15 min→冷卻至43 ℃左右→接種→發酵→冷藏→成品→貯藏

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 藤椒油的提取

藤椒去籽打碎過0.425 mm篩，按水-藤椒250∶40（mL/g）加熱浸提，加熱溫度為100 ℃，餾出液流速2滴/s，浸提4 h，加玻璃珠防暴沸；提取完成后，待揮發油測定儀冷卻至室溫后，得到藤椒油備用[12]。

1.3.2.2 調配、混合、滅菌

將提取的藤椒油與牛奶、白砂糖按比例調配，加入黃原膠作穩定劑，用高速攪拌機混合均勻，并在65 ℃、20 MPa條件下均質3 min，于95 ℃恒溫水浴殺菌15 min后迅速冷卻至43 ℃。

1.3.2.3 接種、灌裝、發酵與后熟

混合料冷卻后，加入適量菌種和發酵劑（保加利亞乳桿菌），混合均勻后灌裝密封，在恒溫搖床里進行發酵與殺菌。待發酵完成后，將酸奶置于4 ℃冰箱中后熟24 h，即得成品。

1.3.3 凝固型藤椒酸奶加工工藝優化試驗

以酸奶感官評分和滴定酸度為評價指標，考察藤椒油浸出物添加量、白砂糖添加量、穩定劑添加量、發酵劑添加量對凝固型藤椒酸奶品質的影響。

在單因素試驗的基礎上，以白砂糖添加量（A）、藤椒油浸物添加量（B）、穩定劑添加量（C）、發酵劑添加量（D）4個因素的最佳水平值，以感官評分為主要指標，采用Box-Behnken中心組合進行四因素三水平響應面優化試驗，固定發酵溫度43 ℃、發酵時間4.5 h，優化凝固型藤椒酸奶的最佳配方。試驗因素和水平如表1所示。

表1 凝固型藤椒酸奶工藝優化響應面試驗因素和水平單位：%

1.3.4 分析評價測量方法

1.3.4.1 感官評定

以10名食品專業品評人員組成的感官評定小組，依據表2對凝固型藤椒酸奶的感官品質進行評分，結果以平均值計。

表2 感官評分標準

1.3.4.2 理化指標

根據GB 19302—2010《食品安全國家標準 發酵乳》要求，參照GB 5009.6—2016、GB 5009.5—2016、GB 5009.239—2016和GB 5009.237—2016測定酸奶的脂肪、蛋白質、酸度和pH。

1.3.4.3 微生物指標

參照GB 4789.35—2016和謝繼志等[13]的微生物快速計數法對乳酸菌進行計數，參照GB 4789.3—2016對大腸桿菌進行計數。

1.3.4.4 質構分析

測定酸奶的硬度、黏性及凝膠強度，以反映食用時的口中膠感和吞咽力度[14]，即克服酸奶表面間的吸引力和模擬內部粘合力[15]。測定條件：A/BE探頭，測前速率和測試速率均為1.0 mm/s，測后速率為10.0 mm/s，穿透深度為30.0 mm；觸發器類型為Auto-10.0 g[16]。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 白砂糖添加量對凝固型藤椒酸奶品質的影響

由圖1可看出，凝固型藤椒酸奶的酸度隨白砂糖添加量的增加呈上升趨勢，而酸奶的感官評分隨著白砂糖添加量的增加呈現先上升后下降的趨勢。當白砂糖添加量為7%時，感官評分達到最大值。這是由于加入白砂糖過少，酸奶口感偏酸而不甜；加入量大，又會使酸奶口感過甜和膩，掩蓋了酸奶的特殊風味，因此白砂糖添加量7%為宜。

圖1 白砂糖添加量對凝固型藤椒酸奶品質的影響

2.1.2 藤椒油浸物添加量對凝固型藤椒酸奶品質的影響

由圖2可看出，藤椒酸奶的酸度隨著藤椒油浸物添加量的增加并無明顯變化，可見在一定范圍內，藤椒油浸物的添加量對乳酸菌的生長影響不大。而酸奶的感官評分隨著藤椒添加量的增加呈先上升后下降趨勢，當藤椒油添加量為2%時，感官評分達到最大值，藤椒酸奶風味和諧。當添加量過低時，酸奶無藤椒風味；當添加量過高時，藤椒風味過于濃郁，掩蓋酸奶應有的香味，感官評分有所下降，因此藤椒油添加量2%為宜。

圖2 藤椒油浸物添加量對凝固型藤椒酸奶品質的影響

2.1.3 穩定劑添加量對凝固型藤椒酸奶品質的影響

在酸奶加工制作過程，牛乳蛋白會凝聚和沉淀，尤其是加入極性較小的藤椒油浸物后，酸奶更容易出現分層、油狀物上浮等現象，故添加穩定劑減少或避免這個問題[17]。由圖3可以看出，酸奶的感官評分隨著穩定劑的增加先上升后下降，當穩定劑添加量為0.4%時感官評分達到最大值。穩定劑添加過少，藤椒油會以油珠或油層的形態分布在酸奶表面；添加量過多，又會使酸奶過于濃稠，偏離自身的組織狀態。酸度隨著穩定劑的增加無明顯變化，可見穩定劑只調節酸奶的水分和組織狀態，不影響酸奶的發酵。因此，穩定劑添加量0.4%為宜。

圖3 穩定劑添加量對凝固型藤椒酸奶品質的影響

2.1.4 發酵劑添加量對凝固型藤椒酸奶品質的影響

由圖4可看出，凝固型藤椒酸奶的感官評分隨著發酵劑添加量的增加先上升后下降，當發酵劑添加量為25%時感官評分達到最大值。發酵劑添加不足，在相同溫度和發酵時間條件下，酸奶難以發酵到理想狀態。而酸度隨著發酵劑添加量的增加呈微上升趨勢，但總體上升幅度不大，可見添加發酵劑只會略微加快酸奶的發酵速度，因此發酵劑添加量25%為宜。

圖4 發酵劑添加量對凝固型藤椒酸奶品質的影響

2.2 響應面試驗結果與討論

2.2.1 響應面回歸模型的建立與分析

以感官評分（Y）為指標，以白砂糖添加量（A）、藤椒油添加量（B）、穩定劑添加量（C）、發酵劑添加量（D）為自變量進行響應面優化試驗，響應面分析方案見表3，方差分析見表4。

將表3數據利用Design Expert軟件進行二次多元回歸擬合，得到模型的二次多項回歸方程：Y=84.03+ 3.06A+0.73B+0.59C+1.56D+0.75AB-2.45AC-2.31AD- 0.14BC-0.11BD+0.29CD-3.43A2-3.38B2-1.67C2-3.14D2。

表3 凝固型藤椒酸奶工藝優化響應面試驗分析

由表4可知，所得模型的p值＜0.01，表明回歸模型極顯著，而失擬項p值＞0.05，表明失擬項不顯著，說明模型方程與實際情況吻合較好，試驗誤差較小。對一次項系數進行比較，可知4個因素對藤椒酸奶品質的影響程度：A＞D＞B＞C，即白砂糖添加量＞發酵劑添加量＞藤椒油浸物添加量＞穩定劑添加量。

表4 回歸方程方差分析

2.2.2 響應面圖形分析

為更直觀地分析兩兩交互因素對藤椒酸奶感官評分的影響，根據回歸方程建立響應曲面圖。響應曲面陡峭程度反映交互因素對感官評分的影響程度，即曲面越陡峭，交互因素的影響越大。由圖5展示：白砂糖添加量和發酵劑添加量的曲面最陡，其影響最大。

圖5 A、D與A、C兩兩因素交互作用對凝固型藤椒酸奶感官評分影響的響應曲面圖

2.2.3 工藝參數驗證

由響應面試驗得到凝固型藤椒酸奶的最佳工藝理論值：白砂糖添加量7.52%、藤椒油添加量2.08%、穩定劑添加量0.39%、發酵劑添加量25.21%，為方便實驗操作，調整白砂糖添加量7.5%、藤椒油添加量2%、穩定劑添加量0.4%、發酵劑添加量25%。通過驗證試驗進一步驗證，所制得的酸奶口感和組織狀態俱佳，風味協調，感官評分為85.3分，相對誤差＜5%，說明響應面法優化得到的條件參數準確可靠，有實用價值。

2.3 凝固型藤椒酸奶品質分析

由表5可知，在最佳工藝條件下制得的凝固型藤椒酸奶和市售的兩款凝固型酸奶的蛋白質、脂肪含量、酸度、pH等理化指標和大腸桿菌群、乳酸菌菌落總數等微生物指標均符合國標要求，同時藤椒酸奶的硬度、黏度和凝膠強度等質構指標與市售的兩款凝固型酸奶較為接近，表明按照試驗優化所得的最佳工藝制得的凝固型藤椒酸奶品質良好且較為穩定均勻。

表5 凝固型藤椒酸奶理化檢測結果

3 結論

將四川洪雅特產藤椒加入到酸奶中，通過響應面優化試驗得到凝固型藤椒酸奶的最佳工藝：藤椒油浸物添加量2%，白砂糖添加量7.5%，穩定劑添加量0.4%，發酵劑添加量25%，在43 ℃下發酵4.5 h。在此工藝下，可獲得具有典型藤椒風味，酸甜適宜，均勻細膩的藤椒風味酸奶。利用藤椒開發新型風味酸奶，不僅可以更好地擴寬酸奶的口味和市場，更為藤椒的精深加工和資源開發利用、旅游產品的開發等提供了可參考思路，具有重要的經濟效益和現實意義。