大豆酸奶配方的优化研究

摘要：以脱腥大豆粉为原料，在单因素试验的基础上，以感官评价为指标，利用响应面法对大豆酸奶的配方进行优化。结果表明，大豆酸奶的配方为豆粉添加量 10.50％、蔗糖添加量 8.30％、玉米油添加量 1.40％、变性淀粉添加量 0.80％，其获得的产品组织细腻、口感爽滑、风味俱佳。
大豆是我国传统的食品原料，资源丰富，价格低廉。大豆所含的营养成分比较全面，其含有丰富的蛋白质、不饱和脂肪、碳水化合物、膳食纤维、矿物质和维生素，具有很高的营养价值。其蛋白质中氨基酸的比例接近动物蛋白质氨基酸模式，是一种满意蛋白质来源；同时大豆中含有的保健因子：大豆异黄酮、大豆低聚糖、大豆磷脂、生物活性肽等，并且不含胆固醇，在消费者对营养健康食品的要求日益增长的背景下其保健功效不言而喻。大豆类食品作为一种天然保健食品，越来越受到人们的青睐。
目前，在大豆饮品方面进行了大量的研究，其中酸豆奶已经在欧美市场流行。澳大利亚King International 公司致力于豆乳产品的研发，开发了 Kingland 大豆酸奶；法国 Danone 推出Savia 系列风味酸豆奶，采用非转基因大豆，宣称不含胆固醇和乳糖；意大利帕玛拉特公司推出 Soy life波森莓风味酸豆奶，Valsoia 公司也上市了一款黑莓麦芽酸豆奶，添加了益生元及膳食纤维；日本著名酿造厂商龟甲万致力于研发大豆酸奶，其黑芝麻、红糖两款风味，采用植物乳酸菌进行发酵的酸豆奶产品在日本十分畅销。德国 Alpro 公司上市了原味及香草口味的酸豆奶，并进行了产品有机认证，市场反应良好。目前，国内尚低技术成熟、知名度高的大豆酸奶制品。
近年来，尽管我国大豆食品行业发展迅速，但在产品结构及产业结构方面不尽合理。为拉动产业蓬勃发展，有必要将传统工艺与现代高新技术紧密结合，并有计划地引进国外设备和工艺技术。提高传统大豆食品的工业化水平，让大豆食品向高附加值、产品多样化和休闲化发展将是大豆食品产业发展的未来趋势。
本课题选用脱腥大豆粉为原料，通过响应面法优化产品配方，研制出生产工艺简单并符合消费者需求的低腥味大豆酸奶。
1 材料与方法
1.1 材料
脱腥大豆粉，玉米油，葡萄糖，白砂糖，变性淀粉-羟丙基二淀粉磷酸酯 06744，直投式发酵剂 YF-L904。
1.2 主要仪器
APV-1000 型质机，pHS-25 数显 pH 计，博力飞 DV-II-PRO 粘度计，RW-20 高速搅拌器，全自动灭菌锅，数显恒温水浴锅等。
1.3 工艺流程
大豆粉→溶解、水合→调配→质→杀菌→冷却接种→发酵→破乳冷却→后熟→成品→检测
1.4 工艺要点
1.4.1 大豆粉溶解水合
将部分净化水升温至 50-55℃，加入所需大豆粉，搅拌 10-15min 至溶解后，静止水合 30min，然后升温至 80-85℃保温 3-5min，冷却到 60℃备用。
1.4.2 调配
部分净化水于常温（20℃）搅拌 10-15min 溶解分散变性淀粉，然后升温至 50℃溶解葡萄糖、白砂糖等辅料。
1.4.3 质
调配好的混合原料进行质（65-70℃，一级压力 2-3MPa，二级压力 20-25MPa）。
1.4.4 杀菌
基料采用 95-100℃、300s 的巴氏杀菌方式。
1.4.5 接种、发酵
接种按操作进行，发酵剂接种温度在 41-43℃，接种后应搅拌 10-15min，溶解匀后的基料在 41-43℃条件下保温发酵。
1.4.6 破乳冷却
当发酵酸度达到 45-50°T、pH 值为 4.8-5.0 时进行破乳，搅拌 5-10min，降温至 18-20℃，搅拌匀后灌装。
1.4.7 后熟
冷藏后熟温度 2-6℃，后熟时间 12-18h。
1.5 响应面法优化试验设计
根据单因素试验的结果，在添加 2%葡萄糖作为乳酸菌发酵碳源的基础上对大豆粉添加量、蔗糖添加量、变性淀粉添加量和玉米油添加量进行响应面法优化试验，产品的感官评分为响应值，利用Design-Expert 软件 Box-Behnken 设计 4 因素 3 水平响应面分析试验，通过响应面分析，建立数学模型，以确定大豆酸奶的配方。
1.6 产品感官评价标准
采用响应面分析方法确定适原料配方，大豆酸奶口感和风味的试验评价采用感官综合评分法，请 10 位经验丰富的评定人员（包括 3 名国家乳品评鉴师）对实验样品分别进行感官评分，评分标准参照《中国乳制品工业行业规范酸牛乳感官质量评鉴细则》进行修改后确定，具体见表 2 所示，色泽、组织状态、滋气味的分数之和为总得分，在总得分中去掉一个分和一个低分后，按下列公式计算，感官评分=剩余总分之和评鉴人员-2；结果即为该产品的感官指标评分结果。
2 结果与讨论
2.1 响应面优化试验结果
模型显著，而失拟项不显著，表明二次回归模型显著。复相关系数 R2=99.20％，校正的复相关系数 Adj R2=98.40％，表明此模型能解释 98.40％响应值变化，变异系数 1.54%，测试值与预测值接近，回归方程拟合程度良好。但二次回归模型因素中只有 A、B、C、D、AB、A2、B2、C2、D2显著，AD 显著性不明显，AC、BC、BD、CD 交互作用不显著。因此，要对回归模型进行修改，采用 De-sign-Expert 软件手动优化去不显著项。
采用逐步回归法去除不显著的 AC、BC、BD、CD 后，二次回归模型因素中 A、B、C、D、AB、A2、B2、C2、D2显著，AD 显著性不明显，但由于其 P 值为 0.0571，为了提高方程的拟合效果，应当予以保留，更好的反映回归模型。修改后的复相关系数 R2=99.15% ，校正的复相关系数 Adj R2=98.67％，变异系数 1.40%，信噪比 50.274，表明该模型可以用来预测优配方，经剔除不显著项后的回归方程为：Y =92.3 +6.9A +3.333333B +0.916667C +1.3D +1.35AB -1.125AD -14.4292 A2-10.9542 B2-3.07917C2-3.82917 D2
2.2 响应面分析
响应面和等高线较好的反应了大豆粉添加量和蔗糖添加量对大豆酸奶感官品质的影响，拟合的响应面和等高线图直观的反映了大豆粉添加量和蔗糖添加量的交互作用显著，存在极值的条件应该在圆心处。在蔗糖、玉米油添加量一定的条件下，随着大豆粉添加量和变性淀粉添加量的增加，感官评分先增后降，可见适量的大豆粉添加量和变性淀粉添加量能提高大豆酸奶品质。在试验所选择的水平范围内，因素之间交互作用对大豆酸奶感官评分的影响相似，都随着因素水平的增加，感官评分先增加达到值后又降低，响应值存在值，即因素 AC、BC、BD、CD 之间有一定交互作用，但是对感官品质影响相对较小。
2.3 配方的预测和验证
利用修改后的回归模型预测大豆酸奶优配方为：大豆粉添加量 10.48％、蔗糖添加量 8.34％、玉米油添加量 1.36％和变性淀粉添加量 0.78％，产品的感官评分 93.57。由于试验操作具有可行性，考虑到实际生产便利性，将大豆酸奶的工艺条件修正为大豆粉添加量 10.50％、蔗糖添加量 8.30％、玉米油添加量 1.40％和变性淀粉添加量 0.80％，在此条件下进行 3 次验证性试验，测得的大豆酸奶的感官评分的值为 92.8，与理论预测值 93.57 较为接近，说明模型的拟合程度较好，说明经手动优化后的回归方程对大豆酸奶配方进行分析和预测可靠。
来源：惠合发酵罐厂家

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