凝固型红薯保健酸奶的研制

张 锋，陈海英，董媛媛，冯兆瑞

（1.徐州工业职业技术学院，江苏 徐州 221140；2.徐州绿健乳业有限责任公司，江苏 徐州 221006）

红薯传入我国已有400多年的历史，其产量高、用途广、适应性强，是我国重要的粮食作物，种植面积居世界首位[1]。红薯的营养价值很高，每100g可食部分中蛋白质含量2.3g，脂肪含量0.2g，碳水化合物含量29g，粗纤维0.5g，钙18mg，磷20mg，铁0.4mg，胡萝卜素1.31mg，硫胺素0.12mg，尼克酸0.5mg，抗坏血酸30mg。而且红薯在抗癌、减肥、预防心血管疾病、预防肺气肿、降低胆固醇[2]等方面具有良好的保健作用[2]。近年来，随着科学技术水平的不断提高和人们健康消费观念的不断增强，红薯食品的需求呈逐年上升趋势，红薯淀粉目前在国际市场上非常畅销，一级红薯淀粉出口价为3700～3900元/吨，利用红薯淀粉制取酒精、甲烷、乙烯、乙酸和乙醛等工业原料越来越普遍，还大量加工成地膜、塑料大棚、塑料袋和包装用品[3-4]。

酸奶因其营养价值高、风味独特受到消费者普遍的欢迎[5]。由于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的消费者[6-7]。酸奶的品种已由原味淡酸奶向调味酸奶、果粒酸奶、功能性酸奶转化[8]。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[9]。本研究通过在酸奶生产中添加适量的蜂蜜和红薯，不仅可使酸奶具有蜂蜜和红薯的特有风味，还可使酸奶的营养成分更全面，赋予红薯蜂蜜酸奶更好的保健功能，丰富保健酸奶的产品类型，同时也为红薯产业的发展提供了一条新途径，更好的促进我国红薯产业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红薯：购于徐州鼓楼区苏山头农贸市场；栢生优酸奶发酵剂：润盈生物工程（上海）有限公司；鲜牛乳：购自徐州绿健乳业有限公司。紫云英蜂蜜：购于徐州家乐福超市。

硫酸铜、氢氧化钠、浓硫酸、硫酸钾、盐酸、硼酸、无水乙醇、乙醚等常规食品理化检验试剂均为分析纯。

乳糖胆盐发酵管、生理盐水、琼脂、革兰氏染色液、伊红美蓝培养基等常规食品微生物检验试剂均为生化试剂。

1.2 仪器与设备

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高压蒸汽灭菌锅：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；DHG-9070电热鼓风干燥箱：天津市华北实验仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 红薯保健酸奶加工工艺流程[10]

1.3.2 成品感官评分标准

根据红薯酸奶的色泽、风味、组织状态等进行感官品质综合评定[11]。将产品随机提供给有经验的10人进行品尝打分，取得分平均数为总感官评分，感官评分（满分100分）标准见表1。

表1 酸乳的感官质量评分标准Table 1 Sensory scoring standards of the quality of yoghurt

1.3.3 理化和微生物指标检验

理化、微生物指标测定均按照GB19302—2010《食品安全国家标准-发酵乳》中指标要求和方法进行[12]。

2 结果与分析

2.1 红薯浆添加量对红薯酸奶品质的影响

红薯浆的用量直接影响产品风味和凝乳状态，实验取200g鲜牛奶，蜂蜜添加量8%、稳定剂（食用淀粉/果胶=6∶1）添加量0.10%、发酵剂添加量0.10%、发酵温度43℃、发酵时间4h、后熟时间24h的条件下，选择红薯浆的用量分别为5%、10%、15%、20%、25%进行发酵试验，考察不同红薯浆添加量对红薯酸奶品质的影响，结果见图1。

图1 红薯浆添加量对酸奶品质的影响Fig.1 Effects of sweet potato pulp addition on the quality of yoghurt

由图1可知，酸奶感官评分随着红薯浆添加量的增加呈现先升高后降低的趋势，当红薯浆添加量为15%时，感官评分最高，添加量再继续增大，感官评分又降低。这是因为红薯浆添加量过低时，无红薯特殊香味；过高时，口感比较粗糙，而且红薯风味过浓掩盖了酸奶的风味，所以红薯浆添加量为15%时酸奶品质最好。

2.2 蜂蜜添加量对红薯酸奶品质的影响

酸奶中添加蜂蜜可缓和酸奶酸度，改善酸奶风味和口感，用蜂蜜完全替代传统的蔗糖来进一步提高酸奶的营养价值。实验取200g鲜牛奶，红薯浆添加量15%、稳定剂（食用淀粉/果胶=6∶1）添加量0.10%、发酵剂添加量0.10%、发酵温度43℃、发酵时间4h、后熟时间24h条件下，选择蜂蜜的用量分别为4%、5%、6%、7%、8%进行发酵试验，考察不同蜂蜜添加量对红薯酸奶品质的影响，结果见图2。

图2 蜂蜜添加量对酸奶品质的影响Fig.2 Effects of honey addition on the quality of yoghurt

由图2可知，随着蜂蜜添加量的增加，红薯酸奶感官评分不断提高，当达到一定添加量时，感官评分有所下降。蜂蜜添加量为4%时，产品口感单薄，发酵状态不好，而超过7%时，对酸奶品质影响不大，而且增加了生产成本，选择蜂蜜添加量为7%时酸甜适口，酸奶品质最好。

2.3 稳定剂添加量对红薯酸奶品质的影响

稳定剂的用量直接影响酸奶的凝乳状态和产品粘度，实验取200g鲜牛奶，红薯浆添加量15%、蜂蜜添加量8%、发酵剂添加量0.10%、发酵温度43℃、发酵时间4h、后熟时间24h的条件下，选择稳定剂（食用淀粉/果胶=6∶1）的用量分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%进行发酵，考察不同稳定剂添加量对红薯酸奶品质的影响，结果见图3。

由图3可知，酸奶的感官评分呈现先升高后降低的趋势，这说明稳定剂的加入量对酸奶的品质影响较大，当稳定剂用量为0.15%时，感官评分最高，酸奶组织细腻、质地均匀、凝乳状态良好。

图3 稳定剂添加量对酸奶品质的影响Fig.3 Effects of stabilizer addition on the quality of yoghurt

2.4 发酵剂添加量对红薯酸奶品质的影响

发酵剂添加量直接决定酸奶的发酵速度和产品的组织状态，实验取200g鲜牛奶，红薯浆添加量15%、蜂蜜添加量8%、稳定剂（食用淀粉/果胶=6∶1）添加量0.10%、发酵温度43℃、发酵时间4h、后熟时间24h的条件下，选择发酵剂的用量分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%进行发酵实验，考察不同发酵剂添加量对红薯酸奶品质的影响，结果见图4。

图4 发酵剂添加量对酸奶品质的影响Fig.4 Effects of starter culture addition on the quality of yoghurt

由图4可知，制作红薯蜂蜜酸奶时，发酵剂用量要适度，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，酸甜比例严重失度，口感较差[13]。因此，选择发酵剂添加量为0.10%。

2.5 发酵温度对红薯酸奶品质的影响

发酵温度决定酸奶的发酵速度，对产品的组织状态有一定影响，实验取200g鲜牛奶，红薯浆添加量15%、蜂蜜添加量8%、稳定剂（食用淀粉/果胶=6∶1）添加量0.10%、发酵剂添加量0.10%、发酵时间4h、后熟时间24h的条件下，选择发酵温度分别为41℃、42℃、43℃、44℃、45℃进行发酵，考察不同发酵温度对红薯酸奶品质的影响，结果见图5。

图5 发酵温度对酸奶品质的影响Fig.5 Effects of fermentation temperature on the quality of yoghurt

由图5可知，随着发酵温度的增加，红薯酸奶感官评分变化不大，这说明发酵温度主要是通过影响发酵剂的新陈代谢来影响酸奶的发酵过程，实验选用的发酵温度范围为41℃～45℃时，对发酵菌种的代谢速度影响无明显差异，因此选择发酵温度为43℃。

2.6 发酵时间对红薯酸奶品质的影响

发酵时间对成品酸奶的风味口感和凝乳状态有一定影响，实验取200g鲜牛奶，红薯浆添加量15%、蜂蜜添加量8%、稳定剂（食用淀粉∶果胶=6∶1）添加量0.10%、发酵剂添加量0.10%、发酵温度43℃、后熟时间24h的条件下，选择发酵时间分别为3h、4h、5h、6h、7h进行发酵，考察不同发酵时间对红薯酸奶品质的影响，结果见图6。

图6 发酵时间对酸奶品质的影响Fig.6 Effects of fermentation time on the quality of yoghurt

由图6可知，制作凝固型红薯酸奶时，发酵时间对酸奶品质有一定的影响，但是差异不大，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，此时酸度奶黏度过高，质地较硬，口感较差[14]。所以选用发酵时间为5h。

2.7 后熟时间对红薯酸奶品质的影响

后熟过程有利于酸奶中的风味成分进一步反应缔合，使酸奶口感更佳，实验取200g鲜牛奶，红薯浆添加量15%、蜂蜜添加量8%、稳定剂（食用淀粉/果胶=6∶1）添加量0.10%、发酵剂添加量0.10%、发酵温度43℃、发酵时间4h的条件下，选择后熟时间分别为3h、4h、5h、6h、7h进行发酵，考察不同后熟时间对红薯酸奶品质的影响，结果见图7。

图7 后熟时间对酸奶品质的影响Fig.7 Effects of after-ripening time on the quality of yoghurt

由图7可知，在选择的后熟时间范围内酸奶的感官评分变化不大，这说明其对酸奶品质影响差异不大，特别是在后熟时间超过20h后，酸奶的感官评分差异只有2分，几乎没有变化，因此，从生产周期来考虑选用后熟时间为20h。

2.8 红薯酸奶发酵条件优化正交试验

在单因素试验基础上，以产品感官评分为考察指标，通过设计L9（34）正交试验来研究红薯浆添加量、蜂蜜添加量、发酵剂添加量、稳定剂添加量等影响因素对红薯酸奶品质的交互影响，正交试验结果及方差分析分别见表2和表3。

表2 酸奶发酵条件优化正交试验结果与分析Table 2 Results and analysis of orthogonal experiments of fermentation condition optimization of yoghurt

表3 正交试验结果方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal tests results

由表2正交试验结果可知，2号试验组合感官评分最高，红薯酸奶最佳生产工艺条件是A1B2C2D2组合，由极差分析得到红薯酸奶最佳组合为A2B2C2D2，即红薯浆添加量15%，蜂蜜添加量7%，稳定剂添加量0.15%，发酵剂添加量0.1%。在此最佳条件下进行验证试验，红薯酸奶的感官评分为89分。

由表3可知，影响红薯酸奶品质的因素大小顺序是B＞D＞C＞A，即蜂蜜添加量是影响酸奶品质最主要的因素，其次就是发酵剂的添加量，然后是稳定剂的用量，最后是红薯浆的添加量，但是各个因素对红薯酸奶品质的影响在统计学上均不显著。

2.9 产品质量指标评定

2.9.1 感官指标

成品呈乳白色稍有浅黄色，组织均匀细腻，口感醇厚，有乳酸发酵味和红薯特殊香味。

2.9.2 理化指标

蛋白质含量≥2.40g/100g，脂肪含量≥2.80g/100g，总酸度为81°T，可溶性固形物含量≥14%。

2.9.3 卫生指标

大肠菌群及致病菌均未检出。

3 结论

通过单因素和正交试验获得了凝固型牛蒡蜂蜜红薯保健酸奶的最佳工艺条件为红薯浆添加量15%，蜂蜜添加量7%，稳定剂添加量0.15%，发酵剂添加量0.1%，发酵时间5h，发酵温度43℃，后熟时间20h。

在最优工艺条件下制得的红薯蜂蜜酸奶色泽乳白稍呈浅黄色，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，对其产品质量指标检验结果与GB19302—2010《食品安全国家标准-发酵乳》中感官指标、理化指标和微生物指标比较，均达到了国家标准。

实验与薛永春[15]红薯酸奶的研制；黄治国等[16]的红薯酸奶加工工艺研究和夏慧玲等[17]的红薯浆的酶解与发酵制备红薯全汁酸奶的研究相比最大的改善有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，这进一步增加了酸奶的功能性；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（Lactobacillus bulgaricus）和嗜热链球菌（Streptococchilusus thermop）外，还含有嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus），植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）和干酪乳杆菌（Lactobacillus casei），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。

[1]邵 虹.论红薯的营养价值与药用价值[J].食品工业科技，2002，23（5）：45-47.

[2]周增学.红薯的营养价值与保健功能[J].食品与药品，2006，8（8）：34-35.

[3]欧阳菊英，谢培荣.红薯产品的研制与加工[J].山东食品科技，2004（6）：41.

[4]王彦波.红薯加工与利用前景好[J].农村新技术，2009（6）：32-34

[5]宗宪峰.酸奶的营养价值与保健功能[J].中国食物与营养，2008，9（2）：60-61.

[6]康怀彬，李道敏，陈树兴.凝固型酸牛乳新品种的研究现状[J].河南科技大学学报，2003，23（1）：15-18.

[7]刘敦艳，李双霞.酸奶的生产现状及影响酸奶质量的主要因素[J].乳品加工，2005（8）：40-41.

[8]王 晶，丁 斌.功能型酸奶的研究现状及发展趋势[J].衡水学院学报，2008，15（2）：36-38.

[9]王克会，李 卫，程 倩.我国风味型酸奶的研究现状及发展趋势[J].食品科技，2009，19（8）：14-17.

[10]张和平，张佳成.乳品工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，2010：87-89.

[11]张 嫚.牛蒡抗性淀粉复合保健酸奶的研制[J].中国酿造，2012，31（8）：130-132.

[12]中华人民共和国卫生部.GB19302-2010食品安全国家标准-发酵乳[S].北京：中国标准出版社，2010.

[13]孔保华，乳品科学与技术[M].北京：科学出版社，2004.

[14]陈历俊，乔伟仓，酸乳加工与质量控制[M].北京：中国轻工业出版社，2010.

[15]薛永春.红薯酸奶的研制[J].饮料工业，2008，11（3）：35-37.

[16]黄治国，卫春会，殷小茹.红薯酸奶加工工艺研究[J].中国酿造，2011，30（2）：78-80.

[17]夏慧玲，胡居吴，余 勃，等.红薯浆的酶解与发酵制备红薯全汁酸奶的研究[J].食品工业科技，2012，33（17）：112-115.