黑元素酸奶冰淇淋配方優(yōu)化
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邵虎1*，朱曉1，龐瀟1，孔令偉2
1．江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院（淮安223003）；2．淮安快鹿牛奶有限公司(淮安223()()5)
摘要 以紫山藥、黑豆和酸奶等為主要原料，進行黑元素酸奶冰淇淋的研制。通過單因素和正交試驗對產(chǎn)品的配方進行了優(yōu)化。試驗結(jié)果表明，產(chǎn)品的最佳配方為酸奶50%、紫山藥漿3%、黑豆汁25%、白砂糖14%、棕櫚仁油4%和復(fù)配型乳化穩(wěn)定劑0.3%。制成的酸奶冰淇淋呈淺黑紫色，口感軟滑，堆起性好，兼有酸奶和豆乳特有的風(fēng)味，是一種營養(yǎng)價值較高的冰淇淋產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞 紫山藥；黑豆；酸奶冰淇淋；配方
紫山藥，屬于薯蕷科植物，又名大薯、紅切薯等，主要分布于廣西、江西、湖南和湖北等省。紫山藥營養(yǎng)價值較高，其圓柱形、圓錐形或球形的塊根中富含花青素、碳水化合物、蛋白質(zhì)，維生素、礦物質(zhì)、黏質(zhì)多糖和薯蕷皂等生物活性成分。據(jù)《本草綱目》記載，紫山藥具有滋肺益腎、健脾止瀉的功效，對脾虛腹瀉、久痢不愈、虛癆咳嗽、腎虛遺精、小便頻繁等有一定的食療作用。
黑豆，又稱烏豆，是豆科植物的種子，含有豐富的營養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)含量達36%～40%，高于肉類、雞蛋和牛奶。其蛋白質(zhì)中含有18種氨基酸（包括人體必需的8種氨基酸），有“植物蛋白之王”之稱。此外，黑豆中的纖維素含量比一般的黃豆高，其具有促進腸胃蠕動，預(yù)防便秘的功能，這對于便秘和減肥的人群極為有利。
現(xiàn)代研究表明，一般情況下，食物的營養(yǎng)成分與其顏色關(guān)系密切，深色食物較其顏色稍淺的同類食物而言，其營養(yǎng)價值更高。試驗以紫山藥、黑豆等深（黑）色原料為主，將黑元素引入酸奶冰淇淋的產(chǎn)品制作中，以期為其進一步研究和產(chǎn)業(yè)化提供基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1材料與設(shè)備
紫山藥：市售；黑豆：市售；全脂乳粉：食品級，內(nèi)蒙古伊利實業(yè)股份有限公司；白砂糖：江蘇白玫糖業(yè)有限公司；單體乳化劑、穩(wěn)定劑：上海昊岳實業(yè)有限公司；凈化水：自制，符合GB 5749的規(guī)定。
YP10KN型電子分析天平、BSA224S-CW型電子天平：北京賽多利斯分析儀器有限公司；SM-705EE型熱風(fēng)箱：新麥機械（無錫）有限公司；YJGY-70-60高壓均質(zhì)機、TSD-10智能酸奶發(fā)酵柜、LBJ-75連續(xù)式冰淇淋凝凍機：天津市特斯達食品機械科技有限公司。
1.2工藝流程
1.3操作要點
1.3.1 紫山藥漿的制備
挑選新鮮無蟲害的紫山藥，清水清洗干凈，去皮后立即投至護色液中浸泡30～45 min，然后將山藥用流水沖洗1次，再與清水以1：3料水質(zhì)量比加熱煮沸3～5 min進行滅酶，最后再經(jīng)過磨漿機磨漿，得紫山藥漿，稍冷卻，備用。
1.3.2黑豆汁的制備
參考孫月娥等方法并略作改動。將黑豆在115℃～150 ℃條件下，烘烤一定時間，以除去黑豆的腥味，再用3—4倍的溫水浸泡8～10 h，過榨汁機進行榨汁，注意控制好榨汁機篩網(wǎng)在50～60目，得黑豆汁，備用。
1.3.3穩(wěn)定劑和糖溶解液制備
參考楊宇鴻等方法并略有改動。以CMC-Na、明膠和瓜爾豆膠為穩(wěn)定劑(三者質(zhì)量比依次為5:2:1)，分子蒸餾單甘酯和蔗糖脂肪酸酯作為乳化劑（兩者質(zhì)量比1:1），以穩(wěn)定劑與乳化劑按2:1進行復(fù)配，再將復(fù)配的乳化穩(wěn)定劑按一定比例與白砂糖混合均勻后，緩慢投入至85℃以上的熱水中，高速攪拌，使其在水中充分分散并吸水溶脹，并在此條件下繼續(xù)保溫15～20 min。
1.3.4酸奶制備
按配方計量好凈化水后，將其預(yù)熱至45℃～55℃，然后按1:7的料水質(zhì)量比緩緩加入全脂乳粉，攪拌至充分溶解，靜置15～20 min后，再將其預(yù)熱至60℃～65℃，在15～18 M Pa壓力下均質(zhì)，然后經(jīng)80℃—85℃ 保溫30 min，冷卻至42℃～43℃，在無菌條件下接種3 g/100 m L嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌（兩者按體積比1：1混合），保溫發(fā)酵至凝乳完全，轉(zhuǎn)入2℃～6℃冷庫后酵8h以上，此溫度儲存，備用。
1.3.5調(diào)配
將配方中的凈化水與上述備用的紫山藥漿、黑豆汁以及白砂糖和穩(wěn)定劑的溶解液各按一定比例進行混合，充分?jǐn)噭�，得混合料液�?
1.3.6均質(zhì)、殺菌
將混合料液預(yù)熱至68℃～70℃，在22～25 M Pa壓力下均質(zhì)2次，再以80℃～85℃保溫殺菌15～20 min，其間不斷攪拌，以使殺菌充分徹底。
1.3.7冷卻、老化
將殺菌料液用冰水冷至10℃以下，再與備用的酸奶一起加入老化缸內(nèi)，待其所有物料攪拌均勻后，停止攪拌，其間每隔15 min攪拌一次，并控制老化溫度4℃左右，持續(xù)老化4～24 h。
1.3.8凝凍、擠壓成型
老化完成的物料進入冰淇淋凝凍機進行凝凍和擠壓成型，根據(jù)物料老化的情況和環(huán)境等情況，控制好凝凍機的參數(shù)，使冰淇淋的膨脹率保持在80%左右。
1.3.9凍結(jié)、入庫及檢驗
擠壓成型的冰淇淋應(yīng)及時放入-30℃～-35℃的速凍庫中進行凍結(jié)，使其完全定型后人-18℃～-20℃冷庫儲存，檢驗合格即為成品。
1.4感官指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)
邀請8名食品類專業(yè)，且富有產(chǎn)品開發(fā)、品評經(jīng)驗的專家和4名食品加工專業(yè)的學(xué)生分別對酸奶冰淇淋的感官質(zhì)量進行評定，標(biāo)準(zhǔn)見表1。
1.5理化及微生物指標(biāo)檢測方法
1.5.1 山藥褐變率的測定
褐變率直接反映了山藥的色度變化情況，用色差計檢測鮮切山藥片的色度并記錄L。L在1～100之間，L=0時，為標(biāo)準(zhǔn)黑；L=100時，表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)。
1.5.2膨脹率的測定
采用公式(1)計算測定：
冰淇淋膨脹率=（m1-m2）/m2×100% (1)
式中：m1——一杯經(jīng)老化的冰淇淋料液的質(zhì)量，g；m2---------物料經(jīng)凝凍后同一杯冰淇淋的質(zhì)量，g。
1.5.3其他指標(biāo)
依據(jù)GB/T 31321-2014冷凍飲品檢驗方法規(guī)定的方法進行檢測。
2結(jié)果與分析
2.1單因素試驗
2.1.1 紫山藥漿護色工藝及其不同添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響
紫山藥富含多酚氧化酶和過氧化物酶等天然酶類，在山藥形態(tài)完整無損時，不與空氣接觸，從而使其不受氧化反應(yīng)的產(chǎn)物如醌類等引起顏色變化，造成產(chǎn)品感官質(zhì)量和營養(yǎng)價值降低。因此，多采用護色劑和高溫?zé)釥C等方法進行滅酶，以阻斷其顏色反應(yīng)的路徑，得以維持山藥的原色品質(zhì)和營養(yǎng)價值。試驗采用不同濃度的檸檬酸、D-異抗壞血酸、氯化鈉及其復(fù)合溶液進行護色研究，結(jié)果見表2。
由表2可知，就單一護色液而言，隨著濃度的增加，3種護色液對紫山藥褐變率的抑制都呈上升趨勢，其中在0.5%~1%濃度范圍內(nèi)，檸檬酸液對山藥褐變的抑制率最強，而在1%~1.5%濃度范圍內(nèi)，Na CI對紫山藥的褐變抑制率最低。表2還表明，復(fù)合型護色液的護色效果要好于單一護色液，究其護色效果、經(jīng)濟性和操作便利性而言，試驗采用0.75%檸檬酸液和0.35% D-異抗壞血酸液對紫山藥進行護色。
將酸奶、黑豆汁和復(fù)配型穩(wěn)定劑的添加量分別取值為45%，20%和0.3%，再分別添加2%，3%，4%和5%上述制備的紫山藥漿，以考察其對酸奶冰淇淋感官品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖1所示。
由圖1可以看出，當(dāng)紫山藥漿的添加量由2%～3%時，其對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響趨于變好，但隨著其添加量的進一步增加，即超過3%時，物料的黏稠度進一步升高，均質(zhì)操作愈加困難，須加大攪拌力度，并增加均質(zhì)次數(shù)，殺菌后的料液黏度較大，且終產(chǎn)品的適口性變差，品評認可度下降。因此，綜合考慮生產(chǎn)成本和操作性，紫山藥漿的添加量確定為3%。
2.1.2黑豆汁不同添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響
將酸奶、紫山藥漿和復(fù)配型乳化穩(wěn)定劑的添加量分別取值為45%，3%和0.3%，再分別添加15%，20%，25%和30%的黑豆汁，以考察其對酸奶冰淇淋感官品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖2所示。
由圖2可知，當(dāng)黑豆汁的添加量在25%之前，產(chǎn)品的感官品質(zhì)逐漸趨于提高，但當(dāng)其添加量超過25%時，呈現(xiàn)下降的趨勢，原因可能是為了去除黑豆汁的腥味，在磨漿前進行了烘烤處理，在一定程度上降低了黑豆腥味帶來的不舒服口感，但在制作酸奶冰淇淋時，熟豆汁的風(fēng)味掩蓋了產(chǎn)品主體的風(fēng)味，使產(chǎn)品特色不明顯。因此黑豆汁的添加量選擇為25%。
2.1.3酸奶不同添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響
將紫山藥漿、黑豆汁和復(fù)配型穩(wěn)定劑的添加量分別取值為3%，25%和0.3%，再分別添加40%，45%，50%和55%的酸奶，以考察其對酸奶冰淇淋感官品質(zhì)的影響，其結(jié)果如圖3所示。
由圖3可以看出，改變酸奶的添加量在40%～55%范圍變化時，隨著酸奶添加量的升高，其感官品質(zhì)先快速增加后緩慢下降的趨勢。酸奶冰淇淋的風(fēng)味主要靠添加的酸奶來呈現(xiàn)。一方面，隨著酸奶量的不斷增加，使酸奶特征性風(fēng)味在冰淇淋中的主體香更為突出，導(dǎo)致品嘗人員對其品質(zhì)認同趨于一致，另外一方面，由于冰淇淋是一種復(fù)雜的體系，其感官品質(zhì)影響因素較多，隨著酸奶添加量高于50%時，終產(chǎn)品的酸度亦隨之增加，使得口感和風(fēng)味變得欠柔和協(xié)調(diào)。因此，考慮其品質(zhì)和經(jīng)濟因素，酸奶的添加量確定為50%。
2.1.4復(fù)配型乳化穩(wěn)定劑不同添加量對酸奶冰淇淋感官品質(zhì)的影響
在大量基礎(chǔ)性試驗基礎(chǔ)上，將酸奶、黑豆汁和紫山藥漿的添加量分別取值為50%，25%和3%，再分別添加0.2%，0.3%，0.4%和0.5%復(fù)配型乳化穩(wěn)定劑，以考察其對酸奶冰淇淋感官品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖4所示。
對于冰淇淋的成分和組織結(jié)構(gòu)而言，在一定的添加量范圍內(nèi)，乳化穩(wěn)定劑的添加有利于產(chǎn)品體系的穩(wěn)定，也利于其膨脹率的提高，從而導(dǎo)致產(chǎn)品整體品質(zhì)的提升。由圖4可知，復(fù)配型乳化穩(wěn)定劑添加量高于0.4%時，產(chǎn)品的膨脹率有所下降，口感趨于致密，松軟度開始變差。因此，復(fù)配乳化穩(wěn)定劑的添加量選擇為0.4%。
2.2酸奶冰淇淋最佳配方優(yōu)化試驗
經(jīng)過多次試驗，選取(A)酸奶添加量、(B)復(fù)配型乳化穩(wěn)定劑添加量、(C)紫山藥漿添加量和(D)黑豆汁添加量等4個對酸奶冰淇淋品質(zhì)影響較大的因素進行試驗，因素水平見表3，正交試驗結(jié)果見表4。
表4表明，各因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響依次為A>D>C>B，即酸奶添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響最大，其次是黑豆汁添加量，再次是紫山藥漿添加量，乳化穩(wěn)定劑的添加量對產(chǎn)品最終品質(zhì)的影響最小。試驗采用A2D2C2B1參數(shù)為最佳配方，即酸奶添加量50%，紫山藥漿添加量3%，乳化穩(wěn)定劑添加量0.3%，按此配方制作出來的產(chǎn)品品質(zhì)獲得參評人員的一致認可。
以酸奶添加量50%，黑豆汁添加量25%，紫山藥漿添加量3%，乳化穩(wěn)定劑添加量0.3%進行黑元素酸奶冰淇淋產(chǎn)品制作驗證試驗，其結(jié)果感官評分為95分，表明結(jié)果的可靠性較強，可以用于該產(chǎn)品的配方設(shè)計和產(chǎn)品制作。
2.3產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)
2.3.1感官指標(biāo)
色澤呈紫褐色，分布均勻，無變色、串色；大小一致，形態(tài)飽滿，不塌陷，無收縮；組織松軟，無氣孔，細膩潤滑，無冰晶；柔和的酸奶口味和淡淡的豆汁風(fēng)味，無異味；無任何肉眼可見外來雜質(zhì)。
2.3.2理化指標(biāo)
非脂乳固體≥6.0%，總固形物≥30%，脂肪≥6%，蛋白質(zhì)≥2.2%。
2.3.3 微生物指標(biāo)
菌落總數(shù)<500 CFU/m L，大腸菌群<30 MPN/100mL，致病菌未檢出。
3結(jié)論
以紫山藥、黑豆和酸奶等為主要原料進行黑元素酸奶冰淇淋的研制。試驗結(jié)果表明，該產(chǎn)品的最佳配方為酸奶50%、紫山藥漿3%、黑豆汁25%、白砂糖14%、棕櫚仁油4%，復(fù)配型乳化穩(wěn)定劑0.3%。制成的酸奶冰淇淋呈淺黑紫色，口感細膩嫩滑，堆起性較好，具有酸奶和豆乳兩者混合風(fēng)味，是一種營養(yǎng)價值較高的酸奶冰淇淋產(chǎn)品。
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