百香果燕麦风味娟姗酸奶的加工工艺

李文，丁连利，房雪莲，王陶*，刘洵

1. 徐州工程学院食品与生物工程学院（徐州 221018）；2. 徐州美兹可牧业科技有限公司（徐州 221114）

娟姗牛原产于英吉利海峡南端的娟姗岛（也称为哲尔济岛）[1]，属黄牛的一种，被毛短细具有光泽，毛色呈灰褐、浅褐及深褐色，以浅褐色为主，是古老的奶牛品种之一[2]，几乎遍布全世界畜牧业发达国家。娟姗牛是典型的小型乳用牛，具有细致紧凑的优美体态。徐州美兹可牧业科技有限公司2017年从新西兰引进30头纯种娟姗牛，经过几年选育、扩繁出生产性能、繁殖性能稳定且适合徐州气候环境的牛群。运用科学的饲养技术，以粗饲料为主，精饲料为辅，配以生物肽等多种饲料添加剂的新技术，娟姗牛乳品质、奶量得以提高。经有关部门检测，其乳蛋白含量为4.2%，比荷斯坦牛奶高20%左右，乳脂率5.6%，营养结构更合理，是制作凝固型酸奶的优质原料奶[3]。

百香果（passion fruit）为西番莲科西番莲属[4-5]植物的果实，典型的热带、亚热带浆果[6]。百香果营养丰富，含有维生素、超纤维、蛋白质、矿物质、17种氨基酸等，具有提高人体免疫力，防止细胞老化、癌变及抗衰老等功效，其香味持久，有“果汁之王”的美称[7-8]。百香果出汁率达43.33%，可溶性固形物16.5%，具有较好的热稳定性，是一种优质的果汁加工原料[9]。

燕麦含有丰富的可溶性膳食纤维、不饱和脂肪酸、蛋白质、燕麦多肽、生物碱、皂苷、多酚、甾醇等功能性成分[10]，具有明显的降低血清胆固醇、甘油三酯及降血糖的作用[11]，以及抗氧化、抗衰老、增强机体免疫力、美容养颜等功效[12-13]。

酸奶是以牛乳或乳制品为原料，以白砂糖为辅料，经过均质、杀菌、接种乳酸菌发酵、冷却、冷藏后熟工艺制成的产品[14]。复合酸奶因添加特色辅料，其营养价值、口感和风味明显优于普通酸奶产品，更符合人们对于健康和美味的需求。以娟姗鲜牛乳为原料发酵酸奶的报道较少，因此，试验以新鲜娟姗牛乳为原料，加入百香果和燕麦并进行发酵，不仅可使娟姗酸奶具有百香果和燕麦特有的香味，增加酸奶制品的风味，同时还可以增加娟姗酸奶的营养成分，具有更多保健功能，有良好的发展前景。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

娟姗鲜牛乳（徐州美兹可牧业科技有限公司）；新鲜紫香百香果（市售）；白砂糖（市售，符合GB/T317—2018《白砂糖》）；燕麦粉（市售）；川秀乳酸菌酸奶发酵粉：保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）∶嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）为1∶1。

1.2 仪器与设备

HPX-9052 MBE电热恒温培养箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；SW-SJ-2F洁净工作台（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；HH-4数显恒温水浴锅（国华电器有限公司）；TU-19紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；PB-20型pH计（德国Sartarius公司）；AD 500S-H高速分散均质机（上海昂尼仪器仪表有限公司）；MCR 302流变仪[安东帕（上海）商贸有限公司]；KDN-520型全自动凯氏定氮仪[邦亿精密量仪（上海）有限公司]；SZF-06A脂肪测定仪（上海精龙科学仪器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 娟姗酸奶制备工艺流程

1.3.2 百香果汁的制备

挑选充分成熟、无虫害病害的紫香百香果，剔除坏果、未成熟果，用清水冲洗干净外皮，沥干。用不锈钢刀对半切开，用勺子取出果囊，用榨汁机打浆分离种子。用0.088 mm（180目）尼龙过滤，离心沉淀后取上清液，加热至85 ℃灭菌钝化酶活性，趁热装入经消毒的容器中，封口冷却，放入冰箱（4～8 ℃）备用[15]。由于百香果pH低，与鲜奶混合时会出现絮状物沉淀，因此，在调配前需用小苏打调整至pH 6.5。

1.3.3 燕麦粉的挑选

挑选无病虫害、无发霉、无杂质掺杂的燕麦粉，放于干燥阴凉处待用。

1.3.4 酸奶发酵工艺参数优化

以感官评分为指标，分别考察白砂糖添加量、百香果汁添加量、燕麦粉添加量、发酵剂添加量、发酵温度、发酵时间等因素对娟姗酸奶感官指标的影响。测定酸奶在发酵过程中酸度的变化情况，在此基础上，采用L9(34)正交试验优化酸奶发酵工艺参数。

1.3.5 酸奶品质指标的测定

测定持水力[16]：将空的5 mL离心管的质量记为W，从每组酸奶中吸取5 mL酸奶样品倒入离心管中，并精确称其质量，记为W1，放入离心机中离心（3 000 r/min，30 min），取出样品静止10 min 后，弃去上清液，称量总质量W2。酸奶持水力按式（1）计算。

测定酸度[17]：取5 mL样品于三角瓶中，加入40 mL蒸馏水，搅拌均匀后滴入3～4滴酚酞指示剂，用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定至红色，若0.5 min内不消失即为终点，记录消耗的 NaOH 溶液体积，此体积乘以20即为酸度。

流变学参数通过Anton Parr MCR 302流变仪测量。样品通过同轴圆筒-转子传感系统测量。在稳态扫描时，扫描频率固定为1Hz，剪切速率从0.01到1000 s-1，测量温度控制在25 ℃。

蛋白质、脂肪、可溶性固形物、含水量、灰分、乳酸菌活菌数等其他指标均按国标进行。

1.3.6 感官评价

试验中百香果燕麦娟姗酸奶的感官评价采用的是评分检验法[18]。由10名接受过专业训练的人员组成感官评价小组，评分人员根据百香果燕麦娟姗酸奶的色泽、气味、组织状态、口感4个方面进行评价，满分为100分，根据表1的评价标准进行打分，取平均值作为最终结果。

表1 感官评分标准

1.3.7 统计分析

所有试验数据均是3次重复结果的平均值，数据表示为x±s形式，利用SPSS 16.0对数据进行统计分析，采用Duncan’s ANOVA进行多重比较，p＜0.05表示差异显著，p＜0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 白砂糖添加量对娟姗酸奶品质的影响

固定百香果汁添加量5%、燕麦粉添加量5%、发酵剂添加量0.07%、发酵温度42 ℃、发酵时间5 h，白砂糖添加量分别为5%，6%，7%，8%和9%，考察白砂糖添加量对娟姗酸奶感官评分和酸度的影响，结果见图1。

图1 白砂糖添加量对百香果燕麦风味娟姗酸奶品质的影响

由图1可以看出，酸奶的酸度随白砂糖添加量增加而增加，而后缓慢下降，其原因是：一方面，由于白砂糖可作为碳源供发酵微生物生长所需要，白砂糖添加量过高，渗透压增加，不利于微生物的生长，导致酸度降低；另一方面，白砂糖还作为甜味剂调剂酸奶口味。白砂糖添加量7%时，感官评分最高。低于7%时，酸奶酸感过大，高于7%时，甜味太重，让人产生甜腻感觉，影响感官评分。同时，白砂糖添加量7%时，酸奶酸度适宜，酸甜可口。因此，白砂糖添加量确定为7%。

2.2 百香果汁添加量对娟姗酸奶品质的影响

固定白砂糖添加量7%、燕麦粉添加量5%、发酵剂添加量0.07%、发酵温度42 ℃、发酵时间5 h，百香果汁添加量分别为3%，4%，5%，6%和7%，考察不同百香果汁添加量对娟姗酸奶感官评分和酸度的影响，结果见图2。

由图2可以看出，百香果汁添加量对娟姗酸奶品质影响较大，感官评分随百香果汁添加量呈先上升后下降趋势，百香果汁添加量小于5%时，酸奶风味清淡，果香味不明显，百香果汁添加量5%时感官评分最高，为93分，同时酸度适宜，娟姗酸奶具有明显的百香果独特香味，口感佳，凝乳好。百香果汁添加量大于5%时，娟姗牛乳初始pH偏小，还未完全发酵就达到蛋白质的等电点，从而过早凝乳，乳清析出较多，口感较粗糙，缺乏细腻感，导致品质降低。

图2 百香果汁添加量对百香果燕麦风味娟姗酸奶品质的影响

2.3 燕麦粉添加量对娟姗酸奶品质的影响

固定白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、发酵剂添加量0.07%、发酵温度42 ℃、发酵时间5 h，燕麦粉添加量分别为3%，4%，5%，6%和7%，考察不同燕麦粉添加量对娟姗酸奶感官评分和酸度的影响，结果见图3。

图3 燕麦粉添加量对百香果燕麦风味娟姗酸奶品质的影响

由图3可以看出，百香果燕麦风味娟姗酸奶感官评分随燕麦粉添加量增加先增加后降低，添加量4%时，其感官评分最高，燕麦粉添加量低于4%时，燕麦特有香气较清淡，酸奶色泽变化较小，燕麦粉添加量大于4%时，影响微生物的生长，酸度降低，口感粗糙，凝固状态不均匀。故最佳燕麦粉添加量为4%。

2.4 发酵剂添加量对娟姗酸奶品质的影响

固定白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、燕麦粉添加量4%、发酵温度42 ℃、发酵时间5 h，发酵剂含量分别为0.04%，0.05%，0.07%，0.10%和0.20%，考察不同发酵剂添加量对娟姗酸奶感官评分和酸度的影响，结果见图4。

由图4可以看出，随着复合菌粉发酵剂添加量增加，酸奶品质先增高后降低，其酸度一直处于上升趋势。当接种量低时，发酵产酸不足，酸奶较稀薄，口味清淡。发酵剂添加量0.10%时，口感细腻柔和，有强烈的酸奶口感，无乳清析出，黏稠性好。但发酵剂添加量大于0.10%时，口感偏酸，黏稠度偏大，有乳清析出。因此，最佳发酵剂添加量为0.10%。

图4 发酵剂添加量对百香果燕麦风味娟姗酸奶品质的影响

2.5 发酵温度对娟姗酸奶品质的影响

固定白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、燕麦粉添加量4%、发酵剂添加量0.07%、发酵时间6 h，发酵温度分别为36，39，42，45和48 ℃，考察不同发酵温度对娟姗酸奶感官评分和酸度的影响，结果见图5。

由图5可知，随着发酵温度升高，感官评分呈现先升后降趋势，酸度也呈先升高后减低趋势。发酵温度42 ℃时，此时娟姗酸奶口感细腻，酸甜可口，黏稠性较好。温度过低，不利于发酵剂发酵，发酵程度不足，导致酸奶甜度过大，稀薄；温度过高，乳酸菌长势不好，影响发酵过程，酸度降低，有少量乳清析出。因此，最佳发酵温度为42 ℃。

图5 发酵温度对百香果燕麦风味娟姗酸奶品质的影响

2.6 发酵时间对娟姗酸奶品质的影响

固定白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、燕麦粉4%、发酵剂添加量0.07%、发酵温度42 ℃，发酵时间分别为4.5，5，5.5，6和6.5 h，考察发酵时间对娟姗酸奶感官评分和酸度的影响，结果见图6。

由图6可以看出，随着发酵的进行，娟姗酸奶的酸度不断增加，发酵时间6 h时，娟姗酸奶感官评分最高。超过6 h后，随着发酵继续进行，酸度增加，影响酸奶的酸甜感，从而使感官评分降低。因此，最佳发酵时间为6 h。

图6 发酵时间对百香果燕麦风味娟姗酸奶品质的影响

2.7 正交试验设计及结果

在单因素试验基础上，选择影响感官评分最大的4个因素白砂糖添加量、发酵剂添加量、百香果汁添加量和燕麦粉添加量进行L9(34)正交设计，确定百香果燕麦风味娟姗酸奶的最佳工艺参数。正交试验因素水平如表2所示，试验方案和结果如表3所示。

表2 因素水平表 单位：%

根据表3可以看出，各因素对百香果燕麦风味娟姗酸奶感官品质的影响程度为因素B（发酵剂添加量）＞因素A（白砂糖添加量）＞因素C（百香果汁添加量）＞因素D（燕麦粉添加量）。根据比较均值大小，得出4种因素的最佳组合B2A2C2D2，即发酵剂添加量0.10%、白砂糖添加量7%、百香果汁添加量5%、燕麦粉添加量4%。在此条件下进行3次验证试验，其感官评分平均分为95.2分，均高于正交试验结果中任何一个试验组合，说明正交试验结果可靠。

表3 正交试验结果

2.8 百香果燕麦风味娟姗酸奶流变特性

图7显示剪切速率对百香果燕麦娟姗酸奶剪切应力和黏度的影响规律。剪切速率在0.1～100 s-1缓慢变化时，其剪切应力迅速增大，之后随着剪切速率增大缓慢上升。剪切应力曲线说明百香果燕麦娟姗酸奶属于非牛顿流体。剪切速率缓慢增加时，其黏度迅速下降，剪切速率增大到50 s-1时，黏度基本降到500～600 mPa·s，之后随着剪切速率增大，黏度下降幅度减缓。黏度随剪切速率增加而减小，表明搅拌型酸奶属于假塑性流体，流体的剪切变稀有利于搅拌、均质、泵输送等生产过程的进行[19]。

图7 百香果燕麦娟姗酸奶剪切应力和黏度变化图

2.9 百香果燕麦风味娟姗酸奶品质指标

将百香果燕麦风味娟姗酸奶作为样品，百香果燕麦普通荷斯坦发酵酸奶作为对照，分别于4 ℃冷藏24 h后，对脂肪、可溶性固形物、灰分、蛋白等主要品质指标进行测定，并与国家发酵乳标准要求进行比较，结果见表4。百香果燕麦风味娟姗酸奶样品中的蛋白质含量显著高于对照组，这是因为奶源娟姗奶本身蛋白含量明显高于荷斯坦奶。相比于国家标准，样品中的营养成分均高于国家标准，未检测出大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门菌等致病菌。

表4 百香果燕麦风味娟姗酸奶品质指标

2.10 百香果燕麦风味娟姗酸奶冷藏期间品质变化

在最佳发酵工艺条件下制备百香果燕麦风味娟姗酸奶，其成品如图8所示。将酸奶置于4 ℃贮藏，定期取样，考察21 d冷藏期其品质变化，结果见图9。百香果燕麦风味娟姗酸奶成品颜色微黄，质地均匀细腻，黏稠适中，具有百香果和燕麦特有香味。贮藏期间，娟姗酸奶的酸度呈上升趋势，而酸度是影响发酵乳一个重要因素，在贮藏期末，其酸度达到105 °T，仍符合国家标准。贮藏期间，其持水力一直下降，前期下降速率较慢，后期加快。这可能是乳酸菌等微生物生长发育需要水分，从而竞争酸奶中的水，破坏结合水[20]。结合贮藏期娟姗酸奶色泽、口感、外观等变化，其最佳饮用时间是1～15 d。

图8 百香果燕麦风味娟姗酸奶成品

图9 贮藏时间对发酵乳酸度和持水力的影响

3 结论

采用优质无抗娟姗鲜牛乳，添加白砂糖7%、百香果汁5%、燕麦粉4%、发酵剂0.10%，发酵温度42 ℃、发酵6 h后，得到具有百香果、燕麦特有风味的娟姗酸奶。产品口感细腻，色泽微黄均一，黏稠适中，酸甜可口。百香果燕麦风味娟姗酸奶与搅拌型非水果酸奶具有相似的流变学特性。成品娟姗酸奶中蛋白质4.66%、脂肪5.12%、灰分0.68%、固形物15.86%、乳酸菌4.33×108CFU/g、持水力76.93%，其各项营养指标均高于对照和国标。以优质娟姗牛奶、营养丰富的百香果及富含膳食纤维的燕麦为主要原料来生产高品质酸奶，既满足人们对产品多样化的需求，又具有较高的营养保健功能，具有较高的市场前景。