【藜麥木糖醇酸奶加工工藝設計及實驗研究12000字（論文）】

VI—1前言1.1功能性原料簡介1.1.1藜麥藜麥有名南美藜，原產(chǎn)于南美洲，屬藜科雙子葉植物REF_Ref3035\r\h[1]。藜麥營養(yǎng)價值高，其氨基酸含量配比與聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）指定的人類營養(yǎng)標準十分接近，且含有豐富的維生素、微量元素和多種生物活性成分REF_Ref3045\r\h[2]，被國際營養(yǎng)學家稱之為“營養(yǎng)黃金”、“超級谷物”、“未來食品”REF_Ref4041\r\h[3]。藜麥中的蛋白質(zhì)含量為13.8%~16.5%REF_Ref4096\r\h[4]，主要為白蛋白和球蛋白，這兩種蛋白占總蛋白總量的44%~77%REF_Ref4697\r\h[5]，必需氨基酸含量為蛋白含量的23.37%~37.45%，且必需氨基酸含量與蛋白質(zhì)含量呈正相關REF_Ref4772\r\h[6]。藜麥中幾乎含有所有的天然氨基酸，包括8種人體必需氨基酸和嬰幼兒必需氨基酸（組氨酸）REF_Ref4818\r\h[7]。其中賴氨酸含量最高，達到氨基酸含量的4.6%~6.6%，顯著高于小麥等谷物REF_Ref4861\r\h[8]。由M.Kür?atDemirREF_Ref4900\r\h[9]研究表明，經(jīng)過蒸煮后的藜麥，賴氨酸和蛋氨酸含量明顯升高。藜麥中脂肪平均含量為50~72mg/g，含有大約90%的不飽和脂肪酸。藜麥中碳水化合物主要成分是淀粉，含量約為種子的30%~70%REF_Ref4946\r\h[10]。藜麥中果糖含量低，是一種低果糖葡萄糖指數(shù)（FGI）食物，對糖脂代謝過程具有有益功效REF_Ref4985\r\h[11]。藜麥中含有多種礦物質(zhì)元素，總礦物質(zhì)含量約為3.4%。主要礦物質(zhì)元素鉀、鈣、鎂、鐵、銅和鋅的含量足以維持人體均衡飲食所需REF_Ref5017\r\h[12]。藜麥是天然維生素的豐富來源。藜麥中還含有豐富的生物活性物質(zhì)，主要類別有多酚化合物、黃酮類化合物和皂苷。藜麥中80%的多酚化合物經(jīng)消化后仍具有生物活性，可預防氧化作用引起的多種疾病，如心血管疾病。MarikaREF_Ref5184\r\h[13]研究表明，紅色和黑色藜麥具有最高的抗氧化性。藜麥中的黃酮類化合物具有抗菌活性和抗氧化性，有抗癌、降脂、消炎等功能REF_Ref5259\r\h[14]。藜麥中皂苷含量約為11.3mh/g，具有抗菌、抗病毒、降低膽固醇的功效REF_Ref5301\r\h[15]。藜麥中不含麩質(zhì)，可以幫助乳糜瀉患者和麩質(zhì)過敏的人群補充營養(yǎng)；藜麥中的天然抗氧化劑在抗癌、抗氧化方面效果顯著；藜麥低糖，低熱量，成為三高人群以及糖尿病患者的的理想食品。1.1.2木糖醇木糖醇是一種多元糖醇類物質(zhì)，甜度和蔗糖一樣，具有較高的營養(yǎng)價值，是人體糖類代謝的正常中間體REF_Ref5350\r\h[16]。木糖醇提供的能量只有蔗糖的40%，且水活度比蔗糖低，有助于微生物的穩(wěn)定性，可以延長產(chǎn)品貨架期。木糖醇不能被人體口腔的產(chǎn)酸細菌所利用，可以在代謝途徑中被阻止吸收利用，不會迅速引起血糖水平的波動，這使得木糖醇可以作為糖尿病患者的甜味劑REF_Ref5396\r\h[17]。1.2酸奶1.2.1酸奶的營養(yǎng)及功能特性酸奶經(jīng)過發(fā)酵工藝后，乳中的蛋白質(zhì)會被分解成小分子的肽和游離的氨基酸，與牛乳相比，顯著提升了肽類和游離氨基酸的含量與種類，因而能夠提高酸奶的消化吸收及生物利用度REF_Ref5461\r\h[18]。同時，發(fā)酵過程中，牛乳中的乳糖被乳酸菌轉(zhuǎn)化為半乳糖和葡萄糖，進而生成乳酸，使乳糖不耐受的人群也能享受酸奶的美味。發(fā)酵過程中酸度增加，牛奶中的蛋白質(zhì)遇酸產(chǎn)生凝固及不同程度的降解，從而產(chǎn)生細小分子的凝塊，增加了在體內(nèi)與消化酶的接觸面積，從而提高消化吸收率REF_Ref5514\r\h[19]。酸奶所含的營養(yǎng)成分可以維持人體倡導菌群微生態(tài)平衡起到抗氧化、調(diào)節(jié)膽固醇代謝、降血壓、抗菌、抗腫瘤的作用REF_Ref5569\r\h[20]。1.2.2功能型酸奶的研究現(xiàn)狀功能型酸奶區(qū)別于普通酸奶主要在于改變了發(fā)酵原料或添加了含有特定功效的物質(zhì)，使其具有保健功能。目前，市場上的功能型酸奶主要是單一的改變原料乳或糖的種類以及添加功能性原料REF_Ref5625\r\h[21]，兩種改變方式相結(jié)合的研究較少。改變酸奶原料的研究包括用植物蛋白代替牛乳或乳粉以及用功能性甜味劑代替蔗糖，添加的功能性原料主要以果醬或顆粒狀谷物的形式，以漿狀谷物添加的研究較少。目前雜糧酸奶為多種谷物搭配在一起或與其他物質(zhì)搭配發(fā)酵的復合復配型酸奶，藜麥發(fā)酵乳制品在市場上多為藜麥乳酸菌飲品或藜麥與其他功能性原料復配的酸乳。所以將藜麥漿與酸奶結(jié)合，用木糖醇代替蔗糖，把藜麥漿、木糖醇和酸奶的功效集中體現(xiàn)，研究適用群體廣，尤其對于三高人群、麩質(zhì)過敏人群對雜糧酸奶的需求，并且利用原料自身的營養(yǎng)價值，為食用者平衡營養(yǎng)攝入，保持健康。1.3本課題研究目的意義與內(nèi)容1.3.1研究目的意義隨著人們消費水平提高和食品健康的普及，人們越來越重視飲食與健康之間的關系，通過食用具有一定功效的食材來改善健康狀況，功能性食品的市場也日益擴大。目前市面上的功能性酸奶多為單一的無糖酸奶、果醬添加型酸奶和顆粒狀谷物添加型酸奶，有少量的顆粒狀谷物和果醬混合添加型酸奶。藜麥作為一種粗糧，營養(yǎng)均衡，含糖量低，不含麩質(zhì)，保健功能強，適合所有人群食用，尤其是麩質(zhì)過敏人群。木糖醇作為一種多元糖醇類物質(zhì)，甜度和蔗糖一樣，是多元醇類產(chǎn)品中甜度最高的甜味劑，也是人體糖類代謝的正常中間體。木糖醇可以代替蔗糖在酸奶中的作用，作為糖尿病患者的營養(yǎng)劑和糖代謝的調(diào)整劑。無糖酸奶作為世界各地居民喜愛的發(fā)酵乳制品之一，因其較高的營養(yǎng)價值和保健功能而受到廣大消費者的青睞。本實驗以藜麥漿、木糖醇為主要原料制備生產(chǎn)藜麥木糖醇酸奶，通過單因素試驗和響應面實驗，以感官評價為依據(jù)，制出的酸奶細膩，色澤美觀，呈淡黃色，適用于所有消費者，尤其對于糖尿病人能夠起到平穩(wěn)血糖的功效，能夠滿足麩質(zhì)過敏人群對雜糧酸奶的需求，并且利用原料自身的營養(yǎng)價值，為食用者平衡營養(yǎng)攝入，保持健康。1.3.2研究內(nèi)容以100g牛乳為基準，通過單因素與響應面實驗相結(jié)合，分別對藜麥木糖醇酸奶配方的三因素：藜麥漿添加量%、木糖醇添加量%、穩(wěn)定劑添加量%（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）進行確認；對發(fā)酵條件的三因素：菌種接種量%、發(fā)酵溫度℃、發(fā)酵時間h進行確認。本實驗涉及到以下幾個方面：（1）藜麥漿添加量、木糖醇添加量、穩(wěn)定劑添加量對酸奶感官評價的影響；（2）以三個配方單因素進行響應面實驗，確定產(chǎn)品的最佳配方；（3）菌種接種量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度對酸奶感官評價的影響；（4）以三個發(fā)酵條件單因素進行響應面實驗，確定產(chǎn)品的最佳發(fā)酵條件；（5）通過pH的測定、滴定酸度的測定和持水力的測定確定產(chǎn)品的理化指標。

2藜麥木糖醇酸奶工藝優(yōu)化2.1材料與方法2.1.1實驗材料與設備表2-1實驗材料材料生產(chǎn)廠家藜麥山東尚貢食品科技有限公司木糖醇南京甘汁園糖業(yè)有限公司牛奶內(nèi)蒙古數(shù)科數(shù)字營銷有限公司菌粉（保加利亞乳桿菌：嗜熱鏈球菌=1:1）安琪酵母股份有限公司黃原膠河南萬邦化工科技有限公司羧甲基纖維素鈉河南萬邦化工科技有限公司酚酞西安拉維亞生物科技有限公司氫氧化鈉山東千里宏生物科技股份有限公司表2-2實驗設備設備生產(chǎn)廠家電磁爐美的集團有限公司豆?jié){機九陽股份有限公司W(wǎng)LC6/A2型電子精密天平深圳市展華儀器儀表有限公司Acculab型電子天平上海胤旭機電設備股份有限公司DZKW-C型恒溫水浴鍋上海樹立儀器儀表有限公司TDL-40B臺式低速離心機常州市萬豐儀器制造有限公司PH試紙上海三愛思試劑有限公司Acculab型電子天平上海胤旭機電設備股份有限公司100目篩市售2.1.2制作工藝2.1.2.1工藝流程2.1.2.2操作要點（1）藜麥漿的制備：精選顆粒飽滿顏色均勻的藜麥加入水中浸泡1h浸泡后反復清洗，除去其中的雜質(zhì)。沸水蒸18min至透明膨脹，冷卻后以藜麥：蒸餾水=1:5（g/mL）打漿，過100目篩，迅速加熱至沸保溫5min滅酶并除去表面浮沫REF_Ref5752\r\h[22]。（2）穩(wěn)定劑復配：黃原膠：羧甲基纖維素鈉的復配比為3:2REF_Ref5791\r\h[23]。（3）混合：以100g牛乳為基準，添加藜麥漿、木糖醇和穩(wěn)定劑。（4）殺菌：將混合后的牛乳在溫度為95℃時保持5min殺菌。（5）接種、發(fā)酵：殺菌后，待樣品冷卻到42℃后，加入菌粉，在無菌條件下，充分混勻，接著密封，保持無氧發(fā)酵，在38℃~42℃下發(fā)酵6h~9h。（6）冷藏后熟：將發(fā)酵好的酸奶冷卻至室溫，放入4℃冰箱進行后熟，時間為12h，即得酸奶成品。2.1.3配方優(yōu)化實驗設計2.1.3.1藜麥漿添加量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響根據(jù)2.1.2中藜麥木糖醇酸奶的生產(chǎn)工藝流程進行實驗。改變藜麥漿添加量（20%、25%、30%、35%、40%），選用木糖醇添加量7%，穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.2%，菌種接種量0.2%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵7h，4℃后熟12h，做單因素試驗，并通過感官評價的方式確定最優(yōu)藜麥漿添加量范圍。2.1.3.2木糖醇添加量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響選用2.1.3.1中感官評分最高的藜麥漿添加量，改變木糖醇添加量（5%、6%、7%、8%、9%），穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.2%，菌種接種量0.2%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵7h，4℃后熟12h，做單因素試驗，并通過感官評價的方式確定最優(yōu)木糖醇添加量范圍。2.1.3.3穩(wěn)定劑添加量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響選用2.1.3.1和2.1.3.2中感官評分最高的藜麥漿添加量和木糖醇添加量，改變穩(wěn)定劑添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2），菌種接種量0.2%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵7h，4℃后熟12h，做單因素試驗，并通過感官評價的方式確定最優(yōu)穩(wěn)定劑添加量范圍。2.1.3.4響應面優(yōu)化配方實驗設計基于單因素實驗結(jié)果，利用Design-Expert軟件中的Box-Behnken設計響應面實驗，選擇藜麥漿添加量（A）、木糖醇添加量（B）、穩(wěn)定劑添加量（C）3個因素為配方優(yōu)化的自變量，每個因素取三個水平，以-1、0、+1為編碼，以感官評價得分為響應值（Y），進行三因素三水平的響應面分析實驗，各因素編碼值與真實值見表2-3。表2-3三因素三水平配方響應面實驗設計因素編碼水平-101藜麥漿添加量A（%）253035木糖醇添加量B（%）678穩(wěn)定劑添加量C（%）0.10.20.32.1.4發(fā)酵條件優(yōu)化實驗設計2.1.4.1菌種接種量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響通過2.1.3確定藜麥木糖醇酸奶的最佳配方，利用最優(yōu)配方進行發(fā)酵條件的優(yōu)化實驗。改變菌種接種量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵7h，4℃后熟12h，做單因素試驗，并通過感官評價的方式確定最優(yōu)菌種接種量范圍。2.1.4.2發(fā)酵溫度對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響利用2.1.3確定的藜麥木糖醇酸奶最佳配方，選用2.1.4.1中感官評分最高的菌種接種量水平，改變發(fā)酵溫度（36℃、38℃、40℃、42℃、44℃），發(fā)酵7h，4℃后熟12h，做單因素試驗，并通過感官評價的方式確定最優(yōu)發(fā)酵溫度范圍。2.1.4.3發(fā)酵時間對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響利用2.1.3確定的藜麥木糖醇酸奶最佳配方，選用2.1.4.1和2.1.4.2中感官評分最高的菌種接種量水平和發(fā)酵溫度，改變發(fā)酵時間（5h、6h、7h、8h、9h），4℃下后熟12h，做單因素試驗，并通過感官評價的方式確定最優(yōu)發(fā)酵時間范圍。2.1.3.4響應面優(yōu)化發(fā)酵條件實驗設計基于單因素實驗結(jié)果，利用Design-Expert軟件中的Box-Behnken設計響應面實驗，選擇菌種接種量（D）、發(fā)酵時間（E）、發(fā)酵溫度（F）3個因素為發(fā)酵條件優(yōu)化的自變量，每個因素取三個水平，以-1、0、+1為編碼，以感官評價得分為響應值（Y），進行三因素三水平的響應面分析實驗，各因素編碼值與真實值見表2-4。表2-4三因素三水平發(fā)酵條件響應面實驗設計因素編碼水平-101菌種接種量D（%）0.10.20.3發(fā)酵溫度E（℃）404244發(fā)酵時間F（h）678

2.1.5酸奶的感官評價按照《食品安全國家標準發(fā)酵乳》GB19302-2010REF_Ref5883\r\h[24]中感官要求的規(guī)定，結(jié)合本試驗添加的藜麥漿、木糖醇和穩(wěn)定劑的感官評價，建立了藜麥木糖醇酸奶的感官評價標準細則（表2-5）。設立感官評價小組共10人，按照感官評價表對藜麥木糖醇酸奶進行評分分析，去除最高分和最低分后取平均值，以百分制計。表2-5藜麥木糖醇酸奶感官評價標準項目評價標準感官評分/分顏色（25分）顏色異常顏色不均淺黃色顏色不均勻、呈乳白色顏色均勻、呈淡黃色0~56~1011~1516~2021~25組織狀態(tài)（25分）組織狀態(tài)呈絮狀、裂紋、氣泡、乳清析出嚴重有裂紋、氣泡、乳清析出有裂紋、氣泡、少量乳清析出組織狀態(tài)均勻、少量乳清析出組織狀態(tài)均勻、表面光滑、無氣泡、無乳清析出0~56~1011~1516~2021~25風味（25分）異常的滋、氣味微弱的藜麥味、異常的酸奶香異常的藜麥味、純正的酸奶香微弱的藜麥味、純正的酸奶香濃郁的藜麥味、純正的酸奶香0~56~1011~1516~2021~25口感（25分）口感粗糙、過酸或過甜口感粗糙、稍酸或稍甜細膩、潤滑、稍酸或稍甜較細膩、潤滑、酸甜適中很細膩、潤滑、酸甜適中0~56~1011~1516~2021~252.2藜麥木糖醇酸奶的理化性質(zhì)測定2.2.1pH的測定用pH試紙進行測定。2.2.2滴定酸度的測定采用國標GB5009.239-2016REF_Ref5964\r\h[25]中的酚酞指示劑法測定酸奶的滴定酸度。（1）準備：0.1mol/L氫氧化鈉標準溶液、酚酞指示劑、蒸餾水、堿式滴定管25mL、錐形瓶150mL、移液管10mL。（2）稱取10g酸奶于150mL錐形瓶中，加20mL蒸餾水，混勻，加2.0mL酚酞指示劑，混勻后用氫氧化鈉標準溶液滴定，直到顏色變?yōu)榈凵?，?s內(nèi)不消退。記錄消耗的氫氧化鈉標準滴定溶液毫升數(shù)(V2)，代入下式中進行計算。做三組平行組以防實驗出現(xiàn)誤差。用等體積的水做空白實驗，讀取耗用氫氧化鈉標準溶液的毫升數(shù)(V0)。（3）計算： X2=式中：X0—試樣的酸度,單位為度(°T)；c2—氫氧化鈉標準溶液的摩爾濃度，mol/L；V2—滴定時所消耗氫氧化鈉標準溶液的體積，ml；V0—空白實驗所消耗氫氧化鈉標準溶液的體積，ml；m2—試樣的質(zhì)量，g；0.1—酸度理論定義氫氧化鈉的摩爾濃度，mol/L。2.2.3持水力的測定稱干燥離心管質(zhì)量為M，取后熟后的酸奶10g放入離心管中，并稱得總質(zhì)量為M1，在轉(zhuǎn)速4000r/min離心20min，用移液槍吸取上清液，測得剩余質(zhì)量為M2。計算： 酸奶的持水力(%)=(離心沉淀物重量/樣品重量)×100% （2）

3結(jié)果與分析3.1藜麥木糖醇酸奶加工工藝的優(yōu)化結(jié)果3.1.1配方優(yōu)化實驗結(jié)果3.1.1.1藜麥漿添加量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響選用木糖醇添加量7%，穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.2%，依次改變藜麥漿添加量（20%、25%、30%、35%、40%），菌種接種量0.2%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵7h，4℃后熟12h，根據(jù)感官評價對成品進行評分，實驗結(jié)果圖3-1所示。圖3-1不同藜麥漿添加量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響由圖3-1可知，藜麥漿添加量在20%~30%時，隨著藜麥漿添加量的增加，感官評分逐漸上升；藜麥漿添加量在30%~40%時，隨著藜麥漿添加量的增加，感官評分逐漸下降，主要原因是添加過量藜麥漿會使酸奶黏度增加，酸奶易分層，藜麥味道過濃以至于蓋住大部分酸奶的味道，進而影響酸奶的口感、味道和組織狀態(tài)。因此，在本研究選用藜麥漿添加量范圍內(nèi)，最佳添加量為30%，故選擇藜麥漿添加量為25%~35%進行后續(xù)試驗。3.1.1.2木糖醇添加量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響選用藜麥漿添加量30%，穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.2%，依次改變木糖醇添加量（5%、6%、7%、8%、9%），菌種接種量0.2%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵7h，4℃后熟12h，根據(jù)感官評價對成品進行評分，實驗結(jié)果圖3-2所示。圖3-2不同木糖醇添加量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響由圖3-2可知，木糖醇添加量在5%~7%時，隨著木糖醇添加量的增加，感官評分逐漸上升；木糖醇添加量在7%~9%時，隨著木糖醇添加量的增加，感官評分逐漸下降，主要原因是木糖醇添加量過少時，影響酸奶發(fā)酵狀態(tài)，使酸奶過酸；木糖醇添加過量時，酸奶失去酸味，變得過甜，掩蓋藜麥香氣。因此，在本研究選用木糖醇添加量范圍內(nèi)，最佳添加量為7%，故選擇木糖醇添加量為6%~8%進行后續(xù)試驗。3.1.1.3穩(wěn)定劑添加量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響選用藜麥漿添加量30%，木糖醇添加量7%，依次改變穩(wěn)定劑添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2），菌種接種量0.2%，發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵7h，4℃后熟12h，根據(jù)感官評價對成品進行評分，實驗結(jié)果圖3-3所示。圖3-3不同穩(wěn)定劑添加量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響由圖3-3可知，穩(wěn)定劑添加量在0.1%~0.3%時，隨著穩(wěn)定劑添加量的增加，感官評分逐漸上升；穩(wěn)定劑添加量在0.3%~0.5%時，隨著穩(wěn)定劑添加量的增加，感官評分逐漸下降，主要原因是穩(wěn)定劑添加過少時，酸奶狀態(tài)不均勻，藜麥漿與酸奶分層明顯；穩(wěn)定劑添加過多時，不易溶解，有結(jié)塊，使酸奶狀態(tài)不均勻。因此，在本研究選用木糖醇添加量范圍內(nèi)，最佳添加量為0.2%，故選擇穩(wěn)定劑添加量為0.1%~0.3%進行后續(xù)試驗。3.1.1.4響應面優(yōu)化配方實驗結(jié)果基于單因素實驗結(jié)果，以成品酸奶的感官評分為評價依據(jù)，以藜麥漿添加量（A）、木糖醇添加量（B）、穩(wěn)定劑添加量（C）3個因素為配方優(yōu)化的自變量，設計三因素三水平17個點的響應面優(yōu)化試驗，實驗方案及結(jié)果見表3-1。表3-1配方優(yōu)化試驗方案與結(jié)果實驗序號ABC感官評分/分101187.120-1-180.73-10182.141-1080.2511074.5610-176.0700095.08-10-170.8910177.210-11080.21101-185.01200095.01300095.51400095.0150-1182.016-1-1086.41700096.0通過DesignExpert軟件對表3-1中的實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析，得到成品酸奶的感官評分（Y）的模擬回歸方程為：Y=+95.48+3.02A+2.21B+0.76C-0.20AB+0.40AC-0.38BC-12.43A2-7.65B2-4.70C2該回歸方程的相關系數(shù)R2=0.9980，R2adj=0.9955；變異系數(shù)CV=0.70%，表明該模型擬合程度良好，可以解釋99.55%的藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的變化。利用軟件對方程進行顯著性分析，見表3-2。

表3-2配方優(yōu)化回歸方程方差分析來源平方和自由度均方F值P值顯著性模型1203.369133.71392.35<0.0001***A73.20173.20214.81<0.0001***B39.16139.16114.91<0.0001***C4.6514.6513.650.0077**AB0.1610.160.470.5153AC0.6410.641.880.2129BC0.5610.561.650.2395A2650.291650.291908.19<0.0001***B2246.571246.57723.54<0.0001***C293.11193.11273.22<0.0001***殘差2.3970.34失擬項1.0630.351.060.4584純誤差1.3340.33總和1205.7416注：*為顯著（P<0.05）；**為高度顯著（P<0.01）；***為極顯著（P<0.0001）。由表3-2可知，該模型的P<0.0001，影響極顯著；失擬項P=0.4584>0.05，影響不顯著，說明通過軟件建立的藜麥木糖醇酸奶配方感官評分數(shù)學模型可靠。方差分析表中，一次項A、B和二次項A2、B2、C2的P值均小于0.0001，影響極顯著；一次項C的P值小于0.01，影響高度顯著；其余二次項AB、AC、BC影響不顯著。由F值大小可代表各因素對結(jié)果影響的大小，可知配方各因素對藜麥木糖醇酸奶感官評分的影響大小依次為藜麥漿添加量>木糖醇添加量>穩(wěn)定劑添加量。3.1.1.5配方多因素交互作用分析從響應面圖中可以直觀看出各個因素對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響及各因素的交互作用REF_Ref6046\r\h[26]。由圖3-4可知分別當藜麥漿添加量、木糖醇添加量一定時，隨著木糖醇添加量和藜麥漿添加量比例增加，響應值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，曲面陡峭。等高線接近圓形，表明藜麥漿添加量和木糖醇添加量之間的交互作用相對不顯著。由圖3-5可知分別當藜麥漿添加量、穩(wěn)定劑添加量一定時，隨著穩(wěn)定劑添加量和藜麥漿添加量比例增加，響應值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，曲面較陡峭。等高線接近橢圓，表明藜麥漿添加量和穩(wěn)定劑添加量之間的交互作用極顯著。由圖3-6可知分別當木糖醇添加量、穩(wěn)定劑添加量一定時，隨著穩(wěn)定劑添加量和木糖醇添加量比例增加，響應值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，曲面相對平緩。等高線接近橢圓，表明木糖醇添加量和穩(wěn)定劑添加量之間的交互作用較顯著。根據(jù)響應曲面的陡緩可判斷此交互作用對酸奶感官評分的影響大小，故可知三組交互作用對酸奶感官評分的影響：藜麥漿添加量和木糖醇添加量>藜麥漿添加量和穩(wěn)定劑添加量>木糖醇添加量和穩(wěn)定劑添加量。圖3-4藜麥漿添加量與木糖醇添加量對酸奶感官評分的響應面圖和等高線圖圖3-5藜麥漿添加量與穩(wěn)定劑添加量對酸奶感官評分的響應面圖和等高線圖圖3-6木糖醇添加量與穩(wěn)定劑添加量對酸奶感官評分的響應面圖和等高線圖3.1.2發(fā)酵條件優(yōu)化實驗結(jié)果3.1.2.1菌種接種量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響選用藜麥漿添加量30%，木糖醇添加量7%，穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.2%，依次改變菌種接種量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%），發(fā)酵溫度為42℃，發(fā)酵7h，4℃后熟12h，根據(jù)感官評價對成品進行評分，結(jié)果圖3-7所示。圖3-7不同菌種接種量對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響由圖3-7可知，菌種接種量在0.1%~0.2%時，隨著菌種接種量的增加，感官評分逐漸上升；菌種接種量在0.3%~0.5%時，隨著菌種接種量的增加，感官評分逐漸下降，主要原因是菌種接種量過少時，酸奶質(zhì)地軟，組織狀態(tài)松散。接種量在0.3%~0.5%時，酸奶質(zhì)地硬且脆，容易出裂紋，酸味較重，掩蓋部分藜麥香氣。因此，在本研究選用菌種接種量范圍內(nèi)，最佳接種量為0.2%，故選擇菌種接種量為0.1%~0.3%進行后續(xù)試驗。3.1.2.2發(fā)酵溫度對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響選用藜麥漿添加量30%，木糖醇添加量7%，穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.2%，菌種接種量0.2%，依次改變發(fā)酵溫度（36℃、38℃、40℃、42℃、44℃），發(fā)酵7h，4℃后熟12h，根據(jù)感官評價對成品進行評分，實驗結(jié)果圖3-8所示。圖3-8不同發(fā)酵溫度對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響由圖3-8可知，感官評分隨著發(fā)酵溫度的升高，先增大后減小。發(fā)酵溫度小于42℃時，酸奶的凝乳不完全。發(fā)酵溫度大于42℃時，酸奶凝乳過快，酸奶組織狀態(tài)較粗糙，質(zhì)地較硬。發(fā)酵溫度在42℃時，酸奶凝乳完全，質(zhì)地好，無乳清洗出。在本研究選用發(fā)酵溫度范圍內(nèi)，最佳發(fā)酵溫度為42℃，故選擇發(fā)酵溫度為40℃~44℃進行后續(xù)試驗。3.1.2.3發(fā)酵時間對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響選用藜麥漿添加量30%，木糖醇添加量7%，穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.2%，菌種接種量0.2%，發(fā)酵溫度42℃，依次改變發(fā)酵時間（5h、6h、7h、8h、9h），4℃后熟12h，根據(jù)感官評價對成品進行評分，實驗結(jié)果圖3-9所示。圖3-9不同發(fā)酵時間對藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的影響由圖3-9可知，感官評分隨著發(fā)酵時間的升高，先增大后減小。發(fā)酵時間小于7h時，發(fā)酵時間過短導致酸奶凝乳未成形，風味物質(zhì)未完全生成，酸奶質(zhì)地松散。發(fā)酵時間大于7h時，發(fā)酵時間過長，酸奶析出乳清，質(zhì)地較硬，口感不佳。發(fā)酵時間在7h時，酸奶凝乳完全，無乳清析出，組織狀態(tài)細膩光滑，口感較好。因此，在本研究選用發(fā)酵時間范圍內(nèi)，最佳發(fā)酵時間為7h，故選擇發(fā)酵時間為6h~8h進行后續(xù)試驗。3.1.2.4發(fā)酵條件優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)果與分析基于單因素實驗結(jié)果，以成品酸奶的感官評分為評價依據(jù)，以菌種接種量（D）、發(fā)酵時間（E）、發(fā)酵溫度（F）3個因素為發(fā)酵條件優(yōu)化的自變量，設計三因素三水平17個點的響應面優(yōu)化試驗，實驗方案及結(jié)果見表3-3。

表3-3發(fā)酵條件優(yōu)化試驗方案與結(jié)果實驗序號DEF感官評分/分100095.0200095.2300096.0410182.1500095.06-10-175.070-1-180.28-10175.0911080.0101-1075.41101-185.012-11075.01300094.81401186.5150-1182.616-1-1070.01710-180.2通過DesignExpert軟件對表3-3中的實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析，得到成品酸奶的感官評分（Y）的模擬回歸方程為：Y=+95.20+2.84A+2.29B+0.72C-0.10AB+0.47AC-0.22BC-12.80A2-7.30B2-4.82C2該回歸方程的相關系數(shù)R2=0.9984，R2adj=0.9963；變異系數(shù)CV=0.63%,表明該模型擬合程度良好，可以解釋99.63%的藜麥木糖醇酸奶感官品質(zhì)的變化。利用軟件對方程進行顯著性分析，見表3-4。

表3-4發(fā)酵條件優(yōu)化回歸方程方差分析來源平方和自由度均方F值P值顯著性模型1195.349132.82392.35<0.0001***D64.41164.41214.81<0.0001***E41.86141.86114.91<0.0001***F4.2114.2113.650.0059**DE0.04010.0400.470.7148DF0.9010.901.880.1135EF0.2010.201.650.4201D2689.851689.851908.19<0.0001***E2224.381224.38723.54<0.0001***F278.76178.76273.22<0.0001***殘差1.9370.28失擬項1.0530.351.590.3235純誤差0.8840.22總和1197.2716注：*為顯著（P<0.05）；**為高度顯著（P<0.01）；***為極顯著（P<0.0001）。由表3-4可知，該模型的P<0.0001，影響極顯著；失擬項P=0.3235>0.05，影響不顯著，說明通過軟件建立的藜麥木糖醇酸奶發(fā)酵條件感官評分數(shù)學模型可靠。方差分析表中，一次項D、E和二次項D2、E2、F2的P值均小于0.0001，影響極顯著；一次項F的P值小于0.01，影響高度顯著；其余二次項DE、DF、EF影響不顯著。由F值大小可代表各因素對結(jié)果影響的大小，可知發(fā)酵條件各因素對藜麥木糖醇酸奶感官評分的影響大小依次為菌種接種量>發(fā)酵溫度>發(fā)酵時間。3.1.2.5發(fā)酵條件多因素交互作用分析由圖3-10可知分別當菌種接種量、發(fā)酵溫度一定時，隨著發(fā)酵溫度和菌種接種量比例增加，響應值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，曲面陡峭。等高線接近圓形，表明菌種接種量和發(fā)酵溫度之間的交互作用相對不顯著。由圖3-11可知分別當菌種接種量、發(fā)酵時間一定時，隨著發(fā)酵時間和菌種接種量比例增加，響應值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，曲面較陡峭。等高線接近橢圓，表明菌種接種量和發(fā)酵時間之間的交互作用極顯著。由圖3-12可知分別當發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間一定時，隨著發(fā)酵時間和發(fā)酵溫度比例增加，響應值呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，曲面相對平緩。等高線接近橢圓，表明發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間之間的交互作用較顯著。根據(jù)響應曲面的陡緩可判斷此交互作用對酸奶感官評分的影響大小，故可知三組交互作用對酸奶感官評分的影響：菌種接種量和發(fā)酵溫度>菌種接種量和發(fā)酵時間>發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間。圖3-10菌種接種量與發(fā)酵溫度對酸奶感官評分的響應面圖和等高線圖圖3-11菌種接種量與發(fā)酵時間對酸奶感官評分的響應面圖和等高線圖圖3-12發(fā)酵溫度與發(fā)酵時間對酸奶感官評分的響應面圖和等高線圖3.1.3藜麥木糖醇酸奶最佳生產(chǎn)工藝的確定及驗證經(jīng)軟件優(yōu)化分析，藜麥木糖醇酸奶的最佳配方及發(fā)酵條件為：藜麥漿添加量30.609%、木糖醇添加量為7.140%、穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）為0.208%、菌種接種量為0.211%、發(fā)酵溫度42.309℃、發(fā)酵時間為7.086h，預期感官評分為95.567。為方便操作，將條件修正為藜麥漿添加量30.61%、木糖醇添加量7.14%、穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.21%、菌種接種量0.21%、發(fā)酵溫度42℃、發(fā)酵時間7.1h。按照修正條件制作酸奶并進行感官評分，評分結(jié)果為95.50分，與預測值接近。結(jié)果表明，響應面法優(yōu)化藜麥木糖醇酸奶的結(jié)果合理可行，最佳加工工藝為藜麥漿添加量30.61%、木糖醇添加量7.14%、穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.21%、菌種接種量0.21%、發(fā)酵溫度42℃、發(fā)酵時間7.1h。3.2產(chǎn)品質(zhì)量指標測定結(jié)果3.2.1感官評價指標結(jié)果成品酸奶顏色乳白偏微黃，色澤均一，無分層現(xiàn)象，酸甜度適中，有濃郁酸奶香氣和藜麥香氣，黏稠度適中，組織狀態(tài)光滑細膩，無乳清洗出，無氣孔。3.2.2理化性質(zhì)測定結(jié)果藜麥木糖醇酸奶的理化性質(zhì)分析結(jié)果見表3-5。表3-5藜麥木糖醇酸奶理化性質(zhì)分析結(jié)果樣品pH滴定酸度（°T）持水力（%）藜麥木糖醇酸奶4.082.91489.98由表3-5可知，用pH試紙測定酸奶pH為4.0；測定酸奶滴定酸度為82.914°T；測定酸奶持水力為89.98%，均符合國標要求。

4討論4.1藜麥漿添加量對產(chǎn)品的影響藜麥漿對酸奶的組織狀態(tài)的風味有顯著影響，適量的藜麥漿會增加酸奶的黏稠度，使酸奶組織狀態(tài)光滑細膩，并添加了藜麥的香氣；添加過量的藜麥漿會使酸奶與藜麥漿之間有明顯的分層，使酸奶組織狀態(tài)粗糙，藜麥的味道掩蓋了酸奶的香氣。本研究所得的藜麥漿添加量為30.61%，與魏艷麗REF_Ref6115\r\h[27]的研究結(jié)果相接近。4.2木糖醇添加量對產(chǎn)品的影響木糖醇在酸奶的發(fā)酵狀態(tài)、酸甜程度和硬度有顯著影響。木糖醇為發(fā)酵菌種提供能量，促進發(fā)酵進行，從而增加酸奶硬度。木糖醇添加量過多會影響酸奶的口感，使酸奶過于甜膩，掩蓋酸奶的特殊風味，口感不佳。本研究所得木糖醇添加量與陳艾嘉REF_Ref5350\r\h[16]的研究結(jié)果相近。4.3穩(wěn)定劑添加量對產(chǎn)品的影響由于藜麥漿比牛乳的黏稠度大，所以需要添加穩(wěn)定劑來緩解酸奶中的分層現(xiàn)象。穩(wěn)定劑可以改善酸奶中沉淀分層和乳清洗出等現(xiàn)象，使酸奶狀態(tài)均勻，凝乳狀態(tài)好。穩(wěn)定劑添加量過少會導致藜麥漿沉淀分層、乳清洗出的現(xiàn)象；穩(wěn)定劑添加量過多會出現(xiàn)穩(wěn)定劑溶解不完全，在酸奶上層凝聚成小顆粒。4.4菌種接種量對產(chǎn)品的影響菌種接種量直接影響酸奶的發(fā)酵狀態(tài)，當菌種接種量過低時，產(chǎn)酸能力受到抑制，在發(fā)酵時間內(nèi)乳酸菌無法完成生長和產(chǎn)酸，導致酸度不夠，影響酸奶風味物質(zhì)的形成。菌種接種量過多時，菌種繁殖過快，產(chǎn)酸過快，體系內(nèi)能量不足，代謝物不斷積累，導致發(fā)酵過度，產(chǎn)酸過高，并破壞酸奶已形成的良好質(zhì)構(gòu)體系。4.5發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間對產(chǎn)品的影響發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間影響菌種的繁殖代謝，在菌種繁殖代謝的過程中不斷產(chǎn)酸，持續(xù)調(diào)高產(chǎn)品酸度，影響酸奶的口感。發(fā)酵溫度與產(chǎn)酸速度呈正比關系，發(fā)酵溫度越高，產(chǎn)酸速度越快，但感官特性也會越來越差；發(fā)酵時間與發(fā)酵時間成反比關系，發(fā)酵溫度越高，發(fā)酵時間越短，但只有在最適宜的條件下酸奶的感官特性最好。本研究結(jié)果表明在42℃發(fā)酵7.1h能生產(chǎn)出最優(yōu)酸奶。

5結(jié)論以藜麥、木糖醇和牛乳為原料，100g牛乳為基準，通過單因素試驗和Box-Behnken響應面優(yōu)化實驗優(yōu)化配方和發(fā)酵條件，制得組織狀態(tài)光滑細膩、色澤均一、無沉淀分層、具有酸奶和藜麥的香氣，綜合口感最優(yōu)的藜麥木糖醇酸奶。實驗結(jié)果如下：5.1藜麥木糖醇酸奶配方優(yōu)化結(jié)果：藜麥漿添加量30.61%、木糖醇添加量7.14%、穩(wěn)定劑添加量（黃原膠：羧甲基纖維素鈉=3:2）0.21%；5.2藜麥木糖醇酸奶發(fā)酵條件優(yōu)化結(jié)果：菌種接種量0.21%、發(fā)酵溫度42℃、發(fā)酵時間7.1h；5.3最佳加工工藝下生產(chǎn)的藜麥木糖醇酸奶的理化性質(zhì)：測定pH為4.0；測定酸奶滴定酸度為82.914°T；測定酸奶持水力為89.98%。

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