凝固型牛蒡蜂蜜酸奶的研制

傅训迅，刘 珊，袁云飞，窦紫轩，张 锋*

（徐州工业职业技术学院，江苏 徐州 221140）

牛蒡原产于北欧，又名东洋参、牛鞭菜，属菊科类，在日本有“东洋参”的美誉。牛蒡含有丰富的胡萝卜素、蛋白质、纤维素、铁、钙及人体所需的多种维生素及氨基酸，是一种营养价值极高的根茎类植物。经常食用牛蒡根有促进血液循环、清除肠胃垃圾、防止人体过早衰老、润泽肌肤、防止中风和高血压、清肠排毒、降低胆固醇和血糖等作用[1-2]。由于牛蒡具有药用与食用双重利用价值，资源丰富，综合开发简便易行，被国家卫生部认定为“新资源食品”[3]。

蜂蜜素有高级营养滋补品之称，蜂蜜中含有与人体血清浓度相近的多种有机酸和有益人体健康的矿物质元素及果糖、葡萄糖、淀粉酶、氧化酶等。蜂蜜对人体的主要功能和作用是抗菌消炎、促进组织再生，促进消化，提高机体免疫力，改善睡眠，促进儿童的生长发育，保护心血管以及润肺止咳等[4]。

酸奶因其营养价值高、风味独特受到消费者普遍的欢迎[5]。原料乳经过发酵不仅很好的保留了牛奶中的营养成分，而且会在发酵过程中分解乳糖，生成乳酸和B族维生素等活性成分，因此特别适合一些老年人和乳糖不耐受症的消费者[6]。酸奶的品种已由原味酸奶向调味酸奶、果粒酸奶、功能性酸奶转化[7]。品种多样化、口味多样化、功能多样化是当今酸奶的一种发展趋势[8-9]。本研究通过在酸奶生产过程中添加适量的蜂蜜和牛蒡，不仅可使酸奶具有蜂蜜和牛蒡的特有风味，还可使酸奶的营养成分更全面，赋予牛蒡蜂蜜酸奶更好的保健功能，以此丰富保健酸奶的产品类型，同时也为牛蒡的开发利用提供了一条新思路，更好的促进徐州地区牛蒡产业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牛蒡购于苏山头农贸市场；光明全脂乳粉、紫云英蜂蜜、食用淀粉购于家乐福超市；佰生优直投式酸奶发酵剂购于润盈生物工程（上海）有限公司。

1.2 仪器与设备

HWS-12电热恒温水浴锅：上海齐欣科学仪器有限公司；HBYQ 电热恒温培养箱：天津市华北实验仪器有限公司；SW-CJ-2F/2FD超净工作台：北京佳源兴业科技有限公司；SYQ-DSX-280B灭菌锅：上海申安医疗器械厂；HR2860型打浆机：飞利浦有限公司；AR1140电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；JM-L50胶体磨：温州市一州机械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

（1）牛蒡汁的制备[10]：

（2）工艺流程[11]：

脱脂乳粉→脱脂乳（8倍体积温水）→混料（牛蒡汁、蜂蜜、稳定剂）→预热溶化（50℃～60℃）→冷却（30℃～40℃）→均质→杀菌（90℃～95℃、5min）→冷却（42℃左右）→接种（菌种）→无菌灌装→恒温培养（42℃左右）→冷藏后熟（4℃）→成品

1.3.2 感官评分标准

根据牛蒡酸奶的色泽、风味、组织状态等进行综合评定[12]。将产品随机供给有经验的10人进行品尝打分，取平均数为总感官评分（满分100分），评分标准见表1。

表1 酸奶感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standards of yoghourt

1.3.3 成品质量检验

成品感官、理化、微生物指标测定均按照食品安全国家标准GB19302-2010《发酵乳》中指标要求和方法进行[13]。

2 结果与分析

2.1 牛蒡汁的添加量对酸奶发酵及品质的影响

牛蒡汁的用量直接影响产品风味和凝乳状态，因此在蜂蜜添加量为7mL/100mL，接种量为10g/L，稳定剂添加量2g/100mL，42℃、发酵时间为4h的条件下，选择牛蒡汁的添加量分别为5mL/100mL、10mL/100mL、15mL/100mL、20mL/100mL、25mL/100mL进行发酵试验，考察牛蒡汁添加量对酸奶品质的影响，结果见图1。

从图1可知，牛蒡汁的添加量要适度，添加量过低或过高时都会影响酸奶的品质，过低时发酵出的酸奶没有牛蒡汁的味道；过高时，牛蒡汁味道太浓具有土腥味，掩盖了酸奶的乳香味。因此牛蒡汁的用量为10mL/100mL时酸奶品质最好。

图1 牛蒡汁添加量对酸奶品质的影响Fig.1 Effect of burdock juice addition on yoghurt quality

2.2 稳定剂的添加量对酸奶品质的影响

稳定剂的添加量直接影响酸奶的凝乳状态和产品黏度，在牛蒡汁添加量为10mL/100mL，蜂蜜添加量为7mL/100mL，菌种接种量为10g/L，42℃、发酵时间为4h的条件下，选择稳定剂添加量分别为1.0g/100mL、1.5g/100mL、2.0g/100mL、2.5g/100mL、3.0g/100mL来考察稳定剂添加量对酸奶品质的影响，结果见图2。

图2 稳定剂的添加量对酸奶品质的影响Fig.2 Effect of stabilizer addition on yoghurt quality

由图2可知，稳定剂的添加量对酸奶的品质影响不大，当稳定剂添加量为2.0g/100mL时，感官评分最高，生产出的酸奶组织细腻、质地均匀。

2.3 蜂蜜的添加量对酸奶品质的影响

酸奶中添加蜂蜜可缓和酸奶酸度，改善酸奶风味和口感，在牛蒡汁添加量为10mL/100mL，接种量为10g/L，稳定剂添加量为2.0g/100mL，42℃下发酵时间为4h的条件下，选择蜂蜜添加量分别为4mL/100mL、5mL/100mL、6mL/100mL、7mL/100mL、8mL/100mL 进行发酵试验，考察蜂蜜添加量对酸奶品质的影响，结果见图3。

由图3可知，蜂蜜的添加量对酸奶品质影响较大，当蜂蜜添加量为6mL/100mL时酸奶风味适中，感官品质最好。这可能是由于当蜂蜜添加量较低时，碳源不足影响了酸奶的发酵导致酸味和甜味都较淡，整体风味单薄，品质不佳；而当蜂蜜添加量较大时，碳源充足使得发酵速度较快，凝乳不够细腻，同时产品甜味较重导致产品品质不好。

图3 蜂蜜的添加量对酸奶品质的影响Fig.3 Effect of honey addition on yoghurt quality

2.4 菌种接种量对酸奶品质的影响

菌种接种量直接决定酸奶的发酵速度和产品的组织状态，在牛蒡汁添加量为10mL/100mL，蜂蜜添加量为6mL/100mL，42℃、发酵时间为4h的条件下，选择接种量分别为4g/L、6g/L、8g/L、10g/L、12g/L进行发酵试验，结果见图4。

图4 菌种接入量对酸奶品质的影响Fig.4 Effect of fermentation addition on yoghurt quality

从图4可知，制作牛蒡蜂蜜酸奶时，接种量要适度，过高或过低都会影响酸奶的品质。接种量过低，产酸率低且酸味质量差，酸乳的凝乳状态差，有较多乳清析出；接种量过高时，凝乳状态好并且无乳清析出，但酸乳过度产酸，酸甜比例严重失调，口感较差。只有当菌种接种量为8g/L时，所发酵的酸奶品质最好。

2.5 发酵时间对酸奶品质的影响

在牛蒡汁添加量为10mL/100mL，接种量为8g/L，稳定剂添加量20g/L，蜂蜜添加量为6mL/100mL，发酵温度为42℃的条件下，选择发酵时间分别为3.0h、3.5h、4.0h、4.5h、5.0h进行试验，考察发酵时间对酸奶品质的影响，结果见图5。

由图5可知，制作凝固型牛蒡酸奶时，发酵时间也是影响酸奶品质的重要因素，时间过短时，酸奶的组织状态差，有较多的乳清析出，若发酵时间过长，虽然凝乳状态较好，无乳清析出，但由于发酵时间过长，乳酸菌过度繁殖产酸，酸甜比例严重失衡，此时酸奶黏度过高，质地较硬，口感较差[14]。所以只有当发酵时间为4h时，酸奶的品质最佳。

图5 发酵时间对酸奶品质的影响Fig.5 Effect of fermentation time on yoghurt quality

2.6 正交试验结果与分析

在单因素试验中，稳定剂的添加量对酸奶品质影响最小，故选择牛蒡汁添加量、接种量、蜂蜜添加量、发酵时间4个因素设计L9（34）正交试验来考察不同因素对感官品质的影响。正交试验因素水平见表2，正交试验结果见表3，方差分析见表4。

表2 发酵工艺优化正交试验因素水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for fermentation process optimization

表3 发酵工艺优化正交试验结果Table 3 Results of orthogonal experiments for fermentation process optimization

表4 正交试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results

由正交试验结果（表3）极差分析可知，牛蒡酸奶最佳生产工艺条件是A2B2C3D2组合，即牛蒡汁添加量10mL/100mL，接种量8g/L，蜂蜜添加量7mL/100mL，发酵时间4h。在此最佳生产工艺条件下，成品的感官评分为90分。

而从方差分析表4来看，影响牛蒡酸奶品质的因素大小顺序是C＞A＞D＞B，即蜂蜜添加量是影响酸奶品质最主要的因素，其次是牛蒡汁添加量，然后是发酵时间，最后是菌种接种量，但是各个因素对牛蒡蜂蜜酸奶品质的影响在统计学上均不显著。

2.7 最佳配方样品品质评定

2.7.1 感官指标

成品色泽乳白稍有浅灰色，组织状态均匀细腻，黏度适中，酸甜可口，口感醇厚，有乳酸发酵味和牛蒡特殊香味，风味独特，无异物。

2.7.2 理化指标

成品蛋白质含量≥2.40g/100g，脂肪含量≥3.00g/100g，总酸度为80°T～92°T，可溶性固形物含量≥14%。

2.7.3 卫生指标

大肠杆菌和致病菌均未检出。

3 结论

目前市场上关于牛蒡酸奶的研究报道很少，本实验与魏东[15]研究的凝固型牛蒡酸奶和张嫚[16]研究的牛蒡抗性淀粉酸奶相比最大的改善有2个方面：一是用蜂蜜作为糖源取代了原有传统工艺中使用的白砂糖。蜂蜜是一种很好的滋养品，营养价值和生理功能都很高；二是采用了商品化的直投式菌种，除了含有传统的发酵菌种保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌外，还有嗜酸乳杆菌，植物乳杆菌和干酪乳杆菌，不仅在工艺上节省了传统发酵菌种活化扩大培养的时间，而且发酵生产出来的酸奶含有多种活性益生菌，品质较好。

本研究通过单因素和正交试验获得了凝固型牛蒡蜂蜜酸奶的最佳工艺条件为牛蒡汁添加量为10mL/100mL，接种量为8g/L，蜂蜜添加量为7mL/100mL，稳定剂用量2.0g/L，42℃发酵时间为4h。在此工艺条件下可制得的牛蒡蜂蜜酸奶色泽乳白稍呈浅灰色，组织状态均匀，口感醇厚，酸甜适中，具有发酵乳香味和牛蒡味，其理化指标和微生物指标均达到了国家标准，不仅成功开发出一种新型的保健酸奶，而且还可以为徐州牛蒡产业的开发利用提供一条新途径，推动本地经济发展，提高农民经济收入。

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