益生菌堅果凍干營養塊的工藝優化

摘 要：為了開發出營養均衡、口感豐富的益生菌堅果凍干營養塊，本文以感官評分為評價指標，采用單因素試驗和正交試驗確定益生菌堅果凍干營養塊的最優工藝配方。結果表明，在發酵乳100 g、脫脂乳粉35 g、堅果33 g、麥芽糊精20 g、白砂糖20 g、乳清粉25 g、玉米淀粉8 g、果膠1.2 g和益生菌粉0.1 g的條件下制備的益生菌堅果凍干營養塊的感官評分為86.8分，此方法制得的益生菌堅果凍干營養塊不僅口感好，還能有效保存益生菌的活性與堅果的營養價值。

關鍵詞：益生菌；堅果；真空冷凍干燥；工藝品質

Abstract： In order to develop probiotic jelly dried nutritional blocks with balanced nutrition and rich taste， this article uses sensory evaluation as the evaluation index， and uses single factor experiments and orthogonal experiments to determine the optimal process formula of probiotic jelly dried nutritional blocks. The results showed that the sensory score of the probiotic jelly dried nutritional block prepared under the conditions of fermented milk 100 g， skim milk powder 35 g， nuts 33 g， maltodextrin 20 g， white sugar 20 g， whey powder 25 g， corn starch 8 g， pectin"1.2 g， and probiotic powder 0.1 g was 86.8 points， the probiotic jelly dried nutritional block prepared by this method not only has a good taste， but also effectively preserves the activity of probiotics and the nutritional value of nuts.

Keywords： probiotics; nuts; vacuum freeze-drying; technology quality

隨著現代生活節奏的加快，人們對健康食品的需求日益增長。益生菌作為一種對人體有益的活性微生物，能有效維護腸道健康、提高免疫力等[1]。堅果則因其富含優質脂肪、蛋白質、維生素和礦物質等營養成分，成為健康食品市場的熱門選擇[2]。將益生菌與堅果結合，制成益生菌堅果凍干營養塊，不僅滿足了消費者對健康食品的需求，也為食品工業的創新發展提供了新的方向[3]。然而，益生菌堅果凍干營養塊的制作工藝較為復雜。在實際生產過程中，需要考慮到益生菌活性的保持、堅果營養價值的保留以及凍干技術的選擇和優化等多個因素[4]。因此，如何在保證產品質量的前提下，實現益生菌活性的最大化、堅果營養的完整保留以及生產成本的降低，成為食品凍干研究領域亟待解決的問題。本研究通過單因素試驗和正交試驗等方法對凍干工藝參數進行優化，確定最佳的工藝參數組合，旨在通過對益生菌堅果凍干營養塊制作工藝的優化，探索出最佳工藝參數和配方組合，以提高產品的營養價值和市場競爭力，推動食品工業的可持續發展。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

純牛奶，蘭雀全脂純牛奶；酸奶，河南伊利乳業有限公司；脫脂乳粉，新西蘭恒天然集團；乳清粉，上海優樂滋食品配料有限公司；麥芽糊精，山東西王糖業有限公司；白砂糖，常州市貫通食品有限公司；玉米淀粉，杭州極飪食品有限公司；果膠，浙江多味化工食品有限公司；花生碎（1～3 mm），網購；食品級干燥劑，網購；益生菌粉，北京川秀科技有限公司。

1.1.2 儀器

EK813家庭用廚房秤，廣東香山衡器集團股份有限公司；JY20002電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；C21-WK2102電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司；NDJ-1冷凍干燥機，博醫康（北京）儀器有限公司；DHZ-072D大型雙層恒溫搖床，上海博彩生物科技有限公司；MDF-U5412低溫冰箱，日本三洋公司；TMS-TOUCH型食品物性分析質構儀，北京盈盛恒泰科技有限責任公司；PH818數顯pH計，東莞萬創電子制品有限公司；JM-B5002電子天平，余姚市紀銘稱重校驗設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 酸奶發酵

將酸奶與純牛奶攪拌均勻，酸奶與純牛奶的質量比為1∶50，于40 ℃恒溫搖床發酵6 h后，放入冰箱24 h，制得發酵乳備用。

1.2.2 工藝流程

益生菌堅果凍干營養塊的基本工藝流程見圖1。

1.2.3 感官評價方法

由5位感官評定人員從色澤、氣味、滋味、組織形態和口感5個方面對益生菌堅果凍干營養塊進行感官評價，并按照感官評分標準進行評分[5]。益生菌堅果凍干營養塊的感官評分標準見表1。

1.3 工藝優化實驗設計

1.3.1 單因素試驗

基礎配方為以發酵乳添加量為基準（100%），脫脂乳粉為20%、乳清粉為20%、白砂糖為20%、麥芽糊精為20%、玉米淀粉為8%、果膠為1.2%、堅果為10%和益生菌粉為0.1%。在基礎配方條件下，分別考察脫脂乳粉添加量（20%、25%、30%、35%和40%）、乳清粉添加量（20%、25%、30%、35%和40%）、麥芽糊精添加量（20%、25%、30%、35%和40%）、玉米淀粉添加量（4%、6%、8%、10%和12%）和堅果添加量（20%、25%、30%、35%和40%）對益生菌堅果凍干營養塊品質的影響，由此確定各因素的最優添加量。

1.3.2 正交試驗

在單因素試驗結果的基礎上，分別選擇堅果添加量（A）、麥芽糊精添加量（B）、玉米淀粉添加量（C）3個不同條件的因素，采取3因素3水平L9（33）的正交試驗，優化益生菌堅果凍干營養塊的配方。正交實驗因素與水平設計見表2。

1.4 質構測定

采用TMS-TOUCH型食品物性質構儀，測定益生菌堅果凍干營養塊的硬度、彈性、咀嚼性和內聚性4項參數[6]。每個益生菌堅果凍干營養塊測定3次取平均值。

1.5 數據統計

采用Origin Pro 9.0進行繪圖和線性擬合。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 脫脂乳粉添加量對益生菌堅果凍干營養塊品質的影響

由表3可知，脫脂乳粉添加量對益生菌堅果凍干營養塊的感官評分影響較大。當脫脂乳粉添加量較少時，益生菌堅果凍干營養塊的顏色呈奶黃色，奶味不足，組織密實度不足，益生菌堅果凍干營養塊的感官評分較低。隨著脫脂乳粉添加量的增加，益生菌堅果凍干營養塊的感官評分也明顯增大。當脫脂乳粉添加量為35%時，益生菌堅果凍干營養塊的感官評分最高，為78.0分。

由圖2可知，當脫脂乳粉添加量過少時，益生菌堅果凍干營養塊的硬度較大，隨著脫脂乳粉添加量的增加，硬度逐漸變小，當脫脂乳粉添加量為30%時達到最低。繼續增大脫脂乳粉添加量為40%時，硬度達到157.20 N。隨著脫脂乳粉添加量的增加，彈性先減小后增大，且咀嚼性變化幅度較大。當脫脂乳粉添加量為30%時，咀嚼性達到最低。當脫脂乳粉添加量為30%～35%時，硬度、彈性、咀嚼性和內聚性的數值比較穩定。綜合感官評分，選擇添加量為35%。

2.1.2 乳清粉添加量對益生菌堅果凍干營養塊品質的影響

由表4可知，隨著乳清粉添加量的增加，益生菌堅果凍干營養塊的感官評分呈先增大后減小再增加的變化趨勢。當乳清粉添加量為25%時，益生菌堅果凍干營養塊的感官評分最高，為90.6分。

由圖3可知，乳清粉添加量對益生菌堅果凍干營養塊的硬度影響較大。隨著乳清粉添加量的增加，益生菌堅果凍干營養塊的硬度、彈性和咀嚼性均呈現先減小后增大的變化趨勢。當乳清粉添加量為30%時，益生菌堅果凍干營養塊的硬度、咀嚼性和彈性最小，分別為19.8 N、1.20 mJ、0.18 mm，此時的凍干營養塊硬度小、彈性最差。因此，綜合感官評分，選擇乳清粉添加量為25%。

2.1.3 麥芽糊精添加量對益生菌堅果凍干營養塊品質的影響

由表5可知，麥芽糊精添加量對益生菌堅果凍干營養塊的口感影響較大。隨著麥芽糊精添加量的增加，益生菌堅果凍干營養塊的感官評分呈先增加后降低的趨勢。當麥芽糊精添加量為30%時，益生菌堅果凍干營養塊的感官評分最高，為86.8分。

由圖4可知，隨著麥芽糊精添加量的增加，益生菌堅果凍干營養塊的彈性逐漸變小，當添加量為30%時達到最低，為0.32 mm。繼續增大脫脂乳粉添加量，彈性又呈現上升趨勢。當麥芽糊精添加量為20%～30%時，營養塊硬度的數值比較穩定，且咀嚼性、彈性的數值變化趨勢有較好的規律性。綜合感官評分，選擇添加量為30%進行正交試驗。

2.1.4 玉米淀粉添加量對益生菌堅果凍干營養塊品質的影響

由表6可知，隨著玉米淀粉添加量的增加，益生菌堅果凍干營養塊的感官評分呈先增大后減小趨勢。當玉米淀粉添加量為8%時，感官評分達到最高，為81.4分。此時，益生菌堅果凍干營養塊質地均勻組織密實，口感較好。

由圖5可知，益生菌堅果凍干營養塊的硬度和咀嚼性隨玉米淀粉添加量的增加呈上升趨勢，且咀嚼性的上升趨勢較為穩定。在玉米淀粉添加量為8%時，彈性值較好，為0.42 mm。而內聚性數值較為穩定。綜合感官評分，選擇添加量為8%進行正交試驗。

2.1.5 堅果添加量對益生菌堅果凍干營養塊品質的影響

由表7可知，堅果添加量對益生菌堅果凍干營養塊的色澤、氣味、滋味的影響較大。當堅果添加量為30%時，益生菌堅果凍干營養塊的感官評分最高，為78.0分。繼續增加堅果添加量，益生菌堅果凍干營養塊的色澤由乳白色變為乳黃色，堅果顆粒密度較大，堅果味漸濃，但色澤項目得分有所降低，總分呈降低趨勢。

由圖6可知，堅果添加量對益生菌堅果凍干營養塊的硬度影響較大。隨著堅果添加量的增加，益生菌堅果凍干營養塊的咀嚼性增大，硬度先增大后減小，彈性先減小后增大。當堅果添加量為30%時，營養塊硬度適中，有較好的咀嚼性和彈性，且當堅果添加量為30%～35%時，彈性、咀嚼性和內聚性的數值比較穩定。綜合感官評分，選擇添加量為30%進行正交試驗。

2.2 正交實驗

2.2.1 感官分析

由表8可知，RC＞RA＞RB，即對益生菌堅果凍干營養塊感官品質的影響力主次順序為玉米淀粉添加量＞堅果添加量＞麥芽糊精添加量。由k值得最優組合為A2B3C2。由正交實驗表得出的最優組合為A2B1C2，最優水平不一致需進行實驗驗證。

2.2.2 驗證試驗及最佳配方的確定

根據k值所得最優組合A2B3C2設計驗證實驗，結果表明在發酵乳100 g，脫脂乳粉35 g，堅果33 g，麥芽糊精30 g，白砂糖20 g，乳清粉25 g，玉米淀粉8 g，果膠1.2 g和益生菌粉0.1 g的條件下，制得的益生菌堅果凍干營養塊的平均感官評分為85.8分，低于組合A2B1C2（86.8分）。因此A2B1C2組合為最優，即發酵乳100 g，脫脂乳粉35 g，堅果33 g，麥芽糊精20 g，白砂糖20 g，乳清粉25 g，玉米淀粉8 g，果膠1.2 g和益生菌粉0.1 g的條件下制備的益生菌堅果凍干營養塊感官品質最高。

3 結論

本研究以益生菌、堅果、發酵乳等為原料，制作出營養均衡、口感豐富的益生菌堅果凍干營養塊。在感官評價的基礎上，采用單因素試驗和正交試驗確定益生菌堅果凍干營養塊的最優工藝配方為發酵乳100 g，脫脂乳粉35 g，堅果33 g，麥芽糊精20 g，白砂糖20 g，乳清粉25 g，玉米淀粉8 g，果膠1.2 g，益生菌粉0.1 g，冷凍干燥時間12 h。此工藝制作的益生菌堅果凍干營養塊色澤均勻、口感細膩、香味濃郁，可為益生堅果凍干行業的創新和可持續發展提供有力的技術支撐。

參考文獻

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作者簡介：陳元芝（1977—），女，陜西安康人，碩士，高級工程師。研究方向：食品質量管理。