袁云霞，关随霞，孙军杰，白喜婷

河南科技大学食品与生物工程学院（洛阳 471023）

紫薯含有丰富的淀粉、膳食纤维、矿物质、维生素及植物活性成分等。紫薯营养丰富，具有非凡的保健功效[1-4]，其中的膳食纤维可促进胃肠及食道蠕动，保持大便通畅，有效预防胃肠道疾病的发生；所含维生素A对治疗夜盲症和干眼症有明显的效果，维生素C可促进胶原蛋白的合成，滋养皮肤；所含硒元素被誉为“抗癌之王”，可以提高机体免疫力，防癌抗癌；所含花青素被称为第七大必需营养素，是目前科学界发现的最强效、最安全的天然自由基清除剂[5]，其自由基清除能力是维生素C的20倍，维生素E的50倍。

燕麦含有丰富的膳食纤维，可以增强饱腹感，对减肥瘦身及糖尿病患者十分有益[6]；同时含有丰富的不饱和脂肪酸，可有效预防心脑血管疾病[7]；另外，燕麦还含有多酚、甾醇等植物活性成分，具有抗氧化、抗衰老、增强机体免疫力、美容养颜等功效[8]。

随着经济水平的不断提高，牛奶在人们的饮食中扮演着重要角色，人们对牛奶的追求不仅在于营养，还在于口感、风味等。酸奶与牛奶相比，具有促消化、人体更易吸收、营养丰富、酸甜可口等优点[9-10]，而受到广大消费者欢迎。酸奶是以牛乳为原料，以白砂糖为辅料，通常以乳酸菌、嗜热链球菌、保加利亚杆菌以及其他有益菌种为发酵剂，通过均质、杀菌、接种、发酵、冷却、冷藏后熟工艺而制成的一种乳制品[11-12]。复合酸奶是在不影响酸奶本身品质的前提下，添加各种辅料发酵制成的营养价值及口感风味优于普通酸奶的产品，更符合人们对于健康和美味的需求。

试验在酸奶中添加紫薯、燕麦，研制紫薯燕麦复合酸奶，以感官评分为评价指标，在单因素试验的基础上，进行正交试验确定紫薯燕麦复合酸奶的最佳工艺参数。紫薯燕麦复合酸奶的研制不仅可以丰富市场上酸奶的种类，为市场消费提供更多选择，还可为紫薯和燕麦的进一步加工利用提供新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

全脂奶粉、紫薯、燕麦粉、蔗糖（市售）；乳酸菌（安琪酵母股份有限公司）；DPPH（南京奥多福尼生物科技有限公司）；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）；AD 500S-H高速分散均质机（上海昂尼仪器仪表有限公司）；FA 2004电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；HR 2838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-CJID型超净工作台（苏州净化设备有限公司）；T6新世纪紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程及操作要点

1) 紫薯浆的制备。挑选新鲜的紫薯，清洗干净，去皮切块，蒸煮15 min，放至打浆机中加入2倍质量的水进行打浆，用3层纱布过滤得到紫薯浆，放入冰箱备用。

2) 复原乳的制备。将全脂乳粉与水在40～45 ℃条件下按照一定比例混合，不断搅拌至完全溶解。

3) 调配预热。将紫薯浆、燕麦粉、复原乳、白砂糖等按照一定比例混合后搅拌均匀，并预热至50～55 ℃。

4) 均质、杀菌。混合乳液在10～20.0 MPa条件下均质10 min，在90 ℃条件下保持10 min进行杀菌，而后冷却至在40～45 ℃。

5) 接种发酵。无菌条件下，向混合液中迅速接入发酵剂，置于42 ℃恒温培养箱进行培养。

6) 冷藏后熟。发酵完成后冷却至室温，放入4 ℃冰箱冷藏后熟12 h，即得到成品。

1.3.2 单因素试验

考察紫薯浆添加量、燕麦粉添加量、发酵剂添加量、发酵时间4个因素对紫薯燕麦复合酸奶品质的影响。

紫薯浆添加量的选择：紫薯浆添加量分别取5%，10%，15%，20%和25%，其他因素保持不变，按照上述流程制作酸奶，研究紫薯浆添加量对复合酸奶品质的影响。

燕麦粉添加量的选择：燕麦粉添加量分别取2%，4%，6%，8%和10%，其他因素保持不变，按照上述流程制作酸奶，研究燕麦粉添加量对复合酸奶品质的影响。

发酵剂接种量的选择：发酵剂接种量分别取4%，6%，8%，10%和12%，其他因素保持不变，按照上述流程制作酸奶，研究发酵剂接种量对复合酸奶品质的影响。

发酵时间的选择：发酵时间分别设定为4，6，8，10和12 h，其他因素保持不变，按照上述流程制作酸奶，研究发酵时间对复合酸奶品质的影响。

1.3.3 正交试验

根据L9(34)正交表，以紫薯浆添加量、燕麦粉添加量、发酵剂接种量、发酵时间为因素，设计四因素三水平的正交试验，优化紫薯燕麦复合酸奶工艺。

1.4 产品品质检测

1.4.1 感官评定

由10位乳品专业人员（5男5女）组成感官评审小组，根据表1感官评价标准对紫薯燕麦复合酸奶进行评分，取平均值作为最终得分。

表1 紫薯燕麦复合酸奶感官评分标准

1.4.2 理化指标检测

pH采用PHs-3C型pH计进行测定；蛋白质含量的测定参考GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》[13]；脂肪含量的测定参考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》[14]；非脂乳固体的测定参考GB 5413.39—2010《乳和乳制品中非脂乳固体的测定》[15]；酸度的测定参考GB 5009.239—2016《食品酸度的测定》[16]。

1.4.3 微生物指标检测

乳酸菌的检测参考GB 4789.35—2016《食品微生物学检验乳酸菌检验》[17]；大肠杆菌的检测参考GB 4789.3—2016《食品微生物学检验大肠菌群计数》[18]；金黄色葡萄球菌的检测参考GB 4789.10—2016《食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验》[19]；沙门菌的检测参考GB 4789.4—2016《食品微生物学检验沙门氏菌检验》[20]；霉菌及酵母菌的检测参考GB 4789.15—2016《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》[21]。

1.4.4 DPPH自由基清除能力测定

以未添加紫薯和燕麦的酸奶为对照，测定紫薯燕麦复合酸奶对DPPH自由基的清除能力来考察其抗氧化活性，测定方法及计算方法参照文献[22]报道方法。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 紫薯浆添加量对酸奶感官品质的影响

紫薯浆添加量分别为5%，10%，15%，20%和25%，酸奶的感官评分结果如图1所示。结果表明，酸奶的感官评分先升高后下降。紫薯浆添加量5%时，酸奶产品无明显紫薯的淡紫色，且紫薯特有的香味较淡；紫薯浆添加量达到10%时，酸奶中紫薯香味浓郁，呈淡紫色，有光泽，感官评分最高；继续增加紫薯添加量，产品逐渐出现粗糙口感，有沉淀和分层现象，颜色逐渐变成深紫色，感官评分逐渐降低。因此，可得紫薯浆添加量以10%为宜。

图1 紫薯浆添加量对酸奶感官品质的影响

2.1.2 燕麦粉添加量对酸奶感官品质的影响

燕麦粉添加量分别为2%，4%，6%，8%和10%，酸奶的感官评分结果如图2所示。燕麦添加量较少时，酸奶不够黏稠，燕麦特有的香味较淡，感官评分较低；燕麦添加量达到6%时，酸奶感官评分最高，此时酸奶组织光滑细腻，入口有醇厚的燕麦香味，口味极佳；燕麦添加量达到8%及以上时，有燕麦沉淀现象的发生，出现分层，组织状态不佳，口感有涩味。因此，可得燕麦粉添加量以6%为宜。

图2 燕麦粉添加量对酸奶感官品质的影响

2.1.3 发酵剂接种量对酸奶感官品质的影响

发酵剂接种量分别为4%，6%，8%，10%和12%，酸奶的感官评分结果如图3所示。结果表明，发酵剂接种量为10%时，酸奶的感官评分最高，此时酸奶酸甜可口，口感细腻，味道极佳；发酵剂接种量较低时，由于发酵剂添加量不足会导致酸奶发酵不充分，从而使得产品没有酸味或者酸度不够，且凝乳不均匀；发酵剂接种量过高时，会使得酸奶发酵过度而使其口感较酸，且组织状态粗糙，有凝乳析出。因此，可得发酵剂接种量以10%为宜。

图3 发酵剂添加量对酸奶感官品质的影响

2.1.4 发酵时间对酸奶感官品质的影响

酸奶的发酵时间分别为4，6，8，10和12 h，酸奶的感官评分结果如图5所示。结果表明，发酵时间8 h时，酸奶感官评分最高，此时酸奶口感及组织状态会达到最佳水平，色泽均匀且有光泽，酸甜可口，气味香醇；发酵时间低于8 h时，发酵程度不够，发酵不均匀，从而会出现凝乳不完全、组织状态不稳定现象；发酵时间高于8 h时，酸奶发酵程度加深，酸奶酸味变大，口感较差，且有乳清析出现象，感官评分较低。因此，可得发酵时间以8 h为宜。

图4 发酵时间对酸奶感官品质的影响

2.2 正交试验

在单因素试验基础上，以紫薯浆添加量、燕麦粉添加量、发酵剂接种量、发酵时间为因素，设计四因素三水平的正交试验，以感官评分为指标，确定紫薯燕麦复合酸奶的最佳加工工艺。正交试验因素水平表设计如表2所示。试验结果及其分析如表3所示。

由表3中各因素的极差大小可以得出，4个因素对紫薯燕麦复合酸奶感官评分影响的主次顺序为A＞D＞B＞C，即紫薯浆添加量对复合酸奶感官评分的影响最大，发酵时间对产品的感官评分影响次之，再次是燕麦粉添加量，发酵剂添加量的影响最小。通过正交试验得到紫薯燕麦复合酸奶加工工艺的较优组合为A2B3C1D2，即紫薯浆添加量10%，燕麦粉添加量8%，发酵剂添加量8%，发酵时间8 h。

2.3 DPPH自由基清除能力

图5所示为紫薯燕麦复合酸奶对DPPH自由基清除率结果。结果表明，随着酸奶质量浓度增大，紫薯燕麦复合酸奶和对照酸奶（未添加紫薯和燕麦）对DPPH自由基的清除率均增强；在相同质量浓度下，紫薯燕麦复合酸奶对DPPH自由基的清除率明显高于对照酸奶；酸奶质量浓度25 mg/mL时，紫薯燕麦复合酸奶的DPPH自由基清除率可达80.2%，而对照酸奶的DPPH自由基清除率仅28.8%。主要原因是紫薯中含有的花青素、硒元素等抗氧化物质以及燕麦中所含的多酚黄酮类物质等活性成分会大幅增强紫薯燕麦复合酸奶的抗氧化能力。紫薯燕麦复合酸奶可有效清除DPPH自由基，说明其具有良好的抗氧化能力。

表2 正交试验因素水平

表3 紫薯燕麦酸奶正交试验结果及其极差分析

图5 紫薯燕麦酸奶对DPPH自由基清除率

2.4 产品品质指标

2.4.1 感官指标测定结果

最优工艺参数下制备的香蕉咖啡酸奶其感官指标如下。

气味：具有醇厚的奶香味和浓郁的紫薯味，且有淡淡的燕麦香气。

组织状态：无乳清析出，无分层现象，组织状态稳定且均匀细腻。

色泽：呈淡紫色，且有光泽。

口感：口感细腻，柔顺，酸甜适中。

2.4.2 理化指标测定结果

紫薯燕麦复合酸奶pH 4.22，蛋白质含量2.42 g/100 g，脂肪含量2.58 g/100 g，非脂乳固体含量8.21 g/100 g，酸度76.53 °T，均符合国家标准[23]。

2.4.3 微生物指标测定结果

紫薯燕麦复合酸奶中，乳酸菌数≥6.8×107CFU/mL，大肠杆菌≤1 CFU/mL，金黄色葡萄球菌、沙门菌、酵母及霉菌等致病菌均未检出，符合国家标准[23]。

3 结论

通过单因素试验和正交试验，最终确定紫薯燕麦复合酸奶的最佳工艺参数：紫薯浆添加量10%，燕麦粉添加量8%，发酵剂添加量8%，发酵时间8 h。产品呈淡紫色，质地均匀细腻，口感滑润柔顺，酸甜适中，具有浓郁的紫薯香味和燕麦特有香气。紫薯燕麦复合酸奶富含花青素、膳食纤维等成分，兼具营养和保健功能，迎合消费者需求，具有广阔的市场前景。