糜子酸奶加工工藝及穩定性研究

關正萍，劉清菁，牛巖泉，王 倩，李晨飛，姜凱璇

（山西師范大學食品科學學院，山西臨汾 041000）

糜子屬禾本科黍屬，糜子耐干旱、耐土壤薄，生長周期短，山西糜子主要種植在晉西北地區，是當地主要栽培的小雜糧之一[1]。糜子營養豐富，不僅具有食用價值，還有藥用、飼用、天然著色劑等應用價值。糜子米含有豐富的蛋白質、脂肪、膳食纖維和亮氨酸、纈氨酸等人體必需氨基酸，同時其中富集B族維生素，營養價值較高，其營養成分和大米等種植范圍廣的大宗谷物可相較量[2]；除此之外，糜米性味甘、平、微寒，可以補氣益血、健脾益肺、除熱愈創，具有良好保健功能。糜子開發加工的對象主要是種子,這樣就產生很多皮殼而成為糜子加工的廢棄物。隨著人們對糧食作物皮殼研究的深入，糜子皮殼中的生物活性物質尤其是天然抗氧化劑（如類胡蘿卜素等）逐漸受到關注[3]。目前，糜子米的開發利用價值比較廣泛，但是糜子的利用主要集中為糜子面粉，是制革工業的一種常用原料，內蒙古、陜西、山西等地常用糜子面粉熟制羊皮[4-5]。但是，糜子的食用價值尤其糜子酸奶未見報道。

酸奶是乳制品中相當重要的一類，不僅減輕乳糖不耐癥，而且酸奶中含豐富的乳酸，能維持腸道菌群平衡，有益于人體健康[6-7]。

試驗首先將營養價值較全面的糜子和酸奶結合，通過嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌等混合發酵劑進行發酵，研發出了風味獨特的保健型糜子酸奶。設計了單因素試驗和正交試驗，探究了糜子酸奶的最優加工工藝，進行了穩定劑復配試驗，以避免產品制作過程中出現分層、乳清析出等問題，確保產品的順滑口感和良好品質。其次，進行了理化指標及微生物指標的檢測，均符合國家標準。最后，通過保水性、模擬運輸條件及貯藏等方面對產品進行穩定性評價，為進一步開發糜子保健產品提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糜子（河曲一號），購于當地農貿市場；伊利純牛奶、白砂糖，購于當地超市。

酸奶發酵劑，江蘇紫事微康生物科技有限公司提供；果膠、瓊脂，河南豫興生物科技有限公司提供；酪蛋白酸鈉，河南恩茂化工有限公司提供。以上添加劑均為食品級添加劑。

改良MC培養基，廣東環凱微生物科技有限公司提供；VRBA（結晶紫中性膽鹽瓊脂） 平板、BGLB（煌綠乳糖膽鹽） 肉湯管、Bird-Parker平板，青島高科園海博生物技術有限公司提供；牛血清蛋白，上海源葉生物科技有限公司提供。

蒸餾水，實驗室自制；氨水、氫氧化鈉、考馬斯亮藍G-250染料、磷酸、乙醇，洛陽市化學試劑廠提供；乙醚、石油醚，天津光復科技發展有限公司提供；海砂，國藥集團化學試劑有限公司提供。所用試劑均為分析純。

303-0型臺式培養箱，北京市永光明醫療儀器有限公司產品；752N型紫外可見分光光度計，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司產品；TDZ5-WS型臺式低速離心機、pH計，上海儀電分析儀器有限公司產品；恒溫培養振蕩器，天津市歐諾儀器儀表有限公司產品；均質機，溫州桑田流體自控設備有限公司產品；超凈工作臺，蘇州凈化設備有限公司產品；恒溫培養箱、立式壓力蒸汽滅菌器，上海博迅實業有限公司醫療設備廠產品。

1.2 工藝流程

糜子→粉碎→糊化→過濾

牛乳+白砂糖+穩定劑→調配→均質→殺菌→冷卻→接種→發酵→后熟→成品→檢測。

1.3 操作要點

1.3.1 糜子的處理

選取飽滿無害的糜子，將糜子在水中清洗，待其干燥后，進行粉碎（120目篩子），在105℃水中糊化10 min，冷卻后用細孔紗布過濾，取過濾后的糜子顆粒[7]。

1.3.2 調配

把糜子顆粒、白砂糖和穩定劑按照一定比例加入牛奶中，進行混合調配。

1.3.3 均質

在高壓均質機上以30 MPa的壓力均質1次。

1.3.4 殺菌

于85℃，30 min條件下進行高溫巴氏滅菌[8]。

1.3.5 接種、發酵、后熟

殺菌后將料液冷卻至42℃，在無菌操作下接種0.1%的酸奶發酵劑，并攪拌5～10 min，待其溶解均勻后置于43℃條件下恒溫培養，按照特定時間發酵后，立即取出，置于0～4℃冰箱內冷藏后熟，后熟時間為 12～16 h。

1.4 感官評價

用五分標度法對糜子酸奶感官品質進行分析，根據組織特性，選擇組織狀態、凝乳狀態、口感、香氣、滋味色澤和酸甜度共7個能反映其品質的評價指標，由隨機挑選食品專業的10名學生組成評定小組進行評分[8-10]。

酸奶感官評定標準見表1。

表1 酸奶感官評定標準

1.5 酸奶穩定劑復配評價

根據單因素試驗，確定各因素最適量為糜子添加量10%，白砂糖添加量8%，發酵時間6 h，發酵溫度43℃，經過感官評定試驗，最初選用的穩定劑是果膠、瓊脂、酪蛋白酸鈉、羥丙基二淀粉磷酸酯，通過單因素試驗發現添加羥丙基淀粉磷酸酯的糜子酸奶比較黏稠[7]，并不適合糜子酸奶。此外，也發現單因素穩定劑的添加整體效果沒有復合穩定劑的好。最終確定的復合穩定劑添加量為瓊脂0.09%，酪蛋白酸鈉1%，果膠0.1%[11-12]，在此基礎上設計L9（34）正交試驗。

酸奶穩定劑正交試驗因素與水平設計見表2。

1.6 產品工藝配方的確定

表2 酸奶穩定劑正交試驗因素與水平設計/%

1.6.1 單因素試驗

（1） 不同糜子添加量對糜子酸奶品質的影響。糜子添加量分別為9%，10%，11%，12%，13%8個水平，白砂糖添加量8%，發酵時間6 h，發酵溫度43℃。每個試樣做3個平行樣，經品嘗者感官評定后得到結果。

（2）不同白砂糖添加量對糜子酸奶品質的影響。白砂糖添加量分別為5%，6%，7%，8%，9%8個水平，糜子添加量10%，發酵時間6 h，發酵溫度43℃。每個試樣做3個平行樣，經品嘗者感官評定后得到結果。

（3）不同發酵溫度對糜子酸奶品質的影響。發酵溫度分別為38，40，42，44，46℃8個水平，白砂糖添加量8%，發酵時間6 h，糜子添加量10%。每個試樣做3個平行樣，經品嘗者感官評定后得到結果。

（4）不同發酵時間對糜子酸奶品質的影響。發酵時間分別為5.5，6.0，6.5，7.0，7.5 h 8個水平，白砂糖添加量8%，發酵溫度43℃，糜子添加量10%。每個試樣做3個平行樣，經品嘗者感官評定后得到結果。

1.6.2 正交試驗

根據單因素試驗中分別選取糜子添加量、白砂糖添加量、發酵時間、發酵溫度中較優的3個添加量進行正交試驗。

L9（34）正交試驗因素與水平設計見表3。

表3 L9（34）正交試驗因素與水平設計

1.7 理化指標和微生物指標檢測

添加糜子發酵的糜子酸奶成品，按照GB 19302—2010檢驗是否符合國家發酵乳的國家標準。檢測方法如下。

1.7.1 理化指標檢測

感官檢查：參照GB 19302中的標準對成品進行外觀等檢查；蛋白質：考馬斯亮藍染料比色法[13]；脂肪：參照GB/T 5009.46哥特里-羅紫法；非脂乳固體：GB/T 5009.46第一種方法；酸度：酸堿滴定法[14]；pH值：精密pH計法。

1.7.2 微生物指標檢測

乳酸菌檢驗：參照GB/T 4789.35—2010；大腸桿菌檢驗：參照GB/T 4789.3—2010；致病菌（金黃色葡萄球菌）：參照GB 4789.10—2010。

1.8 穩定性評價

選擇4種不同成分的糜子酸奶進行穩定性比較[9]。

4種不同成分的糜子酸奶見表4。

表4 4種不同成分的糜子酸奶/%

1.8.1 保水性測試

準備好不同的樣品，分別吸取5 mL樣品放入刻度離心管中，以轉速4 000 r/min離心20 min，取出后靜置1 min，測定其乳清析出率。乳清析出率用離心后乳清體積的百分數表示。

1.8.2 模擬運輸對糜子酸奶品質的影響

將4組不同樣品放入振蕩培養箱，設定溫度為室溫（18℃），將盛酸奶的杯子立放，設定轉速150 r/min，時間20 min；之后將杯子斜放，保持轉速不變，時間10 min，結束后將樣品取出進行保水性測試。

1.8.3 貯藏對糜子酸奶品質的影響

按照酸奶的制作流程，制作4種不同的酸奶，將4組樣品同時放在4℃冰箱里進行貯藏，分別在貯藏的1，5，10 d進行保水性測試。

2 結果及分析

2.1 糜子酸奶穩定劑復配評價

糜子酸奶穩定劑復配的正交試驗結果見表5。

表5 糜子酸奶穩定劑復配的正交試驗結果

根據表5中感官評定結果，綜合可知A2B3C1為最優組合，即果膠添加量0.13%，瓊脂添加量0.1%，酪蛋白酸鈉添加量0.8%。在此參數下得到的產品口感細膩、酸甜適口，有良好的感官品質。

凝固型酸奶生產中，乳清析出和凝乳不結實是2個主要的物理缺陷[10]，單獨使用一種穩定劑與混合使用時用量不盡相同[15]，糜子酸奶生產過程中使用的穩定劑是親水膠體，適量復合穩定劑的加入可以析出乳清，使糜子酸奶口感質地更佳。

2.2 糜子添加量對糜子酸奶品質的影響

選擇糜子添加量為9%，10%，11%，12%，13%5個水平，白砂糖添加量8%，發酵時間6 h，發酵溫度43℃。結果表明，糜子最佳添加量為10%，此時糜子酸奶口感較細滑，沒有糜子顆粒的粗糙感，顏色淡黃，有奶香味，組織較細膩。糜子添加量過多時，口感較為粗糙，而且顏色偏深；當添加量較少時則沒有糜子味，風味不佳，因此適宜的糜子添加量尤為重要。

2.3 白砂糖添加量對糜子酸奶品質的影響

選擇白砂糖添加量為5%，6%，7%，8%，9%5個水平，糜子添加量10%，發酵時間6 h，發酵溫度43℃。結果表明，白砂糖最佳添加量為8%，此時酸甜可口、口感細膩。當添加白砂糖過少時，酸奶口味偏酸，而過多時則會使其偏甜，無奶香味。

2.4 發酵溫度對糜子酸奶品質的影響

選擇發酵溫度為38，40，42，44，46℃5個水平，白砂糖添加量8%，發酵時間6 h，糜子添加量10%。結果表明，發酵溫度為42℃時，產品的感官評價最高，酸甜可口，糜子和奶的香氣協調。糜子酸奶口感在一定溫度范圍內隨著發酵溫度升高而變差，發酵溫度過高使酸度增長快但不利于風味物質形成[15]。

2.5 發酵時間對糜子酸奶品質的影響

選擇發酵時間為5.5，6.0，6.5，7.0，7.5 h 5個水平，白砂糖添加量8%，發酵溫度43℃，糜子添加量10%。結果表明，隨著發酵時間的延長，糜子酸奶的酸度上升，pH值降低；當發酵時間為6 h時，酸奶感官得分最高。這是因為時間延長，糜子酸奶中微生物產酸增加，使產品酸度增加，提升了糜子酸奶的質地；若時間過長，則導致乳清過度析出，使糜子酸奶組織狀態不佳，影響口感[16-17]。

2.6 正交試驗結果

糜子酸奶最佳工藝配方的正交試驗見表6，正交試驗單項得分見表7。

綜合表6的感官評價結果和極差分析得出影響因素為 D'＞C'＞A'＞B'，即發酵溫度 ＞ 發酵時間 ＞ 糜子添加量＞白砂糖添加量，由此說明影響產品的主要因素是發酵溫度，其次為發酵時間，且A'2B'1C'2D'3為最佳工藝配方，即糜子添加量11%，白砂糖添加量6%，發酵時間6.5 h，發酵溫度44℃。此參數制得的產品具有較好的感官品質，色澤柔和、口感順滑，具有獨特的糜子味和奶香味[18-20]。

2.7 糜子酸奶理化指標及微生物指標檢測結果

2.7.1 感官指標結果

色澤呈均一的淡黃色；口感爽滑不粗糙，酸甜適中，具有糜子獨有的香氣，無異味；凝乳狀態較好，無分層現象，無異物，無或少量乳清析出；符合GB 19302對酸奶品質的標準要求。

2.7.2 糜子酸奶理化指標檢測結果

糜子酸奶理化性質檢測結果見表8。

表6 酸奶最佳工藝配方的正交試驗

表7 正交試驗單項得分/分

表8 糜子酸奶理化性質檢測結果

表明糜子酸奶的理化指標符合GB19302—2010的規定。

2.7.3 糜子酸奶微生物檢測指標結果

糜子酸奶微生物檢測結果見表9。

表9 糜子酸奶微生物檢測結果/CFU·mL-1

表明產品微生物指標完全符合國標標準。

2.8 糜子酸奶穩定性評價結果

2.8.1 乳清析出率

保水性測試結果見圖1。

圖1 保水性測試結果

對4組樣品分別進行保水性測試，4組不同產品的構成如表4所示。結果如圖1所示，糜子酸奶的穩定性要優于1組，2組樣品的穩定性，但略差于3組樣品的穩定性。說明產品穩定性相對較好，可能由于糜子與穩定劑相互作用，使其穩定性較只加穩定劑的酸奶差一些。

2.8.2 模擬運輸對糜子酸奶品質的影響

模擬運輸結果見圖2。

圖2 模擬運輸結果

將4組樣品分別進行模擬運輸試驗，4組不同產品的構成如表4所示，保水性測試結果如圖1所示。

在模擬運輸過程中，糜子酸奶有較好的穩定性。酸奶在運輸過程中總會不可避免地受到劇烈晃動，從而會對其品質產生不同程度的影響。通過模擬運輸條件表明糜子酸奶有較好的穩定性。

2.8.3 貯藏對糜子酸奶品質的影響

貯藏影響的結果見圖3。

圖3 貯藏影響的結果

將4組樣品在貯藏后的1，5，10 d分別進行保水性測試，4組不同產品的構成如表4所示，結果如圖3。在4℃條件下隨著貯藏時間的延長，4組樣品的乳清析出率均減小，第3組和第4組糜子酸奶乳清析出率與第1組和第2組相比，比例有所降低。說明了貯藏溫度對糜子酸奶的品質會產生影響。有研究表明，隨著貯藏溫度的不斷升高，糜子酸奶的品質會不斷降低，且最佳貯藏溫度為4℃[19]。原因可能是冷藏使水分子和酪蛋白結合的更堅固，使蛋白質的凝膠結構更加穩定[9]。

3 結論

試驗首先通過單因素試驗（糜子添加量、白砂糖添加量、發酵時間、發酵溫度）確定了每個因素的適宜配比，在這個基礎上，進行穩定劑復配試驗，得出穩定劑復配最佳配方為果膠添加量0.13%，瓊脂添加量0.1%，酪蛋白酸鈉添加量0.8%；之后進行正交試驗得到最佳酸奶工藝配方為糜子添加量11%，白砂糖添加量6%，發酵時間6.5 h，發酵溫度44℃；獲得產品之后進行理化性質和微生物指標檢測，均符合國家標準?；诿幼铀崮虒嶋H生產流通過程中可能存在的穩定性問題，進行穩定性分析，測定結果表明該產品具有良好的穩定性。

[1]王海崗，陳凌，王君杰，等.20份山西糜子種質資源抗旱性綜合評價 [J].中國農學通報，2014（36）：115-119.

[2]Ahmed Salah Moussa Saleh.糜子蛋白水解物及酚類提取物的ACE抑制活性研究 [D].北京：中國農業大學，2014.

[3]盧健鳴，楊春，巫東堂，等.幾種雜糧的營養及其保健食品的開發 [J].食品工業科技，2001，22（5）：86-87.

[4]柴巖，萬富世.中國小雜糧產業發展報告 [M].北京：中國農業科學技術出版社，2007：23-30．

[5]楊武德，石建國，魏亦文.現代雜糧生產 [M].北京：中國農業科學技術出版社，2001：50－82．

[6]陳小梅.小麥胚酸奶工藝優化及營養學評價 [D].鄭州：鄭州大學，2010.

[7]閆麗麗，陳忠軍.糜米活性乳酸菌發酵飲料加工工藝的研究 [J].農產品加工（學刊），2011（4）：54-56.

[8]孫智遠，張旭暉，孫健.酸奶熱處理技術及其對產品特性的影響 [J].中國奶牛，2006（12）：40－42.

[9]徐光鵬.菊芋酸奶工藝優化及營養學評價 [D].鄭州：鄭州大學，2011.

[10]廖芬，劉國明，鄭鳳錦，等.不同穩定劑對香蕉凝固型酸奶品質的影響 [J].南方農業學報，2015（1）：123-127.

[11]趙曉麗，李潔慧，宮春波，等.穩定劑添加對發酵型酸奶發酵效果的影響 [J].中國食品添加劑，2011（1）：182-186.

[12]葉玉娥.大豆酸奶、葡萄多酚酸奶的制備及抗氧化活性的研究 [D].合肥：合肥工業大學，2012.

[13]黃曉鈺，劉鄰渭.食品化學與分析綜合實驗 [M].北京：中國農業大學出版社，2009：125-130.

[14]亢曉霞.甜玉米酸奶的工藝及風味的研究 [D].武漢：華中農業大學，2009.

[15]史永翠，劉暢，許曉丹，等.羊奶及其制品穩定性的研究進展 [J].乳業科學與技術，2013（3）：16－19.

[16]王婷，張國權.苦蕎花生復合發酵酸奶加工工藝研究 [J].食品工業，2013（9）：17－21.

[17]D.Charalamp-opulos，R Wang，S.S.Pandiella.Application of cereals and cereal components in functional foods[J].International Journal of Food Microbiology，2002 （1）：131－141.

[18]王欽德，楊堅.食品試驗設計與統計分析 [M].北京：中國農業大學出版社，2007：106－110.

[19]高曉平，黃現青，孫靈霞，等.凝固型酸奶在不同貯藏條件下的品質變化研究 [J].現代食品科技，2011（5）：517－519.

[20]郭紅珍，陳苗苗.小米酸奶加工工藝的研究 [J].中國糧油學報，2007，22（2）：177-180.

[21]Isabelle Sodini，Florent Remeu，Samia Haddad.The relative effect of milk base，starter and preeess on yoghurt texture[J].Critieal Reviews in Food Science and Nutrition，2004，44 （4）：8－19.

[22]M.Holasovaa，V.Fiedlerovaa，H.Smrcinovaa.Buckwheat the source of antioxidant activity in functional foods[J].Food Research International，2002，35 （2）：207－211.◇