袁云霞*，焦昆鹏，梁华

河南科技大学食品与生物工程学院（洛阳 471023）

香蕉口感清香独特，香甜可口，深受各个年龄段的人追捧。香蕉富含多种维生素和矿物元素，不仅食用价值较高，还具有较高的医用价值，具有清热解毒、滋补润肺、降脂降压、润肠通便、减肥、改善抑郁等功效[1-3]，是联合国粮农组织推荐的五大健康水果之一。香蕉可终年收获，是全世界销量最高的大宗水果之一，同时也是中国最主要的亚热带、热带水果之一，主要种植在中国东南地区。近些年，中国的香蕉产业化发展迅速，尤其是海南地区。但是由于加工方法和市场规模的有限及香蕉自身易氧化的特点，每年都有大量的香蕉发生褐变腐败的现象，导致大批量香蕉浪费，造成巨大经济损失，因此开发香蕉新的加工工艺意义重大[4]。

咖啡是由生长在热带地区的咖啡树的果实，经脱皮、焙烤和磨粉等工艺后，而制得的粉状固体颗粒，经冲调后得到的饮料香浓醇厚，口感丝滑，是世界最著名的饮料之一[5]。咖啡含有咖啡因、绿原酸、单宁酸等活性因子，可以消除疲劳、改善睡眠、提神醒脑，同时能带给人视觉和味觉的享受，深受年轻消费者喜爱[6]。

酸奶是以新鲜的牛乳、羊乳或复原乳为原料，加入各种辅料（白砂糖、稳定剂、色素等）后经过均质、灭菌，冷却后向乳中添加发酵剂，经发酵、后熟而得到的一种乳制品[7-8]。酸奶除了含有牛奶所含的营养成分外，在发酵过程中也产生VB1、VB2、VB6、VB12等人体必需的维生素，同时乳糖转化成乳酸，可以缓解乳糖不耐症，更利于人体的消化吸收[9]。酸奶所含有的乳酸菌可以调节肠道菌群，促进胃肠蠕动，提高人体免疫力，防止衰老[10]。

试验以香蕉、咖啡、全脂乳粉为主要原料，添加白砂糖、发酵剂等进行发酵，以感官评分为评价指标，通过单因素试验和正交试验，确定香蕉咖啡酸奶的最佳工艺参数。开发香蕉咖啡酸奶不仅可以丰富酸奶品种，还可为香蕉和咖啡的利用提供新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

香蕉（市售）；速溶咖啡（雀巢集团股份有限公司）；全脂奶粉（内蒙古伊利实业集团股份有限公司）；白砂糖（市售）；乳酸菌（安琪酵母股份有限公司）；果胶（食品级，市售）；柠檬酸钠（食品级，河南吉乾生物科技有限公司）；氢氧化钠（化学纯，国药集团化学试剂有限公司）。

1.2 仪器与设备

PHS-3C型pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；YXQ LS 50SII高压灭菌锅（上海博迅医疗生物仪器股份有限公司）；AD500S-H高速分散均质机（上海昂尼仪器仪表有限公司）；FA2004电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；HR2838打浆机（北京科伟永兴仪器有限公司）；DHP 9272电热恒温培养箱（上海一恒科学仪器有限公司）；SW-CJ-ID型超净工作台（苏州净化设备有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 香蕉汁制备工艺流程

香蕉→去皮→切块→热烫→护色→打浆→静置→过滤→香蕉汁

1.3.2 香蕉咖啡酸奶制作工艺流程

咖啡、白糖、果胶、香蕉汁↘奶粉、水→温水溶解→复原乳→调配→预热→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→后熟、冷藏→检验→成品

1.3.3 部分操作要点

1) 香蕉汁制备：新鲜香蕉去皮后，切成0.5 cm的薄片，放入沸水中热烫10 min，使香蕉中的多酚氧化酶失活，灭酶后放入0.1 mol/L的柠檬酸钠溶液中进行护色。将香蕉与水按1∶2比例混合，进行打浆，静置一段时间后，用3层滤布进行过滤，得到的香蕉汁备用。

2) 复原乳的制备：将全脂奶粉和蒸馏水按一定比例混合均匀，保持水温在45 ℃左右，充分搅拌使其溶解。

3) 调配、预热、均质：将香蕉汁、咖啡、复原乳、白糖、果胶等按一定比例混合并预热，充分搅拌使其混合均匀，在20.0 MPa条件下均质10 min。

4) 杀菌：将均质后的混合乳在95 ℃条件下灭菌5 min[11]，而后迅速冷却至42 ℃左右。

5) 接种：在超净工作台中将保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种接种至均质后的混合乳中，接种后轻轻摇匀，使乳酸菌与混合乳充分混合。

6) 发酵：在恒温培养箱中进行发酵，发酵温度42℃，发酵时间4～10 h。

7) 后熟、冷藏：将发酵后的酸奶冷却至室温后放入4 ℃冰箱中冷藏后熟24 h，得到酸奶产品[12]。

1.3.4 单因素试验方案

分别考察香蕉汁添加量、咖啡添加量、复原乳奶粉和水比例（质量比）、白砂糖添加量、发酵剂添加量和发酵时间6个因素对香蕉咖啡酸奶感官品质的影响，从而确定各因素的最佳参数。

1) 香蕉汁添加量单因素试验：香蕉汁添加量分别为5%，10%，15%，20%和25%。不变因素为咖啡添加量0.5%、复原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、发酵剂添加量10%、发酵时间8 h。每次试验重复3次。

2) 咖啡添加量单因素试验：咖啡添加量分别为0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%。不变因素为香蕉汁添加量15%、复原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、发酵剂添加量10%、发酵时间8 h。每次试验重复3次。

3) 复原乳奶粉和水的比例单因素试验：奶粉和水的比例分别为1∶4，1∶5，1∶6，1∶7，1∶8和1∶9。不变因素为香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、白砂糖添加量9%、发酵剂添加量10%、发酵时间8 h。每次试验重复3次。

4) 白砂糖添加量单因素试验：白砂糖添加量分别为6%，7%，8%，9%，10%和11%。不变因素为香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、复原乳奶粉和水比例1∶8、发酵剂添加量10%、发酵时间8 h。每次试验重复3次。

5) 发酵剂添加量单因素试验：发酵剂添加量分别为8%，9%，10%，11%和12%。不变因素为香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、复原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、发酵时间8 h。每次试验重复3次。

6) 发酵时间单因素试验：发酵时间分别为6，7，8，9和10 h。不变因素为香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.5%、复原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、发酵剂添加量10%。每次试验重复3次。

1.3.5 正交试验方案

以感官评价为指标，选择香蕉汁的添加量、咖啡添加量、发酵剂添加量和发酵时间4个因素，按L9(34)正交表设计四因素三水平的正交试验优化香蕉咖啡酸奶的加工工艺。

1.4 产品品质检测

1.4.1 感官评定

选定10名感官评审员（男、女各5名），对香蕉咖啡酸奶的组织状态、口感、色泽、气味进行感官评定，重复3次取平均值作为酸奶的最后感官得分。感官评分标准如表1所示。

表1 香蕉咖啡酸奶感官评分标准

1.4.2 理化指标

pH的测定：采用PHS-3C型pH计进行测定。

香蕉咖啡酸奶的蛋白质含量、脂肪含量、非脂乳固体含量、酸度的测定按照相关国家标准进行[13-16]。

1.4.3 微生物指标

乳酸菌、大肠杆菌、致病菌的检测方法参照相关国家标准[17-21]。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 香蕉汁添加量对酸奶感官品质的影响

香蕉汁添加量分别是5%，10%，15%，20%和25%，酸奶的感官评分结果如图1所示。酸奶的感官评分随着香蕉汁添加量增加呈现先升高后下降趋势。香蕉汁添加量15%时，酸奶的感官评分最高，产品的色泽均匀、无杂质，组织状态均一，无乳清析出，口感细腻，酸甜可口，具有明显的香蕉特殊风味。香蕉汁添加量小于15%时，酸奶中的香蕉风味不明显，酸味突出，组织状态略粗糙。香蕉汁添加量大于15%时，酸奶凝乳不均匀，分层现象严重，口感粗糙，香蕉风味过浓。由此可以得出，最佳香蕉汁添加量为15%。

2.1.2 咖啡添加量对酸奶感官品质的影响

咖啡添加量分别为0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%，酸奶的感官评分结果如图2所示。咖啡添加量0.3%时，咖啡的醇香味道较淡，组织状态较好，没有乳清析出。咖啡添加量0.4%时，咖啡独特香味浓郁，口感丝滑，酸甜适中，凝乳均一，没有分层现象，酸奶感官评分最高。咖啡添加量大于0.4%时，随着咖啡添加量的增加，香蕉咖啡酸奶的综合评分呈现逐渐下降趋势，咖啡的苦涩味增加，凝乳不均一，分层现象明显。因此，可以得出最佳咖啡添加量为0.4%。

图1 香蕉汁添加量对酸奶感官品质的影响

图2 咖啡添加量对酸奶感官品质的影响

2.1.3 复原乳奶粉和水的比例对酸奶感官品质的影响

复原乳奶粉和水比例分别是1∶4，1∶5，1∶6，1∶7，1∶8和1∶9，酸奶的感官评分结果如图3所示。结果表明，随着复原乳奶粉和水比例降低，感官评分先上升而后下降。奶粉和水比例1∶4和1∶5时，酸奶的组织状态粗糙，有较多乳清析出，有分层现象且色泽不协调。奶粉和水比例1∶6和1∶7时，酸奶的凝乳不均匀，有轻微分层现象，并且伴有少量乳清析出。奶粉和水比例1∶8时，组织状态最好，无分层现象，无乳清析出，无絮状沉淀。奶粉和水比例1∶9时，酸奶凝固不完全，且口感较差。因此，最佳复原乳奶粉和水比例为1∶8。

图3 复原乳奶粉和水的比例对酸奶感官品质的影响

2.1.4 白砂糖添加量对酸奶感官品质的影响

白砂糖的添加量分别是6%，7%，8%，9%，10%和11%，酸奶的感官评分结果如图4所示。白砂糖添加量对香蕉咖啡酸奶的感官评分有一定影响，白砂糖含量过低或者过高，酸奶的感官评价均会较低。白砂糖添加量小于9%时，甜味过淡，酸味过于突出，产品口感较差。白砂糖添加量大于9%时，酸味不明显，口感过甜，减弱了香蕉咖啡酸奶的风味。白砂糖添加量9%时，产品酸甜可口，口感丝滑，感官评分最高。由此可以得出，最佳白砂糖添加量为9%。

图4 白砂糖添加量对酸奶感官品质的影响

2.1.5 发酵剂添加量对酸奶感官品质的影响

发酵剂的添加量分别为8%，9%，10%，11%和12%，酸奶的感官评分结果如图5所示。结果表明，酸奶的感官评分随着发酵剂添加量增加先增大而后减小。发酵剂添加量小于10%时，酸奶凝乳不完全，组织状态偏稀，且酸度不够，色泽不协调，酸奶风味略低。发酵剂添加量10%时，产品组织状态细腻，无分层现象，无乳清析出，无絮状沉淀，口感爽口，细腻润滑，产品的感官评分最高。发酵剂添加量大于10%时，产品有分层现象，出现乳清析出，且酸甜失调，口感粗糙。因此，最佳发酵剂添加量为10%。

图5 发酵剂添加量对酸奶感官品质的影响

2.1.6 发酵时间对酸奶感官品质的影响

香蕉咖啡酸奶的发酵时间分别为6，7，8，9和10 h，酸奶的感官评分结果如图5所示。发酵时间小于8 h时，酸奶组织状态不均一，有少量乳清析出，酸味不够明显，口感欠缺。发酵时间8 h时，感官评分最高，产品组织状态均匀细腻，酸奶风味浓郁，酸甜适中，口感细腻润滑。发酵时间大于8 h时，产品凝乳状态较差，有乳清析出甚至出现裂痕，且酸味过于突出，造成酸甜不均衡，口感较差。因此，香蕉咖啡酸奶发酵最佳时间为8 h。

图6 发酵时间对酸奶感官品质的影响

2.2 正交试验结果与分析

根据单因素试验的结果，选择香蕉汁添加量、咖啡添加量、发酵剂添加量和发酵时间4个因素，以感官评分为指标，设计四因素三水平的正交试验，优化香蕉咖啡酸奶的加工工艺。正交试验因素水平表设计如表2所示。每个试验重复3次取平均值，试验结果及其分析如表3所示。

由表3正交试验结果中各因素的极差大小可以得出4个因素对香蕉咖啡酸奶感官评分影响的主次顺序为B＞A＞C=D，即咖啡添加量对产品的感官评分影响最大，香蕉汁添加量对产品的感官评分影响次之，发酵剂添加量和发酵时间的影响最小。由正交试验得出的香蕉咖啡酸奶的较优组合为A2B2C2D2。即香蕉汁添加量15%，咖啡添加量0.4%，发酵剂添加量10%，发酵时间8 h。然而该组合并不在表中9组正交试验中，因此需要进行验证试验（重复3次取平均值），最终得到其感官评分为95.3分，高于正交表中感官评分最高的A2B2C3D1组合，因此验证了产品最优组合A2B2C2D2的正确性。

2.3 产品品质指标

2.3.1 感官指标

最优工艺参数下制备的香蕉咖啡酸奶，其感官指标为：（1）组织状态。组织状态均匀细腻，无分层现象，无乳清析出，无絮状沉淀。（2）口感。具有香蕉的清香味、咖啡的丝滑醇香味和酸奶的风味，口感细腻，无异味。（3）色泽。具有咖啡的色泽，呈浅褐色。（4）气味。兼具咖啡的香浓味、淡淡的香蕉味及酸奶的乳香味。

2.3.2 理化指标

经检测，香蕉咖啡酸奶pH 4.21，蛋白质含量2.46 g/100 g，脂肪含量2.57 g/100 g，非脂乳固体含量8.14 g/100 g，酸度79.82 °T，均符合国家标准[22]。

2.3.3 微生物指标

经检测，香蕉咖啡酸奶中，乳酸菌数≥9.8×107CFU/mL，大肠杆菌≤1 CFU/mL，致病菌未检出，符合国家标准[22]。

表2 正交试验因素水平

表3 香蕉咖啡酸奶正交试验结果及其极差分析

3 结论

通过单因素试验和正交试验最终确定香蕉咖啡酸奶的最佳生产工艺参数，即香蕉汁添加量15%、咖啡添加量0.4%、复原乳奶粉和水比例1∶8、白砂糖添加量9%、发酵剂添加量10%、发酵时间8 h。香蕉咖啡酸奶是一种新型的复合酸奶，将香蕉和咖啡中的营养元素添加到酸奶中，不仅可以满足对营养和健康的需要，又满足年轻人对于咖啡的需求和钟爱。香蕉易腐败变质，每年会造成巨大浪费，香蕉咖啡酸奶研制工艺的应用，可以极大提升香蕉利用率，具有广阔的发展前景。