低聚木糖番茄酸奶的工艺研究

◎ 黎素玲，余森艳，何渺源，袁柳凤，朱金莲，张诗琳

（广西民族师范学院 化学与生物工程学院，广西 崇左 532200）

番茄，又称西红柿，属茄科，一年生或多年生草本植物，色泽鲜美，番茄含有丰富的胡萝卜素、维生素C、B族维生素、番茄红素，其中维生素C含量较高，可以弥补牛乳中维生素C的不足。番茄所富含的番茄红素可以预防心脑血管疾病、提高免疫力、延缓衰老等，对各种癌症及动脉硬化等病症也有显著的预防效果，有“植物黄金”之称[1]。传统酸奶生产常使用的菌种是嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌，这两种菌均无法耐受胃酸和胆汁的破坏作用，即使有少量活菌进入肠道内也不能定殖而被排出体外，起生理作用的只有发酵产物。因此，本研究在酸奶中添加低聚木糖，不仅可起到促进体内双歧杆菌增殖的作用，还可提高肠道内有益菌的比例[2]，同时也能弥补酸奶中维生素不足的缺点，以期进一步提高酸奶的功能性。

在乳酸发酵过程中，鲜牛奶中的酪蛋白遇酸凝固，成为有弹性的凝块，颜色乳白、气味清香、酸甜可口[3]，酸奶作为功能保健食品[4]，比鲜奶更易于被人体肠道吸收，人们也越来越追求健康、美味、具有功能性的复合型酸奶。目前市场上主要以果味型酸奶居多，蔬菜型酸奶鲜有。为此，本实验在酸奶研制中添加番茄，以拓展酸奶花色品种，同时也为番茄的深加工和应用开辟新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与菌种

番茄、伊利纯牛奶、蔗糖：均为市售；低聚木糖：山东龙力生物科技有限公司；木薯变性淀粉：河南万邦化工科技有限公司；发酵菌种（嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌）：安琪酵母股份有限公司。

1.1.2 仪器与设备

JYZ-E3C原汁机：九阳股份有限公司；C21-WT21O3A电磁炉：广东美的生活电器制造有限公司；YP5002型电子天平：上海佑科仪器仪表有限公司；RCD-1A高速均质乳化机：常州越新仪器制造有限公司；LRH-400A生化培养箱：广东泰宏君科学仪器股份有限公司；BD-320HEM冰箱：青岛海尔特种电冰柜有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

低聚木糖番茄酸奶生产工艺流程如图1所示。

图1 低聚木糖番茄酸奶生产工艺流程图

1.2.2 操作要点

（1）番茄的选择。应选择新鲜饱满，果形中等，果面光滑，果蒂小、浅，颜色鲜红而全果着色均匀、果肉厚实的成熟番茄。

（2）番茄汁的制备。番茄去蒂、洗净后，采用95 ℃热力去皮，切块，打浆过滤，得到番茄原汁。

（3）混料、均质。将低聚木糖、蔗糖、木薯变性淀粉加入牛奶中，再与番茄汁混合，预热后对混合液进行均质。

（4）杀菌、冷却。灭菌温度为85 ℃，保持15 min。由于高温对番茄的营养成分尤其是维生素的破坏较大，而番茄汁属于酸性食品，故可采用低温巴氏杀菌处理[5]。杀菌后立即冷却到40～45 ℃。

（5）恒温发酵。在无菌条件下添加发酵菌种（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌），到混合液中搅拌均匀，迅速装罐密封，置于43 ℃的恒温培养箱中进行发酵，发酵时间为7～8 h。在发酵期间注意避免产品振动，保持温度恒定，以免影响酸奶的组织状态。

（6）冷却后熟。发酵结束后迅速将成品冷却至10～15 ℃，然后置于4～7 ℃的冷藏室内冷藏后熟24 h，以更好地促进酸奶风味物质形成。

1.3 成品质量评价

1.3.1 感官评定方法

采用感官评定法，参考相关感官评价资料制定酸奶的感官评价标准，由20位具有感官评价经验人员，对酸奶产品的组织状态、口感、色泽、风味4个方面进行综合评定，满分100分，评定时对同一样品按顺序重复进行两次评分，取平均值。酸奶感官检验评价标准见表1。

1.3.2 产品指标测定

酸度参照国家标准《食品安全国家标准 食品酸度的测定》（GB 5009.239—2016）方法检测。大肠菌群数根据GB 4789.3—2016中的第二法大肠菌群平板计数法检测。

表1 低聚木糖番茄酸奶感官评分表

1.4 单因素试验

（1）木薯变性淀粉添加量对酸奶品质的影响。在低聚木糖添加量为0.45%、番茄汁添加量为30%、菌种添加量为3%、蔗糖添加量为7%条件下发酵，探究木薯变性淀粉添加量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%时对酸奶品质的影响，以确定适宜的木薯变性淀粉添加量。

（2）低聚木糖添加量对酸奶品质的影响。在番茄汁添加量为30%、菌种添加量为3%、蔗糖添加量为7%、木薯变性淀粉添加量为2%条件下发酵，探究低聚木糖添加量分别为0.25%、0.35%、0.45%、0.55%和0.65%时对酸奶品质的影响，以确定适宜的低聚木糖添加量。

（3）番茄汁添加量对酸奶品质的影响。在低聚木糖添加量为0.45%、菌种添加量为3%、蔗糖添加量为7%、木薯变性淀粉添加量为2%条件下发酵，探究番茄汁分别为10%、20%、30%、40%和50%时对酸奶品质的影响，以确定适宜的番茄汁添加量。

（4）菌种添加量对酸奶品质的影响。在低聚木糖添加量为0.45%、番茄汁添加量为30%、蔗糖添加量为7%、木薯变性淀粉添加量为2%条件下发酵，探究菌种添加量分别为1%、2%、3%、4%和5%时对酸奶品质的影响，以确定适宜的菌种添加量。

（5）蔗糖添加量对酸奶品质的影响。在低聚木糖添加量为0.45%、番茄汁添加量为30%、菌种添加量为3%、木薯变性淀粉添加量为2%条件下发酵，探究蔗糖添加量分别为4%、5%、6%、7%和8%时对酸奶品质的影响，以确定适宜的蔗糖添加量。

1.5 正交试验

在单因素试验的基础上，以低聚木糖（A）、番茄汁（B）、菌种（C）、蔗糖（D）为影响因素，以感官评分为指标，采用正交试验设计L9（34）以确定低聚木糖番茄酸奶的最佳工艺条件。正交试验因素水平如表2所示。

表2 正交试验因素水平设计表

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 木薯变性淀粉添加量对酸奶品质的影响

从图2可见，感官评分随着木薯变性淀粉添加量的增加先上升后下降，当变性淀粉添加量为2%时，酸奶组织状态均匀，有光泽，口感细腻，感官评分最高。由于变性淀粉添加量偏低时，酸奶组织不稳定，有少量乳清析出；当变性淀粉添加偏高时，酸奶口感较为粗糙，使感官评分降低。因此，在后续实验中木薯变性淀粉均按2%比例添加。

图2 木薯变性淀粉添加量对酸奶感官品质的影响图

2.1.2 低聚木糖添加量对酸奶品质的影响

从图3可见，随着低聚木糖添加量的增加，酸奶的感官评分呈先上升后下降的趋势，当低聚木糖添加量为0.45%时，感官评分最高，但继续增加低聚木糖添加量时，其感官评分反而下降，其原因可能是低聚木糖添加量较多时，会抑制菌种的生长[6]，使产酸能力变弱，导致酸奶组织状态不佳，风味不足。因此选择低聚木糖添加量为0.35%、0.45%、0.55%用于正交试验。

图3 低聚木糖添加量对酸奶感官品质的影响图

2.1.3 番茄汁添加量对酸奶品质的影响

由图4可以看出，当其他因素一定时，随着番茄汁添加量的逐渐增加，感官评分先增加后减少。当番茄汁添加量为10%，酸奶中番茄的风味明显不足，且组织状态不稳定，这可能是因为番茄汁偏酸性，会导致发酵乳pH值降低，使乳蛋白处于不稳定状态[7]。当番茄汁添加量为30%时感官评价分最高，制得的酸奶富有番茄特有的清香味，保持了酸奶本身特性；但当番茄汁添加量增加至40%～50%时，会出现乳清分离现象，且番茄风味过于突出，失去酸奶原有的乳香风味。因此，选择番茄汁添加量为20%、30%、40%用于正交试验。

图4 番茄汁添加量对酸奶感官品质的影响图

2.1.4 菌种添加量对酸奶品质的影响

由图5可见，随着菌种添加量的增加，酸奶的感官评分呈先上升后下降的趋势。当菌种添加量为1%时，酸奶的凝固性较差，且有乳清析出。当菌种添加量增加到3%时，酸奶的口感细腻光滑，酸甜适中，凝固状态稳定，无乳清析出，感官评分最高。当菌种添加量增加至5%时，酸度过高，会有乳清析出。因此，选择菌种添加量为2%、3%、4%用于正交试验。

图5 菌种添加量对酸奶感官品质的影响图

2.1.5 蔗糖添加量对酸奶品质的影响

由图6可见，酸奶的感官评分随着蔗糖添加量的增加先上升而降低。番茄中含有丰富的葡萄糖和果糖，发酵过程呈上升趋势的原因可能是番茄中有机酸的增加促进了蔗糖的水解[8]。蔗糖添加量为4%时，酸奶甜度不足，风味较差，随着蔗糖添加量增加，酸甜味逐渐调和，当添加量为6%时，感官评分最高，酸奶口感光滑细腻，酸甜适中，组织状态良好，无乳清析出。当酸奶的添加量继续增加，会导致酸奶甜度过高，酸度不足，感官评分反而下降。因此，选择蔗糖添加量为5%、6%、7%用于正交试验。

图6 蔗糖添加量对酸奶感官品质的影响图

2.2 正交试验结果

从表3的极差分析可知，影响酸奶感官品质因素的主次顺序是：B＞C＞A＞D，即番茄汁的添加量是主要因素，菌种添加量次之，随后是低聚木糖添加量，蔗糖添加量影响因素最小。A2B1C2D1为最优因素组合，即低聚木糖0.45%，番茄汁20%，菌种3%，蔗糖5%。

表3 正交试验结果表

由于正交试验的最优因素组合A2B1C2D1并未出现在正交试验表中，为了更好地探究低聚木糖番茄酸奶的最佳工艺参数，按照A2B1C2D1组合进行3次平行验证试验取平均值，得到产品的感官评分为92.5分，高于正交试验表中其他方案。在此最优工艺条件下所制得的酸奶呈均匀淡粉色，组织状态良好，口感质地细腻，酸甜适中，风味独特，品质最佳。

2.3 产品质量指标

以最佳工艺参数生产的低聚木糖番茄酸奶为样品，测定得到其主要质量指标。色泽：呈淡粉色，色泽均匀，有光泽；风味：具有酸奶特有的浓郁香气及番茄汁的清香，气味协调；口感：酸甜适中，滋味柔和；组织状态：质地细腻，整体均匀，无乳清析出。酸度为87°T，大肠菌群≤2 MPN·mL-1，符合国家标准。

3 结论

低聚木糖番茄酸奶的最优生产工艺参数为：当发酵温度为43 ℃时，木薯变性淀粉添加量2%，低聚木糖0.45%，番茄汁20%，菌种3%，蔗糖5%，在此最优工艺条件下研制的低聚木糖番茄酸奶呈淡粉色，组织状态良好，无乳清析出，口感细腻，酸甜适宜，兼具酸奶与番茄的独特风味。

目前市面上的酸奶主要以蔗糖作为甜味剂，且以果味型酸奶居多，本研究添加对肠道双歧杆菌具有增殖效应的功能性低聚木糖，并加入番茄汁，一方面可以减少蔗糖的使用量，另一方面对蔬菜风味酸奶的研制进行了尝试，增加了酸奶的花色品种，所制得的酸奶集美味、营养、健康于一体，作为一种功能性酸奶具有较好的开发前景。