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食品毕业论文
毕业项目
项目类别:
毕业论文
项目名称:
紫薯酸奶工艺研究
院系:
食品与营养工程学院
专业:
食品营养与检测
姓名:
付翔宇
学号:
0104111209
班级:
养检112
指导教师:
沈旸
2014年05月13日
诚信声明
本人郑重声明：
所呈交的毕业项目报告/论文《紫薯酸奶工艺研究》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。
论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。
本声明的法律结果由本人独自承担。
作者签名：
月日
摘要:
以紫薯和酸奶为主要原料制备紫薯酸奶，利用感官评定方法对配料的加入比例进行试验，确定最终的最佳配料比。
通过原料配比和发酵条件的实验，确定最佳工艺条件。
得出其最优配方：
紫薯浆与复原奶配比为4:
6、蔗糖添加量6%、菌种接种量5%、发酵时间5h、发酵温度43℃。
根据结果表明，紫薯酸奶生产工艺切实可行，并且口感纯正，风味独特，是一种对人体有营养价值的保健型酸奶。
关键词：
紫薯营养成分；紫薯味；酸奶；工艺
紫薯酸奶的营养价值及工艺研究
1.绪论
1.1.酸奶的概念
目前市场上酸奶制品多以凝固型、搅拌型和添加各种果汁果酱等辅料的果味型为多。
酸奶是以新鲜的牛奶为原料，经过巴氏杀菌后再向牛奶中添加有益菌（发酵剂），经发酵后，再冷却灌装的一种牛奶制品。
酸奶不但保留了牛奶的所有优点，而且某些方面经加工过程还扬长避短，成为更加适合于人类的营养保健品。
面粉经发酵制成馒头就容易消化吸收，牛奶发酵制成酸奶也有同样效果，发酵过程使奶中糖、蛋白质有20%左右被分解成为小的分子（如半乳糖和乳酸、小的肽链和氨基酸等）。
奶中脂肪含量一般是3%-5%.经发酵后，乳中的脂肪酸可比原料奶增加2倍。
这些变化使酸奶更易消化和吸收，各种营养素的利用率得以提高。
酸奶由纯牛奶发酵而成，除保留了鲜牛奶的全部营养成分外，在发酵过程中乳酸奶酸菌还可产生人体营养所必须的多种维生素，如VB1、VB2、VB6、VB12等。
特别是对乳糖消化不良的人群，吃酸奶也不会发生腹胀、气多或腹泻现象。
鲜奶中钙含量丰富，经发酵后，钙等矿物质都不发生变化，但发酵后产生的乳酸，可有效地提高钙、磷在人体中的利用率，所以酸奶中的钙磷更容易被人体吸收。
酸奶还是钙的良好来源，虽然说酸奶的营养成分取决于原料奶的来源和成分，但是一般说，酸奶比原料奶的成分都有所提高，一方面因为原料质量的要求高，另一方面因为有些酸奶制作中加入少量奶粉。
所以一般来讲，饮用一150克的酸奶，可以满足10岁以下儿童一天所需钙量的1/3、成人钙量的1/5。
1.2.紫薯酸奶的概念
现在人们越来越重视健康，为了吃得营养，也在不断创新食物的搭配，早餐吃块紫薯再配上牛奶就是一例[1]，牛奶的营养大家都已熟悉和认可了，紫薯是近几年走上老百姓餐桌的，它除了具有普通红薯的营养成分外，还富含硒元素和花青素，还有8种维生素和磷、铁等10多种矿物元素，其中，最为大家青睐的就是花青素，因为它是天然强效自由基清除剂，也就是大家熟知的抗氧化剂，花青素具有小分子结构，是唯一能透过血脑屏障清除自由基保护大脑细胞的物质，同时能减少抗生素给人体带来的一些危害。
紫薯美丽的颜色也是含有花青素的缘故，所以早餐用紫薯和牛奶是一个不错的搭配。
紫薯的营养价值明显高于普通红薯，其中蛋白质、赖氨酸、铜、锰、钾、锌的含量高于普通红薯的3～8倍，尤其是碘和硒的含量比普通红薯高出20倍以上。
紫薯具有降血压、抗衰老、抗突变、改善肝功能、防便秘、防动脉硬化、防癌、抗癌、清除自由基、抑制胆固醇、补血、益气、润肺、养颜的功效，是当前无公害、绿色、有机食品中首推的保健食品。
紫薯中含有大量的花青素是其最重要的特点之一。
花青素类色素具有优异的抗氧化性、抗突变和抗癌活性，是一类极具前途的功能型食品添加剂和保健食品基料，是人类发现的防治疾病，维护人类健康最直接、最有效、最安全的自由基清除剂，其清除自由基的能力是VC的20倍，VE的50倍，对100多种疾病有预防和治疗作用，被誉为继水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质之后的第七大营养物质[2]。
从紫薯中提取花青素苷酸化水粗提物，用不同浓度的酸化水粗提物给12月龄的小鼠灌入胃中，结果表明小鼠体内血清总抗氧化能力大大提高，血清中丙二醛含量下降，血清中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性提高，说明紫薯花苷提取物具有明显的抗生物氧化作用，可以延缓衰老。
紫薯中含有丰富的硒是其另一重要特点。
硒是人体必需的微量元素之一，具有抗癌、保护心肌等功能。
硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分，对清除体内自由基有特殊的贡献。
它可以抑制癌细胞中DNA的合成和癌细胞的分裂与生长，预防一些癌症的发生，还可以增强机体免疫力。
紫薯中还含有丰富的膳食纤维，膳食纤维对促进消化和排泄固体废物有着举足轻重的作用，适量地补充膳食纤维，可以使肠道中的食物增大变软，促进肠道蠕动，加快排便速度，有防止便秘和降低肠癌的风险，还能治疗痔疮、糖尿病、心脏病、高胆固醇和肥胖病等多种疾。
1.2.1紫薯酸奶的营养价值及销售前景
我国紫薯薯资源极为丰富，具有广阔的前景，但目前紫薯产品较为单一，加工利用水平低等因素制约了其的开发利用[2]。
另外，我国乳源不足，特别是鲜乳的供应极不平衡，加上成本较高，也制约了酸乳发展。
用紫薯薯与鲜奶配合发酵制成的紫薯薯酸奶，有紫薯薯的特有香味，同时增加了酸奶纤维素、维生素和多种微量元素含量，减少脂肪含量，既可达到动植物营养互补，又能降低生产成本[3]。
因此，合理开发利用紫薯薯资源，使之代替乳源和糖源，对我国乳酸工业的发展和农产品资源的开发利用是有意义的。
2.材料与方法
2.1实验材料
紫薯江苏省淮安市青浦区城南市场出售；鲜牛乳快鹿乳业生产；白砂糖淮安白玫厂生产；保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌。
羧甲基纤维素、阿拉伯胶、黄原胶、明胶、瓜尔豆胶、海藻酸钠江苏信仁食品添加剂有限公司提供，均为食品级。
2.2实验设备
电热恒温培养箱，重庆市永恒实验器材厂；电子天平，上海精天电子仪器厂；pHS-3C酸度计，成都世纪方舟科技有限公司，实验室其他常用仪器。
2.3紫薯酸奶制作工艺流程
紫薯→清洗→蒸熟→去皮→糊化→调配→均质→杀菌→冷却→薯泥成品[3]
↓
鲜牛奶→灭菌→添加白砂糖→接菌种→发酵→混合→冷藏
2.4操作要点
2.4.1菌种的活化
选用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌（1:
1）混合为发酵剂[4]。
以灭菌脱脂复原奶为种子培养基，将2种菌分别接种于试管培养基中，42~43摄氏度下活化12~24h后，保存于0~5℃冰箱中，活化的次数根据菌种的活力来决定。
菌种恢复活力后逐级进行扩大培养以获得生产发酵剂。
2.4.2紫薯奶的预处理
原料配比后经双层纱布过滤，滤液预热至60~65℃进行均质，均质压力控制在20MPa左右[5]。
2.4.3灭菌
采用巴氏杀菌法对料液进行杀菌，控制杀菌温度80~85℃，时间30min[6]。
2.4.5发酵
将料液装瓶置40~45℃培养箱中发酵3~5h。
2.4.6后熟
将酸奶冷却至10℃后放入冰箱进行后熟。
后熟温度为0~5℃，时间为12~24h[7]
2.5紫薯酸奶的配方优化
2.5.1紫薯浆制备
选取无霉变。
无腐烂的新鲜紫薯清洗干净后切块，于微波炉内加热5min后，采用不同的料水比（m:
v）进行打浆，根据浆液的流动性、稳定性、颜色和香气进行综合评定，以确定最佳料水比。
2.5.2紫薯奶的制备
奶粉预处理后，按照不同比例与紫薯浆配比后，根据其流动性、稳定性、颜色和香气进行综合评定，以确定紫薯液与复原奶的比配。
2.5.3蔗糖添加量对紫薯酸奶品质的影响
蔗糖的添加量是影响酸奶质量的重要因素，通过单因素试验确定蔗糖的较优添加量。
2.5.4紫薯酸奶原料配比优化试验
根据以上单因素试验结果，以紫薯与水的比例、紫薯浆与牛乳的比例、蔗糖添加量为影响因素，按照正交表L9（45）进行正交优化试验[8]，根据感官评价采用极差分析法确定最佳原料比。
2.5.5菌种接种量对紫薯酸奶品质的影响
在紫薯浆比例为1:
4，紫薯奶比例为4:
6，蔗糖添加量6%，培养温度43℃，培养时间5h的条件下，菌种接种量分别为3%、4%、5%、6%、7%，以感官评分为评价指标，确定最佳接种量[4]。
2.5.6培养温度对紫薯酸奶品质的影响
在上诉实验的基础上，控制在紫薯浆比例为1:
4，紫薯奶比例为4:
6，蔗糖添加量6%，接种量5%、培养时间5h的件下，发酵温度分别为41，42，43，44摄氏度，以感官评分为评价指标，确定最佳发酵温度。
2.5.7发酵条件优化试验
本设计考察了接种量、发酵温度、发酵时间对酸奶品质的影响，按正交表进行正交优化试验，根据感官评价采用极差分析法确定最佳工艺组合。
2.6感官评定标准
表1感官评定标准
组织状态/30分
口感/40分
风味/30分
表面柔滑、无或少量乳清析出细腻柔和、粘稠性好质地均匀、无气泡
（25-30分）
酸甜适中细腻柔和
（35-40分）
有酸奶特殊香气以及紫薯味且浓郁、协调
（25-30分）
表面柔滑，有乳清析出粘稠性欠佳有分层、少量气泡
（15-24分）
酸甜比例稍有失调口感些许粗糙不尽柔和、尚能接受
（20-34）
酸奶味浓紫薯味淡
（15-24分）
表面粗糙、大量乳清析出、分层明显或有大块颗粒状凝块
（0-15分）
过酸或者过甜口感粗糙、难以接受
（0-19）
无紫薯味、甚至有异味
（1-14）
3结果与分析
3.1原料配比单因素试验
3.1.1紫薯浆与复原奶配比对紫薯奶品质的影响
实验将发酵时间、白砂糖添加量分别设为5h和7%，研究了紫薯浆与鲜牛奶的比例对紫薯酸奶品质的影响，紫薯浆（紫薯：
水=1:
4）与复原奶配比对紫薯酸奶奶品质的影响见图1
图1紫薯浆与复原奶配比对紫薯酸奶品质的影响
结果图2表明，紫薯薯浆含量的增加对凝乳状态、酸奶的特色风味和口感均有一定变化，加入过量使酸奶的特殊风味和口感较差，当紫薯薯浆与复原奶体积比为4∶6时，成品特色风味较明显，凝乳状态较好，总体评价较高。
3.1.2蔗糖的添加量对紫薯酸奶奶品质的影响
本产品中糖用蔗糖来计算，糖的添加量的多少可改善产品口感质量及其风味，因此要适当添加是即为重要的。
分别以紫薯浆比例为1:
4，紫薯奶比例为4:
6，接种量5%，培养温度43摄氏度。
培养时间5h的条件下，对蔗糖不同的添加量4%、5%、6%、7%进行感官评分。
实验结果如图3所示
图2蔗糖的添加量对紫薯酸奶品质的影响
结果由图2表明，蔗糖添加量为6%时，质地良好，特色风味、凝乳状态和口感各方面均较好；而蔗糖过多时（7%）酸奶甜度过高，影响特色红薯风味的体现，也会抑制乳酸菌的生长。
当蔗糖的添加量为4%时，口感粗糙，稍苦。
而当添加量为7%，则口感过甜。
当添加量为6%时为较优水平。
3.2发酵条件单因素试验
3.2.1菌种接种量对紫薯酸奶品质的影响
试验将紫薯浆与牛乳比例、发酵时间和蔗糖添加量分别设为4∶6、5h和6%，研究了菌种接种量3%、4%、5%、6%、7%对紫薯薯酸奶品质影响。
菌种接种量对紫薯酸奶品质的影响见图3。
图3菌种接种量对紫薯酸奶品质的影响
结果表明，当接种量为5%时，酸奶质地均匀，无乳清析出，酸甜适中，特色风味突出；而当接种量较低（3%）时，酸奶凝乳状态不佳，大量乳清析出；接种量较高（7%）时，酸奶虽质地均匀，无乳清析出，但味略酸。
3.3.2发酵时间对紫薯酸奶品质的影响
试验将红薯浆与牛乳比例、乳酸菌接种量、蔗糖添加量分别设为4∶6、5%和6%，研究了发酵时间4h、4.5h、5h、5.5h、6h对红薯酸奶品质的影响。
发酵时间对紫薯酸奶品质的影响见图4。
图4发酵时间对紫薯酸奶品质的影响
结果表明，当发酵时间5h时，酸奶质地均匀，无乳清析出；而当发酵时间较短时（4h）时，酸奶凝固但强度不够，大量乳清析出，特色风味没有形成，基本无酸奶的口感。
3.3.3发酵温度对紫薯酸奶品质的影响
在紫薯浆与牛乳比例为4:
6、蔗糖添加量6%、接种量5%的条件下，分别在41、42、43、44℃下发酵5h，以感官评分为评价指标，确定最佳发酵温度。
结果如图6所示
图6发酵温度对紫薯酸奶品质的影响
由图6可知，当培养温度为41℃时，感官评分较低。
培养温度43℃时，感官评分最高，为较优水平。
3.3紫薯酸奶优化试验结果
采用L9（45）正交试验设计，以紫薯浆与复原奶配比、蔗糖的添加量、菌种接种量、发酵时间、发酵温度5个因素，每个因素设计4个水平，通过感官评定，对黑色混合调制乳样品进行客观的分析，从而选出最佳配方[8]。
正交因素水平见表2，正交结果见表3。
表2正交因素水平见表
水平
因素/%
紫薯浆与复原奶配比（A）
蔗糖添加量%
（B）
菌种接种量%（C）
发酵时间h
（D）
发酵温度℃
（E）
1
6:
4
4
4
4.5
41
2
5:
5
5
5
5.0
42
3
4:
6
6
6
5.5
43
4
3:
7
7
7
6.0
44
表3正交实验表
试验号
A
B
C
D
E
实验结果
1
1
1
1
1
1
71
2
1
2
2
2
2
81
3
1
3
3
3
3
83
4
1
4
4
4
4
68
5
2
1
2
3
4
78
6
2
2
1
4
3
75
7
2
3
4
1
2
77
8
2
4
3
2
1
77
9
3
1
3
4
2
79
10
3
2
4
3
1
81
11
3
3
1
2
4
87
12
3
4
2
1
3
87
13
4
1
4
2
3
78
14
4
2
3
1
4
79
15
4
3
2
4
1
80
16
4
4
1
3
2
79
K1
303
306
312
314
309
K2
307
316
326
323
316
K3
334
327
318
321
323
K4
316
311
304
302
312
k1
75.75
76.5
78
78.5
77.25
k2
76.75
79
81.5
80.75
79
k3
83.5
81.75
79.5
80.25
80.75
k4
79
77.75
76
75.5
78
R
7.75
5.25
5.50
5.30
3.50
由表3可知：
影响混合调制乳感官品分的主次关系有小到大紫薯浆与复原奶配比＞菌种接种量＞发酵时间＞蔗糖添加量＞发酵温度，即正交最佳优水平A3A3A2A2A3
在该条件下所配制的感官评分最高，故紫薯酸奶优化方结果为：
紫薯浆与复原奶配比为4:
6、
蔗糖添加量6%、菌种接种量5%、发酵时间5h、发酵温度43℃。
进行验证实验，此时感官评分为92分。
4.结论
紫薯酸奶的最佳原料配比和发酵工艺为：
紫薯浆比例1:
4，紫薯奶配比4:
6，蔗糖量6%，菌种接种量5%、发酵温度43℃，发酵时间5h。
按此参数生产的紫薯酸奶组织细腻，质地均匀，酸甜适中，色泽均匀一致，黏稠适度，具有紫薯和酸奶特有的风味。
近几年来，我国的乳产品行业在不断的扩大发展。
酸奶的质量良好、口感极佳、成本低等特点，是热销于市场主要原因。
因此经过各种试验的研究，选出最好的配方，并保留了所添加原料的原有营养成分。
而且生产出具有天然营养素、无任何防腐剂，并且风味独特、营养丰富、口感细腻的调制乳。
参考文献
[1]马志英．食品与生活[N]，当紫薯恋上牛奶，2013，2:
12-13
[2]余凡．紫薯的营养保健功能[J]，紫薯的营养保健功能及其应用前景，2013，4:
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[3]陈丹瑾．紫薯酸奶的制备[D]，紫薯酸奶的研制，2012，3:
5-8
[4]李思宁．紫薯酸奶的发酵时间[J]，紫薯酸奶发酵工艺研究，2011，5:
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[5]曹亚丽．紫薯酸奶的发酵条件[N]，紫薯酸奶发酵工艺优化研究，2010，8:
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12-13
[8]黄志国．红薯酸奶加工工艺研究[J]红薯酸奶的加工，2010,12:
7-8
致谢
在这论文完成之际，我轻轻的感叹一声，食品学院我来过。
感谢这里的一切，这里的人这里物，真诚的感谢和深深的祝福。
感谢我的论文指导老师沈旸，感谢所有参加论文组答辩工作的老师，轻轻的说一句您们辛苦了。
因为有您们的指导，给我大学时代划上最完美的句号。
谢谢您们，也同样感谢关心和支持我学习的所有老师和同学。
感谢你们，祝福你们在未来的无数日子里幸福和快乐。
付翔宇
2014年5月13日
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