一种天然荸荠果酱发酵乳的制备方法与流程

本发明涉及食品加工领域，特别涉及一种适于风味发酵乳的制备方法。

技术背景

荸荠是莎草科多年生浅水草本植物，原产中国南方和印度，以其地下球茎作为食用器官，果肉细嫩多汁，味甜爽口。荸荠营养丰富，含有淀粉、蛋白质、脂肪、钙、磷、铁、粗纤维、胡萝卜素、维生素B、维生素C和碳水化合物等。

荸荠还是一种优良的药食兼用的果蔬类食物，其球茎还具有一定的药用价值，苗秧、根、果实均可入药，据《中药大辞典》记载荸荠性寒、味甘，无毒，具有清热、生津、开胃、消食、化痰、润燥、明目、清音、醒酒等功效；研究表明，荸荠中存在的活性成分主要是黄酮类化合物、多酚类物质、多糖、甾醇、荸荠英等；现代医学认为荸荠具有多种保健功能，如抗氧化、抗肿瘤作用、抗菌作用、治疗呼吸道疾病、利肠通便、治疗糖尿病、高血压等。

荸荠在国内有着非常好的市场，而且深受广大消费者的欢迎，荸荠的销售遍及全国大中城市的各个蔬菜批发市场。荸荠产品在国内和国外都有着很好的发展前景。随着各项研究的深入，越来越多的荸荠营养和药用价值被人们认识和开发，荸荠的加工也逐渐为人们所重视。

目前荸荠的加工主要集中在清水荸荠罐头、荸荠淀粉、速冻荸荠、荸荠饮料和荸荠脯等方面，鲜有荸荠酱产品，目前已报导的荸荠酱的加工制品中均是将荸荠打浆后浓缩，没有荸荠颗粒果酱的产品。荸荠加工制品中也有少数荸荠发酵乳产品，但是他们是将鲜荸荠打浆或直接将鲜荸荠去皮制粒添加到牛乳中制备发酵乳，荸荠汁与荸荠粒不可过夜，保存时间短，另外荸荠也有着很强的季节性，十分难保藏，不利于工业化生产。

技术实现要素：

本发明的目的在于利用乳酸菌制备一款具有良好感官和流变特性的荸荠果酱发酵乳，丰富发酵乳产品种类。

一种天然荸荠果酱发酵乳的制备方法，是在发酵乳中添加荸荠果酱制备而成；所述的发酵乳采用经过处理的原料乳，接种乳酸菌发酵剂发酵制得，其发酵乳的酸度在70-75°T之间，粘度3000-5000cP。

所述荸荠果酱是将荸荠制成0.5×0.5×0.5cm的颗粒，添加15％-20％(w/w)柠檬浆、25％-35％(w/w)蔗糖，经混合后，利用常规加热方法浓缩至水分含量为45％-50％，85-90℃/50-60min杀菌制备而成。

发酵乳中荸荠果酱添加量为6％-8％(w/w)。

本发明还提供一种新型荸荠果酱的制备方法，通过该方法制备的的荸荠果酱酸甜适宜、有荸荠的清香和浓郁的柠檬果香，本发明制备荸荠果酱采用的技术方案是：

A原料预处理：选取单体较大、无任何病害损伤的新鲜荸荠和柠檬，清洗，荸荠去皮；

B柠檬打浆：清洗后柠檬用榨汁机打成柠檬浆；

C热烫：去皮的荸荠果粒于沸水中浸泡2min，防止荸荠氧化；

D制粒：用切丁机将荸荠果粒切成0.5×0.5×0.5cm的颗粒；

E调配：添加15％-20％(w/w)柠檬浆、25％-35％(w/w)蔗糖与荸荠颗粒混合；

F浓缩：调配好的果粒于化糖锅内浓缩，边浓缩边搅拌，浓缩至水分含量为45％-50％即可出锅；

G灌装：果酱温度为50℃即可灌装，灌装后密封；

H杀菌：灌装后的果酱采用85-90℃/50-60min杀菌；

I冷藏：杀菌后的果酱经冷却于4℃下冷藏。

本发明在牛乳中添加8％-10％(w/w)蔗糖，利用常规工艺制备发酵乳，凝乳后添加6％-8％(w/w)自制荸荠果酱制备而成。

附图说明

图1为果酱浓缩过程中质构变化；

图2蔗糖添加量对发酵乳表观粘度的影响

图3蔗糖添加量对发酵乳触变性的影响

图4为荸荠果酱添加量对发酵乳表观粘度的影响；

图5为荸荠果酱添加量对发酵乳触变性的影响；

图6贮藏期间发酵乳和荸荠水分含量变化；

图7贮藏期间荸荠发酵乳酸度变化；

图8贮藏期间荸荠发酵乳活菌总数的变化；

图9贮藏期间发酵乳和荸荠总糖的变化。

具体实施方式

1.果酱中柠檬浆添加量对果酱品质的影响

新鲜柠檬浆清洗后用榨汁机打浆制得柠檬浆，荸荠制粒后，添加20％(w/w)蔗糖，然后分别添加10％、15％、20％、25％和30％(w/w)的柠檬浆，浓缩30min，测定果酱的水分、硬度及感官评价，结果见表1。

表1柠檬浆添加量对果酱品质的影响

由表1可以看出，果酱的水分随着柠檬浆添加量的增加而增加，差异性显著；果酱的硬度也随着柠檬浆添加量的增加而增加，柠檬浆的添加量为15％和20％时，果酱硬度差异性不显著；添加柠檬浆的发酵乳的酸度都高于对照组，柠檬浆的添加量为20％，仅比对照组高2.05°T，且此时发酵乳的感官评价得分最高，为9.0分，与其他添加量相比差异性显著。

2.果酱中蔗糖添加量对果酱品质的影响

荸荠制粒后，添加20％(w/w)柠檬浆，然后分别添加10％、20％、30％、40％和50％(w/w)的蔗糖，浓缩30min，测定果酱的水分、硬度及感官评价，结果见表2。

表2蔗糖添加量对果酱品质的影响

由表2可以看出，随着蔗糖添加量的增加，果酱的水分逐渐减少，不同添加量的果酱水分差异显著(P<0.05)，蔗糖添加量为10％时果酱水分最高为67.87％，蔗糖添加量为50％时果酱水分最低只有28.70％；不同蔗糖添加量果酱的硬度在8.26N-11.85N之间，在蔗糖添加量为20％和30％时硬度差异性不显著(P>0.05)；添加果酱的发酵乳后熟酸度在73.76°T-77.59°T之间，发酵乳感官评价在8.4分-9.0分之间，当蔗糖添加量为30％、40％和50％时，发酵乳后熟酸度差异性不显著，果酱的蔗糖的添加量为30％时，发酵乳的感官评价得分最高为9.0分。

3.熬制时间对果酱品质及发酵乳品质的影响

荸荠制粒后，添加20％(w/w)柠檬浆，30％(w/w)蔗糖，然后分别浓缩20、30、40、50和60min，测定果酱的水分、硬度及感官评价，结果见表3。

表3熬制时间对果酱品质的影响

由表3可知，随着浓缩时间延长，果酱水分和硬度逐渐减少，浓缩之前果酱水分为74.12％，硬度为29.60N；浓缩60min后，果酱水分为39.15％，硬度为10.85N。发酵乳后熟酸度在71.29°T-76.17°T之间，感官评价得分在8.0-9.2之间，浓缩时间为50min和60min时，发酵乳的感官评价得分最高，但与30％和40％浓缩时间之间的差异性不显著(P>0.05)。

4.荸荠果酱制备条件优化

在单因素实验的基础上，以果酱柠檬浆添加量(A)、果酱加糖量(B)、果酱浓缩时间(C)为变量进行正交实验，以荸荠果酱感官评价作为实验结果，确定荸荠果酱制备的最佳条件，正交因素水平表如表4，正交实验结果如表5。

表4正交因素水平表

从表5可以看出，影响感官评价的各因素的主次关系为B(果酱蔗糖添加量)＞A(果酱柠檬浆添加量)＞C(浓缩时间)。从k值得出荸荠果酱制备最佳条件为A₃B₂C₃，即果酱中的柠檬浆添加量为20％(w/w)，果酱中蔗糖添加量为30％(w/w)，浓缩时间为50min。但是由于浓缩时间对果酱感官评价的影响小，综合考虑成本，确定浓缩时间为40min，此时果酱的感官评价得分为9.2分。

表5正交实验结果

5浓缩过程荸荠质构的变化

质构是反映果蔬品质的重要组成部分，力学性能是质构的客观描述。荸荠制粒后，添加20％柠檬浆，30％蔗糖，浓缩40min，并对浓缩过程中荸荠进行全质构测定，包括硬度、粘附性、弹性和咀嚼性，测定结果如图1。

硬度是使物体变形所需要的力。由图1可以看出，随着浓缩时间的延长，荸荠的硬度逐渐减小。浓缩10min时，荸荠硬度迅速降到原始硬度的61％，浓缩40min后，荸荠硬度仅为原始硬度的46％。

粘附性是指食品表面和其他物体(舌、牙、口腔)附着时，剥离他们所需要的力。粘附性反映果肉细胞间结合力的大小，细胞间结合力减小，则粘附性值增大。荸荠的粘附性随着浓缩时间的增加而增加，表示荸荠细胞间的结合力逐渐减小。荸荠的粘附性由原始的0.11mJ增加到0.59mJ。

弹性表示物体在外力作用下发生形变，当撤去外力后回复原来状态的能力。荸荠的弹性随着浓缩时间的增加而增加，可能是由于荸荠细胞间淀粉碎受热时间的增加凝胶化程度增加，而淀粉凝胶具有一定的回复性，使荸荠的弹性增加。荸荠的弹性由原始的0.2mm增加到0.29mm。

咀嚼性是指把固态食品咀嚼成能够吞咽的状态所需要的能量，荸荠的咀嚼性随着浓缩时间的增加而减小，咀嚼性是硬度和弹性共同作用的结果，荸荠的咀嚼性由1.17mJ减小到0.24mJ。

6果酱品质分析

根据上述果酱优化工艺，采用85-90℃/50-60min杀菌，制备5批果酱，对产品的质量指标和贮藏特性进行分析。根据GB/T 22474-2008果酱，测定产品的各项指标，结果如表6所示。

表6荸荠果酱产品质量指标

从表6可以看出，本发明制备的荸荠酱，不仅酸甜可口，还有荸荠的清香和柠檬的浓香，酸甜适中，色泽均匀，呈微黄色，可溶性固形物含量在48.50％左右，各种致病菌均未检出，各项指标均符合GB/T 22474-2008中对果酱的规定。常温贮藏6个月后，口感和香味变化不大，沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、志贺氏菌均未检出，大肠杆菌、酵母菌、霉菌偶有检出，但都在GB/T 22474-2008中规定的安全范围内。因此，本发明制备的果酱在常温条件下贮藏6个月还能保持良好的品质。

7.蔗糖添加量对发酵乳流变特性的影响

预实验发现，当发酵乳的蔗糖添加量低于5％时，发酵乳口感偏酸；当发酵乳的蔗糖添加量高于10％时，发酵乳口感偏甜，因而蔗糖添加量确定在5％-10％(w/w)之间。在牛乳分别添加5％、6％、7％、8％、9％和10％(w/w)蔗糖，采用常规工艺制备发酵乳，42℃培养至凝乳，4℃冷藏24h后对样品的表观粘度和触变性进行测定，结果如图2和3。

由图2可以看出，6组样品的表观粘度都随着剪切时间的增加而减少，最后趋于平稳。这是由于剪切使得样品内部粒子所形成的结构遭到破坏，从而出现粘度随着剪切时间的延长而下降，即表现出切稀现象。样品的表观粘度在3.697Pa·s-5.066Pa·s之间，且表观粘度随着蔗糖添加量的增大而增大。样品表观粘度随剪切时间变化的曲线形状相似，表明6种不同样品之间表观粘度特性差异小。表观粘度的变化量依次为：8％蔗糖(2.307Pa·s)>10％蔗糖(2.303Pa·s)>9％蔗糖(2.219Pa·s)>7％蔗糖(2.029Pa·s)>5％蔗糖(1.944Pa·s)>6％蔗糖(1.796Pa·s)，说明8％蔗糖制备的发酵乳稳定性最好，其次为10％蔗糖和9％蔗糖。

由图3可以看出6种发酵乳样品都能够形成滞后环(触变环)，说明此6种发酵乳制品都是黏弹性和触变性流体。滞后环面积的大小可以代表样品触变性的情况，面积越大说明此样品的结构恢复速度越慢，越小则恢复速度越快。不同样品的滞后环面积和粘似性大小如表7。

表7蔗糖添加量对发酵乳粘似性的影响

由表7可以看出，5％蔗糖样品的滞后环面积最小，其结构回复最快，6％蔗糖样品次之，再次为10％蔗糖样品，8％蔗糖样品回复性最慢。另外，粘丝性大小可由滞后环面积同总面积的比值来表示，粘丝性在一定程度上反应了样品组织结构之间的粘连能力大小，比值越小其粘丝性越强，反之则越弱。6组样品的粘似性大小为：5％蔗糖>6％蔗糖>10％蔗糖>9％蔗糖＝7％蔗糖>8％蔗糖，且10％蔗糖与9％蔗糖、7％蔗糖粘似性比值变化很小。

8.发酵乳发酵终点确定

10％(w/w)全脂乳粉复原后，添加10％(w/w)蔗糖，以3％(v/w)接种量接种乳酸菌，控制发酵乳的酸度在不同区间，对不同酸度区间的粘度进行测定，将不同酸度区间的发酵乳冷却至25℃左右，添加6％荸荠果酱并搅拌，冷藏20h后对样品进行感官评价，结果见表8。

表8不同酸度区间发酵乳的粘度及感官评价

由表8可以看出，当发酵乳的酸度低于60°T时，发酵乳的粘度小于500cP，当酸度高于65°T时，发酵乳的粘度大于2000cP。当发酵乳的酸度控制在70-75°T时，荸荠果酱发酵乳的感官评价得分最高，达到9.0-9.3。另外添加果酱后发现，当发酵粘度小于3000cP时，果酱颗粒会全部沉降在底部，当发酵粘度大于3000cP时，荸荠果酱颗粒均匀分布在发酵乳中。因而确定发酵乳发酵的终点酸度为70-75°T，且粘度大于3000cP。

8.荸荠果酱添加量对发酵乳感官和流变特性的影响

预实验发现，当发酵乳的荸荠果酱添加量低于4％时，荸荠发酵乳几乎无荸荠和柠檬的清香；当发酵乳的荸荠果酱添加量高于8％时，荸荠发酵乳口感偏酸，因而荸荠果酱添加量确定在4％-8％(w/w)之间。10％(w/w)全脂乳粉复原后，添加10％(w/w)蔗糖，以3％(v/w)接种量接种高产EPS乳酸菌，42℃培养至酸度在70-75°T之间，粘度大于3000cP，凝乳后冷却至25℃左右，分别添加4％-8％(w/w)果酱并搅拌，冷藏20h后对样品进行感官评价，并测定其表观粘度和触变性。感官评价结果见表9。

表9果酱添加量对感官特性的影响

由表9可以看出，6组发酵乳的感官评价得分在8.6分-9.3分之间，添加果酱的发酵乳感官评价得分都高于未添加果酱的发酵乳，7％果酱添加量的感官评价得分最高，与6％和8％果酱添加量之间的差异性不显著(P>0.05)，与未添加果酱、4％果酱和5％果酱之间的差异性显著(P<0.05)。

表观粘度是发酵乳的流变学特性指标之一，通过测定表观粘度可以判断发酵乳凝乳情况，进而反映产品质地稳定性，同时也有利于消费者对产品进行初步评价。在相同条件下样品的表观粘度值能够在一定程度上反映样品内部组织结构的特性及变化。在恒定温度为25℃、剪切速率1.0s^-1，检测添加4％-8％(w/w)样品在2min内表观粘度随着剪切时间的变化，结果如图4。由图4可以看出，6组样品的表观粘度都随着剪切时间的增加而减少，最后趋于平稳。样品的表观粘度的大小依次为：8％(7.480Pa·s)>7％(6.604Pa·s)>6％(6.324Pa·s)>空白(5.53Pa·s)>5％(4.901Pa·s)>4％(4.684Pa·s)，但添加4％荸荠果酱的表观粘度的变化量最小，为1.952Pa·s，其次为7％荸荠添加量，表观粘度的变化量为2.340Pa·s，说明这两组样品的稳定性较好。

触变性是指某体系在搅动或其他机械作用下，其粘度或剪切应力随时间变化的一种流变现象。触变性流体的机理可以理解为随着剪切速率的增加，粒子间结合的结构受到破坏，粘度变小。当剪切应力停止时粒子间结合的构造逐渐恢复原样，但需要一段时间。因此剪切速率减少时的曲线与增加时的曲线不重叠，形成了与流动时间有关的滞后环。滞后环的面积大小反映流体的触变性强度。在恒定温度为25℃条件下，分升速和降速两个步骤进行测定4％-8％(w/w)荸荠添加量样品剪切应力随剪切速率的变化关系，结果如图5所示。由图5可以看出，6组发酵乳样品形成的滞后环的形状相似，不同荸荠添加量样品的滞后环面积及粘似结果如表10所示。

表10荸荠果酱添加量对发酵乳粘似性影响

由表10可以看出，滞后环的面积随着果酱添加量的增大而增大，未添加果酱的样品滞后环面积最小，为655.8Pa·s^-1，其结构回复最快，添加8％果酱样品滞后环面积为938.7Pa·s^-1，其结构回复最慢。6组样品的粘似性大小为：0％>4％>5％＝6％>7％>8％，且添加了5％以上荸荠果酱样品的粘丝性变化量很小。

综合感官评价、表观粘度和触变性，当荸荠果酱添加量为7％时，发酵乳的感官评价得分最高，且发酵乳的表观粘度较大，变化量较小，与其它果酱添加量发酵乳之间的粘似性差别不大，因此确定发酵乳的荸荠果酱添加量为7％。

9.荸荠发酵乳贮藏期水分及荸荠质构的变化

将制备好的荸荠发酵乳放4℃冷藏30min、1h、2h、5h、17h、1d、4d、7d、11d和15d，测定荸荠和发酵乳的水分变化。结果如图6。由图6可以看出，随着贮藏时间的增大荸荠颗粒的水分也逐渐增大，15d后荸荠水分由45.13％增加到80.48％，在1d时荸荠水分就达到79.29％，随后变化趋于平稳，这是由于果酱颗粒的初始水分含量远小于发酵乳水分，发生水分的位转移。贮藏期间发酵乳水分含量变化不大，15d内下降了2.57％，贮藏后期荸荠和发酵乳的水分含量基本相同。

由于贮藏期间荸荠水分含量变化较大，对荸荠的质构会产生一定的影响，因此对贮藏期间荸荠颗粒的硬度、粘附性、弹性和咀嚼性进行测定，结果见表11。

表11贮藏期间荸荠质构的变化

由表11可以看出，荸荠的硬度在贮藏期由13.8N增加到22.4N，咀嚼性增加了0.129mJ；荸荠的粘附性在0.09mJ-0.53mJ之间，弹性由0.22mm减小到0.19mm。将硬度、粘附性、弹性、咀嚼性分别和水分进行相关性分析，结果见表12。

表12荸荠水分与质构的相关性分析

通过质构与水分相关性发现，水分与硬度和咀嚼性呈极显著正相关和显著正相关，与粘附性和弹性呈显著负相关和极显著负相关。

10.荸荠发酵乳贮藏期酸度和活菌总数的变化

将制备好的荸荠发酵乳放4℃冷藏1d、4d、7d、11d和15d，测定荸荠发酵乳的酸度和活菌总数变化，结果如图7和图8。由图7和8可以看出，荸荠发酵乳的酸度随着贮藏时间的增加而逐渐增大，活菌数呈现先上升后下降的趋势，酸度增大是乳酸菌后酸化的影响，而酸度达到一定程度又会抑制乳酸菌的生长繁殖，导致活菌数逐渐减少。在贮藏7d内，酸度上升较快，由76.00°T增加到88.07°T，之后缓慢增加，15d时酸度达到89.20°T。在贮藏11d内，荸荠发酵乳活菌总数逐渐上升，由8.61LgCFU/mL增加到8.97LgCFU/mL，贮藏11d后，荸荠发酵乳的活菌数迅速减小，15d时活菌数为8.72LgCFU/mL。

11.荸荠发酵乳贮藏期总糖变化

将制备好的荸荠发酵乳放4℃冷藏1h、2h、5h、17h、1d、4d、7d、11d和15d，测定荸荠和发酵乳总糖的变化。结果如图9。由图9可以看出，贮藏期间荸荠颗粒的总糖含量在逐渐下降，5h内下降较快，由46.35g/100g下降到17.41g/100g，之后下降趋势缓慢，7d后总糖基本上没有变化。荸荠发酵乳总糖含量随着贮藏时间的增大而增大，7d时总糖含量由1.43mg/g增加到2.72mg/g，之后变化趋于平稳，即7d后荸荠和荸荠发酵乳的总糖都达到平衡状态。

实施例1

一种荸荠果酱的制备方法，具体步骤如下：

选取新鲜、无病害柠檬22kg，清洗后用榨汁机打成柠檬浆；选取单体较大、无任何病害损伤的150kg新鲜荸荠，清洗，去皮，去皮后的荸荠果粒于沸水中浸泡2min，用切丁机将荸荠果粒切成0.5×0.5×0.5cm的颗粒，添加20kg柠檬浆、30kg蔗糖与100kg荸荠颗粒混合，调配好的荸荠果粒于化糖锅内边浓缩边搅拌，浓缩至水分含量为50％时果酱出锅，果酱温度冷却至50℃即可灌装，灌装后密封，采用85-90℃/50-60min杀菌，冷却后于4℃条件下贮藏。

实施例2

一种荸荠果酱的制备方法，具体步骤如下：

选取新鲜、无病害柠檬22kg，清洗后用榨汁机打成柠檬浆；选取单体较大、无任何病害损伤的150kg新鲜荸荠，清洗，去皮，去皮后的荸荠果粒于沸水中浸泡2min，用切丁机将荸荠果粒切成0.5×0.5×0.5cm的颗粒，添加15kg柠檬浆、25kg蔗糖与100kg荸荠颗粒混合，调配好的荸荠果粒于化糖锅内边浓缩边搅拌，浓缩至水分含量为45％时果酱出锅，果酱温度冷却至50℃即可灌装，灌装后密封，采用85-90℃/50-60min杀菌，冷却后于4℃条件下贮藏。

实施例3

一种荸荠果酱发酵乳的制备方法，具体步骤如下：

80kg水预热至60℃，加入10kg全脂乳粉、10kg蔗糖，充分溶解后于60℃，20Mpa条件下均质2min，经95℃/5min热处理后，冷却至42℃，接种30kg利用乳酸菌发酵剂，42℃发酵5h至凝乳酸度在75°T，此时粘度为3300cP，冷却至25℃时添加6kg实施例1制备的荸荠果酱，搅拌均匀后灌装，于4℃冷藏24h即制成荸荠果酱发酵乳。

实施例4

一种荸荠果酱发酵乳的制备方法，具体步骤如下：

80kg水预热至60℃，加入10kg全脂乳粉、8kg蔗糖，充分溶解后于60℃，20Mpa条件下均质2min，经95℃/5min热处理后，冷却至42℃，接种30kg利用乳酸菌发酵剂，42℃发酵5h至凝乳酸度在70°T，此时粘度为3000cP，冷却至25℃时添加6kg实施例1制备的荸荠果酱，搅拌均匀后灌装，于4℃冷藏24h即制成荸荠果酱发酵乳。