蕨麻牦牛酸奶的工艺优化研究

王 红，张建华，魏廷俊，肖利成，张雁平，，郭卫兴，李文浩，

（1. 青海大学，青海 西宁 810016；2. 玉树市农牧业技术服务站，青海 玉树 815000；3. 玉树市畜牧兽医工作站，青海 玉树 815000）

蕨麻又称人参果，系高原蔷薇科野生植物，具有健胃益脾、滋补气血、止咳利痰的功效，且蕨麻含有维生素及镁、锌、钾、钙等元素，颇具药用价值[1]。蕨麻含有丰富的碳水化合物、淀粉、蛋白质、无机盐和维生素，其作为“药食同源”的食物，长期食用有营养保健的功效[2-4]。在青藏高原牧区，当地居民习惯将蕨麻煮制后搭配青稞麦仁和酸奶食用。牦牛是青藏高原特有畜种，因其纯净的生长环境，保障了牦牛奶天然、绿色的高品质[5]。但因牦牛乳产量低加之部分人群乳糖不耐受，长期以来，牦牛乳产品的开发利用不能很好地增加牦牛养殖附加值，更不能充分发挥牦牛乳的营养价值[6]。发酵牦牛酸奶风味佳，营养价值高，还具有一定保健功能，深受消费者喜爱[7]。鉴于蕨麻和牦牛乳的营养价值和市场需求，蕨麻风味牦牛酸奶的开发是打破二者产品单一现状的有效方式之一[8-10]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

试验中所用牦牛乳，购自玉树市藏霸喇种畜场；蕨麻，购自玉树市结古镇市；酸奶发酵菌（保加利亚乳杆菌ND02、嗜链球菌ND03、干酪乳杆菌ZHANG、乳双歧杆菌V9、植物乳杆菌P-8），善恩康生物科技（苏州） 有限公司提供；白砂糖、食品级小苏打，市售；柠檬酸，河南万邦化工科技有限公司提供；氢氧化钠，AR，天津市大茂化学试剂厂提供；石油醚，AR，西陇科学股份有限公司提供。

试验中所用仪器：WFF-16B 型恒温发酵箱，上海喆研机械制造有限公司产品；ESJ110-48 型电子天平，上海上平仪器有限公司产品；BTE-SPWDJ 型食品温度计，邦特公司产品；SRH 型高压均质机，上海申鹿均质机有限公司产品；PHS-3C 型PH 计，上海佑科仪器仪表有限公司产品；0-90Brix 型手持折光仪，上海力辰邦西仪器科技有限公司产品；NDJ-8s 型数字黏度计，上海越平科学仪器有限公司产品；Multiskan SkyHigh 型微量核酸蛋白测定仪，赛默飞世尔科技有限公司产品；GS55-9 型真空冷冻干燥机，基因有限公司产品；H/T16MM 型台式高速离心机，湖南赫西仪器装备有限公司产品；SOX406 型脂肪测定仪，山东海能科学仪器有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

（1） 蕨麻处理。挑选出个头均匀、颗粒完整的蕨麻干果，剔除品质差的蕨麻，用清水进行清洗后，于水中浸泡12 h 以上，用自制蜕皮液进行蜕皮。在0.20%的柠檬酸溶液中进行护色处理，再向其中加入20%糖液后进行蒸煮，蒸煮结束倒去多余水分[11]。

（2） 原料奶处理。将牦牛奶升温至85～90 ℃后加入白砂糖，均质。将预热后的牦牛奶于25 MPa 均质压力下均质15 min[12]。

（3） 杀菌。采用煮沸杀菌法将牛奶煮沸5 min，将杀菌完毕的原料奶迅速冷却至42 ℃左右[13]。

（4） 发酵。将加入发酵菌的原料奶倒入发酵容器中，再置于42 ℃的恒温发酵箱中进行主发酵[14]。

（5） 搅拌分装。将发酵结束的牦牛酸奶降温至10 ℃左右，加入处理好的蕨麻颗粒搅拌均匀后进行分装[11]。

（6） 发酵后熟。分装后的发酵乳置于4℃的冷鲜柜中进行发酵后熟，后熟时间为24 h[15]。

1.2.3 单因素试验

（1） 白砂糖添加量的确定。白砂糖添加量分别为4.00%，5.00%，6.00%，7.00%，8.00%。不变因素为发酵剂添加量0.15%，蕨麻添加量为7.00%，发酵时间为7 h。每次试验重复3 次，进行感官评定，初步确定白砂糖的添加量。

（2） 发酵剂添加量的确定。发酵剂添加量分别为0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%。不变因素为白砂糖添加量6.00%，蕨麻添加量为7.00%，发酵时间为7 h。每次试验重复3 次，进行感官评定，初步确定发酵剂的添加量。

（3） 蕨麻添加量的确定。蕨麻添加量分别为4.00%，5.00%，6.00%，7.00%，8.00%。不变因素为白砂糖添加量为6.00%，发酵剂添加量0.15%，发酵时间为7 h。每次试验重复3 次，进行感官评定，初步确定蕨麻的添加量。

（4） 发酵时间的确定。发酵时间分别为3，4，5，6，7 h。不变因素为白砂糖添加量6.00%，发酵剂接种量0.15%，蕨麻添加量为7.00%。每次试验重复3 次，进行感官评定，初步确定发酵的时间。

1.2.4 正交试验

以单因素试验确定的白砂糖添加量、发酵剂添加量、蕨麻添加量、发酵时间4 个因素的基础上，采用L9（34）正交试验设计，优化制作工艺。

1.2.5 验证试验

对正交试验得出的最佳配方进行验证试验，做3 组平行试验，结果取平均值。

1.2.6 感官评价

选10 名专业人员组成评分小组，对酸奶的风味、滋味口感、色泽及组织状态等进行感官评定。

感官评分标准见表1。

表1 感官评分标准

1.2.7 理化指标测定

（1） 酸乳持水性的测定。发酵后熟24 h 后称取样品5.00～6.00 g，于10 ℃条件下，以转速5 000 r/min离心15 min，倾出上清液后进行称重，试验进行3 次，平均值[16]。

（2） pH 值测定。发酵后熟24 h 后使用pH 计测定[17]。测定3 次，取平均值。

（3） 酸度测定。NaOH 溶液的标定：准确称取0.40～0.50 g 的基准试剂邻苯二甲酸氢钾3 份于锥形瓶中。加入30 mL 蒸馏水溶解，滴加0.05 mL 酚酞指示剂，用0.10 mol/L NaOH 标准溶液分别滴定至微红色，30 s 内不褪色。记录每次消耗的NaOH 溶液的体积数，计算。测定3 次，取平均值。

式中：C1——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；

m2——基准试剂邻苯二甲酸氢钾的质量，g；

V1——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL；

204.22——邻苯二甲酸氢钾相对分子质量。

酸度的测定：称取发酵后熟24 h 的酸奶样品10.00 g 左右于锥形瓶中，加20 mL 蒸馏水混匀，再加入2.00 mL 酚酞指示剂，用0.10 mol/L NaOH 标准溶液滴定至微红色，30 s 内不褪色。记录每次消耗的NaOH 溶液的体积数，测定3 次，取平均值[18]。

式中：X2——试样的酸度，°T；

C1——氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；

V2——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液体积，mL；

m3——样品的质量，g；

0.1——酸度理论定义氢氧化钠的浓度，mol/L。

（4） 可溶性固形物测定。称取样品5.00～6.00 g，于10 ℃条件下，以转速5 000 r/min 离心15 min，用玻璃棒蘸取上清液于手持折光仪，读取数据，供试品测定3 次，取平均值[19]。

（5） 黏度测定。将发酵后熟24 h 后贮藏于4 ℃冷藏柜中的样品置于500 mL 烧杯中，采用NDJ-8s数字黏度计4 号转子于转速30 r/min 下测定酸乳黏度，分别读取55，57，59 s 下数值，进行3 次试验，结果取平均值[20]。

（6） 蛋白质含量测定。采用考马斯亮蓝法测定酸乳中的蛋白质含量。考马斯亮蓝G-250 在稀酸溶液中与蛋白质结合后变为蓝色，其蓝色蛋白质染料复合物于波长595 nm 处的吸光度与蛋白质含量呈正比，由此计算样品中蛋白质含量[21]。

（7） 脂肪含量测定。采用索氏提取法测定酸奶中的脂肪含量。将酸乳进行真空干燥处理后研磨成粉末用于脂肪含量的测定，收集瓶经过恒质量处理后进行精密称量。称取2.00～2.50 g 冻干酸乳粉移入滤纸包中，再将滤纸包移入收集瓶中，向其中加入石油醚没过滤纸包，之后连接到脂肪提取仪，抽提6 h。抽提结束，取下已回收石油醚的收集瓶于干燥箱中100±5 ℃条件下干燥1 h，放干燥器中冷却0.5 h 后称量，直至恒质量（恒质量至2.00 mg）[22]。

式中：X——样品中脂肪含量，%；

m1——收集瓶的质量，g；

m2——样品的质量，g；

m3——收集瓶和脂肪的质量，g。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 白砂糖添加量的确定

白砂糖添加量对酸奶品质的影响见图1。

图1 白砂糖添加量对酸奶品质的影响

由图1 可知，随着白砂糖添加量的增加，酸奶的感官评分呈先增长后降低趋势。当白砂糖添加量较低时牦牛酸奶的甜味特征不足，口味偏酸。白砂糖添加量较高时牦牛酸奶口感偏甜。在白砂糖添加量为6.00%时，酸奶酸甜适宜，口感清爽。因此，最佳白砂糖添加量为6.00%。

2.1.2 发酵剂添加量的确定发酵剂添加量对酸奶品质的影响见图2。

图2 发酵剂添加量对酸奶品质的影响

由图2 可知，随着发酵剂添加量的增加，酸奶的感官评分呈先增长后降低趋势。当发酵剂添加量较低时，牦牛酸奶凝固不完全且酸奶特有的风味不突出。发酵剂添加量较高时，牦牛酸奶产酸过多而产生尖锐性酸味口感，并且呈现豆腐花状松散态，口感粗糙。在发酵剂添加量为0.20%时，酸奶凝乳均匀、口感细腻。因此，最佳发酵剂添加量为0.20%。

2.1.3 蕨麻添加量的确定

蕨麻添加量对酸奶品质的影响见图3。

由图3 可知，随着蕨麻添加量的增加，酸奶的感官评分呈先增长后降低趋势。当蕨麻添加量较低时蕨麻颗粒过少，蕨麻风味不明显。蕨麻添加过量，牦牛酸奶因蕨麻带入的甜味导致口感稍甜腻，并且过分掩盖酸奶的风味。在蕨麻添加量为7.00%时，酸奶兼具蕨麻和酸乳各自的风味。因此，最佳蕨麻添加量为7.00%。

图3 蕨麻添加量对酸奶品质的影响

2.1.4 发酵时间的确定

发酵时间对酸奶品质的影响见图4。

图4 发酵时间对酸奶品质的影响

由图4 可知，随着发酵时间的增长，酸奶的感官评分呈先增长后降低趋势。当发酵时间过短时，牦牛酸奶不凝固且无酸奶特有酸味。发酵时间过长，则会发酵过度，酸味太重，产生乳清分离。在发酵时间为6.00 h 时，酸奶凝固性良好，风味醇厚。因此，最佳发酵时间为6.00 h。

2.2 正交试验

根据单因素试验结果，因为白砂糖添加量、发酵剂添加量、蕨麻添加量和发酵时间是影响产品风味和组织状态的主要因素，所以选白砂糖添加量（A）、发酵剂添加量（B）、蕨麻添加量（C） 和发酵时间（D） 为因素，以感官评分作指标，进行L9（34）正交试验。

正交试验因素与水平设计见表2，正交试验结果分析见表3。

表2 正交试验因素与水平设计

由表3 可知，蕨麻牦牛酸奶的感官评分顺序是D＞C＞B＞A，即发酵时间＞蕨麻添加量＞发酵剂添加量＞白砂糖添加量，表明影响蕨麻牦牛酸奶感官评分的最主要因素是发酵时间。通过K值得出，蕨麻牦牛酸奶的最优组合为A1B1C2D2，即白砂糖添加量为5.00%，发酵剂添加量0.15%，蕨麻添加量7.00%，发酵时间6 h。

表3 正交试验结果分析

2.3 验证试验

由正交试验得出的最佳水平（白砂糖添加量为5.00%，发酵剂添加量0.15%，蕨麻添加量7.00%，发酵时间6 h） 做验证试验，所得的蕨麻牦牛酸奶综合感官评分为85.25 分，此结果相较于正交试验得出的9 组结果较好。由此可作为最优工艺参数。

2.4 产品理化指标测定

理化指标评定结果见表4。

表4 理化指标评定结果

3 讨论

牦牛奶和蕨麻营养健康，该工艺条件下制得的酸奶不添加任何防腐剂，符合当前消费者对于食品的健康安全及原汁原味的需求。李升升等人[15]研究发现，牦牛酸奶在持水性、黏度、酸度及感官品质方面均呈现较好水平，与该研究中所得结果一致。该试验中制得的蕨麻牦牛酸奶蛋白质含量和黏度值较高，与冶成君[23]的研究中提到的牦牛酸乳中含有较高的蛋白含量，使得牦牛酸奶的黏度较高的结论相符合，酸奶黏度在一定范围内越大，其口感更加绵密顺滑，增加了产品的适口性。

不同种类酸奶的蛋白质和脂肪含量对比见表5。

由表5 可知，该研究制得的牦牛酸奶的蛋白质含量和脂肪含量均比同类型酸奶中的含量高，由此能为消费者提供更多的营养物质。

表5 不同种类酸奶的蛋白质和脂肪含量对比/%

此外，毕阳等人[26]采用从西藏、川西高原牦牛乳中分离出来的优良乳酸菌（LP1、LP2） 制得的青稞牦牛酸奶也为蕨麻牦牛酸奶发酵剂的选择提供了新的思路。但是，目前对于牦牛酸奶特殊的膻味的改善仍需进一步研究，以期将蕨麻牦牛酸奶引入内地市场，被内地消费者所接受[27]。同时，通过研究蕨麻与牦牛奶的搭配可考虑将蕨麻果进行冻干处理，独立包装后附于产品包装外侧，最大化保留蕨麻营养且增加食趣性[28]。在营养成分的比对中，经过测定，所得牦牛酸奶所含的可溶性固形物、蛋白质和脂肪含量均高于国家标准。在经济效益的核算中，鉴于牦牛产奶量较低、成本高，且牧民居住分散，大批量牦牛奶的收集和储运较为困难，蕨麻风味牦牛酸奶的成本较高，但相比同类型牦牛乳产品，研究过程中配制的蕨麻蜕皮液成本低，操作简易方便，且蜕皮效果良好，能够为蕨麻牦牛酸奶工业化生产提供技术支持，进一步证明了工艺的可靠性，并建议蕨麻风味牦牛酸奶优生优产，开发牦牛酸奶高端系列产品。

4 结论

主要探究了蕨麻风味牦牛酸奶的最优配方及制作工艺。经单因素试验和正交试验，确定了最佳工艺配方为白砂糖添加量为5.00%，发酵剂添加量0.15%，蕨麻添加量7.00%，发酵时间6 h。将发酵后熟24 h 的酸奶进行理化指标测定，测得酸奶的pH值5.46，酸度86.00 °T，可溶性固形物11.00%，黏度8 381.50 mPa·s，持水率94.97%，蛋白质含量4.80%，脂肪含量6.55%，均符合国家标准。此条件下制得的酸奶口感细腻、酸甜适宜，食之有蕨麻的绵甜和酸奶的清爽。