酸奶保留了牛奶的所有特質(zhì)與優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)一系列加工處理后還巧妙避開(kāi)了牛奶的一些弊端，讓某些優(yōu)勢(shì)變得更加明顯，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。普通酸奶、功能型酸奶和風(fēng)味型酸奶是酸牛奶最主要的三種類(lèi)別，其中風(fēng)味酸奶又分為攪拌型和凝固型，前者指的是經(jīng)過(guò)乳酸菌發(fā)酵后原料奶直接變凝固狀，然后加入各種風(fēng)味物質(zhì)調(diào)制而來(lái)，若風(fēng)味物質(zhì)中的成分兼具保健功能，那這種酸奶還可歸屬于保健酸奶。后者指的是預(yù)先將調(diào)配天然風(fēng)味物質(zhì)加入原料中，經(jīng)巴氏消毒法處理后往里面添加普通酸奶菌種等待發(fā)酵制成。本文探究石榴風(fēng)味酸奶加工工藝和相關(guān)影響因素。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
紅石榴水果、巴旦木干果、蔗糖；巴氏滅菌乳、復(fù)合穩(wěn)定劑、乳桿菌混合菌粉、嗜熱鏈球菌。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 石榴汁的制備和關(guān)鍵操作
工藝流程：嚴(yán)格按照既定標(biāo)準(zhǔn)篩選高品質(zhì)紅石榴——用清水將果皮表層清洗干凈——?jiǎng)內(nèi)スぁプ选尤胨嶙o(hù)色——反復(fù)過(guò)濾——加熱處理消滅各種酶——等待酶解液體變澄清——冷藏備用。
1.2.2 巴旦木乳的制作及關(guān)鍵操作
工藝流程：篩選原味巴旦木——?jiǎng)儦ぁ莺笕テぁ糜跓犸L(fēng)中干燥處理——高溫烤培——碾磨粉碎——打漿——過(guò)膠體磨——冷藏備用。
1.2.3 發(fā)酵劑制備選擇
調(diào)試好發(fā)酵溫度，恒定保持在0-4℃這一范圍內(nèi)，先將保加利亞乳桿菌加入其中，混合比例嚴(yán)格按照1:1進(jìn)行，由此獲得的濕熱乳鏈球菌混合菌粉需要即刻與滅菌鮮乳接入，然后放置在溫度恒定（42℃）的環(huán)境中等待培養(yǎng)，約4個(gè)小時(shí)，在凝乳酸度高于70°T的時(shí)候，立馬停止培養(yǎng)，然后將其放置于4℃左右的冰箱中冷藏。整個(gè)活化處理環(huán)節(jié)要反復(fù)進(jìn)行2次，徹底激發(fā)發(fā)酵劑的活性，然后將對(duì)應(yīng)的菌粉混合到母發(fā)酵劑中，按要求冷藏處理。
1.2.4 酸奶發(fā)酵工藝
工藝流程：嚴(yán)格按照要求對(duì)巴氏殺菌乳進(jìn)行熬制處理——有序往里添加各種配料——攪拌直至徹底溶解——均質(zhì)處理——消毒滅菌——降控接發(fā)酵劑的溫度——等待發(fā)酵——在0-4℃范圍內(nèi)環(huán)境中冷藏。
1.2.5 單因素試驗(yàn)
(1）石榴汁添加量：固定好試驗(yàn)發(fā)酵溫度，恒定保持在42℃，等待發(fā)酵完成，約4個(gè)小時(shí)，逐一添加蔗糖、復(fù)合穩(wěn)定劑與巴旦木乳，濃度分別對(duì)應(yīng)7%、0.27%和4%，接種量保持在2%的情況下，分別用1%、2%、5%、7%、9%的石榴添加量開(kāi)展考察工作，以感官評(píng)價(jià)的方式得出酸奶品質(zhì)水平。
(2）巴旦木乳添加量：固定好試驗(yàn)發(fā)酵溫度，恒定保持在42℃，發(fā)酵時(shí)間共計(jì)4小時(shí)，添加濃度為7%的蔗糖、濃度為0.27%的復(fù)合穩(wěn)定劑，濃度為5%的石榴汁，此時(shí)保持接種量（2%）恒定不變，逐一使用不同濃度的巴旦木乳（2%、3%、4%、5%、6%）進(jìn)行添加觀察試驗(yàn)，對(duì)酸奶品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以感官為主要評(píng)價(jià)方式。
(3）蔗糖添加量：固定好試驗(yàn)發(fā)酵溫度，恒定保持在42℃，發(fā)酵時(shí)間共計(jì)4小時(shí)，添加濃度為0.27%的復(fù)合穩(wěn)定劑、濃度為5%的石榴汁、濃度為4%的巴旦木乳，接種量保持在3%的情況下，分別用2%、3%、4%、5%、6%的蔗糖量開(kāi)展考察工作，以感官評(píng)價(jià)的方式得出酸奶品質(zhì)水平。
發(fā)酵時(shí)間：固定好試驗(yàn)發(fā)酵溫度，恒定保持在42℃，添加濃度為0.27%的復(fù)合穩(wěn)定劑、濃度為5%的石榴汁、濃度為4%的巴旦木乳、濃度為7%的蔗糖，接種量保持在3%的情況下，分別用2h、3h、4h、5h和6h的發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)開(kāi)展考察工作，以感官評(píng)價(jià)的方式得出酸奶品質(zhì)水平。
(5）發(fā)酵劑接種量：固定好試驗(yàn)發(fā)酵溫度，恒定保持在42℃，等待發(fā)酵完成，約4個(gè)小時(shí)，逐一添加蔗糖、復(fù)合穩(wěn)定劑和石榴汁，濃度分別對(duì)應(yīng)7%、0.27%和5%，此時(shí)保持巴旦木乳（4%）恒定不變，逐一使用不同濃度的發(fā)酵劑接種量（1%、2%、3%、4%、5%）進(jìn)行添加觀察試驗(yàn)，對(duì)酸奶品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以感官為主要評(píng)價(jià)方式。
1.2.6 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)
將Box-Behnken設(shè)計(jì)方法作為依據(jù)，將參照單因素展開(kāi)試驗(yàn)所獲的最終數(shù)據(jù)作為依據(jù)，決定巴旦木乳（4%）具體的添加量，每種添加量用-1、0和1表示，可能對(duì)石榴風(fēng)味酸奶口味和質(zhì)量造成影響的因素將采取（A、B、C、D）水平編碼，感官評(píng)分值作為因變量。
1.2.7 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
感官評(píng)定人員共計(jì)10名，當(dāng)中上班族2名、大學(xué)生2名、中學(xué)生2名、退休人員2名，其中男性5名，女性5名。感官評(píng)分圍繞石榴風(fēng)味酸奶主要設(shè)定了4個(gè)指標(biāo)，分別是色澤、組織狀態(tài)、口感和風(fēng)味。
1.2.8 微生物及理化指標(biāo)檢測(cè)
檢測(cè)可能影響酸奶營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的因素以及威脅到食品安全的要素，測(cè)定酸度的方法選擇酚酞指示劑法，測(cè)定結(jié)果的呈現(xiàn)單位為吉爾涅爾度（°T）。測(cè)定蛋白質(zhì)的方法選擇自動(dòng)凱氏定氮儀法。測(cè)定脂肪的方法選擇蓋勃氏法。測(cè)定總固體的方法選擇恒重測(cè)定。測(cè)定大腸桿菌數(shù)的方法選擇平板計(jì)數(shù)法。測(cè)定乳酸菌數(shù)的方法選擇稀釋平板菌落計(jì)數(shù)法。
1.3 數(shù)據(jù)處理
本次研究所有數(shù)據(jù)處理都由SPSS24.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件完成，響應(yīng)面結(jié)果分析由Design Expert V8.0.6處理。
2 結(jié)果與分析
2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析
(1）石榴汁添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響：在其他相關(guān)因素恒定不變的情況下，感官評(píng)分結(jié)果與石榴汁加入量的影響關(guān)系為，評(píng)分結(jié)果隨加入量增加先升后降，感官評(píng)分最高值對(duì)應(yīng)的石榴汁添加量為5%，添加量太小的情況下沒(méi)有明顯石榴風(fēng)味，添加量太大又將導(dǎo)致酸奶酸度升高，因此5%為石榴汁添加量最佳值。
(2）巴旦木乳添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響：在其他相關(guān)因素恒定不變的情況下，感官評(píng)分的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的巴旦木乳添加量為5%，若巴旦木乳添加量持續(xù)上升，感官評(píng)就開(kāi)始慢慢下降。如果添加的巴旦木乳太少，酸奶組織狀態(tài)會(huì)受影響，太多會(huì)蓋住石榴風(fēng)味，所以巴旦木乳的添加量最佳值定為4%。
(3）蔗糖添加量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響：在其他相關(guān)因素恒定不變的情況下，感官評(píng)分的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的蔗糖添加量為7%，若蔗糖添加量持續(xù)上升，感官評(píng)分就開(kāi)始慢慢下降。蔗糖添加量一旦超過(guò)7%，將抑制乳酸菌的發(fā)酵活力，要達(dá)到既定發(fā)酵標(biāo)準(zhǔn)所需要的時(shí)間將被延長(zhǎng)，在此過(guò)程中還會(huì)破壞石榴風(fēng)味，酸奶酸度不足導(dǎo)致口感太甜。因此，優(yōu)化方案的制定中將7%作為蔗糖添加量。
(4）發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響：在其他因素保持不變的情況下，剛開(kāi)始發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，感官評(píng)分越高，感官評(píng)分的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)，若發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，感官評(píng)分就開(kāi)始慢慢下降。發(fā)酵時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)對(duì)酸奶口感造成影響，并且酸度偏高，加之最適合乳酸菌的環(huán)境PH值為4-6，酸奶酸度偏高會(huì)讓乳酸菌的生長(zhǎng)被抑制，一旦出現(xiàn)雜菌污染，酸奶品質(zhì)就會(huì)大幅下降。所以，石榴酸奶發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)定為4個(gè)小時(shí)。
(5）發(fā)酵劑接種量對(duì)酸奶感官評(píng)分的影響：在其他存在關(guān)聯(lián)性因素保持穩(wěn)定的前提下，感官評(píng)分最高值對(duì)應(yīng)3%的發(fā)酵劑接種量，接種量太少就需要長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵，奶組織太軟嫩，品質(zhì)不佳；接種量太多就會(huì)縮短凝乳時(shí)間，酸度得不到平衡，且乳清較多，風(fēng)味大打折扣。因此確定3%的接種量。
2.2 響應(yīng)面分析
(1）響應(yīng)面分析試驗(yàn)結(jié)果：自變量設(shè)置為對(duì)石榴汁風(fēng)味有影響的主要因素A、B、C、D；因變量設(shè)置為感官評(píng)分，觀察每個(gè)因素對(duì)石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分的影響。表1為試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案與結(jié)果。
表1 響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案與結(jié)果
(2）模型建立及方差分析：對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合分析，得知石榴風(fēng)味酸奶加工工藝的響應(yīng)面二次多項(xiàng)回歸模擬方程為：
Y=8 7.9 4-4.5 8 B+3.4 9 B-1.4 9 C-1.6 0 D-0.25AB+1.45AC-1.65AD+0.32BC-2.35BD+0.30CD-7.37A2-11.00B2-9.15C2-7.82D2
P值<0.01，說(shuō)明該模型顯著性高；失擬項(xiàng)P=0.1825>0.05，無(wú)顯著特征，說(shuō)明該模型擬合度好，誤差??；決定系數(shù)R2=0.9720，擬合度良好，R2Adj=0.9441，說(shuō)明該模型可將94.41%的感官評(píng)分變化正確的反應(yīng)出來(lái)，能夠應(yīng)用于石榴風(fēng)味酸奶研發(fā)工藝優(yōu)化中。此外，一次項(xiàng)中的A和B表現(xiàn)為非常顯著（P值<0.01),C和D表現(xiàn)為一般顯著（P值<0.05）；交互項(xiàng)中表現(xiàn)顯著的只有B和D(P值<0.05）；二次項(xiàng)每個(gè)模型直接的表現(xiàn)都非常顯著（P<0.01）。所以，經(jīng)過(guò)方差分析，選定F值為重點(diǎn)，根據(jù)F值高低判斷多個(gè)因素對(duì)石榴汁風(fēng)味酸奶品質(zhì)的影響，從高到低排序?yàn)?/span>A、B、D、C，說(shuō)明影響最大的是石榴汁添加量，影響最小的是發(fā)酵劑接種量。
(3）交叉項(xiàng)響應(yīng)曲面圖結(jié)果分析：蔗糖和石榴汁這兩種添加物的含量之間不存在明顯的交互性。保持石榴汁添加量不變，感官評(píng)分隨蔗糖添加量增加而上升，最佳值表現(xiàn)于蔗糖添加量為7%時(shí)。
石榴汁和發(fā)酵劑這兩種物質(zhì)在含量上不存在明顯的交互性。保持石榴汁添加量不變，感官評(píng)分最佳值表現(xiàn)于發(fā)酵劑接種量為3%時(shí)。
石榴汁在制備過(guò)程中的添加量并不會(huì)受到發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)太大的影響。保持石榴汁添加量不變，感官評(píng)分隨發(fā)酵時(shí)間增加呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，4小時(shí)左右為最佳。
蔗糖在制備過(guò)程中的添加量并不會(huì)受到發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)太大的影響。保持蔗糖添加量不變，感官評(píng)分隨發(fā)酵時(shí)間增加呈現(xiàn)先速升后降的趨勢(shì)，4小時(shí)左右為最佳。
蔗糖和發(fā)酵劑這兩種物質(zhì)的含量之間不存在明顯的交互性。保持發(fā)酵劑接種量不變，感官評(píng)分最佳值表現(xiàn)于蔗糖添加量為7%的時(shí)候。
發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)短和發(fā)酵劑接種量之間不存在明顯的交互性。保持發(fā)酵劑接種量不變，感官評(píng)分隨發(fā)酵時(shí)間增加呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，最佳值表現(xiàn)于發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)為4小時(shí)的時(shí)候。
(4）最佳工藝參數(shù)及驗(yàn)證試驗(yàn)
按照回歸模擬方程和方差方式分析，能夠算出A、B、C、D每個(gè)因素的最佳工藝值，A為4.37%,B為7.17%,C為2.90%,D為3.90h。在實(shí)際生產(chǎn)操作中，根據(jù)分析結(jié)果微調(diào)最優(yōu)工藝條件，石榴汁和蔗糖添加量分別為4.4%和7.2%，發(fā)酵劑接種量為3%，發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)為4h。就這一工藝條件進(jìn)行5組平行試驗(yàn)，最終獲得的感官評(píng)分值高達(dá)（90.73±0.42）分。
2.3 微生物及理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果分析
微生物及理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表2所示。
表2 石榴風(fēng)味酸奶微生和物理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果
3結(jié)論
本次試驗(yàn)先從單因素角度出發(fā)，研究了石榴酸奶品質(zhì)的影響因素，然后采用響應(yīng)面分析進(jìn)一步優(yōu)化了石榴酸奶發(fā)酵工藝對(duì)應(yīng)的參數(shù)值設(shè)定，具體結(jié)果為：發(fā)酵環(huán)境為42℃恒溫、添加4%的巴旦木乳、7.2%的蔗糖、4.4%的石榴汁、3%的發(fā)酵劑接種量，等待約4個(gè)小時(shí)的發(fā)酵過(guò)程。根據(jù)上述工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，所獲的酸奶無(wú)乳清滲出、表層平滑無(wú)氣泡、色澤粉紅、組織均勻，整體處于恰到好處的凝乳狀態(tài)，在保有傳統(tǒng)酸奶風(fēng)味的同時(shí)還有石榴汁的清香。全面分析石榴風(fēng)味酸奶感官評(píng)分結(jié)果不難看出，石榴汁添加量的多少是最主要的影響因素；最后對(duì)諸多關(guān)鍵性微生物、理化指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)后，確定各項(xiàng)指標(biāo)都與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相符。
