芦荟山药酸奶的加工工艺研究

王承莉，朱苗苗，李梦达，吕玉珍

(扬州市职业大学生物与化工学院，江苏 扬州 225009)

芦荟为多年生、肉质、多汁百合科草本植物，富含多种胶原质和生理活性物质，具有杀菌消炎，分解毒素、促进伤口愈合等多种功效[1],可增强免疫力、抗肿瘤、美容养颜、降低血脂血糖、改善循环系统、健胃、增加食欲、防止消化系统疾病等具有良好的效果，被联合国粮农组织誉为“21世纪人类最佳保健品”[2]。山药又名薯菠, 为薯菠科植物的块茎。鲜山药中含铁量是人参的3～4倍，含有糖蛋白、氨基酸、山药素、皂苷等营养保健成份，有健脾胃、补肺益肾、止泻利湿之功效，对肾炎、糖尿病、血管动脉硬化、肿瘤等症有防治作用，是集营养保健和食疗于一体的天然功能性食品资源[3]。本试验将芦荟山药引入酸奶中，生产出集山药、芦荟和酸乳的营养保健功能于一体的新型保健乳制品，符合消费者对“天然、营养、健康” 食品的追求[4]。弥补了市销酸奶品种的不足，同时也为芦荟、山药的销售开辟了一条新途径。

1 材料与设备

1.1 材料

鲜奶或乳粉(市售，新鲜优质)、白砂糖(市售，优级，符合GB1377-1987标准食用糖)、新鲜山药、芦荟(市售)；菌种(嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌，由扬州康源乳业公司提供)；稳定剂(果胶、明胶、羧甲基纤维素钠、琼脂等，均为国产食品级)； 抗坏血酸(VC)、柠檬酸(CA)：均为食品级。

1.2 药品与试剂

氢氧化钠、酚酞指示剂：均为分析纯。

1.3 主要设备

DHP-9272恒温培养箱(上海跃进医疗器械厂制造)、NDJ-1型旋转式黏度计(上海舜宇恒平科学仪器有限公司制造)、DM-WP150磨浆机(山东龙兴化工机械集团制造)、ES-300H A 电子天平(长沙湘平科技发展有限公司制造)、DS-1高速组织捣碎机(上海标本模型厂生产)、GJJ-0.01/60型均质机(杭州惠合机械设备有限公司生产)、GB4027·1-83型手提式压力蒸汽消毒仪器(上海柳巷医用器械厂制造)。

2 项目测定与方法

2.1 试验设计

在单因素试验基础上，以芦荟和山药汁的配比、鲜牛奶添加量、白砂糖添加量、乳酸菌添加量等因素进行正交试验。

2.2 工艺流程

2.3 操作要点

2.3.1 芦荟汁的制备 选择成熟度好、叶肥厚、整齐的、嫩绿的芦荟鲜叶片，洗净后去除叶根、叶尖及腐烂、变黄部位，切成小块，脱苦处理后，按w(芦荟)∶w(水)=1∶1制浆，过滤后加入0.25%的柠檬酸护色处理，用组织捣碎机进行匀浆处理制得芦荟汁原浆，再用胶体磨细磨，在(90～95 ℃)/5 min，灭菌、灭酶处理后冷却备用。

2.3.2 山药汁的制备 挑选成熟、无霉变、无虫蚀、无损伤、质地较硬的山药，洗净去皮、切片后在护色液中浸泡30 min，按w(山药)∶w(水)=2∶1制浆，再用胶体磨细磨，置于90～95 ℃水浴锅中糊化30 min，冷却备用。

2.3.3 乳酸菌发酵剂的制备 将脱脂乳粉用水按9%(w/w)复原后进行高压灭菌处理(115 ℃，15 min)，待温度降至42 ℃，无菌操作分别接入1%的菌种，42 ℃活化培养6～8 h,待菌种活力正常后，制得母发酵剂。将灭菌的全脂牛乳以2%[m(保加利亚乳杆菌)∶m(嗜热链球菌)=1∶1]接种，于42 ℃培养，直到凝固，制得工作发酵剂，冷藏备用。

2.3.4 芦荟山药酸奶的制备 将稳定剂与白砂糖干混均匀后，用部分热牛奶溶解。将处理好的山药浆、芦荟汁按比例加入到牛奶中，将混合均匀的料液均质处理后，于90～95 ℃灭菌20～25 min，冷却至45～50 ℃，将冷藏菌种按2.5%的量无菌操作接入料液中, 42 ℃培养至凝固，定时检查，待酸度为70～80 °T，PH达4.5～4.7时，终止发酵。1～1.5 h内冷至20～25 ℃。加入香精搅拌均匀后装入无菌瓶中，转入4～5 ℃后熟12～24 h，经检验合格后即得成品。

2.3.5 稳定剂的筛选研究 1) 单一品种稳定剂的选择。选取新鲜全脂牛乳(乳固形物12.5%)，加入糖与单一稳定剂的混合物，按2.1工艺制成酸奶。2) 复合稳定剂的选择。在混合乳液中加入果胶与耐酸CMC作为复合稳定剂，2种稳定剂的添加量分别为混合乳液质量的(w/w)0.25%+0.15%、0.2%+0.15%、0.2%+0.1%、0.15%+0.1%、0.1%+0.1%，研究其不同用量对酸奶稳定性及感官性质的影响。

2.3.6 均质压力的筛选研究 用均质机进行。在保持料液温度为55 ℃的前提下，分别用15 MPa、16 MPa、17 MPa、18 MPa、19 MPa、20 MPa的压力对料液进行均质处理，根据感官评分确定适宜的均质压力。

2.4 测定方法

2.4.1 理化指标的测定 1) 酸度的测定[5]。滴定酸度采用滴定法，pH值用酸度计测定。2) 保水力的测定。用离心法(吸取5 mL 4 ℃的样品放入刻度离心管中，以3 000 r/min的速度离心10 min，1 min之后读数，酸奶的保水力用离心后沉淀物体积分数表示)。3) 黏度的测定[5]。采用NDJ-1黏度计。4) 褐变指数的测定[6]。采用721分光光度计，在波长420 nm下测定山药汁的吸光度值，以吸光度表示其褐变程度。

2.4.2 微生物指标的测定 1) 乳酸菌数。按GB/T16347-1996中规定的方法。2) 大肠菌群数。按GB4789-1994规定的方法。

2.4.3 感官评分指标的测定 由10人组成品评小组，根据感官评定标准(表1)，用综合评分法进行品尝打分，计算出平均值作为评分结果。

表1 感官评分标准

3 结果与分析

3.1 不同脱苦处理方式对芦荟汁的脱苦效果影响

脱苦试验的原因是因百合科植物芦荟的枝叶中含有芦荟苦素等的苦味物质，为了增加产品的保健功能，本研究保留了芦荟表皮。本试验分别采用0.2%HCI对芦荟块片进行浸泡和在芦荟汁中添加β-环糊精(β-CD)[7]。从表2可见，比较理想的脱苦方法是原料芦荟块经0.2%HC浸泡30 min,细化后的芦荟汁再加入1%β- CD，和在芦荟汁加入1.5%β- CD。因产品中加入山药浆和蔗糖，可掩盖部分苦味[8]，为简化生产工艺，可采用1.5%β-CD包络的方法进行脱苦处理较适宜。

表2 不同脱苦处理方式对芦荟汁的脱苦效果影响

3.2 护色剂的不同添加量对山药浆的护色效果影响

山药中含有的酚类物质在有氧存在的条件下, 易被多酚氧化酶(PPO)氧化成醌类、褐色素等高分子物质[6], 引起色泽、风味和质地的变化，使山药汁呈现令人不快的灰暗色泽, 从而影响成品的品质。本试验选择复合护色剂，将山药片浸泡在护色剂中30 min后取出，煮沸10 min取汁，放置24 h后测定其褐变指数，以水作为对照，其护色效果见表3。表3结果表明，在相同添加量下，在所选用的五组复合护色剂中， 0.2%VC和0.1%CA的配合使用作为山药的护色剂效果最好。

表3 护色剂的不同添加量对山药浆的护色效果影响

3.3 不同稳定剂添加量对酸奶质量的影响

稳定剂的加入可保护花生酸奶发酵前的固体粒子，起到增加产品的稠度，使之爽口和圆滑，防止贮存一段时间后出现沉淀、分层、脂肪上浮等现象[9]。

3.3.1 单一稳定剂对酸乳品质的影响 在混合乳中分别加入0.2%的单一稳定剂，对酸奶黏度的影响如图1所示，对保水性的影响如图2所示。

图1 0.2%的单一稳定剂对酸奶黏度的影响Fig.1 The effects of 0.2%stabilizers on the viscosity of yogurt

图2 0.2%的单一稳定剂对酸奶保水性的影响Fig.2 The effects of 0.2% stabilizer on water retention of yogurt

由图1得出，果胶、明胶、琼脂、耐酸CMC等均不同程度地提高了酸奶的黏度。由图2可以得出，明胶、果胶、琼脂等均不同程度地提高了酸奶的保水力，而耐酸CMC(羧甲基纤维素钠)降低了这种性质；综合比较图1和图2可以看出果胶作为稳定剂使用具有高度的稳定性，产品口感比较细腻，不分层，凝乳质地较好。

3.3.2 复合稳定剂对酸乳品质的影响 果胶作为稳定剂使用具有高度的稳定性，但果胶的价格昂贵，会造成生产成本偏高，应与价格较低的耐酸CMC复合使用，结果见表4。由表4可见，选择稳定剂用量为0.2%耐酸CMC(羧甲基纤维素钠)+0.1%果胶制成的产品安全性较好。

表4 复合稳定剂用量对酸奶稳定性及感官性质的影响

3.4 不同原料配比对酸奶质量的影响

芦荟汁、山药浆、鲜牛奶、白砂糖、乳酸菌接种量是影响产品品质的关键因素。芦荟汁和山药浆的体积配比直接影响到成品的风味，根据单因素试验的研究经验，先固定发酵条件：菌种添加比例为保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶1(w/w)、42 ℃培养4 h,试验设计了以芦荟汁、山药浆配合比例、鲜牛奶用量、蔗糖用量、菌种接种量的4因素3水平L9(34)正交试验，其因素水平和试验结果见表5。由表5中的极差R的大小可判断各因素对感官品质的影响程度依次为C>D>B>A，即白砂糖>芦荟汁、山药浆添加比例>鲜奶量>乳酸菌接种量，综合各因素对产品的质量影响，最优的水平组合为А2В2C3D2，即各原料成分的最佳配比为：菌种接种量为3%、80%的鲜牛奶，糖的用量为8%，芦荟汁、山药浆的配比为2∶2，但这一组合并不在正交试验中，需要做验证试验。综合上述试验，得到芦荟山药酸奶的最佳原料配比，按2.1中的方法做3次验证试验，发酵所得酸奶感官平均评分为96.34，芦荟和山药香味和乳香味协调、酸甜适宜，凝乳状态良好，被确定为最终产品配方。

表5 正交试验结果分析

3.5 均质压力对酸奶质量的影响

均质的目的是提高酸乳的稳定性和粘稠度，使酸乳质地细腻、口感良好。均质压力对酸奶品质的结果见图3。由图3可知，均质压力越高，感官评分越高，产品的质量越好，但增加到18 MPa后, 感官评分变化不明显，综合设备性能与经济效益等因素，均质压力控制在18 MPa左右较为合适。

图3 均质压力对酸奶质量的影响Fig.3 The effects of homogenization pressure on the quality of yoghurt

4 结 语

1) 新鲜的芦荟叶洗净除根、尖切块后，按w(芦荟)∶w(水)=1∶1制浆磨汁，采用1.5%β-环糊精(β-CD)包络进行脱苦脱涩处理，再于(90～95 ℃)/5 min灭菌灭酶处理。优质山药洗净去皮切片后在用0.2%(抗坏血酸)VC和0.1%柠檬酸(CA)复合护色液中浸泡30 min，按w(山药)∶w(水)=2∶1制浆，置于90～95 ℃糊化30 min，冷却备用。

2) 芦荟山药酸奶最佳生产工艺为：鲜牛奶量为80%(w/w)，芦荟汁∶山药浆(w/w)=2∶2，白砂糖8%，稳定剂(w/w)(单一：0.2%果胶或复合(0.15%耐酸CMC+0.1%果胶)、菌种(保加利亚乳杆菌和嗜热乳链球菌为1∶1)接种量3%(w/w)，发酵温度42 ℃，发酵时间4 h，适宜的均质条件为：温度为55 ℃，压力为18 MPa，产品呈淡绿色，酸甜适中，具有浓郁的发酵乳香味。

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