茶花粉胶原保健型酸奶配方及制备工艺优化的研究

马福敏，申如冰

（1.长春大学农产品加工重点实验室，吉林长春130022；2.辽宁中医药大学药学院，辽宁大连116600）

茶花粉胶原保健型酸奶配方及制备工艺优化的研究

马福敏1，申如冰2

（1.长春大学农产品加工重点实验室，吉林长春130022；2.辽宁中医药大学药学院，辽宁大连116600）

以花粉和乳粉为主要原料，添加胶原蛋白，经发酵制成酸奶，以感官评分为评价指标，通过单因素试验、正交试验筛选出花粉胶原保健型酸奶的最佳配方和制作工艺。结果表明，花粉胶原保健型酸奶的最佳配方为花粉添加量0.25%，胶原蛋白添加量2.5%，白砂糖添加量9%，菌粉0.3%；最佳发酵工艺条件为发酵温度43℃，发酵时间9 h，冷藏时间17 h，在此条件下发酵制得的酸奶感官评分为93.4分。

茶花粉；胶原蛋白；酸奶；配方；工艺优化

蜂花粉主要是蜜蜂所采集到的蜜源花粉，是植物的遗传物质，被称为百花之精，是高度浓缩的天然营养库［1］。古食谱《山堂肆考饮食卷二》中记载，唐女皇武则天自寻得花粉能延年益寿，令人“四方采集百花花粉，加米对醋，密封放半秋，凉干与炒米共研，压制成糕，名曰花精糕”，供自己享用或赐予群臣共享。到了明清两代，以蜂花粉为原料制造具有医疗价值的化妆品技术已非常成熟［2］。现代研究表明，花粉具有多种营养保健成分，包括多种矿物质、维生素、蛋白质及黄酮、多糖等生物活性物质，能调节内分泌，提高免疫力及抗衰老，进而起到促进皮肤细胞的新陈代谢，延缓皮肤细胞衰老，使皮肤变得柔润而富有活力、弹性、并有去除褐色素及护发、美发等功效［3-6］。目前，主要的蜂花粉产品有花粉饮料、花粉蜂蜜酒、含片、胶囊、咀嚼片、口服液及花粉保健面条、蜂花粉面包、蜂花粉纤维饼干等，花粉产品种类较少，对花粉的利用较少［7-9］。

本研究利用茶花粉的保健功效及胶原对皮肤的美容作用，并利用酸奶调理肠道，提高免疫力等作用，以茶花粉、胶原和奶粉为主要原料，优化其配方及发酵工艺制得保健型酸奶，为酸奶品种的开发提供新思路。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

茶花粉：瓦房店花粉有限公司；白砂糖、全脂奶粉：大连开发区新玛特超市；乳酸菌：京东商城；胶原蛋白（食用级）：河南润城化工产品有限公司；其他试剂均为国产分析纯。

1.2仪器与设备

HH-4数显恒温水浴电热恒温水浴锅：江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；HC-2062高速离心机：安徽中科中佳科学仪器有限公司；DNP-9022电热恒温培养箱：上海精宏实验设备有限公司；WK-1000A小型高速粉碎机：青州市精诚医药装备制造有限公司。

1.3方法

1.3.1茶花粉胶原蛋白酸奶制作工艺流程［10］

1.3.2操作要点

（1）奶粉与纯净水的比例设定为1∶4。

（2）茶花粉除杂后通过高速粉碎机粉碎，过140目筛。将花粉与纯净水按1∶20混匀，50℃浸泡2 h后，以800 Hz超声10 min，再放入冰箱冷冻（-18℃）12 h后取出，并迅速放入45℃水中解冻，形成花粉悬浊液。

（3）由于花粉在破壁过程中采用了超声波温差复合法进行破壁，形成花粉悬浊液。为提高酸奶固形物含量，采用加入奶粉进行发酵。

（4）在酸奶发酵5 h时，加入一定量花粉悬浊液，搅拌，使花粉和酸奶充分混匀。

1.3.3配方优化

（1）单因素试验

茶花粉添加量：在白砂糖添加量为8%，胶原蛋白添加量为2.5%，接种量为0.3%的条件下，分别设定茶花粉添加量为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%，按1.3.1工艺进行操作，考察茶花粉添加量对酸奶感官品质的影响。

白砂糖添加量：在花粉添加量为0.5%，胶原蛋白添加量为2.5%，接种量为0.3%的条件下，分别设定白砂糖添加量为2%、4%、6%、8%、10%、12%，按1.3.1工艺进行操作，考察白砂糖添加量对酸奶感官品质的影响。

胶原蛋白添加量：在茶花粉添加量为0.5%，白砂糖添加量为8%，接种量为0.3%的条件下，分别设定胶原蛋白添加量为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%，按1.3.1工艺进行操作，考察胶原蛋白添加量对酸奶感官品质的影响。

接种量：在茶花粉添加量为0.5%，白砂糖添加量为8%，胶原蛋白添加量为2.5%，分别设定接种量为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，按1.3.1工艺进行操作，考察接种量对酸奶感官品质的影响。

（2）正交试验［11］

在单因素试验基础上，以感官评分为评价标准，设计4因素3水平L9（34）的正交试验，正交试验的因素与水平见表1。

表1　酸奶配方优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for yoghurt formula optimization

1.3.4发酵工艺优化

（1）单因素试验

发酵温度：在确定酸奶发酵配方的条件下，分别在40℃、41℃、42℃、43℃、44℃发酵9 h，后熟16 h，考察发酵温度对酸奶感官评分的影响。

发酵时间：在确定酸奶发酵配方的条件下，在43℃分别发酵6 h、7 h、8 h、9 h、10 h，后熟16 h，考察发酵时间对酸奶感官评分的影响。

后熟时间：在确定酸奶发酵配方的条件下，43℃发酵9 h，再将发酵后的酸奶分别后熟10 h、12 h、14 h、16 h、20 h、24 h后取出，考察后熟时间对酸奶感官评分的影响。

（2）正交试验

在单因素试验基础上，以感官评分为评价指标，设计3因素3水平L9（33）的正交试验，正交试验的因素与水平见表2。

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

1.3.5花粉胶原蛋白保健型酸奶感官评分标准［12-13］

选择10名品评者，根据酸奶的色泽、气味、滋味和组织状态4个方面进行综合评定，满分100分，再对10名品评者的评分进行统计，取平均值。评分标准见表3。

表3　茶花粉酸奶评分标准Table 3 Sensory evluation standard of camellia pollen yoghurt

1.3.6指标测定

酸度、酸奶的理化、微生物指标［14］：参照国标GB 19302—2010《发酵乳》进行测定。

花粉酸奶持水性的测定［15］：迅速吸取5 g酸奶放入离心管中，进行离心，取3个平行样品，3 000 r/min离心20 min，酸奶持水性计算公式如下：

2　结果与分析

2.1茶花粉胶原保健型酸奶的配方优化

2.1.1茶花粉添加量对酸奶感官性质的影响

茶花粉添加量对酸奶感官性质的影响如图1所示。

图1　茶花粉添加量对酸奶感官评分影响Fig.1 Effect of camellia pollen addition on sensory evaluation score of the yoghurt

由图1可知，茶花粉酸奶的感官评分随花粉添加量的升高而缓慢下降，当花粉添加量为0.5%时酸奶感官评分最高，这可能是由于花粉的特殊味道并不是特别容易使人们接受，0.5%花粉添加量的酸奶花粉味道较淡，颜色与正常酸奶也较为接近，相比之下更容易使人们接受。因此选择花粉添加量0.5%为宜。

2.1.2白砂糖添加量对酸奶感官质量的影响

白砂糖添加量对酸奶感官性质的影响如图2所示。

图2　白砂糖添加量对酸奶感官评分的影响Fig.2 Effect of sugar addition on sensory evaluation score of the yoghurt

由图2可知，随着白砂糖添加量的增加，茶花粉酸奶的感官评分增高，当白砂糖添加量为8%时感官评分最高，此后继续增加白砂糖的添加量，茶花粉酸奶的感官评分开始下降。这是由于当白砂糖添加量较低时，会影响酸奶中乳酸菌的发酵，同时使酸奶口感甜度较低，酸味突出，风味不协调，不易被接受。而当白砂糖添加量较高时，甜味较明显，也影响了酸奶的口感。因此选择白砂糖添加量8%为宜。

2.1.3胶原蛋白添加量对酸奶感官质量的影响

胶原蛋白添加量对酸奶感官性质的影响如图3所示。

图3　胶原蛋白添加量对酸奶感官评分的影响Fig.3 Effect of collagen addition on sensory evaluation score of the yoghurt

由图3可知，随着胶原蛋白添加量的增加，茶花粉酸奶感官评分增大，当胶原蛋白添加量为2.5%时，酸奶的感官评分最高，此后继续增加胶原蛋白的添加量，茶花粉酸奶的感官评分开始下降。胶原蛋白的添加不仅提高了酸奶中蛋白质的含量，同时也有利于酸奶的凝固。由于胶原蛋白存在轻微的异味，添加过多会使其异味变得明显，不易被人们接受。因此选择胶原蛋白的添加量2.5%为宜。

2.1.4接种量对酸奶感官质量的影响

接种量对酸奶感官性质的影响如图4所示。

图4　接种量对酸奶感官评分的影响Fig.4 Effect of inoculum on sensory evaluation score of the yoghurt

由图4可知，茶花粉酸奶的感官评分随接种量的增加而增高，当接种量为0.3%时，达到最高，此后继续增加接种量，茶花粉酸奶的感官评分降低，这可能是由于酸味越来越明显，掩盖了酸奶的自然风味，当接种量较低时，酸奶发酵风味不明显，酸味较淡。因此选择接种量0.3%为宜。

2.1.5酸奶配方的正交试验结果与分析

在单因素试验的基础上，采用4因素3水平L9（34）正交试验，以感官评分为考察指标，确定最佳酸奶配方，结果如表4所示。

表4　酸奶配方优化正交试验结果与分析Table 4 Results and analysis of orthogonal experiments for yoghurt formula optimization

由表4可知，因素对结果影响的大小顺序为B＞C＞A＞D，即白砂糖添加量对酸奶的感官品质影响最大，其次是胶原蛋白添加量、花粉添加量，接种量影响最小。试验的最优配方为A1B3C2D2，即花粉添加量为0.25%，白砂糖添加量为9%，胶原蛋白添加量为2.5%，接种量为0.3%。在此条件下进行验证试验，此时酸奶感官评分为87.5分。

2.2发酵工艺优化

2.2.1发酵温度对酸奶感官质量的影响

发酵温度对酸奶感官品质的影响如图5所示。

图5　发酵温度对酸奶感官评分的影响Fig.5 Effect of fermentation temperature on sensory evaluation score of the yoghurt

由图5可看出，随着发酵温度的升高，茶花粉酸奶的感官评分增高，当发酵温度为43℃时，茶花粉酸奶的感官评分最高，此后随着发酵温度的升高，茶花粉酸奶的感官评分下降。这是由于乳酸菌发酵时所处的温度过高时，发酵迅速，产酸较多，导致酸奶的酸味较为突出，掩盖了酸奶的部分风味，且样品出现少量的乳清析出。因此选择发酵温度43℃为宜。

2.2.2发酵时间对酸奶感官质量的影响

发酵时间对酸奶感官品质的影响，结果如图6所示。

图6　发酵时间对酸奶感官评分的影响Fig.6 Effect of fermentation time on sensory evaluation score of the yoghurt

由图6可以看出，随着发酵时间的延长，茶花粉酸奶的感官评分增高，当发酵时间为9 h时最高，继续延长发酵时间，茶花粉酸奶的感官评分开始下降。这是由于当发酵时间过长时，乳酸菌产酸过多，酸奶酸味过重，导致酸奶风味不协调，品质下降。因此选择发酵时间为9 h。

2.2.3后熟时间对酸奶感官质量的影响

后熟时间对酸奶感官品质的影响如图7所示。

图7　后熟时间对酸奶感官评分的影响Fig.7 Effect of ripening time on sensory evaluation score of the yoghurt

由图7可以看出，随着后熟时间的延长，茶花粉酸奶的感官评分增高，当后熟时间延长至16 h时，感官评分最高，继续延长后熟时间，茶花粉酸奶的感官评分变化较小。因此，选择后熟时间为16 h。

2.2.4正交试验结果

在单因素试验的基础上，采用3因素3水平L9（33）正交试验，以感官评分为考察指标，确定最佳酸奶发酵工艺，结果如表5所示。

表5　发酵工艺优化正交试验结果与分析Table 5 Results and analysis of orthogonal experiments for fermentation condition optimization

由表5可知，极差分析得出发酵工艺对酸奶感官评分影响的大小顺序为：A＞B＞C，即发酵温度的影响最大，其次是发酵时间，后熟时间影响最小。最佳发酵工艺为A2B2C3，即发酵温度为43℃，发酵9 h，后熟17 h，此时茶花粉酸奶的感官评分为93.4分。

2.3产品质量标准

2.3.1理化指标

脂肪2.85 g/100 g；蛋白质2.89%；酸度89°T，持水性为69.8%。

2.3.2微生物指标

大肠菌群≤5 CFU/mL；金黄色葡萄球菌：不得检出；沙门氏菌：不得检出；酵母菌数≤100 CFU/mL；霉菌数≤30 CFU/mL；乳酸菌数≥106CFU/mL。

3　结论

通过单因素及正交试验对花粉胶原保健型酸奶的配方及发酵工艺进行了优化，得出最佳配方为花粉添加量为0.25%，白砂糖添加量为9%，胶原蛋白添加量为2.5%，接种量为0.3%，最佳发酵工艺为43℃时发酵9 h，后熟17 h，在此条件下酸奶感官评分为93.4分。

［1］钱学射，张卫明，顾龚平，等.蜜源花粉的保健、美容与药膳［J］.中国野生植物资源，2006，25（3）：16-18，26.

［2］潘建国，王开发，段怡.论蜂产品在护肤美容上的应用［J］.蜜蜂杂志，2001，6：24-25.

［3］张剑波，王维敬.山楂花粉的成分研究［J］.中国药学杂志，1999，34（11）：730-732.

［4］任育红，刘玉鹏.蜂花粉的功能因子［J］.食品研究与开发，2001，22（4）：4-6.

［5］陈术华.花粉的各种保健功能［J］.中国保健食品，2002（2）：33-34.

［6］马健荣，支崇远，詹金星，等.蜂花粉的功效及使用探讨［C］//花粉·可持续发展（纪念联络组成立20周年）——第十一届全国花粉资源开发与利用研讨会论文集.富阳：全国花粉资源开发与利用联络组、中国林业科学研究院松花粉研究开发中心，2010：239-246.

［7］阿依努尔·热西提，努尔比亚·亚力坤，阿不都拉·阿巴斯.蜂花粉破壁及蜂花粉产品研究进展［J］.中国酿造，2014，33（5）：22-24.

［8］杨晓宇，杨少玲，杨华.花粉资源利用研究进展［J］.特产研究，2003（4）：52-56.

［9］毛礼米，王开发.我国花粉资源应用及其研究进展［J］.自然杂志，1998，20（5）：271-275.

［10］何余堂，邵悦，许飞，等.玉米花粉保健酸奶的研制［J］.食品研究与开发，2005，26（6）：118-119.

［11］张伟丽，武波波.芒果果粒谷物酸奶的研制［J］.乳业科学与技术，2013，36（3）：1-4.

［12］何余堂，刘畅，孙建华.花粉活性物质对酸奶发酵与品质的影响［J］.食品科学，2008，29（8）：58-60.

［13］魏秋红.山药桂圆保健酸奶的研制［J］.食品研究与开发，2014，35（9）：70-73.

［14］中华人民共和国卫生部.GB 19302—2010发酵乳［S］.北京：中国标准出版社，2010.

［15］高奇，张国农.凝胶型酸奶的制备及其质量评价体系的建立［J］.中国乳品工业，2006，34（1）：17-20.

Optimization of the formula and process of camellia pollen healthy yoghurt

MA Fumin1，SHEN Rubing2
（1.Key Laboratory of Agroproducts Processing Technology，Changchun University，Changchun 130022，China；2.School of Traditional Medicine，Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Dalian 116600，China）

Using camellia pollen and milk powder as main raw material，after adding collagen，a kind of yoghurt was produced.Using sensory evaluation score as evaluation standard，the optimal formula and processing technology were selected by single factor experiment and orthogonal tests. Results showed that the optimal formula was pollen 0.25%，collagen 2.25%，sugar 9%，powder starter 0.3%.The optimum fermentation technology was fermentation temperature 43℃，time 9 h，cold storage time 17 h.Under the conditions，the sensory evaluation score was 93.4.

camellia pollen；collagen；yoghurt；formula；process optimization

TS252.54

A

0254-5071（2015）10-0156-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.10.035

2015-07-21

长春市科技计划项目（14NK001）

马福敏（1977-），女，讲师，博士，主要从事功能性食品的研究与开发工作。