凝固型紫薯汁酸奶生产工艺的优化

凝固型紫薯汁酸奶生产工艺的优化

紫甘薯，又名黑甘薯、紫心甘薯或紫肉甘薯，丰富了甘薯的营养成分，如紫甘薯、紫色素、糖蛋白、脂肪醇、维生素和养分。它对压力有很高的营养价值。它被称为营养中最平衡的抗癌饮食之一。酸奶由乳酸菌发酵制成，其营养价值比鲜牛奶和各种奶粉更高1材料和方法1.1材料和设备1.1.1嗜热权发酵技术新鲜紫薯、白砂糖，市售；食用奶粉，雀巢（中国）有限公司；酸奶发酵菌：保加利亚乳杆菌：嗜热链球菌为1∶1，善恩康生物科技（苏州）有限公司。乙醇（分析纯），盘锦天源药业有限公司；无色酚酞，武汉拉那白医药化工有限公司；氯化钾，泰州市百川化工有限公司；盐酸，济南汇鑫强盛工贸有限公司；氢氧化钠，吴江市杰达化工有限公司；醋酸钠，常州环保化工有限公司。1.1.2仪器、试池和仪器THZ-92A型台式恒温培养箱，上海跃进医疗器械有限公司；LHP-160型智能恒温恒湿培养箱，上海三发科学仪器有限公司；C21-H1107型电磁炉，重庆鑫韵峰工贸有限公司；SE-30001F型电子天平，上海梅特勒-托利多仪器有限公司；SYQ-DSX-280B型高压蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；HH-G2型恒温水浴锅，金坛市晶玻璃实验仪器厂；XW-80A型迷你震荡均质机，海定市其林贝尔仪器制造有限公司；超净工作台，上海瑞宏检测技术有限公司；752pro型紫外可见分光光度计，上海仪电分析仪器有限公司；CT3型质构仪，美国博勒飞公司。1.2方法1.2.1均质、冷却、储藏牛奶→加紫薯汁混匀→标准化（加入稳定剂、白砂糖)→过滤→预热至60℃→高压均质（20MPa,5min）→杀菌（100℃，3min）→冷却（<45℃）→添加益生菌→罐装→发酵→冷却（4℃）→储藏（4℃）1.2.2操作要点1.2.2.紫薯的预处理(1）选择大小适宜，表面光滑，没有霉斑和霉味，纺锥形状的紫薯。(2）将挑选好的紫薯用清水清洗，然后用电磁炉蒸煮约20min左右，时间不宜过长，以防花青素流失。(3）去除紫薯两端的根部，捣成泥状加蒸馏水搅拌，按料水比1∶5(g/mL）混合，在搅拌机中搅拌均匀。静置5min后过滤，冷却备用1.2.2.2.制备的混合将20g全脂甜奶粉、蒸馏水、紫薯汁水浴加热。添加适量白砂糖。1.2.2.3均质消毒按比例加入紫薯牛奶，在90℃条件下加热15min，均质、灭菌后冷却。1.2.2.4共感染将混合液中加入适量的酸奶发酵菌，封盖，摇匀。1.2.2.5发酵将接菌后的混合液放入45℃恒温培养箱中，发酵后放置于4℃冰箱冷藏12～24h后备用1.2.3杆菌添加量固定单因素试验基本条件为：紫薯汁添加量50%、发酵温度42℃、白砂糖添加量6%、嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌添加量1%。分别考察不同紫薯汁添加量（12.5%、25.0%、50.0%、75.0%、87.5%）、白砂糖添加量（2%、4%、6%、8%、10%）、嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌添加量（0.75%、1.00%、1.25%、1.50%、1.75%）、发酵温度（40、41、42、43、44℃）对酸奶产品品质的影响。1.2.4发酵条件影响产品品质为了使紫薯汁酸奶的配方组合最优，根据单因素试验结果表明，紫薯汁添加量、发酵菌添加量、白砂糖添加量和发酵温度对产品品质影响较大。因此，以此设计四因素三水平正交试验，见表1。1.2.5酸测定参考GB5009.239—20161.2.6提取和测定蓝色信号的测定采取双波长pH示差法测定紫薯汁及紫薯汁酸奶中花青素含量花青素含量（mg/g)=A×Mw×Df/（ε×I）×100其中：A=A1.2.7感官评价方法模糊综合评价法是依据模糊数学原理建立的一种数学模型，应用模糊关系合成理论，将一些不易定量的因素定量化、综合评价的方法1.2.7.1.感官评估邀请10位学生组成的感官评价小组对紫薯汁酸奶的色泽、风味、口感和组织结构进行感官评定，每项满分为100分。感官评分标准见表2。1.2.7.2.模糊矩阵的建立集合U是指紫薯汁酸奶感官品质构成因素的集合，在本此紫薯汁酸奶试验中集合U={X1.2.7.3权重的确定权重是指紫薯汁酸奶几个重要因素占所有因素中的比重，其总和为1，表示为X={x1.2.7.4.模糊关系的综合评价集合Y是由试验过程中所需紫薯汁酸奶评价产品的集，Y=X·R，式中：Y是综合评判集合，X是权重集合，R是模糊矩阵1.2.7.饮料的感官评价将上述所得综合评判集Y分别乘以评语集V，然后相加，得出各个样品的最终感官评价总分，V={一级，二级，三级，四级}={90,80,70,60}，即感官总分T=Y·V。1.2.8加味拉伸丝本研究通过质构仪来测定紫薯汁酸奶的黏度，拉丝长度和口感。同时，质构特性会受到很多因素的影响，国内外研究结果表明，测试条件对食品质构参数有较大影响1.2.9处理数据每个试验重复3次，试验数据经SAS(V8）软件进行单因素方差分析，结果用Origin8.0软件绘图。2结果与分析2.11.黑甘薯酸的单因素试验2.1.1紫薯汁添加量对产品品质的影响紫薯汁添加量对产品品质影响的结果见图1～3。随着紫薯汁添加量的不断增加，感官评分呈现先上升后下降的趋势，花青素含量不断增加，最大值为2.649mg/g，当紫薯汁添加量为75%时，产品的酸度最高，达到88.61°T。紫薯汁添加量过少会影响酸奶的品质，添加量过多，则紫薯风味过重，掩盖了酸奶本身的奶香味，且对酸奶的组织结构造成影响，同时增加成本2.1.2紫薯汁酸奶添加量的确定白砂糖在紫薯酸奶制备过程中可以作为微生物发酵的碳源，同时有改善产品风味的效果。白砂糖的添加量对紫薯汁酸奶产品影响的结果见图4～6。随着白砂糖添加量的不断增加，花青素含量和酸度不断减少，最高含量分别为2.469mg/g和90.32°T。该结果与之前蓝莓果渣发酵饮品的试验结果相似，主要是由于碳源含量增加，使得活菌数增加，造成花青素被消耗2.1.3发酵菌添加量发酵菌添加量对紫薯汁酸奶产品品质影响结果见图7～9。随着发酵菌添加量的增加，花青素含量及酸度不断升高，最高值分别为2.614mg/g和87.47°T。发酵菌添加过多会导致酸奶过酸，过少则酸奶酸味不足，达不到酸甜可口的口感2.1.4温度对花青素含量和酸度的影响发酵温度对紫薯汁酸奶产品品质影响结果见图10～12。随着发酵温度的不断上升，其花青素含量及酸度呈先增加后减少的趋势，当温度为42℃时，花青素含量最高，达到2.088mg/g，当温度为43℃时，酸度最高，达到88.17°T；随着发酵温度的上升，产品的感官评分先升高后下降，主要是由于发酵温度过高造成乳酸析出，组织结构有明显的分层，凝乳不均匀，因此选择适宜的发酵温度为42℃。2.2综合评价模糊数学的方法2.2.1表中的权重得分根据“1.2.7.4”中计算方法确定权重集X，即权重集X={0.21,0.23,0.31,0.25}。权重得分见表3。2.2.2模糊矩阵的确定选择10位评价员对紫薯汁酸奶的各项指标进行评价，并分别对应正交试验1～9组，即试验号为1的样品模糊矩阵为R通过表4可以得出模糊矩阵R分别为：2.2.3模糊关系综合评价通过上述方法经公式Y=X·R计算得出模糊关系综合评判集（见表5）。2.3紫甘薯汁和奶酸的正交试验结果根据上述各单因素试验结果，选择紫薯汁添加量、发酵菌添加量、白砂糖添加量、发酵温度4个因素进行L通过表6中极差分析可知，R2.4丝质量的测试分别测定正交试验优化的组合及正交试验中感官评分最高组的黏性、拉丝长度、粘力、弹性、弹性功，结果见表7。根据表7可知，糖不仅能够改变产品口感，还是酸奶特殊质构和风味的主要来源，如增强酸奶的黏性，提高酸奶的奶香味等，但过度添加则会破坏酸奶的组织状态，所以A3发酵时间对紫薯酸奶感官品质的影响本试验采用模糊数学感官评价法结合正交试验优化凝固型紫薯酸奶制备的关键工艺。结果表明，紫薯酸奶在紫