王 然

（1.长春职业技术学院 食品与生物技术分院，吉林 长春 130033；2.吉林大学 生物与农业工程学院，吉林 长春 130022）

我国马铃薯产量位居世界首位，马铃薯因其营养丰富[1]、易于调味、熟制后口感绵软，所以广受消费者欢迎，是百姓餐桌的常见菜肴[2]。农业部在2015年也将马铃薯提高到了主粮的重要地位。山药是薯蓣科植物薯蓣的块茎，性温味甘，含有山药多糖、糖蛋白、尿囊素、皂苷等多种活性成分[3-4]，具有健脾养胃，补肾益肺等功效，属于药食兼用作物，在我国已有两千余年的食用历史[5]。酸奶由于其营养、健康、美味，已经成为百姓餐桌的主要乳品。目前，酸奶新产品的开发主要集中于功能性酸奶的研制。陈亚楠等[1]以马铃薯和鲜牛乳为原料，研究得出酸奶中的最佳马铃薯配比；刘春芬等[4]以山药和奶粉为原料经益生菌发酵确定了主要原料添加配比及发酵条件；王新惠等[6]以黄豆和紫薯为原料，经过优化工艺得到紫薯大豆酸奶的工艺参数。国外研究人员也进行了相关研究报道[7-8]。但是，对以马铃薯、山药和豆乳为主要原料，经过发酵工艺制备的酸奶，其制备工艺及贮藏品质方面的研究鲜有报道。

国务院发布的《国民营养计划（2017～2030年）》中提出“推进以马铃薯为主食的功能性食品的开发”以及“利用优质动、植物蛋白，开展双蛋白营养食品的开发”等要求。大豆蛋白是优质的植物蛋白来源，本研究将马铃薯和山药应用于大豆复合酸乳的加工中，既丰富了酸乳的营养成分和功能特性[9]，又解决了大豆酸乳凝乳不良的问题。同时，大豆复合酸乳在贮藏的过程中容易发生失稳现象[10]，导致产品品质变劣，本实验通过研究马铃薯、山药、豆乳等主要原料添加比例对复合酸乳贮藏品质的影响，为马铃薯、山药、大豆等农产品应用于功能性酸乳中的开发提供方法和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

山药、大豆：本地农贸市场；马铃薯雪花全粉：赤峰凌志食品有限公司；α-淀粉酶（3 700 U/g）：北京奥博星生物技术有限责任公司；牛乳：完达山乳业股份有限公司；益生菌发酵剂：北京川秀科技有限公司；柠檬酸、抗坏血酸钠：国药集团化学试剂北京有限公司；实验所用所有化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

TA-XTplus2质构仪：英国Stable Micro Systems公司；CRS300实验室乳化机：上海驰翔新能源设备科技有限公司；GNP9080恒温培养箱：常州菲普实验仪器厂；SW-CJ-1D超净工作台：苏州净化设备有限公司；HH-W600电热恒温水浴箱：金坛市医疗仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 马铃薯山药复合大豆酸奶的制备工艺流程及操作要点

马铃薯浆的制备：取马铃薯全粉，按质量比1∶8加水混合均匀，添加α-淀粉酶40 U/g（按马铃薯粉悬浮液计算），混合均匀后，置于50℃水浴搅拌12 min；然后置于沸水浴中进行灭酶处理10 min，过80目筛，得到平均葡萄糖当量值（DE）为13.85的马铃薯浆[11-12]。

山药浆的制备：取新鲜山药去皮后切成0.3 cm左右的薄片，立即放入含有D-抗坏血酸钠（质量浓度1 g/L）和柠檬酸（质量浓度3 g/L）的护色液中，浸泡30 min；然后，彻底清洗山药片，放入沸水中烫漂5 min灭酶。山药与水以质量比2∶1进行打浆，过80目筛，得到山药浆[4，13]。

大豆预处理：大豆经过除杂、清洗之后，在清水中浸泡至豆粒膨胀，并除去豆粒表面皮层。

磨浆：大豆与水的质量比为1∶5，使用磨浆机磨浆，然后过120目筛，得到滤液，加热至90℃，保温15 min。

调配：牛乳按体积比1∶3加入豆浆中，然后将马铃薯浆、山药浆加入其中并混合均匀，加入质量分数8%的绵白糖。

杀菌：在95℃条件下加热处理15min，然后冷却至40℃。

接种、发酵：接种2 g/L复合乳酸菌发酵剂（保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶2），然后灌装50 g样品于带盖广口瓶中，在42℃进行保温发酵10 h。

后熟、成品：发酵完成后立即冷却至室温（20℃），然后置于4℃冰箱中后熟24h，即制成马铃薯山药复合大豆酸奶。

1.3.2 单因素试验设计

选择马铃薯浆、山药浆与乳液的体积比（0∶0∶100、3∶15∶82、6∶12∶82、9∶9∶82、12∶6∶82、15∶3∶82），调制的复合乳液在发酵剂接种量2 g/L、发酵温度42℃的条件下，进行恒温发酵10 h，经24 h低温后熟，即制得马铃薯山药复合大豆酸奶样品。研究马铃薯山药复合大豆酸乳在分别贮藏1d、3d、5d、7 d、9d时，其主要原料的不同体积比（0∶0∶100、3∶15∶82、6∶12∶82、9∶9∶82、12∶6∶82、15∶3∶82）对马铃薯山药复合大豆酸乳样品的理化性质及感官品质的影响。

1.3.3 测定方法

（1）酸度测定

酸乳样品的酸度测定按照GB 5009.239—2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》进行检测。

（2）乳清析出率测定

选用直接称量法测定酸乳样品的乳清析出率[10]，其计算公式如下：

式中：M1为乳清的质量，g；M2为酸乳样品的质量，g。

（3）持水性测定

称取25 g酸乳样品置于离心管中，设置离心机的离心力450 g，转速3 000 r/min，离心10 min，倒掉上清液后称质量[14]。样品持水性计算公式如下：

式中：W1为酸乳样品离心后的质量，g；W2为酸乳样品离心前的质量，g。

（4）质构性质测定

使用质构仪对酸乳样品的硬度、破裂强度、弹性和胶黏性进行测定。选取直径为45 mm的圆柱形探头，测试前速2.0 mm/s，测试中速1.0 mm/s，测试后速2.0 mm/s，初始应力2.0 g，压缩深度15 mm[15]。

（5）乳酸菌数测定

按照GB 4789.35—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》检测酸乳样品中杆菌和球菌的活菌数，检测结果以对数值（lg）表示[16]。

（6）感官评定

选择8名品评员（男女各4人）组成的感官评定小组，分别对6种酸乳排列组成的带有编号的18个样品（每种酸乳提供3个不同编号的样品）从外观、组织状态、口感、风味和适口性等方面进行感官评价并赋分，满分100分，每个酸乳样品感官品质得分结果取12人评分的平均值，具体评价标准见表1[17-19]。

表1 马铃薯山药复合大豆酸奶感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of soy yogurt with potato and Chinese yam

续表

1.3.4 试验数据统计分析

采用IBM SPSSStatistics20统计分析软件对试验数据进行分析。选择Duncan分析，在95%的置信水平范围内，计算试验数据之间差异的显著性。试验结果取自3个平行样品的检测结果，以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 不同原料配比对酸乳样品贮藏性质的影响

2.1.1 不同原料配比对酸乳样品酸度的影响

在酸乳样品发酵过程中，乳酸菌进行生长和繁殖，并产生大量有机酸，这是构成酸乳独特风味的主要物质之一。由表2可知，随着贮藏时间的延长，6种酸乳样品的酸度均在不同程度的增加，并且，马铃薯浆、山药浆的添加比例对大豆复合酸乳在贮藏过程中的酸度变化产生一定的影响。通过对比6种酸乳样品贮藏1 d（样品制作完成后24 h）的酸度发现，马铃薯浆、山药浆与乳液体积比为3∶15∶82的酸乳样品，其酸度最高（72.9°T），然而，不含马铃薯浆和山药浆的酸乳样品（0∶0∶100）其酸度最低（68.2°T），这可能是因为大豆蛋白能够降低乳酸菌发酵过程中的酸度增长速率[20]。此外，酸乳样品的酸度随着山药浆含量的增加而升高，在贮藏过程中，6种酸乳样品酸度的平均增长率由高到低依次为3∶15∶82＞6∶12∶82＞9∶9∶82＞15∶3∶82＞12∶6∶82＞0∶0∶100，其酸度增长速率依次为3.76%、2.56%、1.78%、1.76%、1.54%、1.32%。

表2 不同原料配比对酸乳样品贮藏过程中酸度的影响Table 2 Effect of different ratio of raw material on the acid degree of yogurt samples during storage°T

2.1.2 不同原料配比对酸乳样品乳清析出率的影响

乳清析出率是评价酸乳品质优劣的重要指标，乳清析出率低的酸乳口感润滑，品质更高。马铃薯浆、山药浆添加比例对酸乳在贮藏过程中乳清析出率的影响见表3。由表3可知，在贮藏期1 d，6种酸乳样品均无乳清析出即乳清析出率为0；在第3天，不含马铃薯浆、山药浆的酸乳样品（0∶0∶100）开始析出乳清，而其他酸乳样品均无乳清析出；在第5天，所有酸乳样品均有乳清析出，并且随着贮藏时间的延长，乳清析出率增加。在贮藏第9天，马铃薯浆、山药浆与乳液体积比为3∶15∶82的酸乳样品的乳清析出率最低，而不含马铃薯浆和山药浆的酸乳样品（0∶0∶100）其乳清析出率最高。在贮藏过程中，6种酸乳样品乳清析出率数值从小到大依次为3∶15∶82＞6∶12∶82＞9∶9∶82＞12∶6∶82＞15∶3∶82＞0∶0∶100。

表3 不同原料配比对酸乳样品贮藏过程中乳清析出率的影响Table 3 Effect of different ratio of raw material on whey separation rate of yogurt samples during storage%

2.1.3 不同原料配比对酸乳样品持水性的影响

酸乳凝乳的组织结构与其物理性质持水性具有密切的关系，在离心力的作用下，酸乳的持水性越好，其乳清析出率越低，不同原料配比对酸乳样品持水性的影响见表4。

表4 不同原料配比对酸乳样品贮藏过程中持水性的影响Table 4 Effect of different ratio of raw material on water holding of yogurt samples during storage%

如表4所示，随着贮藏时间的增加，所有酸乳样品持水性均呈现下降的趋势；同时，试验发现，在贮藏过程中马铃薯浆和山药浆的体积比对酸乳样品的持水性影响显著（P＜0.05）；马铃薯浆、山药浆与乳液体积比为3∶15∶82的酸乳样品的持水性最好，在贮藏过程中，随着山药浆添加比例的降低，酸乳样品的持水性下降，这可能是由于山药浆中的山药淀粉与酸乳中的酪蛋白相互作用，致使酸乳体系黏度增加，酸乳脱水收缩的敏感性降低，进而提高酸乳持水性[5]。然而，不含马铃薯浆、山药浆的酸乳样品（0∶0∶100），其持水力显著低于其他5种酸乳样品（P＜0.05）。这与酸乳样品乳清析出检测结果相一致，酸乳样品原料体积比为3∶15∶82的持水性高，则乳清析出率低；相反，酸乳样品0∶0∶100的持水性低，则乳清析出率高。

2.1.4 不同原料配比对酸乳样品质构性质的影响

硬度和稠度反映了酸乳组织状态和口感，是评价酸乳质构性质的重要指标。不同原料配比对酸乳样品硬度的影响如表5所示，随着贮藏时间的延长，酸乳样品的硬度略有增加；同时，在贮藏过程中，随着马铃薯浆添加比例的增加，酸乳样品的硬度也表现出增加的趋势，其硬度增加率由低到高依次为6∶12∶82＜12∶6∶82＜9∶9∶82＜15∶3∶82＜3∶15∶82＜0∶0∶100，硬度增加率依次为2.49%、2.52%、2.94%、3.09%、3.96%、7.09%。其中，不含马铃薯浆、山药浆的酸乳样品（0∶0∶100），其硬度显著低于其他5种酸乳样品（P＜0.05），其硬度增加率却为最高。这可能是由于乳液中大豆蛋白在乳酸菌产酸的诱导下形成凝胶[21]，但是凝胶结构并不稳定，当在乳液中添加了山药浆和酶解后的马铃薯浆时，马铃薯浆中的低聚糖、糊精以及没有完全酶解的淀粉等成分能够促进凝胶结构的形成，并有助于酸乳样品的硬度的增加；在贮藏过程中，酸乳样品硬度增加比较缓慢。

稠度表示为质构仪探头下压酸乳样品所做的功。贮藏过程中马铃薯浆、山药浆添加量对酸乳样品稠度的影响见表6。

表5 不同原料配比对酸乳样品贮藏过程中硬度的影响Table 5 Effect of different ratio of raw material on hardness of yogurt samples during storage g

表6 不同原料配比对酸乳样品贮藏过程中稠度的影响Table 6 Effect of different ratio of raw material on consistency of yogurt samples during storage g/s

由表6可知，6组酸乳样品的稠度随贮藏时间的增加而增加。在添加了马铃薯浆和山药浆的酸乳样品中，原料配比为15∶3∶82时的稠度最高，原料体积比为3∶15∶82时的稠度最低，这与乳清析出率的结果相反，因此原因不排除酸乳样品乳清析出率增加所导致的酸乳样品稠度的升高[9]。

2.1.5 不同原料配比对酸乳样品乳酸菌活菌数的影响

在贮藏过程中，不同原料配比对酸乳样品中活菌数的影响见表7。由表7可知，6种酸乳样品的乳酸菌活菌数几乎均呈现增加的趋势。在贮藏过程中，酸乳样品3∶15∶82的杆菌和球菌活菌数最高，这与表2中此样品酸度值最高的结果相一致。酸乳样品中杆菌活菌数和部分样品的球菌活菌数均随着山药浆添加比例的降低而减少，原因可能是山药中含有的膳食纤维、山药多糖和薯蓣皂苷元[5]等成分，这些成分都可能作为益生元，促进乳酸菌生长和繁殖。然而，在6种酸乳样品中，不含马铃薯浆和山药浆的酸乳样品（0∶0∶100），其杆菌和球菌活菌数均最少，这可能是由于大豆蛋白能降低乳酸菌的发酵速率[20]，并对乳酸菌生命活动产生抑制。

表7 不同原料配比对酸乳样品乳酸菌活菌数的影响Table 7 Effect of different ratio of raw material on viable counts of lactic acid bacteria in yogurt samples during storage lg（CFU/mL）

2.1.6 不同原料配比对酸乳样品感官评价的影响

感官评价是决定酸乳产品能否被消费者接受的主观评价指标之一，不同原料配比对酸乳样品感官评价的影响见图1。

图1 不同原料配比对酸乳样品感官评价的影响Fig.1 Effect of different ratio of raw material on sensory evaluation of yogurt samples during storage

如图1所示，在贮藏过程中，所有酸乳样品的感官评价得分均呈现降低的趋势，但是添加不同比例的马铃薯浆和山药浆对酸乳样品的感官评价得分产生显著影响（P＜0.05）。原料体积比为3∶15∶82酸乳样品在贮藏期1 d的感官评价得分为91.37分，在贮藏期3 d的感官评价得分为90.65分，即在贮藏期前3 d，此酸乳样品感官品质未发生明显变劣，并且感官评价得分明显高于其他5种酸乳样品。随着乳液中山药浆添加比例的下降，酸乳的感官评价得分也出现不同程度的降低。然而，在贮藏过程中，原料体积比为15∶3∶82酸乳样品和不含马铃薯浆和山药浆的酸乳样品的感官评价得分呈大幅度下降，主要原因是这两种样品的乳清析出率高，并且酸乳样品的组织结构粗糙，其中，随着贮藏时间的增加，酸乳样品15∶3∶82有明显颗粒感，可能是由于没有完全酶解的马铃薯淀粉老化所致，而不含马铃薯浆和山药浆的酸乳样品质地过软，凝乳一触即碎。马铃薯浆、山药浆和乳液体积比为3∶15∶82的酸乳样品表面光滑，凝块完整，酸甜适度，入口润滑，具有纯正的发酵豆乳香味并且带有山药和马铃薯香味，香味和谐，无异味。

3 结论

本研究以马铃薯、山药、大豆为主要原料，接种乳酸菌进行发酵，制成马铃薯山药复合大豆酸乳。通过单因素试验，研究贮藏过程中不同原料配比对复合酸乳品质的影响。结果表明，马铃薯浆、山药浆与乳液体积比为3∶15∶82的酸乳样品，在贮藏过程中，具有适宜的酸度，较低的乳清析出率，良好的持水性，适中的硬度和稠度，并且具有较高的活菌数，此外，在20℃的条件下，贮藏3 d时，其感官评分仍在90分以上，说明马铃薯浆和山药浆的添加提高了酸乳样品的贮藏品质的稳定性。制备的马铃薯山药复合大豆酸乳酸甜适口、风味纯正、营养丰富，为农产品应用于功能性酸奶的开发提供参考和理论依据。