白永亮，陈庆发，杜 冰，黄守耀，鲁旺旺，杨公明*

(华南农业大学食品学院，广东 广州 510642)

香蕉抗性淀粉保健酸奶的研制

白永亮，陈庆发，杜 冰，黄守耀，鲁旺旺，杨公明*

(华南农业大学食品学院，广东 广州 510642)

研究以香蕉抗性淀粉为功能因子的搅拌型保健酸奶的加工工艺。考察香蕉粉添加量对产品品质的影响，以及贮藏过程中酸奶品质的变化。结果表明：香蕉粉最佳添加量3%；香蕉香精最佳加入量0.05‰；优化所得的酸奶发酵工艺参数组合为发酵温度40℃、接种量4%、发酵时间4.0h；在4℃条件下可以贮藏7d。所研制的香蕉抗性淀粉保健酸奶，营养价值丰富、抗性淀粉保留率高，为开发优良物性和高膳食纤维的保健型酸奶提供理论依据。

香蕉；抗性淀粉；酸奶；品质

香蕉是热带和亚热带“四大果品”(荔枝、菠萝、椰子、香蕉)之一，也是世界上最为广泛栽培的热带水果。我国香蕉资源十分丰富，但是由于市场规模和加工方法有限，每年都有大量香蕉发生褐变腐烂，造成较大经济损失[1]。香蕉粉在国内属于新产品，能较好地保持香蕉原有的碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素及矿物质等营养成分，味道香甜、食用方便、营养价值高，一直有“植物奶粉”的美称[2]。香蕉粉主要成分中淀粉约占总质量78%，其中天然抗性淀粉含量高达60%以上(以干质量计，下同)，其次为水分和膳食纤维，分别占总量的10%和9%，其他成分约占3%左右，可作为一种功能性保健食品的原辅料。

抗性淀粉不能在小肠消化吸收，可进入大肠被生理性细菌发酵，产生多种短链脂肪酸和气体，降低大肠中pH值，减少结肠癌发病率，抑制致病菌生长、繁殖。抗性淀粉还能促进肠道有益菌群生长，繁殖，是一种双岐杆菌增殖因子，可增加粪便容量，对防便秘、盲肠炎和痔疮有重要作用。据最新研究显示，抗性淀粉还具有降血糖、降血脂、降胆固醇、改善糖尿病症状、减少人体热量摄取和控制体重等功能[3]。抗性淀粉既是膳食纤维又是双歧杆菌增殖因子，同时又可作为食品增稠剂和稳定剂使用。科学利用抗性淀粉可以研制具有多种保健功能和优良物性的酸奶产品。

酸奶因其营养价值高、风味独特受到普遍的欢迎。酸奶的品种已由原味淡酸奶向调味酸奶、果粒酸奶、功能性酸奶转化。品种多样化、口味多样化、功能多样化是当今酸奶的一种发展趋势。以往利用香蕉资源研制酸奶，只局限于鲜食香蕉果肉的利用[4-7]，旨在丰富酸奶的品种与风味，但成本较高，不适合产业化生产。为适应人们的需求，本实验结合香蕉抗性淀粉和牛奶的双重有益作用，研制集营养与保健功能为一体的酸奶新品种，同时为香蕉资源的开发利用提供思路。

1 材料与方法

1.1 材料

鲜牛奶、酸奶 华南农业大学牛奶厂；香蕉粉 自制；香蕉香精 广州市河山香精香料有限公司；发酵剂 科汉森公司。

1.2 仪器与设备

752N紫外-可见光分光光度计 上海精密科学仪器有限公司；TDL-5-A离心机 上海安亭科学仪器厂；BS110S型精密电子天平 北京赛多利斯天平有限公司；HR2860型打浆机 飞利浦有限公司；DGG-9070B型电热恒温鼓风干燥箱 上海森信实验仪器有限公司；pH S-25酸度计 上海雷磁仪器厂；NDJ-8S数显黏度计 上海精科天平仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

青香蕉→护色、打浆→离心、干燥→香蕉粉→微波灭菌→备用。

鲜奶→均质→杀菌→冷却→加入发酵剂→恒温发酵→物料混合→搅拌冷却→灌装→贮存。1.3.2 评定方法

感官评定[8]：感官评定由10人组成的专业品评人员进行，从色泽、香味、滋味、组织状态4个方面对酸奶进行评价，总分在80分以上的为一级，感官品质优秀；80～62分之间的为二级，感官品质能够接受，低于62分的为三级，感官品质难以接受。

1.3.3 测定方法

酸奶酸度[9]：用浓度为0.1mol/L NaOH标准溶液直接滴定。酸奶p H值：p H计直接测定。酸奶黏度：采用旋转型黏度计，选用2号转子，转速为6r/min，在室温下测试。乳清析出率：用吸管吸取酸奶表面的乳清，计算乳清与酸奶的质量比。抗性淀粉含量测定：AOAC法[10]。

1.3.4 香蕉粉添加量对酸奶品质的影响

本研究在常规酸奶生产工艺条件下，探讨香蕉粉用量对酸奶品质的影响。香蕉粉的用量分别为0%、1%、2%、3%、4%、5%。

酸奶的生产工艺：白砂糖添加量7%、发酵剂添加量3%；杀菌条件[8]为95℃，5min；发酵培养条件为38～42℃，培养3.5～4.5h；后熟条件为4～6℃、12h。

1.3.5 发酵条件优化

在确定抗性淀粉添加量的基础上，通过单因素试验考察发酵剂添加量、发酵温度和发酵时间对酸奶品质的影响，然后按正交表L9(33)进行正交优化试验，根据酸奶的感官评定，确定最佳发酵条件。

1.3.6 香蕉香精添加量对酸奶品质的影响

在确定香蕉粉添加量和最佳发酵工艺的的基础上，分别加入0.01‰、0.05‰、0.1‰、0.2‰的香蕉香精，探讨不同添加量对酸奶品质的影响。

1.3.7 贮藏过程中酸奶品质变化

在贮藏期间，常规冷链的温度为4～6℃，在此温度下研究酸奶品质和抗性淀粉保留率随贮藏时间的延长变化。

2 结果与分析

2.1 香蕉粉成分分析

按照国标方法测定香蕉粉中水分、淀粉和膳食纤维等含量，如表1所示。

由表1可知，香蕉粉的主要成分为淀粉。其次为膳食纤维、总糖和水分，分别占总含量的12.3%、9.87%和8.62%，其他成分约占5%左右。因此，以香蕉为原料制得的香蕉粉主要成分为淀粉、糖和纤维素，经测定其中天然抗性淀粉含量高达62%以上，可作为一种功能性保健食品的原辅料。

表1 香蕉粉成分分析Table 1 Composition analysis of banana powder

表2 感官评定标准Table 2 Standards for sensory evaluation of yoghurt

2.2 香蕉粉用量对酸奶感官品质的影响

在后熟4h后进行感官评定。因感官评定的主观性，对相近用量的感官品质无法做精细的区分，因此对香蕉粉的用量按3个区间进行品质鉴定(表2)。

感官评定结果见表3。酸奶发酵终止后呈现乳白色，加入香蕉粉搅拌后呈现乳黄色，并随着添加量的增加颜色不断加深，并明显改善了乳清析出现象；当添加量小于3%时，酸甜适度，色泽均匀，黏稠度可接受；由于香蕉含有一定的单宁而具有涩味[11]，当添加量达到4%时的，明显出现干涩问题，而且口感粗糙，酸奶黏稠度不可接受。由感官评分可以看出，当添加量在1%～3%时，感官综合评分均在80分以上。考虑到香蕉抗性淀粉作为功能因子，在可接受的范围内，尽可能增加香蕉粉添加量，添加3%的香蕉粉即可满足感官需求，又可发挥抗性淀粉独特的生理功能。

2.3 香蕉粉添加量对酸奶酸度和pH值的影响

图1 香蕉粉添加量对酸奶酸度(a)和pH值(b)的影响Fig.1 Effect of banana powder amount on acidity and pH of yogurt

终止发酵后，加入香蕉粉搅拌，分装冷却4h后，进行测定，每个样品重复3次。酸度分布于90～110°T之间的酸奶风味最好[12]。由图1可见，香蕉粉在1%～4%之间都在90～110°T之间，酸度适宜，而且具备较好的组织状态。随着香蕉粉添加量的增加，酸度逐渐下降，pH值逐渐上升。可能由于香蕉粉中的部分淀粉或其他物质由于发生酸解，消耗了部分乳酸，导致酸度的下降[13]。

2.4 香蕉粉添加量对酸奶黏度的影响

图2 香蕉粉添加量对酸奶黏度的影响Fig.2 Effect of banana powder amount on viscosity of yogurt

当酸奶添加香蕉粉搅拌后，后熟4h后测定样品黏稠度。由图2可知，香蕉粉添加量1%的酸奶和空白组相差不多，且随着添加量的增加，酸奶的黏度逐渐减小。这一现象与添加变性淀粉的酸奶结果相反[14-16]，可能是由于工序不同。本研究通过预实验证明，在发酵前加入会明显影响抗性淀粉的保留率，所以本研究选择在发酵后加入香蕉粉。黏度下降可能由于加入香蕉粉破坏了酸奶的凝结性，使得酸奶在搅拌过程中的抗剪切能力降低。

2.5 香蕉香精添加量对酸奶品质的影响

表4 香蕉香精添加量对酸奶品质的影响Table 4 Effect of banana essence amount on quality of yogurt

香蕉香精有一定的干涩味，为增加酸奶适口性，在酸奶中添加一定量的香蕉香精，研究其对酸奶风味影响。由表4可知，当香蕉香精加入量为0.05‰时，既能体现香蕉清香味，又能和发酵乳特殊的香味混合在一起，风味协调，口感较好。

表3 香蕉粉用量对酸奶感官品质的影响Table 3 Effect of banana powder amount on sensory evaluation of yogurt

2.6 发酵条件优化

2.6.1 发酵剂添加量对酸奶品质的影响

在酸奶生产过程中，发酵剂添加量的不同，对酸奶的风味有很大的影响。发酵剂添加过多则酸化太快，发酸不稳定，形成酸奶的质地粗糙；添加过少则成酸速度慢，蛋白变性慢，从而有多量乳清析出。本实验在确定香蕉粉添加量为3%的基础上，选择不同的发酵剂添加量，观察酸奶品质的差别。由表5可知，发酵剂的最佳添加量确定为4%。

表5 发酵剂添加量对酸奶品质的影响Table 5 Effect of inoculation amount on quality of yogurt

2.6.2 发酵时间对酸奶品质的影响

发酵时间的不同对酸奶状态、酸度、风味等影响较大。在其他条件相同的情况下，发酵时间越长，酸奶的酸度越大，但酸奶状态与风味不一定最好。尤其在加入香蕉粉后，能够保持良好的组织状态和风味是最重要的。由表6可知，从产品的组织状态来看，发酵最佳时间确定4h。

表6 发酵时间对酸奶品质的影响Table 6 Effect of fermentation time on quality of yogurt

2.6.3 发酵温度对酸奶品质的影响

表7 发酵温度对酸奶品质的影响Table 7 Effect of fermentation temperature on quality of yogurt

适宜的发酵温度对发酵具有决定性的影响，由表7可知，产品在40℃时产品的组织状况及口感较好，因此发酵最佳温度确定为40℃。

2.6.4 香蕉抗性淀粉保健酸奶发酵工艺正交试验

在单因素试验的基础上，确定正交试验因素水平见表8，通过正交试验优化香蕉抗性淀粉保健酸奶发酵工艺条件。

表8 香蕉抗性淀粉保健酸奶发酵工艺正交试验因素与水平Table 8 Factors and levels used in the orthogonal array design for optimization of fermentation conditions

按正交表L9(33)进行正交优化试验，根据酸奶的凝固状态、外观、色泽和口感等方面进行评分，确定香蕉抗性淀粉酸奶最佳发酵条件，结果见表9。

表9 香蕉抗性淀粉保健酸奶发酵工艺正交试验设计及结果Table 9 Orthogonal array design scheme and corresponding experimental results

表10 方差分析Table 10 Variance analysis for the experimental results of orthogonal array design

由表9、10可知，A2C2B2为最佳组合，各因素对酸奶的影响主次顺序为接种量＞发酵温度＞发酵时间。温度对发酵有较大影响，在一定条件下，乳酸菌生长繁殖随温度升高而加快；但温度过高，乳酸代谢旺盛，酸度积累过多造成产品品质下降。进行验证实验，并与正交表中的最优A2C3B1做对比验证实验，重复3次。结果表明，综合评分为92分。因此确定香蕉抗性淀粉保健酸奶的最佳发酵工艺条件为发酵温度40℃、接种量4%、发酵时间4.0h。

2.7 贮藏时间对酸奶感官品质的影响

由表11可知：香蕉粉用量在3%时，感官评价良好，随着贮存时间的延长感官评分逐渐下降；当贮藏时间在7d以内，感官品质相对稳定；9d以后，则出现明显的组织稠厚松散，乳清大量析出，口感粗糙的不良表现。

表11 贮藏时间对酸奶感官品质的影响Table 11 Effect of storage time on sensory evaluation of yogurt

2.8 贮存时间对酸奶酸度和pH值的影响

图3 贮藏时间对不同香蕉粉添加量配制酸奶酸度(a)和pH值(b)的影响Fig.3 Effect of storage time on acidity and pH of yogurt

由图3可以看出，随着贮藏时间的延长，酸度逐渐增加，pH值逐渐降低，而且香蕉粉添加量越多，酸度增加的越快。这是由于随着贮存时间的延长，后酸化现象增加，且起始酸度越高，后酸化程度越明显；另外，可能由于香蕉抗性淀粉可被乳酸菌所利用，产生短链脂肪酸等酸类物质，使pH值减小[3]；而且香蕉粉添加量越大，其结合水的量增大，导致乳酸菌可利用水分活度的减少，而水分活度通过改变酶促反应参数和诱导底物结构发生改变来影响酶的活性，进而影响发酵菌的生长和产酸能力[14]。贮藏期7d内，添加量为0%～3%的酸奶酸度一直稳定在120°T以下，此时酸奶酸甜适口，感官品质较好。贮藏期超过9d后，酸奶酸度过高，感官品质明显下降，且开始有淀粉发酵的味道出现。

2.9 贮存时间对酸奶黏度的影响

图4 贮藏时间对不同香蕉粉添加量配制酸奶黏度的影响Fig.4 Effect of storage time on viscosity of yogurt

从图4可以看出，随着时间的延长，黏度下降，而且香蕉粉添加量越多，黏度下降的越快。这可能由于酸奶中的部分淀粉在贮存过程中发生了发酵改性，增强了凝胶性能同时，颗粒更加均匀，使淀粉稳定的分散在酸奶体系中。研究发现，经乳酸菌发酵后香蕉淀粉颗粒变得更加圆滑，且颗粒表明出现大量裂痕[17-19]。另外可能由于抗性淀粉有助于乳酸菌继续发酵产酸，pH值进一步降低，逐渐接近酪蛋白的等电点，酪蛋白持续变性，随着贮存时间的延长，黏度在逐渐减小[14]。

2.10 贮存时间对酸奶乳清析出率的影响

图5 贮藏时间对不同香蕉粉添加量配制酸奶乳清析出率的影响Fig.5 Effect of storage time on exhalation rate of whey

由图5可知：随着贮存时间的延长，乳清析出率显著增加。且随着香蕉粉添加量的增加，乳清析出明显增多。贮藏期在7d内，乳清析出率均在可接受范围内。贮藏期超过9d后，乳清析出过多，感官品质明显下降，且开始有淀粉发酵的味道出现。

2.11 贮存时间对抗性淀粉保留率的影响

酸奶加入香蕉粉后，在贮藏过程中，由于酸化改性、分解和被乳酸菌利用等因素，抗性淀粉含量会不断减少。由图6可以看出，随着贮藏时间的延长，抗性淀粉的保留率逐渐减少，而且香蕉粉添加量越少，抗性淀粉保留率相对降低得越快。贮藏期结束后，抗性淀粉保留率均能保持在70%以上。

图6 贮藏时间对不同香蕉粉添加量配制酸奶中抗性淀粉保留率的影响Fig.6 Effect of storage time on retention rate of resistant starch

3 结 论

利用香蕉粉和牛乳为主要原料，配以白砂糖，经发酵制得的一种口味清爽、口感细腻、滑润，酸甜适口的搅拌型香蕉抗性淀粉保健酸奶。在不影响酸奶感官和物性的前提下，考虑其优良的保健作用，香蕉粉最佳添加量3%，香蕉香精最佳加入量0.05‰。优化所得的酸奶发酵工艺参数组合为发酵温度4 0℃、接种量4%、发酵时间4.0h。同时，该工艺为其他具有相似物理特性的功能性成分添加于酸奶的研制提供参考。

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Preparation of Health Yogurt with Banana Resistant Starch

BAI Yong-liang，CHEN Qing-fa，DU Bing，HUANG Shou-yao，LU Wang-wang，YANG Gong-ming*
(College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

In this study, the preparation process parameters of health yogurt with banana resistant starch as a functional ingredient were explored. The effects of banana powder addition and storage time on yogurt quality were studied. The results showed that the optimal levels of banana powder and banana essence were 3% and 0.05‰, respectively. The optimal fermentation conditions were fermentation for 4.0 h at 40 ℃ and an inoculum amount of 4%. The prepared yoghurt showed a shelf life of 7 d at 4 ℃, had a high nutritional value, and retained a high level of resistant starch. These investigations provide a theoretical basis for further studies on healthy yogurt with good properties and dietary fiber.

banana；resistant starch；yogurt；quality

TS252.54

B

1002-6630(2012)16-0318-06

2011-06-08

粤港关键领域重点突破项目(2008A024200004)；广东省农业公关计划项目(2009B020201011)

白永亮(1986—)，男，硕士研究生，研究方向为食品加工与贮藏。E-mail：baiyongliang2006@126.com

*通信作者：杨公明(1950—)，男，教授，博士，研究方向为食品加工新技术。E-mail：ygm@scau.edu.cn