洪豆，江宇峰，王顺余，贾磊，杨柳*，吴淑清*

1.长春大学食品科学与工程学院（长春 130022）；2.浙江李子园食品股份有限公司（金华 321031）

火龙果又名红龙果，是一种低脂肪、高水分、高膳食纤维、微量营养素丰富的水果，不但营养价值高，且具有解毒排毒、降血压等功效[1-2]，深受消费者的喜爱。火龙果皮是火龙果加工的主要副产物，约占果重的25%，其中富含膳食纤维、花青素及黄酮类物质等营养物质及活性成分[3-4]，具有抗氧化[5]、抑菌[6]等作用。蛇果皮中含有丰富的花青素、多酚、黄酮类物质，这些活性物质可以抑制引起血压升高的血管紧张素转化酶，有助于预防慢性疾病，如心血管疾病、冠心病，降低其发病率[7]，此外，蛇果皮还可以抑制齿垢的酶活性及口腔内细菌的生长，具有抗蚀作用，保护牙齿。

酸奶作为一种发酵乳制品，具有调节肠道菌群、降低胆固醇、改善便秘等生理功能，因此深受广大消费者的青睐。随着生活水平的日益提高，单一品种的酸奶已逐渐满足不了消费者的饮用需求，复合酸奶的研究与开发已成为今后酸奶的发展的大趋势[8]。

试验研制出一种集火龙果皮、蛇果皮、酸奶营养与保健价值于一体的复合型酸奶，提高了它们作为单一产品时的商品价值和营养价值，同时提高了其经济效益。通过单因素试验及响应面试验，确定火龙果皮蛇果皮复合酸奶生产的最佳工艺条件，为市场增添酸奶新品种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

发酵菌种：保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌质量比1∶1。新鲜火龙果、蛇果，市售；牛奶，市售蒙牛纯牛奶；白砂糖，市售，食品级；黄原胶、果胶和羧甲基纤维素钠（CMC-Na），市售，食品级。

1.2 仪器与设备

HH-2型数显恒温水浴锅，金坛市江南仪器厂；SRH型高压均质机，上海申鹿均质机有限公司；DH4000Ⅱ型电热恒温培养箱，天津市泰斯特仪器有限公司；EZ-SX型质构仪，日本岛津公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

原料处理→调配→高压均质→杀菌→冷却→接种→发酵→冷藏后熟→储藏

1.3.2 操作要点

（1）原料处理[9]：将火龙果和蛇果用清水洗净，沥干水分。火龙果削去鳞片，去除果皮表层，分离果皮和果肉，取皮备用，蛇果削皮备用，将准备好的火龙果皮和蛇果皮切小片，按果皮和水质量比1∶1打浆。

（2）调配：在鲜牛奶中添加试验设定的火龙果皮浆、蛇果皮浆、8%的白砂糖、0.09%的稳定剂（果胶、黄原胶和羧甲基纤维素钠质量比4∶2∶3）[10]，搅拌均匀后预热至60 ℃。

（3）均质：将混匀的料液在均质机中于45 MPa压强下均质10 min，使料液充分混匀，避免发酵过程中产生分层现象。

（4）杀菌、冷却：95 ℃条件下杀菌20 min，然后冷却至43～45 ℃。

（5）接种、发酵：在无菌操作条件下，接种混匀后放入培养箱中，42 ℃恒温发酵，发酵时为了不影响成品的组织状态，避免晃动。

（6）冷藏后熟：将已经凝固的酸奶置于2～4 ℃的环境条件冷藏24 h，进行后发酵以便产品成熟，使酸奶产生良好的风味。

1.3.3 工艺优化

1.3.3.1 单因素试验设计

将火龙果皮浆添加量、蛇果皮浆添加量、复合菌种添加量、发酵时间设为单因素，再分别改变单一因素用量，其他条件不变。以感官评分为评价指标，采用单因素试验确定各因素的最适范围。单因素试验因素与水平设计见表1。

表1 单因素试验因素与水平设计

1.3.3.2 工艺条件的响应面试验

在单因素试验结果的基础上，利用Box-Behnken试验设计原理，以感官评分（Y）作为响应值，利用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行处理，从而确定最优的火龙果皮蛇果皮复合酸奶发酵工艺，试验因素与水平见表2。

表2 响应面试验因素及水平表

1.3.4 感官评定

随机选定10名（男女各半）有经验的品评员组成感官评分小组，根据产品色泽、气味、滋味、组织状态4项指标对火龙果皮蛇果皮复合酸奶进行感官评定[11]，采用加权平均法对产品的感官品质进行综合评定，感官评分满分为100分，各项指标所占分值及评定标准如表3所示。

1.3.5 理化和微生物指标测定

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。

微生物指标检测：按照GB 4789.18—2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验乳与乳制品检验》进行。

质构测定：参数为348-38511-11探头（直径12.7 mm）；探头测试前下降速度为2 mm/s，探头测试后回升速度为2 mm/s；探头进入样品距离为15 mm；触发类型为自动，触发力为0.05 N[12-13]。

表3 火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评定标准

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 火龙果皮浆添加量对火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评分的影响

由图1可知，当火龙果皮浆添加量为8%时，感官评分最高，为87.2分。由于火龙果皮本身的颜色偏红，随着火龙果皮浆添加量的增多，酸奶的颜色逐渐变深。添加量过少，酸奶口感不佳；添加量过多，颜色过深，色泽状态和凝固状态不好。因此，火龙果皮浆最适添加量为8%。

图1 火龙果皮浆添加量对火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评分的影响

2.1.2 蛇果皮浆添加量对火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评分的影响

由图2可知，当蛇果皮浆添加量为8%时，感官评分最高，为88.4分。当添加量过少，酸奶口感不佳，没有蛇果的香气；蛇果果皮本身较酸，添加量过多，酸奶酸度增加，凝固状态不好。因此，蛇果皮浆最适添加量为8%。

图2 蛇果皮浆添加量对火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评分的影响

2.1.3 复合菌种添加量对火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评分的影响

由图3可知，当菌种接种量为0.2%时，酸奶的口感较好，酸度和黏稠度最合适，感官评分最高，为86.9分。接种量决定菌种在发酵中生长繁殖的速度，接种量过少，发酵不成熟，影响酸奶的凝固状态；随着接种量的逐渐增加，乳酸发酵过多，酸奶黏稠度和酸度增加，使得酸奶口感偏酸。因此，最适接种量为0.2%。

图3 复合菌种添加量对火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评分的影响

2.1.4 发酵时间对火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评分的影响

由图4可知，当发酵时间为7 h，感官评分最高，为86.9分。发酵时间短，菌种产酸不足，导致酸奶较稀，组织状态不好。随着发酵时间的延长，酸奶的酸度升高，酸奶中原有的聚集体发生改变，最终形成以酪蛋白胶粒为基础的凝胶状态。发酵时间过长会导致产酸过多，酸奶的组织状态不好，并且出现了凝块的现象。因此，最适发酵时间为7 h。

2.2 响应面试验结果及分析

在单因素试验的基础上，以火龙果皮浆添加量（A）、蛇果皮浆添加量（B）、复合菌种添加量（C）、发酵时间（D）为影响因素，以感官评分（Y）作为响应值，利用Design-Expert 8.0.6软件对试验数据进行处理，从而确定火龙果皮蛇果皮复合酸奶的最优工艺。试验设计及结果见表4，方差分析见表5。

利用Design-Expert 8.0.6软件对表4结果进行回归方程拟合，得到火龙果皮蛇果皮复合酸奶的响应面回归方程：

Y=90.18+5.233 33A+3.216 67B+1.966 67C+2.183 33D+1.4AB-0.8AC-0.45AD+0.125BC+1.275BD-1.175CD-11.785 83A2-8.735 83B2-2.385 83C2-3.210 83D2

根据响应面设计方案，进行方差分析，结果见表5。

由表5可知，当模型F=187.73时，p＜0.000 1，说明该模型是极显著的；当失拟项F=1.29时，p=0.433＞0.05，说明模型的失拟项不显著。决定系数R2=0.994 7，校正决定系数R2Adj=0.989 4，表示感官评分的实际值和预测值之间有较好的拟合度，因而证明该模型能够很好地对火龙果皮蛇果皮复合酸奶工艺进行分析和预测。该模型中的一次项A、B、C、D与二次项A2、B2、C2、D2对结果影响极显著（p＜0.000 1），交互项AB、BD对结果影响较显著（p＜0.01），交互项CD对结果影响显著（p＜0.05）。影响火龙果皮蛇果皮复合酸奶品质的主次顺序为火龙果皮浆添加量＞蛇果皮浆添加量＞发酵时间＞复合菌种添加量。

图4 发酵时间对火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评分的影响

表4 响应面试验设计与结果

表5 回归模型方差分析

利用Design-Expert 8.0.6软件对回归方程进行运算，分别做出两个交互项之间的响应面图及等高线图，结果见图5。由图5可知，在试验所选择的水平范围内，因素AB、BD、CD之间交互作用对火龙果皮蛇果皮复合酸奶感官评分的影响相似，都随着因素水平的增加，感官评分先增加达到最大值后又降低，响应值存在最大值，即因素AB、BD、CD之间有一定的交互作用。

图5 因素AB、BD、CD之间对感官评分交互影响的响应面图

通过Design-Expert 8.0.6软件对已建立的回归方程进行优化分析，可得到最佳发酵工艺条件：火龙果皮浆添加量8%，蛇果皮浆添加量8%，复合菌种添加量0.2%，发酵时间7 h。在此发酵工艺条件下，火龙果皮蛇果皮复合酸奶颜色适中，质地细腻，口味良好。

2.3 理化指标和微生物指标的测定

酸度为78 °T，硬度为0.196 85 N，黏附力为0.005 44±0.008 93 N。大肠杆菌含量＜5 MPN/100 mL，乳酸菌数＞1.2×107CFU/mL，致病菌未检出，微生物指标均符合国家相关标准。

2.4 验证试验

为了检验响应面法所得结果的可靠性，对上述响应面分析求得的最佳工艺条件进行验证试验，条件设定为火龙果皮浆添加量8.4%，蛇果皮浆添加量8.3%，白砂糖添加量8%，复合菌种添加量0.23%，复合稳定剂添加量0.09%，发酵时间7 h。经过3次平行试验，实际测得感官评分为91.1分，与预测值相近，说明试验优化得到的技术参数是可靠稳定的。

3 结论与讨论

以火龙果皮和蛇果皮为主要原材料，以感官评价和色差分析作为评价标准，通过单因素试验和响应面法确定火龙果皮蛇果皮复合酸奶的工艺。结果表明，火龙果皮蛇果皮复合酸奶的最佳工艺条件：火龙果皮浆添加量8%，蛇果皮浆添加量8%，白砂糖添加量8%，复合菌种添加量0.2%，复合稳定剂添加量0.09%，发酵时间7 h。在此优化发酵工艺条件下，火龙果皮蛇果皮复合酸奶颜色适中，质地均匀细腻，无乳清析出，具备特有香气和风味。通过开发新产品火龙果皮蛇果皮酸奶，对其发酵工艺进行理论与实践的研究，为实现其产业化提供新的思路，同时奠定了理论基础[14-15]。