大豆膳食纤维酸奶工艺参数优化
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摘要以鲜牛乳和大豆膳食纤维为原料，研究一种保健型酸奶。从产品的感官品质出发，在单因素的基础上，应用响应面分析法优化生产工艺参数。经SAS 9.1软件对试验结果进行分析，确定大豆膳食纤维酸奶的最优工艺参数为：大豆膳食纤维添加量为1.5%、发酵剂接种量为3.2%、蔗糖添加量为6.2%、稳定剂PGA添加量为0.3%。在此条件下，酸奶的感官分值为94.52，与理论值94.67接近。说明该大豆膳食纤维酸奶的最优生产工艺参数具有一定的指导意义。
关键词酸奶；大豆膳食纤维；工艺参数；优化
中图分类号TS252.4文献标识码A文章编号 1007-5739（2013）12-0247-03
OptimizationofProcessParametersofSoybeanDietaryFiberYogurt
WANG Wei-hua 1，2WANG Ying 1LI Bing 1LU Bao-xin 1 *
（1 Food College，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing Heilongjiang 163319； 2 Hero Huishan Nutrition Co.，Ltd.）
AbstractThe process for sanitarian yogurt by fermenting fresh cow milk supplemented with soybean dietary fiber was optimized by response surface methodology considering the sensory quality based on one-factor-at-a-time experiments. Though the result analyzed by the software SAS 9.1，obtained that the optimum fermentation conditions for producing sanitarian yogurt with the highest sensory quality were soybean dietary fiber addition of 1.5%，sucrose addition of 6.2%，inoculum size of 3.2% and stabilizer PGA addition of 0.3%.The optimized process could provide a sensory score of 94.52，approaching the theoretical of 94.67. The optimized process of the soybean dietary fiber yoghurt played the guiding role.
Key wordsyogurt；soybean dietary fiber；process parameters；optimization
随着人们生活水平和营养意识的不断提高，越来越多的人认识到膳食纤维的营养价值。膳食纤维是指不能被人体消化吸收的一类高分子物质，主要包括果胶、壳聚糖、纤维素、木质素等，具有通便、降脂、降糖、清除有害物质、促进致癌物质代谢等众多生理保健功能[1]，被现代营养学称为“第七大营养素”[2]。近年来，酸奶的生产在我国发展迅速，销量也是逐年上升，其独特的风味和丰富的营养价值备受消费者青睐，而且酸奶在预防肠道、心血管疾病、防癌、防衰老等方面也有一定的保健作用[3]。其品种也开始由原味酸奶逐步向果粒酸奶、调味酸奶和功能型酸奶转化[4]。而膳食纤维酸奶的开发是非常符合现代人对食品天然、营养、保健的要求。选用大豆膳食纤维为添加物来生产酸奶，研制出一种风味独特、营养价值高、经济效益高的新型保健酸奶，对提高人们的健康水平具有非常深远的现实意义。
1材料与方法
1.1供试材料
新鲜无抗牛乳；乳酸菌（嗜热链球菌∶保加利亚乳杆菌=1∶1，常州益加菌生物科技有限公司）；脱脂乳粉（市售）；蔗糖（市售）；大豆膳食纤维（山东省大豆蛋白有限公司）。
1.2主要仪器设备
MD100-2 电子分析天平（沈阳华腾电子有限公司）；SPH-250 生化培养箱（上海森信实验仪器有限公司）；Scien TZ-04 无菌均质机（宁波新艺生物有限公司）；LDZX-50KBS 高压灭菌锅（上海申安医疗器械）；JJ-1 精密增力电动搅拌器（常州光华电器有限公司）；超净台、电子天平、电冰箱等。
1.3试验方法
1.3.1工艺流程。具体如图1所示。
1.3.2工艺操作要点。具体如下：①发酵剂的制备。将脱脂奶粉与水以1∶9混匀，121 ℃杀菌15 min，冷却至45 ℃，再以无菌方式接入2%充分活化的乳酸菌。42 ℃下发酵，静置培养至凝固。然后再从培养基底部吸取1~2 mL培养液，接入灭菌过的装有500 mL生奶的1 000 mL三角瓶中，培养至凝乳，4 ℃冷藏保存，作为工作发酵剂待用。②配料、预热、均质。将大豆膳食纤维、稳定剂、蔗糖溶液加入到高速搅拌器中，并用90 ℃热水溶解，80 ℃保温30 min，让稳定剂溶解充分，并杀死其中的微生物。然后打入预热好的鲜奶中。混合液预热至60~65 ℃，20 MPa下均质。③杀菌、冷却、接种、发酵、冷却后熟。混合液在95 ℃，保持5~10 min，然后迅速冷却至42 ℃，在无菌条件下接种，接种量2%~4%，然后在42~43 ℃培养3~5 h。发酵3 h后，每10 min检测pH值，待pH值为4.2时终止发酵[5]。采用二步冷却工艺，先置于空气中自然冷却至20~24 ℃，紧接着冷却至10 ℃以下，持续5~6 h，移至0~4 ℃冰箱冷藏后熟[6]。
1.3.3理化指标的测定。具体如下：①pH值测定。用Seven Multi（S40）pH计直接测定。②乳清析出量的测定。将装有成品酸奶的容器慢慢倾斜，乳清引入到10 mL量筒中读取数值（事先在量筒中加水到1 mL刻度处）[7]。
1.3.4工艺优化试验设计。具体如下：①单因素试验。分别考察大豆膳食纤维添加量、发酵剂接种量、蔗糖添加量及稳定剂PGA添加量对大豆膳食纤维酸奶品质的影响。②响应面优化试验。在单因素的基础上，初步确定各成分适宜的添加量。根据Box-Behnken中心组合试验设计原理[8]，设计4因素3水平的响应面分析试验。因素水平如表1所示。
2结果与分析
2.1单因素试验结果与分析
大豆膳食纤维酸奶发酵过程中预先设定发酵温度为42 ℃，其余大豆膳食纤维添加量为1.5%，接种量为3.0%，蔗糖添加量为6.0%，PGA添加量为0.3%，考察这4个变量对酸奶品质的影响时，保持其余3个量不变，只改变考察量。
2.1.1大豆膳食纤维添加量对酸奶品质的影响。随着大豆膳食纤维添加量的增大，凝乳状况变得不均匀，色泽度也逐渐变差，而且当添加量达到2.5%时，有明显的粗糙感和豆腥味。感官分值变化如图2所示。