【藜麦木糖醇酸奶加工工艺设计及实验研究12000字（论文）】

VI—1前言1.1功能性原料简介1.1.1藜麦藜麦有名南美藜，原产于南美洲，属藜科双子叶植物REF_Ref3035\r\h[1]。藜麦营养价值高，其氨基酸含量配比与联合国粮农组织（FAO）指定的人类营养标准十分接近，且含有丰富的维生素、微量元素和多种生物活性成分REF_Ref3045\r\h[2]，被国际营养学家称之为“营养黄金”、“超级谷物”、“未来食品”REF_Ref4041\r\h[3]。藜麦中的蛋白质含量为13.8%~16.5%REF_Ref4096\r\h[4]，主要为白蛋白和球蛋白，这两种蛋白占总蛋白总量的44%~77%REF_Ref4697\r\h[5]，必需氨基酸含量为蛋白含量的23.37%~37.45%，且必需氨基酸含量与蛋白质含量呈正相关REF_Ref4772\r\h[6]。藜麦中几乎含有所有的天然氨基酸，包括8种人体必需氨基酸和婴幼儿必需氨基酸（组氨酸）REF_Ref4818\r\h[7]。其中赖氨酸含量最高，达到氨基酸含量的4.6%~6.6%，显著高于小麦等谷物REF_Ref4861\r\h[8]。由M.KürşatDemirREF_Ref4900\r\h[9]研究表明，经过蒸煮后的藜麦，赖氨酸和蛋氨酸含量明显升高。藜麦中脂肪平均含量为50~72mg/g，含有大约90%的不饱和脂肪酸。藜麦中碳水化合物主要成分是淀粉，含量约为种子的30%~70%REF_Ref4946\r\h[10]。藜麦中果糖含量低，是一种低果糖葡萄糖指数（FGI）食物，对糖脂代谢过程具有有益功效REF_Ref4985\r\h[11]。藜麦中含有多种矿物质元素，总矿物质含量约为3.4%。主要矿物质元素钾、钙、镁、铁、铜和锌的含量足以维持人体均衡饮食所需REF_Ref5017\r\h[12]。藜麦是天然维生素的丰富来源。藜麦中还含有丰富的生物活性物质，主要类别有多酚化合物、黄酮类化合物和皂苷。藜麦中80%的多酚化合物经消化后仍具有生物活性，可预防氧化作用引起的多种疾病，如心血管疾病。MarikaREF_Ref5184\r\h[13]研究表明，红色和黑色藜麦具有最高的抗氧化性。藜麦中的黄酮类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]。藜麦中皂苷含量约为11.3mh/g，具有抗菌、抗病毒、降低胆固醇的功效REF_Ref5301\r\h[15]。藜麦中不含麸质，可以帮助乳糜泻患者和麸质过敏的人群补充营养；藜麦中的天然抗氧化剂在抗癌、抗氧化方面效果显著；藜麦低糖，低热量，成为三高人群以及糖尿病患者的的理想食品。1.1.2木糖醇木糖醇是一种多元糖醇类物质，甜度和蔗糖一样，具有较高的营养价值，是人体糖类代谢的正常中间体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，有助于微生物的稳定性，可以延长产品货架期。木糖醇不能被人体口腔的产酸细菌所利用，可以在代谢途径中被阻止吸收利用，不会迅速引起血糖水平的波动，这使得木糖醇可以作为糖尿病患者的甜味剂REF_Ref5396\r\h[17]。1.2酸奶1.2.1酸奶的营养及功能特性酸奶经过发酵工艺后，乳中的蛋白质会被分解成小分子的肽和游离的氨基酸，与牛乳相比，显著提升了肽类和游离氨基酸的含量与种类，因而能够提高酸奶的消化吸收及生物利用度REF_Ref5461\r\h[18]。同时，发酵过程中，牛乳中的乳糖被乳酸菌转化为半乳糖和葡萄糖，进而生成乳酸，使乳糖不耐受的人群也能享受酸奶的美味。发酵过程中酸度增加，牛奶中的蛋白质遇酸产生凝固及不同程度的降解，从而产生细小分子的凝块，增加了在体内与消化酶的接触面积，从而提高消化吸收率REF_Ref5514\r\h[19]。酸奶所含的营养成分可以维持人体倡导菌群微生态平衡起到抗氧化、调节胆固醇代谢、降血压、抗菌、抗肿瘤的作用REF_Ref5569\r\h[20]。1.2.2功能型酸奶的研究现状功能型酸奶区别于普通酸奶主要在于改变了发酵原料或添加了含有特定功效的物质，使其具有保健功能。目前，市场上的功能型酸奶主要是单一的改变原料乳或糖的种类以及添加功能性原料REF_Ref5625\r\h[21]，两种改变方式相结合的研究较少。改变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剂代替蔗糖，添加的功能性原料主要以果酱或颗粒状谷物的形式，以浆状谷物添加的研究较少。目前杂粮酸奶为多种谷物搭配在一起或与其他物质搭配发酵的复合复配型酸奶，藜麦发酵乳制品在市场上多为藜麦乳酸菌饮品或藜麦与其他功能性原料复配的酸乳。所以将藜麦浆与酸奶结合，用木糖醇代替蔗糖，把藜麦浆、木糖醇和酸奶的功效集中体现，研究适用群体广，尤其对于三高人群、麸质过敏人群对杂粮酸奶的需求，并且利用原料自身的营养价值，为食用者平衡营养摄入，保持健康。1.3本课题研究目的意义与内容1.3.1研究目的意义随着人们消费水平提高和食品健康的普及，人们越来越重视饮食与健康之间的关系，通过食用具有一定功效的食材来改善健康状况，功能性食品的市场也日益扩大。目前市面上的功能性酸奶多为单一的无糖酸奶、果酱添加型酸奶和颗粒状谷物添加型酸奶，有少量的颗粒状谷物和果酱混合添加型酸奶。藜麦作为一种粗粮，营养均衡，含糖量低，不含麸质，保健功能强，适合所有人群食用，尤其是麸质过敏人群。木糖醇作为一种多元糖醇类物质，甜度和蔗糖一样，是多元醇类产品中甜度最高的甜味剂，也是人体糖类代谢的正常中间体。木糖醇可以代替蔗糖在酸奶中的作用，作为糖尿病患者的营养剂和糖代谢的调整剂。无糖酸奶作为世界各地居民喜爱的发酵乳制品之一，因其较高的营养价值和保健功能而受到广大消费者的青睐。本实验以藜麦浆、木糖醇为主要原料制备生产藜麦木糖醇酸奶，通过单因素试验和响应面实验，以感官评价为依据，制出的酸奶细腻，色泽美观，呈淡黄色，适用于所有消费者，尤其对于糖尿病人能够起到平稳血糖的功效，能够满足麸质过敏人群对杂粮酸奶的需求，并且利用原料自身的营养价值，为食用者平衡营养摄入，保持健康。1.3.2研究内容以100g牛乳为基准，通过单因素与响应面实验相结合，分别对藜麦木糖醇酸奶配方的三因素：藜麦浆添加量%、木糖醇添加量%、稳定剂添加量%（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）进行确认；对发酵条件的三因素：菌种接种量%、发酵温度℃、发酵时间h进行确认。本实验涉及到以下几个方面：（1）藜麦浆添加量、木糖醇添加量、稳定剂添加量对酸奶感官评价的影响；（2）以三个配方单因素进行响应面实验，确定产品的最佳配方；（3）菌种接种量、发酵时间、发酵温度对酸奶感官评价的影响；（4）以三个发酵条件单因素进行响应面实验，确定产品的最佳发酵条件；（5）通过pH的测定、滴定酸度的测定和持水力的测定确定产品的理化指标。

2藜麦木糖醇酸奶工艺优化2.1材料与方法2.1.1实验材料与设备表2-1实验材料材料生产厂家藜麦山东尚贡食品科技有限公司木糖醇南京甘汁园糖业有限公司牛奶内蒙古数科数字营销有限公司菌粉（保加利亚乳杆菌：嗜热链球菌=1:1）安琪酵母股份有限公司黄原胶河南万邦化工科技有限公司羧甲基纤维素钠河南万邦化工科技有限公司酚酞西安拉维亚生物科技有限公司氢氧化钠山东千里宏生物科技股份有限公司表2-2实验设备设备生产厂家电磁炉美的集团有限公司豆浆机九阳股份有限公司WLC6/A2型电子精密天平深圳市展华仪器仪表有限公司Acculab型电子天平上海胤旭机电设备股份有限公司DZKW-C型恒温水浴锅上海树立仪器仪表有限公司TDL-40B台式低速离心机常州市万丰仪器制造有限公司PH试纸上海三爱思试剂有限公司Acculab型电子天平上海胤旭机电设备股份有限公司100目筛市售2.1.2制作工艺2.1.2.1工艺流程2.1.2.2操作要点（1）藜麦浆的制备：精选颗粒饱满颜色均匀的藜麦加入水中浸泡1h浸泡后反复清洗，除去其中的杂质。沸水蒸18min至透明膨胀，冷却后以藜麦：蒸馏水=1:5（g/mL）打浆，过100目筛，迅速加热至沸保温5min灭酶并除去表面浮沫REF_Ref5752\r\h[22]。（2）稳定剂复配：黄原胶：羧甲基纤维素钠的复配比为3:2REF_Ref5791\r\h[23]。（3）混合：以100g牛乳为基准，添加藜麦浆、木糖醇和稳定剂。（4）杀菌：将混合后的牛乳在温度为95℃时保持5min杀菌。（5）接种、发酵：杀菌后，待样品冷却到42℃后，加入菌粉，在无菌条件下，充分混匀，接着密封，保持无氧发酵，在38℃~42℃下发酵6h~9h。（6）冷藏后熟：将发酵好的酸奶冷却至室温，放入4℃冰箱进行后熟，时间为12h，即得酸奶成品。2.1.3配方优化实验设计2.1.3.1藜麦浆添加量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响根据2.1.2中藜麦木糖醇酸奶的生产工艺流程进行实验。改变藜麦浆添加量（20%、25%、30%、35%、40%），选用木糖醇添加量7%，稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.2%，菌种接种量0.2%，发酵温度为42℃，发酵7h，4℃后熟12h，做单因素试验，并通过感官评价的方式确定最优藜麦浆添加量范围。2.1.3.2木糖醇添加量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响选用2.1.3.1中感官评分最高的藜麦浆添加量，改变木糖醇添加量（5%、6%、7%、8%、9%），稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.2%，菌种接种量0.2%，发酵温度为42℃，发酵7h，4℃后熟12h，做单因素试验，并通过感官评价的方式确定最优木糖醇添加量范围。2.1.3.3稳定剂添加量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响选用2.1.3.1和2.1.3.2中感官评分最高的藜麦浆添加量和木糖醇添加量，改变稳定剂添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2），菌种接种量0.2%，发酵温度为42℃，发酵7h，4℃后熟12h，做单因素试验，并通过感官评价的方式确定最优稳定剂添加量范围。2.1.3.4响应面优化配方实验设计基于单因素实验结果，利用Design-Expert软件中的Box-Behnken设计响应面实验，选择藜麦浆添加量（A）、木糖醇添加量（B）、稳定剂添加量（C）3个因素为配方优化的自变量，每个因素取三个水平，以-1、0、+1为编码，以感官评价得分为响应值（Y），进行三因素三水平的响应面分析实验，各因素编码值与真实值见表2-3。表2-3三因素三水平配方响应面实验设计因素编码水平-101藜麦浆添加量A（%）253035木糖醇添加量B（%）678稳定剂添加量C（%）0.10.20.32.1.4发酵条件优化实验设计2.1.4.1菌种接种量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响通过2.1.3确定藜麦木糖醇酸奶的最佳配方，利用最优配方进行发酵条件的优化实验。改变菌种接种量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）、发酵温度为42℃，发酵7h，4℃后熟12h，做单因素试验，并通过感官评价的方式确定最优菌种接种量范围。2.1.4.2发酵温度对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响利用2.1.3确定的藜麦木糖醇酸奶最佳配方，选用2.1.4.1中感官评分最高的菌种接种量水平，改变发酵温度（36℃、38℃、40℃、42℃、44℃），发酵7h，4℃后熟12h，做单因素试验，并通过感官评价的方式确定最优发酵温度范围。2.1.4.3发酵时间对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响利用2.1.3确定的藜麦木糖醇酸奶最佳配方，选用2.1.4.1和2.1.4.2中感官评分最高的菌种接种量水平和发酵温度，改变发酵时间（5h、6h、7h、8h、9h），4℃下后熟12h，做单因素试验，并通过感官评价的方式确定最优发酵时间范围。2.1.3.4响应面优化发酵条件实验设计基于单因素实验结果，利用Design-Expert软件中的Box-Behnken设计响应面实验，选择菌种接种量（D）、发酵时间（E）、发酵温度（F）3个因素为发酵条件优化的自变量，每个因素取三个水平，以-1、0、+1为编码，以感官评价得分为响应值（Y），进行三因素三水平的响应面分析实验，各因素编码值与真实值见表2-4。表2-4三因素三水平发酵条件响应面实验设计因素编码水平-101菌种接种量D（%）0.10.20.3发酵温度E（℃）404244发酵时间F（h）678

2.1.5酸奶的感官评价按照《食品安全国家标准发酵乳》GB19302-2010REF_Ref5883\r\h[24]中感官要求的规定，结合本试验添加的藜麦浆、木糖醇和稳定剂的感官评价，建立了藜麦木糖醇酸奶的感官评价标准细则（表2-5）。设立感官评价小组共10人，按照感官评价表对藜麦木糖醇酸奶进行评分分析，去除最高分和最低分后取平均值，以百分制计。表2-5藜麦木糖醇酸奶感官评价标准项目评价标准感官评分/分颜色（25分）颜色异常颜色不均浅黄色颜色不均匀、呈乳白色颜色均匀、呈淡黄色0~56~1011~1516~2021~25组织状态（25分）组织状态呈絮状、裂纹、气泡、乳清析出严重有裂纹、气泡、乳清析出有裂纹、气泡、少量乳清析出组织状态均匀、少量乳清析出组织状态均匀、表面光滑、无气泡、无乳清析出0~56~1011~1516~2021~25风味（25分）异常的滋、气味微弱的藜麦味、异常的酸奶香异常的藜麦味、纯正的酸奶香微弱的藜麦味、纯正的酸奶香浓郁的藜麦味、纯正的酸奶香0~56~1011~1516~2021~25口感（25分）口感粗糙、过酸或过甜口感粗糙、稍酸或稍甜细腻、润滑、稍酸或稍甜较细腻、润滑、酸甜适中很细腻、润滑、酸甜适中0~56~1011~1516~2021~252.2藜麦木糖醇酸奶的理化性质测定2.2.1pH的测定用pH试纸进行测定。2.2.2滴定酸度的测定采用国标GB5009.239-2016REF_Ref5964\r\h[25]中的酚酞指示剂法测定酸奶的滴定酸度。（1）准备：0.1mol/L氢氧化钠标准溶液、酚酞指示剂、蒸馏水、碱式滴定管25mL、锥形瓶150mL、移液管10mL。（2）称取10g酸奶于150mL锥形瓶中，加20mL蒸馏水，混匀，加2.0mL酚酞指示剂，混匀后用氢氧化钠标准溶液滴定，直到颜色变为淡粉色，且5s内不消退。记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液毫升数(V2)，代入下式中进行计算。做三组平行组以防实验出现误差。用等体积的水做空白实验，读取耗用氢氧化钠标准溶液的毫升数(V0)。（3）计算： X2=式中：X0—试样的酸度,单位为度(°T)；c2—氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度，mol/L；V2—滴定时所消耗氢氧化钠标准溶液的体积，ml；V0—空白实验所消耗氢氧化钠标准溶液的体积，ml；m2—试样的质量，g；0.1—酸度理论定义氢氧化钠的摩尔浓度，mol/L。2.2.3持水力的测定称干燥离心管质量为M，取后熟后的酸奶10g放入离心管中，并称得总质量为M1，在转速4000r/min离心20min，用移液枪吸取上清液，测得剩余质量为M2。计算： 酸奶的持水力(%)=(离心沉淀物重量/样品重量)×100% （2）

3结果与分析3.1藜麦木糖醇酸奶加工工艺的优化结果3.1.1配方优化实验结果3.1.1.1藜麦浆添加量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响选用木糖醇添加量7%，稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.2%，依次改变藜麦浆添加量（20%、25%、30%、35%、40%），菌种接种量0.2%，发酵温度为42℃，发酵7h，4℃后熟12h，根据感官评价对成品进行评分，实验结果图3-1所示。图3-1不同藜麦浆添加量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响由图3-1可知，藜麦浆添加量在20%~30%时，随着藜麦浆添加量的增加，感官评分逐渐上升；藜麦浆添加量在30%~40%时，随着藜麦浆添加量的增加，感官评分逐渐下降，主要原因是添加过量藜麦浆会使酸奶黏度增加，酸奶易分层，藜麦味道过浓以至于盖住大部分酸奶的味道，进而影响酸奶的口感、味道和组织状态。因此，在本研究选用藜麦浆添加量范围内，最佳添加量为30%，故选择藜麦浆添加量为25%~35%进行后续试验。3.1.1.2木糖醇添加量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响选用藜麦浆添加量30%，稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.2%，依次改变木糖醇添加量（5%、6%、7%、8%、9%），菌种接种量0.2%，发酵温度为42℃，发酵7h，4℃后熟12h，根据感官评价对成品进行评分，实验结果图3-2所示。图3-2不同木糖醇添加量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响由图3-2可知，木糖醇添加量在5%~7%时，随着木糖醇添加量的增加，感官评分逐渐上升；木糖醇添加量在7%~9%时，随着木糖醇添加量的增加，感官评分逐渐下降，主要原因是木糖醇添加量过少时，影响酸奶发酵状态，使酸奶过酸；木糖醇添加过量时，酸奶失去酸味，变得过甜，掩盖藜麦香气。因此，在本研究选用木糖醇添加量范围内，最佳添加量为7%，故选择木糖醇添加量为6%~8%进行后续试验。3.1.1.3稳定剂添加量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响选用藜麦浆添加量30%，木糖醇添加量7%，依次改变稳定剂添加量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2），菌种接种量0.2%，发酵温度为42℃，发酵7h，4℃后熟12h，根据感官评价对成品进行评分，实验结果图3-3所示。图3-3不同稳定剂添加量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响由图3-3可知，稳定剂添加量在0.1%~0.3%时，随着稳定剂添加量的增加，感官评分逐渐上升；稳定剂添加量在0.3%~0.5%时，随着稳定剂添加量的增加，感官评分逐渐下降，主要原因是稳定剂添加过少时，酸奶状态不均匀，藜麦浆与酸奶分层明显；稳定剂添加过多时，不易溶解，有结块，使酸奶状态不均匀。因此，在本研究选用木糖醇添加量范围内，最佳添加量为0.2%，故选择稳定剂添加量为0.1%~0.3%进行后续试验。3.1.1.4响应面优化配方实验结果基于单因素实验结果，以成品酸奶的感官评分为评价依据，以藜麦浆添加量（A）、木糖醇添加量（B）、稳定剂添加量（C）3个因素为配方优化的自变量，设计三因素三水平17个点的响应面优化试验，实验方案及结果见表3-1。表3-1配方优化试验方案与结果实验序号ABC感官评分/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通过DesignExpert软件对表3-1中的实验数据进行回归分析，得到成品酸奶的感官评分（Y）的模拟回归方程为：Y=+95.48+3.02A+2.21B+0.76C-0.20AB+0.40AC-0.38BC-12.43A2-7.65B2-4.70C2该回归方程的相关系数R2=0.9980，R2adj=0.9955；变异系数CV=0.70%，表明该模型拟合程度良好，可以解释99.55%的藜麦木糖醇酸奶感官品质的变化。利用软件对方程进行显著性分析，见表3-2。

表3-2配方优化回归方程方差分析来源平方和自由度均方F值P值显著性模型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***残差2.3970.34失拟项1.0630.351.060.4584纯误差1.3340.33总和1205.7416注：*为显著（P<0.05）；**为高度显著（P<0.01）；***为极显著（P<0.0001）。由表3-2可知，该模型的P<0.0001，影响极显著；失拟项P=0.4584>0.05，影响不显著，说明通过软件建立的藜麦木糖醇酸奶配方感官评分数学模型可靠。方差分析表中，一次项A、B和二次项A2、B2、C2的P值均小于0.0001，影响极显著；一次项C的P值小于0.01，影响高度显著；其余二次项AB、AC、BC影响不显著。由F值大小可代表各因素对结果影响的大小，可知配方各因素对藜麦木糖醇酸奶感官评分的影响大小依次为藜麦浆添加量>木糖醇添加量>稳定剂添加量。3.1.1.5配方多因素交互作用分析从响应面图中可以直观看出各个因素对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响及各因素的交互作用REF_Ref6046\r\h[26]。由图3-4可知分别当藜麦浆添加量、木糖醇添加量一定时，随着木糖醇添加量和藜麦浆添加量比例增加，响应值呈现先上升后下降的趋势，曲面陡峭。等高线接近圆形，表明藜麦浆添加量和木糖醇添加量之间的交互作用相对不显著。由图3-5可知分别当藜麦浆添加量、稳定剂添加量一定时，随着稳定剂添加量和藜麦浆添加量比例增加，响应值呈现先上升后下降的趋势，曲面较陡峭。等高线接近椭圆，表明藜麦浆添加量和稳定剂添加量之间的交互作用极显著。由图3-6可知分别当木糖醇添加量、稳定剂添加量一定时，随着稳定剂添加量和木糖醇添加量比例增加，响应值呈现先上升后下降的趋势，曲面相对平缓。等高线接近椭圆，表明木糖醇添加量和稳定剂添加量之间的交互作用较显著。根据响应曲面的陡缓可判断此交互作用对酸奶感官评分的影响大小，故可知三组交互作用对酸奶感官评分的影响：藜麦浆添加量和木糖醇添加量>藜麦浆添加量和稳定剂添加量>木糖醇添加量和稳定剂添加量。图3-4藜麦浆添加量与木糖醇添加量对酸奶感官评分的响应面图和等高线图图3-5藜麦浆添加量与稳定剂添加量对酸奶感官评分的响应面图和等高线图图3-6木糖醇添加量与稳定剂添加量对酸奶感官评分的响应面图和等高线图3.1.2发酵条件优化实验结果3.1.2.1菌种接种量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响选用藜麦浆添加量30%，木糖醇添加量7%，稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.2%，依次改变菌种接种量（0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%），发酵温度为42℃，发酵7h，4℃后熟12h，根据感官评价对成品进行评分，结果图3-7所示。图3-7不同菌种接种量对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响由图3-7可知，菌种接种量在0.1%~0.2%时，随着菌种接种量的增加，感官评分逐渐上升；菌种接种量在0.3%~0.5%时，随着菌种接种量的增加，感官评分逐渐下降，主要原因是菌种接种量过少时，酸奶质地软，组织状态松散。接种量在0.3%~0.5%时，酸奶质地硬且脆，容易出裂纹，酸味较重，掩盖部分藜麦香气。因此，在本研究选用菌种接种量范围内，最佳接种量为0.2%，故选择菌种接种量为0.1%~0.3%进行后续试验。3.1.2.2发酵温度对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响选用藜麦浆添加量30%，木糖醇添加量7%，稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.2%，菌种接种量0.2%，依次改变发酵温度（36℃、38℃、40℃、42℃、44℃），发酵7h，4℃后熟12h，根据感官评价对成品进行评分，实验结果图3-8所示。图3-8不同发酵温度对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响由图3-8可知，感官评分随着发酵温度的升高，先增大后减小。发酵温度小于42℃时，酸奶的凝乳不完全。发酵温度大于42℃时，酸奶凝乳过快，酸奶组织状态较粗糙，质地较硬。发酵温度在42℃时，酸奶凝乳完全，质地好，无乳清洗出。在本研究选用发酵温度范围内，最佳发酵温度为42℃，故选择发酵温度为40℃~44℃进行后续试验。3.1.2.3发酵时间对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响选用藜麦浆添加量30%，木糖醇添加量7%，稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.2%，菌种接种量0.2%，发酵温度42℃，依次改变发酵时间（5h、6h、7h、8h、9h），4℃后熟12h，根据感官评价对成品进行评分，实验结果图3-9所示。图3-9不同发酵时间对藜麦木糖醇酸奶感官品质的影响由图3-9可知，感官评分随着发酵时间的升高，先增大后减小。发酵时间小于7h时，发酵时间过短导致酸奶凝乳未成形，风味物质未完全生成，酸奶质地松散。发酵时间大于7h时，发酵时间过长，酸奶析出乳清，质地较硬，口感不佳。发酵时间在7h时，酸奶凝乳完全，无乳清析出，组织状态细腻光滑，口感较好。因此，在本研究选用发酵时间范围内，最佳发酵时间为7h，故选择发酵时间为6h~8h进行后续试验。3.1.2.4发酵条件优化数据结果与分析基于单因素实验结果，以成品酸奶的感官评分为评价依据，以菌种接种量（D）、发酵时间（E）、发酵温度（F）3个因素为发酵条件优化的自变量，设计三因素三水平17个点的响应面优化试验，实验方案及结果见表3-3。

表3-3发酵条件优化试验方案与结果实验序号DEF感官评分/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通过DesignExpert软件对表3-3中的实验数据进行回归分析，得到成品酸奶的感官评分（Y）的模拟回归方程为：Y=+95.20+2.84A+2.29B+0.72C-0.10AB+0.47AC-0.22BC-12.80A2-7.30B2-4.82C2该回归方程的相关系数R2=0.9984，R2adj=0.9963；变异系数CV=0.63%,表明该模型拟合程度良好，可以解释99.63%的藜麦木糖醇酸奶感官品质的变化。利用软件对方程进行显著性分析，见表3-4。

表3-4发酵条件优化回归方程方差分析来源平方和自由度均方F值P值显著性模型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***残差1.9370.28失拟项1.0530.351.590.3235纯误差0.8840.22总和1197.2716注：*为显著（P<0.05）；**为高度显著（P<0.01）；***为极显著（P<0.0001）。由表3-4可知，该模型的P<0.0001，影响极显著；失拟项P=0.3235>0.05，影响不显著，说明通过软件建立的藜麦木糖醇酸奶发酵条件感官评分数学模型可靠。方差分析表中，一次项D、E和二次项D2、E2、F2的P值均小于0.0001，影响极显著；一次项F的P值小于0.01，影响高度显著；其余二次项DE、DF、EF影响不显著。由F值大小可代表各因素对结果影响的大小，可知发酵条件各因素对藜麦木糖醇酸奶感官评分的影响大小依次为菌种接种量>发酵温度>发酵时间。3.1.2.5发酵条件多因素交互作用分析由图3-10可知分别当菌种接种量、发酵温度一定时，随着发酵温度和菌种接种量比例增加，响应值呈现先上升后下降的趋势，曲面陡峭。等高线接近圆形，表明菌种接种量和发酵温度之间的交互作用相对不显著。由图3-11可知分别当菌种接种量、发酵时间一定时，随着发酵时间和菌种接种量比例增加，响应值呈现先上升后下降的趋势，曲面较陡峭。等高线接近椭圆，表明菌种接种量和发酵时间之间的交互作用极显著。由图3-12可知分别当发酵温度、发酵时间一定时，随着发酵时间和发酵温度比例增加，响应值呈现先上升后下降的趋势，曲面相对平缓。等高线接近椭圆，表明发酵温度和发酵时间之间的交互作用较显著。根据响应曲面的陡缓可判断此交互作用对酸奶感官评分的影响大小，故可知三组交互作用对酸奶感官评分的影响：菌种接种量和发酵温度>菌种接种量和发酵时间>发酵温度和发酵时间。图3-10菌种接种量与发酵温度对酸奶感官评分的响应面图和等高线图图3-11菌种接种量与发酵时间对酸奶感官评分的响应面图和等高线图图3-12发酵温度与发酵时间对酸奶感官评分的响应面图和等高线图3.1.3藜麦木糖醇酸奶最佳生产工艺的确定及验证经软件优化分析，藜麦木糖醇酸奶的最佳配方及发酵条件为：藜麦浆添加量30.609%、木糖醇添加量为7.140%、稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）为0.208%、菌种接种量为0.211%、发酵温度42.309℃、发酵时间为7.086h，预期感官评分为95.567。为方便操作，将条件修正为藜麦浆添加量30.61%、木糖醇添加量7.14%、稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.21%、菌种接种量0.21%、发酵温度42℃、发酵时间7.1h。按照修正条件制作酸奶并进行感官评分，评分结果为95.50分，与预测值接近。结果表明，响应面法优化藜麦木糖醇酸奶的结果合理可行，最佳加工工艺为藜麦浆添加量30.61%、木糖醇添加量7.14%、稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.21%、菌种接种量0.21%、发酵温度42℃、发酵时间7.1h。3.2产品质量指标测定结果3.2.1感官评价指标结果成品酸奶颜色乳白偏微黄，色泽均一，无分层现象，酸甜度适中，有浓郁酸奶香气和藜麦香气，黏稠度适中，组织状态光滑细腻，无乳清洗出，无气孔。3.2.2理化性质测定结果藜麦木糖醇酸奶的理化性质分析结果见表3-5。表3-5藜麦木糖醇酸奶理化性质分析结果样品pH滴定酸度（°T）持水力（%）藜麦木糖醇酸奶4.082.91489.98由表3-5可知，用pH试纸测定酸奶pH为4.0；测定酸奶滴定酸度为82.914°T；测定酸奶持水力为89.98%，均符合国标要求。

4讨论4.1藜麦浆添加量对产品的影响藜麦浆对酸奶的组织状态的风味有显著影响，适量的藜麦浆会增加酸奶的黏稠度，使酸奶组织状态光滑细腻，并添加了藜麦的香气；添加过量的藜麦浆会使酸奶与藜麦浆之间有明显的分层，使酸奶组织状态粗糙，藜麦的味道掩盖了酸奶的香气。本研究所得的藜麦浆添加量为30.61%，与魏艳丽REF_Ref6115\r\h[27]的研究结果相接近。4.2木糖醇添加量对产品的影响木糖醇在酸奶的发酵状态、酸甜程度和硬度有显著影响。木糖醇为发酵菌种提供能量，促进发酵进行，从而增加酸奶硬度。木糖醇添加量过多会影响酸奶的口感，使酸奶过于甜腻，掩盖酸奶的特殊风味，口感不佳。本研究所得木糖醇添加量与陈艾嘉REF_Ref5350\r\h[16]的研究结果相近。4.3稳定剂添加量对产品的影响由于藜麦浆比牛乳的黏稠度大，所以需要添加稳定剂来缓解酸奶中的分层现象。稳定剂可以改善酸奶中沉淀分层和乳清洗出等现象，使酸奶状态均匀，凝乳状态好。稳定剂添加量过少会导致藜麦浆沉淀分层、乳清洗出的现象；稳定剂添加量过多会出现稳定剂溶解不完全，在酸奶上层凝聚成小颗粒。4.4菌种接种量对产品的影响菌种接种量直接影响酸奶的发酵状态，当菌种接种量过低时，产酸能力受到抑制，在发酵时间内乳酸菌无法完成生长和产酸，导致酸度不够，影响酸奶风味物质的形成。菌种接种量过多时，菌种繁殖过快，产酸过快，体系内能量不足，代谢物不断积累，导致发酵过度，产酸过高，并破坏酸奶已形成的良好质构体系。4.5发酵温度和发酵时间对产品的影响发酵温度和发酵时间影响菌种的繁殖代谢，在菌种繁殖代谢的过程中不断产酸，持续调高产品酸度，影响酸奶的口感。发酵温度与产酸速度呈正比关系，发酵温度越高，产酸速度越快，但感官特性也会越来越差；发酵时间与发酵时间成反比关系，发酵温度越高，发酵时间越短，但只有在最适宜的条件下酸奶的感官特性最好。本研究结果表明在42℃发酵7.1h能生产出最优酸奶。

5结论以藜麦、木糖醇和牛乳为原料，100g牛乳为基准，通过单因素试验和Box-Behnken响应面优化实验优化配方和发酵条件，制得组织状态光滑细腻、色泽均一、无沉淀分层、具有酸奶和藜麦的香气，综合口感最优的藜麦木糖醇酸奶。实验结果如下：5.1藜麦木糖醇酸奶配方优化结果：藜麦浆添加量30.61%、木糖醇添加量7.14%、稳定剂添加量（黄原胶：羧甲基纤维素钠=3:2）0.21%；5.2藜麦木糖醇酸奶发酵条件优化结果：菌种接种量0.21%、发酵温度42℃、发酵时间7.1h；5.3最佳加工工艺下生产的藜麦木糖醇酸奶的理化性质：测定pH为4.0；测定酸奶滴定酸度为82.914°T；测定酸奶持水力为89.98%。

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