紫薯风味酸乳的发酵工艺优化

第２期（总第４２５期）　２０１７年２月　农产品加工　Ｆａｒｍ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｎｏ．２　Ｆｅｂ．　文章编号：１６７１—９６４６（２０１７）０２ａ－００３４－０３　紫薯风味酸乳的发酵工艺优化　张蕾蕾　，康宗华　，崔馨元　，郭小川　（１．河北经贸大学生物科学与工程学院，河北石家庄２．天津桂发祥十八街麻花食品股份有限公司，天津０５００６１；　３００２２１）　摘要：通过研究不同发酵工艺、发酵剂及发酵条件对紫薯风味酸乳感官评价及花青素含量的影响，确定最佳工艺条　件：以８种菌复合发酵剂进行发酵，发酵前紫薯粉添加量４．０％，白砂糖添加量８％，发酵温度４３℃，发酵时间６＿５　ｈ。　在此条件下制得的紫薯风味酸乳色泽均一，紫薯风味明显且花青素含量较高。　关键词：紫薯；酸乳；花青素　中图分类号：ＴＳ２５２．５４　文献标志码：Ａ　ｄｏｉ：１０．１６６９３￣．ｃｎｋｉ．１６７１－９６４６（Ｘ）．２０１７．０２．０１１　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｕｒｐｌｅ　Ｐｏｔａｔｏ　Ｙｏｇｕｒｔ　ＺＨＡＮＧ　Ｌｅｆｌｅｉ　，ＫＡＮＧ　Ｚｏｎｇｈｕａ￣，ＣＵＩ　Ｘｉｎｙｕａｎ　，ＧＵＯ　Ｘｉａｏｃｈｕａｎ　（１．Ｃｏｒｔｅｇｅ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ　ａｎｄ　Ｂｕｓｉｎｅｓｓ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ，Ｈｅｂｅｉ　０５００６１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｉａｎｊｉｎ　Ｇｕｉｆａｘｉａｎｇ　Ｆｏｏｄ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００２２１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｕｒｐｌｅ　ｐｏｒｔｏ　ｈａｓ　ｒｉｃｈ　ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ　ｖａｌｕｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｌｅａｖｅｎ　ｓｃｒｅｅｎｅｄ。ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｔ｝ｌｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｉｔｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｓｅｎｓｏｒｙ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ：ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｉｘ　ｌｅａｖｅｎ，　ａｄｄｉｎｇ　４　０％ｔｈｅ　ｐｕｒｐｌｅ　ｔｏｍａｔｏ　ｓｔａｒｃｈ　ｂｅｆｏｒｅ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｓｕｇａｒ　８％，ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　４３℃，ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｔｉｍｅ　６．５　ｈ．　Ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｈａｓ　ａ　ｕｎｉｑｕｅ　ｆｌａｖｏｒ　ｏｆ　ｐｕｒｐｌｅ　ｐｏｔａｔｏ　ａｎｄ　ｈｉｇｈｅｒ　ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ，　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄ８￣ｐｕｒｐｌｅ　ｐｏｔａｔｏ；ｙｏｇｕｒｔ；ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ　紫薯属旋花科番薯属，薯肉呈紫色至深紫色。　紫薯的营养价值丰富，其蛋白质、赖氨酸、铜、硒、　锰、钾的含量明显高于普通红薯，紫薯中所含花青　素达ｌ２．２　ｍｇ１００　。花青素是一种水溶性的黄酮化　合物，具有抗癌、抗诱变、抑菌、降血糖、降血脂　等保健作用，是一种天然强效的自由基清除剂，也　是目前唯一能透过血脑屏障清除自由基、保护大脑　细胞的物质［２－３］。紫薯中还含有大量膳食纤维，能促　进肠道蠕动，对人类的健康有重要作用。总之，紫　薯的营养价值极高，是极佳的健康食品之一。　随着生活水平的提高，酸乳越来越受到消费者　的青睐。我国销售的酸乳类产品按其状态可分为凝　固型和搅拌型２种　。随着酸乳的普及和消费者营　养健康意识的不断提高，酸乳由单一特殊风味的饮　料向具有不同营养价值和保健功效的功能性饮料发　展成为趋势。　试验研制的紫薯风味酸乳以牛奶和紫薯粉为主　要原料，通过分析原料配比、发酵菌种、发酵温度、　发酵时间等，优化紫薯风味酸乳的发酵条件；对紫　薯风味酸乳成品进行感官评定和产品中花青素含量　收稿日期：２０１６－１２—１５　作者简介：张蕾蕾（１９９１一进行测定，最终确定营养价值及感官评价最优的制　备工艺。　１材料与方法　１．１材料与试剂　原料乳，伊利全脂纯牛奶无菌枕；发酵剂，川　秀乳酸菌酸奶发酵剂、川秀开菲尔酸奶发酵剂；东　奥熟食紫薯粉；白砂糖。　１．２主要仪器与设备　Ｊ２０型高速冷冻离心机，Ｂａｃｋｍａｎ公司产品；　ＨＺＹ—Ａ１００型电子天平，福州华志科学仪器有限公司　产品；ＡＪＪＨ一２１　１２型超净台，上海捷呈实验仪器有限　公司产品；ＳＰＸ一２５０Ｂ一２型恒温培养箱，上海福玛实　验设备有限公司产品；ＳＪ一２０型分光光度计，上海仪　电科学仪器股份有限公司产品。　１－３试验方法　１．３．１　工艺流程　原料乳一添加白砂糖一杀菌（９８℃，５　ｍｉｎ）　冷却（４３℃）　接种一发酵一后熟　破乳。　１．３．２操作要点　），女，本科，研究方向为食品科学。　２０１７年第２期　张蕾蕾，等：紫薯风味酸乳的发酵工艺优化　取一定量原料乳，白砂糖添加量８％，混匀后置　进行感官评价评分并记录。　感官评价标准见表１。　于９８℃水浴锅中杀菌５　ｍｉｎ；冷却至室温，在无菌　条件下添加１　ｇｍ发酵剂；于４５℃的恒温培养箱进　表１感官评价标准　行发酵，４　ｈ后每０．５　ｈ测量１次ｐＨ值并记录；发　项目　评分标准　酵好的酸乳进行破乳；按不同方式添加紫薯粉，混　颜色（１Ｏ分）　乳白色中略带淡紫色　匀后进行感官评价并记录。　状态（１０分）　组织细腻、均匀，允许有少量乳清析出　气味（１０分）　要有酸乳的清香和紫薯风味，无其他发酵异味　１．３．３紫薯粉添加方式及比例　口感（１０分）　口感细腻均一，无明显颗粒感　紫薯粉的添加方式及比例是决定紫薯风味酸乳　紫薯风味（１Ｏ分）　清香的紫薯风味是否明显　风味及特性的关键步骤，试验采用发酵前和发酵后　２种添加方式，分别以２．５％，３．０％，３．５％，４．Ｏ％，　４．５％５个梯度进行添加，发酵菌种采用川秀双菌发　酵剂，发酵温度４５℃条件下发酵时间４．５　ｈ，发酵　好的酸乳置于４　ｃｃ下后熟１２　ｈ，然后进行感官评价。　１．３．４发酵剂的选择　试验分别采用川秀乳酸菌酸奶发酵剂（含保加　利亚乳杆菌、嗜热链球菌）和川秀开菲尔酸奶发酵　剂（含保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、双歧杆菌、　乳酸乳球菌乳脂亚种、肠膜明串珠菌、干酪乳杆菌、　乳酸乳球菌双甲乙酰亚种、乳酸乳球菌乳酸亚种）２种　发酵剂进行酸乳制备，白砂糖添加量８％，发酵前紫　薯粉添加量４％，发酵温度４５℃，发酵时间４．５　ｈ，　发酵好的酸乳置于４℃下后熟１２　ｈ，然后进行感官　评价，选出效果更好的发酵剂。　１．３．５发酵条件优化　对发酵温度及发酵时间进行单因素试验。以发　酵前紫薯粉添加量４％，白砂糖添加量８％为基础，　采用含有８种菌的川秀开菲尔发酵剂进行酸乳发酵；　发酵温度分别为４０，４５，５０，５５　；发酵时间分别　为５．０，５．５，６．０，６．５　ｈ，进行感官评价，最终确定　最佳发酵条件。　１．３．６正交试验　依照预试验的结果设计发酵温度、发酵时间和　紫薯粉添加量为变量的三因素三水平正交试验；采　用紫薯粉的２种添加方式，即发酵前添加和发酵后　添加，对比不同制作工艺产生的紫薯风味酸乳效果。　其中，正交试验组为发酵前添加和发酵后添加。　１．３．７花青素相对含量的检测　对不同条件制备的酸乳进行花青素相对含量测　定。配置ｏ．钙　的柠檬酸溶液１００ｍＬ于２５０ｍＬ锥形瓶　中，并在每份溶液中分别添加４　ｍＬ样品紫薯风味酸　乳，搅拌均匀，于６０℃水浴条件下恒温提取３０　ａｒｉｎ。　对酸乳提取溶液进行离心处理，以转速４　０００　ｒ／ａｒｉｎ　离心１０　ａｒｉｎ，然后取上清液并进行过滤。分别取滤　液３０　ｍＬ于１００　ｍＬ容量瓶中，冷却至室温，用０．４％　的柠檬酸溶液定容至刻度，于波长５２５　ｎｍ处测量其　ＯＤ值。　１．３．８感官评价　邀请２０个人对不同条件下制作的紫薯风味酸乳　２结果与分析　２．１添加方式对紫薯风味酸乳的影响　试验选择添加紫薯粉，主要是由于紫薯粉质地　较均一，且容易保存，相对于新鲜紫薯浆更易操作，　适合工业生产。　紫薯粉不同添加方式及添加量对紫薯风味酸乳　感官品质的影响见表２。　表２紫薯粉不同添加方式及添加量　对紫薯风味酸乳感官品质的影响　７　７　７　９　７　，分　２　４　３　１　５　紫薯粉　发酵前添加　发酵后添加　添加量，％状态颜色７　６　７　７　７　２　３　４　０　口感紫薯风味３　状态颜色１２１感紫薯风味　２．５　８　８　７　８　８　３．Ｏ　ｌ　３　６　７　３　３．５　５　５　６　６　６　４．０　４　８　４　９　７　４．５　７　６　６　５　６　结果显示，随着紫薯粉添加量的增加，紫薯风　２　５　９　８　１　味酸乳的状态评分均呈现先上升后降低的趋势。由　６　６　６　６　６　２　８　７　３　２　于紫薯粉主要成分为淀粉，适当添加可以增加酸乳　７　７　６　６　６　的黏稠度，增加口感；而发酵前添加紫薯粉的紫薯　１　４　２　５　１　风味酸乳状态明显优于发酵后添加的，这是由于酸　乳发酵完成后，紫薯粉极难均匀地与黏稠的酸乳混　５　５　６　７　６　６　９　７　１　６　匀，导致产品有较严重的颗粒感，口感较差。在颜　色方面，紫薯粉添加量越大，紫薯风味酸乳紫色越　明显，相比而言发酵后添加紫薯粉制成的紫薯风味　酸乳紫色更鲜亮，但均匀度较差。在风味方面，紫　薯粉添加量越大，紫薯香味越明显，但添加量大于　４％之后，紫薯风味酸乳口感明显变差。最终选择紫　薯粉的添加方式为发酵前添加，添加量为４％。　２．２发酵剂的选择　发酵剂的筛选采用紫薯粉发酵前的添加方式，　由此更能体现不同乳酸菌对酸乳和紫薯的作用。　不同发酵剂对紫薯风味酸乳风昧的影响见表３。　含８种菌的开菲尔酸奶发酵剂制备的紫薯风味　酸乳口感更为细腻，拉丝效果也更好，而其他感官　指标相差不大。这可能由于８种复合菌发酵剂中的　菌种可产生更多的代谢产物（如多糖或其他风味物　质），使得紫薯风味酸乳总体感官更佳。　农产品加工　２０１７年第２期　表３不同发酵剂对紫薯风昧酸乳风味的影响　／分　表５发酵条件对花青素含量的正交分析　２－３发酵条件优化　发酵温度高于５０℃后，紫薯风味酸乳凝固状态　极差，可能由于发酵温度过高，影响了乳酸菌的活　性。发酵时间越长，总体感官评价越高，未出现由　于发酵时间过长产生过酸的口感。最终选择４５℃，　发酵６．５　ｈ为最佳发酵条件。　２．４正交试验分析结果　以发酵温度、发酵时间和紫薯粉添加量为变量　设计ｋ（３。）的正交试验。　发酵条件正交试验结果见表４。　表４发酵条件正交试验结果　分析可知，发酵时间对紫薯风味酸乳总体感官　评分影响最大，其次为紫薯粉添加量，而发酵温度　对于紫薯风味酸乳总体感官评分影响较小。经综合　比较，最佳条件为发酵温度４３℃，发酵时间６．５　ｈ，　紫薯粉添加量４．０％。　２．５花青素相对含量测定　对正交试验各组酸乳进行花青素含量测定。　发酵条件对花青素含量的正交分析见表５。　试验结果表明，除了紫薯粉添加量外，发酵时　间对花青素含量的影响较大，而发酵温度对吸光度　的影响不大；这可能由于花青素随着发酵时间越长，　降解损失越大造成。综合比较，在发酵温度４３℃，　发酵时间６．５　ｈ，紫薯粉添加量４．Ｏ％的条件下，紫薯　风味酸乳的花青素含量最佳。　３讨论　发酵剂对酸乳产品的风味有重要作用，更对酸　乳的益生作用有重要影响。不同的发酵菌种可产生　各种对人体健康有益的代谢产物，也可能产生更丰　富的风味物质改善酸乳的风味。当前，越来越多的　酸乳产品，尤其是功能性酸乳采用了多菌种的复合　型发酵剂进行酸乳生产，在改善风味的同时更加提　高了酸乳的益生效果。试验表明，含８种菌的复合　型发酵剂制备的紫薯风味酸乳感官评价更高，制备　出的紫薯风味酸乳口感、气味更佳。在紫薯添加方　式的选择上，发酵前添加紫薯粉效果明显要好，原　因可能是发酵前添加，紫薯粉更易混匀，导致颗粒　感较低；另外乳酸菌发酵过程也可能对紫薯粉中的　成分有作用，导致口感更佳。发酵条件优化方面，　通过正交试验证明，紫薯粉添加量和发酵时间对紫　薯风味酸乳的风味及感官影响较大，而发酵温度影　响一般，因此后续优化试验可针对这２个方面进行　更细致的研究，进一步优化生产工艺。在花青素含　量方面，理论上添加紫薯成分越多，花青素含量应　该更高，但实际结果显示，发酵时间对产品的花青　素保有量影响更大。原因可能是试验为了适应工业　生产，选择商品紫薯粉作为添加的主要介质，而紫　薯粉由于经过加工，花青素损失较大，因此改变紫　薯粉添加量对产品花青素的保有量影响不大。从花　青素的保有量上考虑，今后的研究需要在紫薯的添　加方式上做更多的尝试，研究出既适于工业生产又　能更好地保证其花青素含量的方法。　参考文献：　【１］　闵建．瑞士乳杆菌和干酪乳杆菌在大豆酸奶制备中的应　用研究【Ｄ］．上海：华南理工大学，２０１０．　【２　２］Ａｂｄｕｌ　Ｆａｒａｉ，Ｔｈａｖａ　Ｖａｓａｎｔｈａｎ．Ｓｏｙｂｅｅｎ　ｉｓｏｌＩａｖｏｎｅｓ：ｅｆ－　ｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｈｅａｌｔｈ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ【Ｊ】．Ｆｏｏｄ　Ｒｅｖｉｅｗｓ　Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ，２００４，２０（１）：５１—７５．　１３３］　Ｋｉｎｎｏｓｕｋｅ　０，Ｎｏｒｉｈｉｋｏ　Ｔ，Ｎｏｒｉｏ　Ｓ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　（下转第４０页）　・４０・　农产品加工　２０１７年第２期　表３正交试验结果　（２）最优工艺条件下制得的酥枣糯米果酒色泽　均匀，呈浅绿色，澄清无沉淀，枣香酒香协调，口　味醇厚，整体风格独特。　（３）试验以酥枣为主料、糯米为辅料，并用小　曲为糖化发酵剂进行边糖化、边发酵生产制作酥枣　糯米果酒，保留了酥枣、糯米的独特风味和营养价　值，丰富了果酒品种，对酥枣的深加工也具有积极　的意义，具有较好的开发前景。　参考文献：　－　卜叫　刘继林．食疗本草学【Ｍ］．成都：四川科学技术出版社，　１９８７：４３．　吴晓菊，申玉飞．石榴糯米酒发酵工艺的研究［Ｊ］．农产　品加工（学刊），２０１４（１）：２８—２９．　由表４可知，因素Ａ和ｃ（即糯米添加量、发　潘百明，伍淑婕，邓志勇，等．（保健型）金樱子糯米酒　发酵工艺研究［Ｊ１．食品工业，２０１６，３７（７）：１５５—１５８．　吴芳芳，彭博，宫号，等．宣木瓜糯米酒发酵工艺优　化『Ｊ１．食品工业科技，２０１６（５）：２２７—２３１，２３７．　郭焰，豆一玲，严玉玲，等．新疆库尔勒香梨糯米酒发　酵工艺研究［Ｊ］．食品科技，２０１５，４０（３）：７４～７７．　朱英莲．雪梨糯米酒的研制叨．食品工业，２０１３，３４（４）：　２５－２９．　酵温度）对酥枣糯米果酒感官品质的影响显著，因　素　和Ｄ（ｆｌＯｄ，曲添加量和发酵时间）对酥枣糯米　果酒感官品质的影响不显著。　综上所述，酥枣糯米果酒的最优工艺组合为　Ａ　ｃ２Ｄ　，即糯米添加量２０％，小曲添加量０。５％，　发酵温度２８℃，发酵时间７　ｄ，在此条件下进行３次　验证试验，所得酒品枣香酒香协调、口味醇厚，感　官评分平均为８７分，酒精度为１１．６％（Ｖｏ１），总酸　（以乳酸计）为４．８　ｇｒＬ，总糖（以葡萄糖）为６２．０　ｇ门Ｌｏ　３结论　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家　标准化管理委员会．ＧＢ／Ｔ　１５０３８－－２００６葡萄酒、果酒通　用分析方法［Ｓ】．北京：中国标准出版社，２００６．　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家　标准化管理委员会．ＧＢ／Ｔ　１２４５６－－－２００８食品总酸的测　定［Ｓ】．北京：中国标准出版社，２００８．　张亚宁，王孝荣，罗佳丽，等．台湾青枣果酒酿造工艺　优化及其香气成分分析［Ｊ］．食品与发酵工业，２０１３，　３９（１１）：１３４—１４１．　（１）以感官评分和酒精度为评价指标，通过单　因素试验和Ｉ＿９（３　）正交试验，得出生产酥枣糯米果酒　的最优工艺条件为糯米添加量２０％，小曲添加量　０．５％，发酵温度２８℃，发酵时间７　ｄ。　刘妲．糯米甜酒酿造新工艺的研究【Ｄ］．柳州：广西工　学院，２０１１．◇　（上接第３６页）　ｔａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ　ｆｒｏｍ　ｐｕｒｐｌｅ　ｓｗｅｅｔ　ｐｏｔａｔｏ［Ｊ】．Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍ，　１９９２，３１（６）：２　１２７—２　１３０．　艺【Ｊ］．食品与机械，２００２（３）：２７—２８．　［６　彭强，高彦祥，袁芳．紫甘薯及其花色苷的研究与开发　６］进展【Ｊ］．食品科学，２０１０，３１（２３）：４０１—４０５．　２０１２（２）：１４—１４．　余燕影，王杉，曹树稳，等．川山紫薯色素提取分离及主　［７］　安文贵．酸奶的营养价值及保健功能［Ｊ］．消费导刊，　要组成成分分析［Ｊ］．食品科学，２００４，２５（１１）：１６７—　１７０．　［８】　赵宇瑛，张汉锋．花青素的研究现状及发展趋势［Ｊ】．安　徽农业科学，２００５，３３（５）：９０４—９０５．◇　宋照军，张军合，张浩，等．发酵型山药酸奶的生产工