付荣霞 高桂彬 崔艳 付玮琦

摘 要：为了研究褐色酸奶的制作工艺，提升褐色酸奶的营养价值及口味丰富度而制作山药薏米芡实褐色酸奶。以山药、薏米、芡实为原料，用中温α-淀粉酶和糖化酶进行处理，以糖化酶添加量、酶解时间、温度和pH为因素进行正交试验。通过试验确定的最适糖化酶添加量为0.5%、pH 4.0、58℃酶解50min。以此最适条件处理得到的山药薏米芡实浆酶解液、奶粉、白砂糖和水为原料，在高温下进行美拉德反应。得到的最佳褐变条件为121℃、25min、最适的酶解液与复原乳之比为1∶13。设置不同处理组进行乳酸菌发酵，测定不同处理组的pH、酸度、持水力、乳酸菌数以及进行感官评定，选择出6号（即添加酶解液的褐变复原乳与添加酶解液的未褐变复原乳混合后共同发酵）处理组为最佳。由此条件下制得的褐色酸奶具有酸味甜度合适，风味独特，口感细腻，并具有一定的营养价值。

关键词：山药;薏米;芡实;糖化;褐色酸奶

褐色酸奶是由美拉德反应处理的乳品进行乳酸菌发酵得到的。由于不同的加工方法、温度等差异，美拉德反应会呈现一系列的颜色，可以是淡黄色、金黄色、淡褐色、棕红色，甚至是深棕黑色等[1]。褐色酸奶与传统酸奶相比，不添加色素就可以通过配料、优化生产工艺形成需要的颜色，并带有微醺的酪香，受到消费者的喜爱。山药可以肺、脾、肾三脏并补，还能够敛汗，对缓解东方人乳糖不耐症的症状也有积极作用[2]。薏米具有补益脾胃、祛除湿邪、抗癌等功效。芡实有补脾肾、除湿等作用。山药、薏米和芡实都是药食同源之物，三者共同熬粥自古有之，不仅口感软绵，谷香浓郁，更可以使山药薏米芡实等原料的滋补功效相互促进，增强其食疗效果。山药酸奶、薏米酸奶、芡实酸奶已经逐渐被人们开发，但未见有山药薏米芡实酸奶的研发。作为新兴的酸奶品类——褐色酸奶，还缺乏对其系统性的研究。本试验将山药薏米芡实浆的酶解液与复原乳混合后，经褐变处理，共同发酵制成酸奶，研究其最佳的生产工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

白砂糖、薏米、山药、芡实、雀巢全脂奶粉、酸奶、小苏打，购自京东网上商城;2-硫代巴比妥酸、K2HPO4·7H2O、柠檬酸三铵、MgSO4·7H2O、MnSO4·4H2O等，分析纯，国药集团化学试剂公司;中温α-淀粉酶（酶活力10 000U/g）、糖化酶（酶活力150 000U/g），均为食品级，天津诺奥科技发展有限公司。

1.2 仪器与设备

5810R冷冻离心机，Eppedorf;UV-1800PC紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司;SW-CJ-1FD超净工作台，苏州净化设备有限公司;BJ-150组织粉碎机，德清拜杰电器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 山药薏米芡实浆处理工艺

（1）山药薏米芡实浆的前处理：①山药预处理：将新鲜山药清洗干净、去除表皮，切成小块后，按照料水比1∶3加水，用组织捣碎机打成匀浆，90℃下糊化15min;②薏米预处理：称量一定量的薏米，粉碎后，按照料水比1∶10加水，90℃糊化30min;③芡实预处理：选择优质芡实用清水洗净，加入7倍的水，40℃浸泡4h，用组织捣碎机打成匀浆，85℃糊化12min。（2）山药薏米芡实浆的液化处理：将制备好的山药浆、薏米浆、芡实浆按照1∶1∶1混合并搅拌均匀。用小苏打调pH至6.5，加入总体积0.3%的中温α-淀粉酶（10 000U/g），在55℃下液化60min[3]。（3）山药薏米芡实浆糖化处理条件正交试验：①糖化处理：液化完成的山药薏米芡实浆用柠檬酸调节至合适pH，加入适量的糖化酶，在合适的温度下，经过一定的时间完成糖化过程;②葡萄糖含量的测定：使用3，5-二硝基水杨酸比色法测定[4]，以糖化完成后山药薏米芡实浆中葡萄糖的含量为指标，判断出糖化酶的最佳酶解pH、溫度、时间及糖化酶添加量。

1.3.2 酶解液添加量对美拉德反应的影响

（1）褐变处理条件的选择：根据文献可知[5]，利用不同的温度和时间加热复原乳产生的褐变程度不同，通过测定中期产物羟甲基糠醛（HMF）的含量[6-7]，判断美拉德反应程度，以确定最佳的褐变处理条件。（2）最佳酶解液添加量的确定：把奶粉和水按照复原比1∶7调配成复原乳，加入8%的白砂糖，按照1∶5、1∶7、1∶9、1∶11、1∶13、1∶15的比例在复原乳中加入山药薏米芡实浆的酶解液，进行褐变处理。通过测定HMF的含量，选择最适的酶解液添加量。

1.3.3 山药薏米芡实褐色酸奶的研制

（1）不同处理组的工艺流程

①添加酶解液的褐变复原乳直接经乳酸菌发酵：奶粉、水、白砂糖→复原乳→酶解液→褐变处理→冷却→接种→发酵→冷藏;②不添加酶解液的普通酸奶：奶粉、水、白砂糖→复原乳→杀菌→冷却→接种→发酵→冷藏;③添加酶解液的普通酸奶：奶粉、水、白砂糖→复原乳→酶解液→杀菌→冷却→接种→发酵→冷藏;④添加酶解液的褐变复原乳与普通复原乳混合后共同发酵：

奶粉、水、白砂糖→复原乳→酶解液→褐变处理

↓

奶粉、水、白砂糖→复原乳→杀菌→均匀混合→冷却→接种→发酵→冷藏

⑤经过褐变的复原乳与添加酶解液的复原乳混合后共同发酵：

奶粉、水、白砂糖→复原乳→褐变处理

↓

奶粉、水、白砂糖→复原乳→酶解液→杀菌→均匀混合→冷却→接种→发酵→冷藏

⑥添加酶解液的褐变复原乳与添加酶解液的复原乳混合后共同发酵：

奶粉、水、白砂糖→复原乳→酶解液→褐变处理

↓

奶粉、水、白砂糖→复原乳→酶解液→杀菌→均匀混合→冷却→接种→发酵→冷藏

（2）操作要点：

①复原乳：按照1∶7的比例加水把奶粉调配成复原乳;②褐变处理：在高压灭菌锅中，121℃下加热25min;③冷却：冷却至43～45℃，准备接种;④接种：以市售酸奶（君乐宝原味老酸奶）为发酵剂，将适当量的市售酸奶接种到料液中;⑤发酵：将容器密封好之后，放入温度为42℃的恒温培养箱中培养一定时间;⑥后熟、冷藏：置于4℃，冷藏12h后即为成品。

（3）指标的测定：①酸度的测定：参照GB 5009. 239—2016方法进行;②乳酸菌活菌数的测定：参照GB 4789.35—2016方法进行;③酸奶持水力的测定：取一定量的酸奶用离心机离心，根据析出清液的量判断持水力的情况;④pH的测定：利用pH计测定;⑤感官评定：感官评分标准见表1。

2 结果与分析

2.1 山药薏米芡实浆的制作工艺

2.1.1 酶解条件的确定 葡萄糖的含量可以判断糖化酶水解程度，葡萄糖标准曲线见表2和附图。参照文献和糖化酶的使用说明书，采用4因素3水平的正交试验选择糖化酶最适酶解条件。通过比较表3的极差R得知，各因素对糖化酶酶解程度的影响依次为酶的添加量>pH>温度>时间，最优水平为A1B1C1D2，即温度为58℃、酶解时间50min、pH为4.0、添加量为0.5%。由于正交试验中不包括这一组合，因此进行验证试验，得出葡萄糖含量为15.23，高于正交试验中的9个组合，为最佳组合。

2.2 褐变处理条件的选择

随着美拉德反应的进行，类黑精等色素会逐渐增多，因此，判断美拉德反应程度最直观的指标就是观察复原乳色泽的变化。按照表4的条件对复原乳进行褐变处理，由表5可知，在121℃、25min处理条件下，复原乳的颜色最深，即美拉德反应程度最深，褐变处理效果最好。

2.3 酶解液添加量对美拉德反应的影响

按照表6的添加比向复原乳中添加山药薏米芡实酶解液，在121℃下加热25min进行褐变处理，测定处理后样品的pH和HMF的含量。由表7可知，从1～7号pH逐渐升高。由HMF含量可以看出，1号样品美拉德反应的程度最深，但观察发现1号样品的美拉德反应液出现了絮状物，把1号样品的美拉德反应液接种菌种后发酵制成酸奶，观察酸奶的凝乳状态，同样出现了组织不均匀、有絮状物生成的现象，而如果选择HMF含量仅低于1号的6号，即1∶13的酶解液∶复原乳之比，发酵制成酸奶，观察酸奶状态良好。

2.4 山药薏米芡实褐色酸奶生产工艺的确定

2.4.1 不同制作工艺产品指标的测定 按照1.3.3（1）中的不同制作工艺发酵制成酸奶，测定酸度、pH、持水力，并进行感官评分。由表8可知，6号为最佳的处理组，即添加酶解液的褐变复原乳与添加酶解液的复原乳混合后共同发酵制得的酸奶为最佳生产工艺。这样制作的酸奶不仅保证了口感和风味的独特，同时由于添加到复原乳中的酶解液未经过高温处理，也保證了营养物质的损失，酸奶的营养价值更高。

2.5 产品的感官指标

由最佳处理组6号制作的酸奶颜色呈现为褐色且色泽均匀一致;口感细腻，爽滑，酸甜合适，发酵乳香味适中，并带有浓郁的独特的美拉德反应的芳香，部分有奶皮，并且有奶皮的特殊口感。没有或只有少量乳清洗出，组织均匀，不分层，质地柔软但不松散，粘稠度适宜，整体接受性较好。

2.6 产品的理化和微生物指标

将最佳处理组6号和不加酶解液的2号处理组制作的酸奶，后熟冷藏后，进行理化和微生物指标的测定。由表9可知，由6号处理组制作的酸奶和2号相比，其持水力、酸度和乳酸菌活菌数略低，pH略高。

3 结论

山药薏米芡实浆经α-淀粉酶和糖化酶处理后，将酶解液添加到复原乳中制作山药薏米芡实褐色酸奶，通过研究得出以下结论：

（1）山药、薏米、芡实分别进行前处理并糊化处理后混匀，调节酶解液pH至6.5，加入总体积0.3%的α-淀粉酶进行液化处理，再进行糖化处理，糖化的最佳处理条件为：58℃、50min、pH 4.0、糖化酶添加量为0.5%。

（2）复原乳的复原比为1∶7、白砂糖添加量为8%、酶解液与复原乳的比例为1∶13、褐变处理的条件为121℃、25min、发酵剂的接种量为8%、发酵时间12h、冷藏12h，采用此工艺条件制得的山药薏米芡实褐色酸奶口感柔和，酸甜合适，发酵乳香味适中，且带有浓郁的独特的美拉德反应的芳香。

参考文献

[1]邵士凤，刘洋，提伟钢.褐色乳酸菌饮料加工工艺优化[J].乳业科学与技术，2014，37（3）：1-4.

[2]赵俊，杜连祥，陈莹，等.粒粒山药酸乳的制备工艺[J].食品与发酵工业，2006，32（6）：125-126.

[3]张然，齐斌，王晶.芡实酸奶加工工艺的优化[J].食品与机械，2014，30（6）：218-222.

[4]朱海霞，石瑛，张庆娜，等.3，5-二硝基水杨酸（DNS）比色法测定马铃薯还原糖含量的研究[J].中国马铃薯，2005，19（5）：266-269.

[5]吴惠玲，王志强，韩春，等.影响美拉德反应的几种因素研究[J].现代食品科技，2010，26（5）：441-444.

[6]孟岳成，何珊珊，李延华，等.不同加热条件下牛乳美拉德反应程度的研究[J].现代食品科技，2015（1）：158-165.

[7]Giroux HJ，Houde J，Britten M.Use of heated milk protein-sugar blends as antioxidant in dairy beverages enriched with linseed oil[J].LWT-Food Science and Technology，2010，43（9）：1373-1378.

（责任编辑 唐建敏）