马铃薯抗性淀粉在酸奶中的应用

杨钠，李周勇，周霞，刘聪慧，韩文娥，韩育梅，*（.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特0008；.内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司研发中心，内蒙古呼和浩特0500）

马铃薯抗性淀粉在酸奶中的应用

杨钠1，李周勇2，周霞1，刘聪慧1，韩文娥1，韩育梅1，*
（1.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特010018；2.内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司研发中心，内蒙古呼和浩特011500）

为了研究马铃薯抗性淀粉在酸奶中的应用效果，以市售酸奶中常用的羟丙基二淀粉磷酸酯为对照，以马铃薯抗性淀粉、果胶、琼脂及其复合配方作为试验组，测定酸奶的黏度、乳清析出率等品质指标，并对感官品质如色泽、气味和组织状态进行评定。结果显示，单独使用马铃薯抗性淀粉做为乳化稳定剂，具有良好的色泽、口感和滋气味，但是组织状态不佳，与果胶、琼脂复配使用能相互弥补不足，当马铃薯抗性淀粉添加量为1.50%，果胶添加量为0.03%，琼脂添加量为0.15%时，酸奶的总体品质达到最佳。

马铃薯抗性淀粉；果胶；琼脂；酸奶

抗性淀粉（resistant starch，RS）是指不被健康人体小肠吸收的淀粉及其分解物的总体，对人体的健康有积极的作用［1］。在饮食中加入抗性淀粉可抑制餐后血糖升高［2］、降低血清中胆固醇的含量［3］；通过动物模型研究发现，抗性淀粉能修复肝脏损伤［4］；长期摄入抗性淀粉能够明显改善结肠环境，减少结肠细胞伤害，提高肠黏膜的完整性，使全身免疫反应降低［5］；作为一种低热量成分，有助于控制体重［6］；另外，抗性淀粉能与一些膳食纤维组分（如β-葡聚糖）相互促进，起到积极的生理作用［7］。

最近几年，以伊利、蒙牛为代表的乳制品企业迅速发展，酸奶的产量也日益增大。在我国，用于酸奶中的传统增稠剂和稳定剂大多是来自国外的变性淀粉（如羟丙基二淀粉磷酸酯，Hydroxypropyl distarch phosphate），价格相当昂贵。因此，寻求一种价格低廉且质量可靠的酸奶添加剂是当前乳制品企业急需解决的问题。研究发现抗性淀粉具有与膳食纤维相似的生理功能，将抗性淀粉作为益生元添加到酸奶等发酵食品中，能够为乳酸杆菌、双歧杆菌等益生菌提供良好的基质，防止菌体死亡［8］。抗性淀粉在生产过程中不添加任何化学试剂，不存在安全稳患，同时具备耐酸、耐热、抗剪切等特性，加上它较低的糊化温度、良好的糊液稳定性及抗凝沉性，在膨胀度、凝胶能力和持水性等方面具有良好的加工特性［9］，无疑成为酸奶增稠剂和稳定剂的良好选择。目前，已有许多关于抗性淀粉的研究报道，但主要是针对原料来源、制备工艺的优化、性质［10］及生理作用［11-13］的研究，而关于马铃薯抗性淀粉在酸奶中应用的研究很少，本文以羟丙基二淀粉磷酸酯为对照，对分别添加马铃薯抗性淀粉、果胶、琼脂及其复合配方的酸奶进行感官品质、乳清析出率和黏度的测定，以期得到最佳配方。

1　材料与方法

1.1试验材料

牛奶：市售新鲜牛奶；酸奶发酵剂：川秀乳酸菌；果胶：上海恒远生物科技有限公司；琼脂：上海致化化学科技有限公司；马铃薯抗性淀粉：实验室自制；羟丙基二淀粉磷酸酯（HPDSP）：河南豫兴生物科技有限公司。

1.2试验设备

DV-2数字式黏度计：上海尼润智能科技有限公司；GYB60-S6高压均质机：上海东华高压均质机厂；HPX数显电热培养箱：海博迅实业有限公司；HVE-50高压灭菌锅：绵州亿维科技有限公司；BCD-218ZM2D电冰箱：合肥美菱股份有限公司；SC-2542低速离心机：科大创新股份有限公司中佳分公司。

1.3方法

1.3.1酸奶的制作工艺［14］

牛奶→标准化→物料混合（抗性淀粉、HPDSP、果胶、琼脂）→均质→加热杀菌→冷却→加入发酵剂→恒温发酵→搅拌冷却→后熟

具体参数：原料乳酸度＜18°T，杂菌＜500 000 CFU/ mL；均质压力为20 MPa；杀菌条件为95℃，5 min；发酵剂添加量为0.1%；培养条件为42℃～45℃，3.5 h；后熟条件为4℃～6℃，12 h。

1.3.2酸奶品质的评价［15］

1.3.2.1乳清析出率

在4℃条件下，向带有120目不锈钢丝网的大漏斗准确倒入100 g酸奶，收集沥出的乳清，2 h后称量收集的乳清重量。计算公式如下：

乳清析出率/%=乳清的质量（g）×100/样品的质量（g）

1.3.2.2黏度［16］

采用DV-2型旋转式黏度计进行一点式测定［17］，根据样品黏度范围选择28号转子，在常温下测试30s后记录数据，重复测量3组数据取平均值。黏度单位为cp。

1.3.2.3感官评定

由10名乳品专业人员组成专门的品评小组，对酸奶的滋气味、色泽及组织状态进行评价鉴定。感官评定标准如表1所示。

表1　感官评定标准［18］Table 1　Standard of organoleptic investigation

1.3.3马铃薯抗性淀粉添加量对酸奶品质的影响试验

根据牛林等［19］的试验结果，将添加1.5%HPDSP的酸奶作为对照组，选取添加量为0.50%、1.00%、

1.50%、2.00%、2.50%的马铃薯抗性淀粉制作酸奶［20］，对感官、黏度、乳清析出率进行综合评定，对比得到马铃薯抗性淀粉的适宜添加量。

1.3.4果胶添加量对酸奶品质的影响试验

选取添加量为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的果胶制作酸奶［21］，将添加1.5%HPDSP的酸奶作为对照组，对感官、黏度、乳清析出率进行综合评定，对比得到果胶的适宜添加量。

1.3.5琼脂添加量对酸奶品质的影响试验

选取添加量为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的琼脂制作酸奶［22］，将添加1.5%HPDSP的酸奶作为对照组，对感官、黏度、乳清析出率进行综合评定，对比得到琼脂的适宜添加量。

1.3.6马铃薯抗性淀粉与果胶、琼脂的复配试验

选用L9（33）正交表对上述添加剂的添加量进行三因素三水平正交试验，试验因素水平设计见表2。将复配试验的结果进行综合评定，得到马铃薯抗性淀粉与果胶、琼脂复配的适宜添加量。

表2　正交试验因素水平设计表Table 2　Design of L9（33）orthogonal test

2　结果与分析

2.1马铃薯抗性淀粉添加量对酸奶品质的影响结果马铃薯抗性淀粉对酸奶感官品质的影响如表3所示。

表3　马铃薯抗性淀粉对酸奶感官品质的影响Table 3　The effect of potato resistant starch on the sensory quality of yoghurt

马铃薯抗性淀粉对酸奶黏度和乳清析出率的影响如图1所示。

图1　马铃薯抗性淀粉对酸奶黏度和乳清析出率的影响Fig.1　The Effect of potato resistant starch on the viscosity and whey precipitation rate of yoghurt

由表3及图1可以看出，随着马铃薯抗性淀粉添加量的增加，酸奶的总体感官品质呈下降趋势。具体表现为，酸奶有生淀粉的气味产生，口感不够细腻，但添加量小于2.00%，对酸奶感官品质的影响不大，当添加量为0.5%至1.5%时，酸奶的滋气味不变。同时随着马铃薯抗性淀粉添加量的增加，酸奶的黏度逐渐增大，乳清析出率逐渐降低。特别是添加量从0.5% 到1.0%，酸奶滋气味不变，而黏度增大了3.05%，乳清析出率降低了8.40%，效果明显。

2.2果胶添加量对酸奶品质的影响试验结果

果胶对酸奶感官品质的影响如表4所示。

表4 果胶对酸奶感官品质的影响Table 4　The effect of pectin on the sensory quality of yoghurt

果胶对酸奶黏度及乳清析出率的影响如图2所示。

图2　果胶对酸奶黏度及乳清析出率的影响Fig.2　The effect of pectin on the viscosity and whey precipitation rate of yoghurt

由表4及图2可以看出，添加果胶的酸奶感官品质较差，主要表现为对色泽的影响。添加量超过0.04%导致酸奶表面光泽度下降，颜色发黄。而添加少量的果胶可明显降低酸奶的乳清析出率，这与它的分子结构有关［23］。但是，当果胶添加量超过0.03%，乳清析出率的变化不再明显，这与屠洁［24］的研究相同。

2.3琼脂添加量对酸奶品质的影响试验结果

琼脂对酸奶感官品质的影响如表5所示。

表5　琼脂对酸奶感官品质的影响Table 5　The effect of agar on the sensory quality of yoghurt

琼脂对酸奶黏度及乳清析出率的影响如图3所示。

图3　琼脂对酸奶黏度及乳清析出率的影响Fig.3　The effect of agar on the viscosity and whey precipitation rate of yoghurt

琼脂的添加量对酸奶品质的影响试验结果见表5及图3。可以看出酸奶总体感官较差，主要表现为口感不够细腻，有未化开的小琼脂块，有异味。但添加少量琼脂（0.05%～0.15%）对酸奶黏度的提高有显著的效果，适合复配使用。

2.4马铃薯抗性淀粉、果胶及琼脂的复配试验结果

选用L9（33）正交表对马铃薯抗性淀粉、果胶及琼脂进行三因素三水平正交试验，试验结果如下所示：

马铃薯抗性淀粉、果胶及琼脂的添加量正交试验结果如表6所示。

马铃薯抗性淀粉、果胶及琼脂的添加量正交试验结果方差分析表如表7所示。

表6　马铃薯抗性淀粉、果胶及琼脂的添加量正交试验结果Table 6　The orthogonal test results of potato resistant starch，pectin and agar to add quantity

表7　马铃薯抗性淀粉、果胶及琼脂的添加量正交试验结果方差分析表Table 7　Add potato resistant starch，pectin and agar orthogonal test results analysis of variance table

优化组合对酸奶品质的影响如表8所示。

表8 优化组合对酸奶品质的影响Table 8　The effect optimized combination on yogurt quality

由表6、表7可以看出，对于酸奶感官品质而言，当马铃薯抗性淀粉的添加量恒定时，随着果胶、琼脂添加量的增大，酸奶的感官品质略有下降，但总体在80分以上。根据正交试验结果方差分析得到，在正交试验添加量范围内，马铃薯抗性淀粉、果胶及琼脂对酸奶感官品质的影响效果差异不显著。通过R值的比较分析，可知影响复配酸奶品质的主次因素为A＞C＞B，即马铃薯抗性淀粉的添加量＞琼脂的添加量＞果胶的添加量，表明马铃薯抗性淀粉的添加量对配方酸奶感官品质的影响最大，果胶添加量的影响最小。根据K值的大小得出最优的组合为A2B2C3，即马铃薯全粉的添加量为1.50%，果胶的添加量为0.03%，琼脂的添加量为0.15%。综合比较所有试验组感官品质、黏度、乳清析出率，此组酸奶为最优，也可以得出上述结论。优化后的酸奶呈现出良好的滋气味；色泽均匀，呈乳白色，具有自然光泽；组织均匀细腻，表面光滑，无沉淀，轻轻挤压表面，富有弹性，未见乳清析出。

由表8可知，优化后的酸奶其黏度比单一添加等量马铃薯抗性淀粉的酸奶提高了6.59%，乳清析出率下降了14.39%。这说明马铃薯抗性淀粉与果胶、琼脂具有良好的配伍性，这种配伍效果所引起的酸奶品质的改善是单一添加剂所无法比拟的。优化后的酸奶滋气味和色泽稍稍低于对照组，其黏度与乳清析出率与对照组相近，感官品质也与对照组最为相近。

3　结论与讨论

中国乳品企业发展迅速，研发好的酸奶改良剂对企业有重大意义。市售酸奶产品中多以羟丙基二淀粉磷酸酯为乳化稳定剂，并辅以果胶等用以改善酸奶的组织状态和口感。然而，羟丙基二淀粉磷酸酯的成本较高，通常在40元/kg左右，而马铃薯抗性淀粉的成本相对较低，每公斤不超过10元，且马铃薯抗性淀粉具有膳食纤维的功能，更适于在食品中添加。抗性淀粉原料来源丰富，制备工艺简单，适合加入酸奶中；而且加工性能强，耐酸碱；对人体有益，但是添加量超出一定范围则会有生淀粉的味道，影响酸奶的感官品质，而且马铃薯抗性淀粉对酸奶黏度、乳清析出率的影响不大，所以适合小剂量复配使用。本试验研究发现，果胶、琼脂都不适合单独作为添加剂在酸奶中使用，由果胶对酸奶品质的影响试验可以看出，果胶在对产品色泽的影响上有一定缺陷，但在降低乳清析出率方面效果显著，这是由果胶自身特殊的分子结构决定的。常见的果胶是由半乳糖醛酸聚糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖以不同比例组成的杂多糖，极高的分子量使其氢键总数高，因而具有良好的胶凝化和乳化稳定作用［23］，在较小的添加量下即可减少酸奶的乳清析出率。琼脂具有较高的凝结性，可改善抗性淀粉在黏度不足方面的缺陷。本文分析和研究了抗性淀粉、果胶、琼脂复合配方在酸奶制作中的应用效果，初步得出当马铃薯抗性淀粉添加量为1.50%，果胶添加量为0.03%，琼脂添加量为0.15%时，酸奶的总体品质最佳。

当前对马铃薯抗性淀粉的来源、性质、生理功能及应用的研究越来越多，在未来的发展中，马铃薯抗性淀粉将应用到更多的产品中，发挥更重要的作用。

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Practical Application of Potato Resistant Starch in Yoghurt

YANG Na1，LI Zhou-yong2，ZHOU Xia1，LIU Cong-hui1，HAN Wen-e1，HAN Yu-mei1，*
（1.College of Food Science and Engineering，Inner Mongolia Agriculture University，Hohhot 010018，Inner Mongolia，China；2.Inner Mongolia Meng Niu Dairy Industry（Group）Co.，Ltd.，R&D Center，Hohhot 011500，Inner Mongolia，China）

In order to study the aplplication of potato resistant starch in yoghurt，hydroxypropyl distarch phosphate were used as control group，potato resistant starch，pectin，agar and the complex formulation as test group. Quality indexes such as viscosity and whey precipitation rate were measured and sensory characteristics such as color，flavor and texture state were evaluated.The results showed that yogurt added potato resistant starch as emulsifier obtained better color，flavor and mouthfeel，potato resistant starch blend with pectin and agar could supplement each other.When adding potato resistant starch 1.50%，pectin 0.03%and agar 0.15%，the surface quality of yogurt was best.

potato resistant starch；pectin；agar；yogurt

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.006

内蒙古自治区科技计划资助项目（201502094）

杨钠（1990—），女（汉），硕士研究生，研究方向：农产品加工及贮藏。
*

韩育梅，教授，硕士生导师，主要从事农产品加工及贮藏的研究。

2015-02-02