蕨麻牦牛酸奶的工藝優化研究

王 紅，張建華，魏廷俊，肖利成，張雁平，，郭衛興，李文浩，

（1. 青海大學，青海 西寧 810016；2. 玉樹市農牧業技術服務站，青海 玉樹 815000；3. 玉樹市畜牧獸醫工作站，青海 玉樹 815000）

蕨麻又稱人參果，系高原薔薇科野生植物，具有健胃益脾、滋補氣血、止咳利痰的功效，且蕨麻含有維生素及鎂、鋅、鉀、鈣等元素，頗具藥用價值[1]。蕨麻含有豐富的碳水化合物、淀粉、蛋白質、無機鹽和維生素，其作為“藥食同源”的食物，長期食用有營養保健的功效[2-4]。在青藏高原牧區，當地居民習慣將蕨麻煮制后搭配青稞麥仁和酸奶食用。牦牛是青藏高原特有畜種，因其純凈的生長環境，保障了牦牛奶天然、綠色的高品質[5]。但因牦牛乳產量低加之部分人群乳糖不耐受，長期以來，牦牛乳產品的開發利用不能很好地增加牦牛養殖附加值，更不能充分發揮牦牛乳的營養價值[6]。發酵牦牛酸奶風味佳，營養價值高，還具有一定保健功能，深受消費者喜愛[7]。鑒于蕨麻和牦牛乳的營養價值和市場需求，蕨麻風味牦牛酸奶的開發是打破二者產品單一現狀的有效方式之一[8-10]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

試驗中所用牦牛乳，購自玉樹市藏霸喇種畜場；蕨麻，購自玉樹市結古鎮市；酸奶發酵菌（保加利亞乳桿菌ND02、嗜鏈球菌ND03、干酪乳桿菌ZHANG、乳雙歧桿菌V9、植物乳桿菌P-8），善恩康生物科技（蘇州） 有限公司提供；白砂糖、食品級小蘇打，市售；檸檬酸，河南萬邦化工科技有限公司提供；氫氧化鈉，AR，天津市大茂化學試劑廠提供；石油醚，AR，西隴科學股份有限公司提供。

試驗中所用儀器：WFF-16B 型恒溫發酵箱，上海喆研機械制造有限公司產品；ESJ110-48 型電子天平，上海上平儀器有限公司產品；BTE-SPWDJ 型食品溫度計，邦特公司產品；SRH 型高壓均質機，上海申鹿均質機有限公司產品；PHS-3C 型PH 計，上海佑科儀器儀表有限公司產品；0-90Brix 型手持折光儀，上海力辰邦西儀器科技有限公司產品；NDJ-8s 型數字黏度計，上海越平科學儀器有限公司產品；Multiskan SkyHigh 型微量核酸蛋白測定儀，賽默飛世爾科技有限公司產品；GS55-9 型真空冷凍干燥機，基因有限公司產品；H/T16MM 型臺式高速離心機，湖南赫西儀器裝備有限公司產品；SOX406 型脂肪測定儀，山東海能科學儀器有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

（1） 蕨麻處理。挑選出個頭均勻、顆粒完整的蕨麻干果，剔除品質差的蕨麻，用清水進行清洗后，于水中浸泡12 h 以上，用自制蛻皮液進行蛻皮。在0.20%的檸檬酸溶液中進行護色處理，再向其中加入20%糖液后進行蒸煮，蒸煮結束倒去多余水分[11]。

（2） 原料奶處理。將牦牛奶升溫至85～90 ℃后加入白砂糖，均質。將預熱后的牦牛奶于25 MPa 均質壓力下均質15 min[12]。

（3） 殺菌。采用煮沸殺菌法將牛奶煮沸5 min，將殺菌完畢的原料奶迅速冷卻至42 ℃左右[13]。

（4） 發酵。將加入發酵菌的原料奶倒入發酵容器中，再置于42 ℃的恒溫發酵箱中進行主發酵[14]。

（5） 攪拌分裝。將發酵結束的牦牛酸奶降溫至10 ℃左右，加入處理好的蕨麻顆粒攪拌均勻后進行分裝[11]。

（6） 發酵后熟。分裝后的發酵乳置于4℃的冷鮮柜中進行發酵后熟，后熟時間為24 h[15]。

1.2.3 單因素試驗

（1） 白砂糖添加量的確定。白砂糖添加量分別為4.00%，5.00%，6.00%，7.00%，8.00%。不變因素為發酵劑添加量0.15%，蕨麻添加量為7.00%，發酵時間為7 h。每次試驗重復3 次，進行感官評定，初步確定白砂糖的添加量。

（2） 發酵劑添加量的確定。發酵劑添加量分別為0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%。不變因素為白砂糖添加量6.00%，蕨麻添加量為7.00%，發酵時間為7 h。每次試驗重復3 次，進行感官評定，初步確定發酵劑的添加量。

（3） 蕨麻添加量的確定。蕨麻添加量分別為4.00%，5.00%，6.00%，7.00%，8.00%。不變因素為白砂糖添加量為6.00%，發酵劑添加量0.15%，發酵時間為7 h。每次試驗重復3 次，進行感官評定，初步確定蕨麻的添加量。

（4） 發酵時間的確定。發酵時間分別為3，4，5，6，7 h。不變因素為白砂糖添加量6.00%，發酵劑接種量0.15%，蕨麻添加量為7.00%。每次試驗重復3 次，進行感官評定，初步確定發酵的時間。

1.2.4 正交試驗

以單因素試驗確定的白砂糖添加量、發酵劑添加量、蕨麻添加量、發酵時間4 個因素的基礎上，采用L9（34）正交試驗設計，優化制作工藝。

1.2.5 驗證試驗

對正交試驗得出的最佳配方進行驗證試驗，做3 組平行試驗，結果取平均值。

1.2.6 感官評價

選10 名專業人員組成評分小組，對酸奶的風味、滋味口感、色澤及組織狀態等進行感官評定。

感官評分標準見表1。

表1 感官評分標準

1.2.7 理化指標測定

（1） 酸乳持水性的測定。發酵后熟24 h 后稱取樣品5.00～6.00 g，于10 ℃條件下，以轉速5 000 r/min離心15 min，傾出上清液后進行稱重，試驗進行3 次，平均值[16]。

（2） pH 值測定。發酵后熟24 h 后使用pH 計測定[17]。測定3 次，取平均值。

（3） 酸度測定。NaOH 溶液的標定：準確稱取0.40～0.50 g 的基準試劑鄰苯二甲酸氫鉀3 份于錐形瓶中。加入30 mL 蒸餾水溶解，滴加0.05 mL 酚酞指示劑，用0.10 mol/L NaOH 標準溶液分別滴定至微紅色，30 s 內不褪色。記錄每次消耗的NaOH 溶液的體積數，計算。測定3 次，取平均值。

式中：C1——氫氧化鈉標準溶液的濃度，mol/L；

m2——基準試劑鄰苯二甲酸氫鉀的質量，g；

V1——滴定時消耗氫氧化鈉標準溶液體積，mL；

204.22——鄰苯二甲酸氫鉀相對分子質量。

酸度的測定：稱取發酵后熟24 h 的酸奶樣品10.00 g 左右于錐形瓶中，加20 mL 蒸餾水混勻，再加入2.00 mL 酚酞指示劑，用0.10 mol/L NaOH 標準溶液滴定至微紅色，30 s 內不褪色。記錄每次消耗的NaOH 溶液的體積數，測定3 次，取平均值[18]。

式中：X2——試樣的酸度，°T；

C1——氫氧化鈉標準溶液的濃度，mol/L；

V2——滴定時消耗氫氧化鈉標準溶液體積，mL；

m3——樣品的質量，g；

0.1——酸度理論定義氫氧化鈉的濃度，mol/L。

（4） 可溶性固形物測定。稱取樣品5.00～6.00 g，于10 ℃條件下，以轉速5 000 r/min 離心15 min，用玻璃棒蘸取上清液于手持折光儀，讀取數據，供試品測定3 次，取平均值[19]。

（5） 黏度測定。將發酵后熟24 h 后貯藏于4 ℃冷藏柜中的樣品置于500 mL 燒杯中，采用NDJ-8s數字黏度計4 號轉子于轉速30 r/min 下測定酸乳黏度，分別讀取55，57，59 s 下數值，進行3 次試驗，結果取平均值[20]。

（6） 蛋白質含量測定。采用考馬斯亮藍法測定酸乳中的蛋白質含量?？捡R斯亮藍G-250 在稀酸溶液中與蛋白質結合后變為藍色，其藍色蛋白質染料復合物于波長595 nm 處的吸光度與蛋白質含量呈正比，由此計算樣品中蛋白質含量[21]。

（7） 脂肪含量測定。采用索氏提取法測定酸奶中的脂肪含量。將酸乳進行真空干燥處理后研磨成粉末用于脂肪含量的測定，收集瓶經過恒質量處理后進行精密稱量。稱取2.00～2.50 g 凍干酸乳粉移入濾紙包中，再將濾紙包移入收集瓶中，向其中加入石油醚沒過濾紙包，之后連接到脂肪提取儀，抽提6 h。抽提結束，取下已回收石油醚的收集瓶于干燥箱中100±5 ℃條件下干燥1 h，放干燥器中冷卻0.5 h 后稱量，直至恒質量（恒質量至2.00 mg）[22]。

式中：X——樣品中脂肪含量，%；

m1——收集瓶的質量，g；

m2——樣品的質量，g；

m3——收集瓶和脂肪的質量，g。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 白砂糖添加量的確定

白砂糖添加量對酸奶品質的影響見圖1。

圖1 白砂糖添加量對酸奶品質的影響

由圖1 可知，隨著白砂糖添加量的增加，酸奶的感官評分呈先增長后降低趨勢。當白砂糖添加量較低時牦牛酸奶的甜味特征不足，口味偏酸。白砂糖添加量較高時牦牛酸奶口感偏甜。在白砂糖添加量為6.00%時，酸奶酸甜適宜，口感清爽。因此，最佳白砂糖添加量為6.00%。

2.1.2 發酵劑添加量的確定發酵劑添加量對酸奶品質的影響見圖2。

圖2 發酵劑添加量對酸奶品質的影響

由圖2 可知，隨著發酵劑添加量的增加，酸奶的感官評分呈先增長后降低趨勢。當發酵劑添加量較低時，牦牛酸奶凝固不完全且酸奶特有的風味不突出。發酵劑添加量較高時，牦牛酸奶產酸過多而產生尖銳性酸味口感，并且呈現豆腐花狀松散態，口感粗糙。在發酵劑添加量為0.20%時，酸奶凝乳均勻、口感細膩。因此，最佳發酵劑添加量為0.20%。

2.1.3 蕨麻添加量的確定

蕨麻添加量對酸奶品質的影響見圖3。

由圖3 可知，隨著蕨麻添加量的增加，酸奶的感官評分呈先增長后降低趨勢。當蕨麻添加量較低時蕨麻顆粒過少，蕨麻風味不明顯。蕨麻添加過量，牦牛酸奶因蕨麻帶入的甜味導致口感稍甜膩，并且過分掩蓋酸奶的風味。在蕨麻添加量為7.00%時，酸奶兼具蕨麻和酸乳各自的風味。因此，最佳蕨麻添加量為7.00%。

圖3 蕨麻添加量對酸奶品質的影響

2.1.4 發酵時間的確定

發酵時間對酸奶品質的影響見圖4。

圖4 發酵時間對酸奶品質的影響

由圖4 可知，隨著發酵時間的增長，酸奶的感官評分呈先增長后降低趨勢。當發酵時間過短時，牦牛酸奶不凝固且無酸奶特有酸味。發酵時間過長，則會發酵過度，酸味太重，產生乳清分離。在發酵時間為6.00 h 時，酸奶凝固性良好，風味醇厚。因此，最佳發酵時間為6.00 h。

2.2 正交試驗

根據單因素試驗結果，因為白砂糖添加量、發酵劑添加量、蕨麻添加量和發酵時間是影響產品風味和組織狀態的主要因素，所以選白砂糖添加量（A）、發酵劑添加量（B）、蕨麻添加量（C） 和發酵時間（D） 為因素，以感官評分作指標，進行L9（34）正交試驗。

正交試驗因素與水平設計見表2，正交試驗結果分析見表3。

表2 正交試驗因素與水平設計

由表3 可知，蕨麻牦牛酸奶的感官評分順序是D＞C＞B＞A，即發酵時間＞蕨麻添加量＞發酵劑添加量＞白砂糖添加量，表明影響蕨麻牦牛酸奶感官評分的最主要因素是發酵時間。通過K值得出，蕨麻牦牛酸奶的最優組合為A1B1C2D2，即白砂糖添加量為5.00%，發酵劑添加量0.15%，蕨麻添加量7.00%，發酵時間6 h。

表3 正交試驗結果分析

2.3 驗證試驗

由正交試驗得出的最佳水平（白砂糖添加量為5.00%，發酵劑添加量0.15%，蕨麻添加量7.00%，發酵時間6 h） 做驗證試驗，所得的蕨麻牦牛酸奶綜合感官評分為85.25 分，此結果相較于正交試驗得出的9 組結果較好。由此可作為最優工藝參數。

2.4 產品理化指標測定

理化指標評定結果見表4。

表4 理化指標評定結果

3 討論

牦牛奶和蕨麻營養健康，該工藝條件下制得的酸奶不添加任何防腐劑，符合當前消費者對于食品的健康安全及原汁原味的需求。李升升等人[15]研究發現，牦牛酸奶在持水性、黏度、酸度及感官品質方面均呈現較好水平，與該研究中所得結果一致。該試驗中制得的蕨麻牦牛酸奶蛋白質含量和黏度值較高，與冶成君[23]的研究中提到的牦牛酸乳中含有較高的蛋白含量，使得牦牛酸奶的黏度較高的結論相符合，酸奶黏度在一定范圍內越大，其口感更加綿密順滑，增加了產品的適口性。

不同種類酸奶的蛋白質和脂肪含量對比見表5。

由表5 可知，該研究制得的牦牛酸奶的蛋白質含量和脂肪含量均比同類型酸奶中的含量高，由此能為消費者提供更多的營養物質。

表5 不同種類酸奶的蛋白質和脂肪含量對比/%

此外，畢陽等人[26]采用從西藏、川西高原牦牛乳中分離出來的優良乳酸菌（LP1、LP2） 制得的青稞牦牛酸奶也為蕨麻牦牛酸奶發酵劑的選擇提供了新的思路。但是，目前對于牦牛酸奶特殊的膻味的改善仍需進一步研究，以期將蕨麻牦牛酸奶引入內地市場，被內地消費者所接受[27]。同時，通過研究蕨麻與牦牛奶的搭配可考慮將蕨麻果進行凍干處理，獨立包裝后附于產品包裝外側，最大化保留蕨麻營養且增加食趣性[28]。在營養成分的比對中，經過測定，所得牦牛酸奶所含的可溶性固形物、蛋白質和脂肪含量均高于國家標準。在經濟效益的核算中，鑒于牦牛產奶量較低、成本高，且牧民居住分散，大批量牦牛奶的收集和儲運較為困難，蕨麻風味牦牛酸奶的成本較高，但相比同類型牦牛乳產品，研究過程中配制的蕨麻蛻皮液成本低，操作簡易方便，且蛻皮效果良好，能夠為蕨麻牦牛酸奶工業化生產提供技術支持，進一步證明了工藝的可靠性，并建議蕨麻風味牦牛酸奶優生優產，開發牦牛酸奶高端系列產品。

4 結論

主要探究了蕨麻風味牦牛酸奶的最優配方及制作工藝。經單因素試驗和正交試驗，確定了最佳工藝配方為白砂糖添加量為5.00%，發酵劑添加量0.15%，蕨麻添加量7.00%，發酵時間6 h。將發酵后熟24 h 的酸奶進行理化指標測定，測得酸奶的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%，蛋白質含量4.80%，脂肪含量6.55%，均符合國家標準。此條件下制得的酸奶口感細膩、酸甜適宜，食之有蕨麻的綿甜和酸奶的清爽。