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 050061；2.天津桂发祥十八街麻花食品股份有限公司，天津 300221）

紫薯风味酸乳的发酵工艺优化

张蕾蕾1，康宗华2，崔馨元1，郭小川1

（1.河北经贸大学生物科学与工程学院，河北石家庄 050061；2.天津桂发祥十八街麻花食品股份有限公司，天津 300221）

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。

紫薯；酸乳；花青素

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12.2 mg/100 g[1]。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[4-5]。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-2112型超净台，上海捷呈实验仪器有限公司产品；SPX-250B-2型恒温培养箱，上海福玛实验设备有限公司产品；SJ-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[6-8]

1.3.1 工艺流程

原料乳→添加白砂糖→杀菌（98℃，5 min）→冷却（43℃）→接种→发酵→后熟→破乳。

1.3.2 操作要点

取一定量原料乳，白砂糖添加量8%，混匀后置于98℃水浴锅中杀菌5 min；冷却至室温，在无菌条件下添加1 g/L发酵剂；于45℃的恒温培养箱进行发酵，4 h后每0.5 h测量1次pH值并记录；发酵好的酸乳进行破乳；按不同方式添加紫薯粉，混匀后进行感官评价并记录。

1.3.3 紫薯粉添加方式及比例

紫薯粉的添加方式及比例是决定紫薯风味酸乳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%，4.0%，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℃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0.4%的柠檬酸溶液100 mL于250 mL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 min。对酸乳提取溶液进行离心处理，以转速4 000 r/min离心10 min，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进行感官评价评分并记录。

感官评价标准见表1。

表1 感官评价标准

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/分

结果显示，随着紫薯粉添加量的增加，紫薯风味酸乳的状态评分均呈现先上升后降低的趋势。由于紫薯粉主要成分为淀粉，适当添加可以增加酸乳的黏稠度，增加口感；而发酵前添加紫薯粉的紫薯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味的影响见表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。

表3 不同发酵剂对紫薯风味酸乳风味的影响/分

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L9（33）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4.0%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。

表5 发酵条件对花青素含量的正交分析

[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]Abdul Faraj，Thava Vasanthan.Soybeen isollavones：effects of processing and health benefits[J].Food Reviews Intemational，2004，20（1）：51-75.

[3]Kinnosuke O，Norihiko T，Norio S.Chemical structures oftanthocyanins from purple sweet potato[J].Phytochem，1992，31（6）：2 127-2 130.

[4]余燕影，王杉，曹树稳，等.川山紫薯色素提取分离及主要组成成分分析 [J].食品科学，2004，25（11）：167-170.

[5]宋照军，张军合，张浩，等.发酵型山药酸奶的生产工艺 [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进展 [J].食品科学，2010，31（23）：401-405.

[7]安文贵.酸奶的营养价值及保健功能 [J].消费导刊，2012（2）：14-14.

[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.

Preparation of Purple Potato Yogurt

ZHANG Leilei1，KANG Zonghua2，CUI Xinyuan1，GUO Xiaochuan1
（1.College 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）

Purple potato has rich nutritional value.Through leaven screened，optimized the ratio of materials and fermentation conditions.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.

purple potato；yogurt；anthocyanin

TS252.54

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.02.011

1671-9646（2017）02a-0034-03

2016-12-15

张蕾蕾（1991— ），女，本科，研究方向为食品科学。