1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1发酵乳

发酵乳是以生牛（羊）乳或乳粉为原料，经杀菌、发酵后制成的pH值降低的产品。[1]发酵乳的历史非常的悠久，现代发酵乳的种类主要有酸牛乳、活性乳、以及干酪、酸性奶油等。

1.2乳行业发展现状

由于发酵乳制品有着良好的风味品质，并且在调控肠道营养代谢，抗氧化，补充人体营养与能量方面具有一定的作用，所以当前发酵乳行业竞争激烈,发酵乳产品种类繁多。目前，国内有大中小乳品企业1500多家，其中有1400多家尚属于中小企业。[2]数据表明, 蒙牛、伊利两强依旧强势领跑行业增长。

经过近三十年的发展积累, 消费者对奶制品的要求已经从可以喝提升到喝好。乳饮料的市场结构也发生了变化，发酵型乳制品所占市场份额逐渐提高。2007年, 光明经过三年研发推出畅优优酪乳酸奶, 添加了B 100益生菌, 产品定位高端。之后，蒙牛推出了全新高端酸奶品牌冠益乳, 产品采用利乐TT罐包装, 提高发酵乳的食用安全性，让酸奶即时饮用和携带更加方便。光明、蒙牛相继推出高端酸奶品牌畅优和冠益乳等。

目前，国内大型乳业公司的乳产品总体质量良好，如伊利、蒙牛、光明等公司的鲜乳、酸奶、奶制品等产品拥有良好的产品质量和风味，在乳制品市场上占有很大的份额。但这些公司追求更多的是延长乳产品的储藏时间、保证产品的品质稳定等方面，往往在乳制品的风味，功能性方面缺少”探险精神”。如冠益乳、酸酸乳等产品，主推的便是其新的包装技术，更长的保鲜期，但食用品质和风味并没有很大的提升。

而其他中小型企业、地方性企业则面临的两难的境地。一方面，他们拥有良好的奶源和配方，他们的酸马奶、酸驼奶[3]、开菲尔酸奶等产品拥有着比市场上主营的发酵乳产品更好的感官品质，对人体的健康也有所好处。另一方面，缺少良好的生产工艺和安全生产条件成为他们头疼的问题。

随着人们生活水平的提升, 人们对乳制品的要求从数量正在向质量转变。人们在购买乳制品是也开始更多地关注产品的风味品质和功效，对人体有一定功效的发酵乳产品具有远大的前景。而对于现在市场上的一些主流的乳制品并不能满足消费者的这些需求这一现状，开发一款新型的多种原料混合发酵的乳酸菌产品具有市场前景。而结合当前”食疗”这一理念的流行，决定采用一些药食同源的原料与传统的乳制品混合发酵，相信能够得到消费者的喜爱。开发的乳酸菌发酵产品拟采用鲜奶为发酵原料，加入合适的乳酸菌进行发酵。为获得清香可口、风味独特，而且营养丰富、易于消化吸收产品，准备挑选芡实，山药，黑豆这三种药食同源的食品混合发酵。

1.3发酵乳的原、辅料选择

1.3.1芡实的营养成分及功效

芡为睡莲科芡属一年生大型水生草本植物，药食同源。[4]广泛分布于我国南至海南、北至黑龙江，有”南芡”和”北芡”之分。芡实是芡的成熟种仁，又称鸡头米。芡果实为浆果，种子近圆形，平均粒径1.5cm，种子内仁为芡实米，芡产量与水质及土壤特性相关。

芡实中的蛋白质、碳水化合物等营养成分[5],含量可与银耳、木耳、金针菜等相媲美此外，芡实种仁还富含VC、VE、β-胡萝卜素及矿物质。

芡实具有养血安神、益肾固精、去湿健脾、止泻止带等保健功效。据《本草纲目》记载，芡实止渴益肾，治小便失禁、遗精、白浊带下。民间常使用芡实以治气虚自汗，脾虚泄泻。[6]Samarjit Das等认为芡实有治疗或减轻肾脾疾病、慢性腹泻、白带过多及心肌缺血再灌注损伤的功效。芡实的乙酸乙酯提取物也有很强的抗氧化活性，芡实在中风后遗症康复治疗中仍具有重要的作用。

1.3.2黑豆的营养成分及功效

黑豆原产于中国，又称乌豆，与大豆同属豆科植物[7]。我国黑豆资源丰富，品种类型多，其适应性强，耐旱、耐瘠、耐盐碱，是药食兼用、发展具有中国特色黑色食品极为宝贵的资源。黑豆在各种黑色作物中如黑麦、黑玉米、黑谷子、黑芝麻等分布最广，总产量也最大。

黑豆味甘性平，具有多种营养和保健功能，蛋白质含量高达 36% ～ 40% ，高于肉类鸡蛋和牛奶，是人类理想的蛋白质营养源，其中含有18 种氨基酸[8]( 包括人体必需的 8 种氨基酸) 和 19 种油酸，且不饱和脂肪酸含量达 80% 黑豆。黑豆所含的黄酮及类黄酮化合物量较普通大豆高 5 ～ 7 倍，而且黑豆中的微量元素如锌、铜、镁、钼、硒、氟等含量很高，而这些微量元素对延缓人体衰老、降低血液粘稠度等非常重要。

1.3.3山药的营养成分及功效

山药又名薯蓣、延章、玉延等,为薯蓣科薯蓣属,多年生宿根蔓草植物的干燥块茎, 其块茎中主要含淀粉、蛋白质、游离氨基酸及多糖成分,是药食两用的佳品[9]。

山药性味甘、平，归脾、肺、肾经，具有益肾气、健脾胃、止泄痢、化痰涎、润皮毛、益肺生津、补心安神等多种功效。

1.4食品中典型的乳酸菌

发酵乳类制品的风味好坏，生产效率的高低，不仅与产品原辅料、发酵工艺、产品质量的控制有关，更与所用乳酸菌的种类和用量有密不可分的关系。现在市场上食品行业常用的乳酸菌种类大都是：啤酒片球菌、肠膜明串珠菌和保加利亚乳杆菌这三种^[10]。

1.4.1啤酒片球菌

这类乳酸菌主要用于肉制品的生产加工中，如该类球菌主要在香肠的生产过程中应用十分广泛。在香肠制品的加工过程中，啤酒片球菌不仅能能够使产品的ph值处于较低的范围，利于产品的生产，而且能够抑制反应过程中的腐败微生物, 使食品发生腐败的情况降低，极大地减少了肉质品的损耗，此外啤酒片球菌还能够确保香肠良好的入口感, 也更能够确保肉制品安全及人们的食用安全性。

1.4.2保加利亚乳杆菌

保加利亚乳杆菌通常被应用在植物蛋白、蔬菜等乳酸菌饮料的生产加工过程中。根据保加利亚乳杆菌的不同功能，还能被细分为两种功能菌种：1.凝乳菌种、2.风味菌种。凝乳菌种是在采集新鲜的原料牛乳之后加入该种杆菌, 加入菌种后短时间内保加利亚乳杆菌能发挥凝集作用使原料乳发生凝集现象, 极大的减少了发酵的时间, 加快产品的生产速率。风味菌种相比于其他菌种而言能够改善或产生产品的特殊风味，产生较利于消费者喜欢的口感，从而获得更好的产品竞争力。

1.4.3肠膜明串珠菌

该菌种通常应用于制作泡菜、咸菜及酸菜等制品中。传统的泡菜、酸菜制造过程中并不添加菌种，但所制得的产品生产周期长，产品风味不佳。而在添加了肠膜明串珠菌的产品明显具有以下优势：1.有效控制产品腐败。应用肠膜明串珠菌之后，传统制作工艺中, 酸菜及泡菜极易腐败的现象得到明显控制，产品的使用安全性得到了保障。2.改善产品酸味特性。传统腌制泡菜及酸菜时在发酵过程中低浓度的食盐会对酸菜等制品产生一些对人体有害的刺激性物质,而肠膜明串珠菌应用后的酸菜, 刺激性大大降低、酸味也相对融合,降低食品中残留的有害物质。

1.5乳酸菌产品生产工艺

1.5.1乳酸菌产品生产的一般工艺流程^[11]

原辅料预处理→加入奶液→原辅料调配→均质→装罐→杀菌→冷却→接入乳酸菌→发酵→冷却→后熟→检验→成品

1.5.2乳酸菌产品辅料预处理

1. 芡实粉的制备^[12]

取样→浸泡→磨浆→离心→取沉淀→干燥→过筛→芡实粉

2. 山药浆的制备

取样→去皮→清洗→护色→预煮→捣碎→打浆→过滤 山药浆液

3. 黑豆浆的制备^[13]

取样→浸泡→热烫→研磨→均质→加热→迅速冷却→黑豆浆

1.5.3乳酸菌产品的工艺要点

所用鲜牛乳必须符合卫生学标准和保证食用安全性。配料时, 按照先添加粉末状后添加液态原料的顺序, 且添加液态原料前需将粉末混合均匀。进行接种时将准备好的菌种溶液按照计划比例添加进生牛乳中, 并充分搅拌均匀, 随后灌装封口。工艺流程中的杀菌应在95℃下杀菌5min左右。

1.6可能产生的质量问题

1.6.1凝固性差^[14]

凝固性是凝固型酸乳质量的一项重要指标。一般牛乳在接种乳酸菌后，在适宜的温度下发酵一定时间便会凝固，表面光滑、质地细腻。但酸乳有时会出现凝固性差或不凝固现象，黏性也很差，出现乳清分离。造成这种现象的原因有以下几个方面。

1. 原料质量

用于制作发酵剂的乳和生产酸乳的原料乳必须是高质量原料乳中含有抗生素、磺胺类药物以及防腐剂时都会抑制乳酸菌的生长。实验证明原握好，太少的接种量也会导致凝固性下降。

2．发酵温度和时间

发酵温度依所采用乳酸菌种类的不同而异。若发酵温度低于最适温度，乳酸菌活力则下降，凝乳能力降低，使酸乳凝固性降低。发酵时间掌握不当，也会造成酸乳凝固性降低。

解决办法一般要求选用优质原料，控制接种量，控制发酵温度在最适温度，降低杆菌的比例则酸奶在保质期限内产酸平缓，防止酸化过度等。

1.6.2乳清析出

乳清析出是生产酸乳时常见的质量问题，原料乳热处理不当是原因之一，热处理温度偏低或时间不够，就不能使75%-80%的乳清蛋白变性，而变性乳清蛋白可与酪蛋白形成复合物，能容纳更多水分，并且具有最小的脱水收缩作用。而发酵时间对产品质量也有影响，若发酵时间过长，乳酸菌继续生长繁殖，产酸量不断增加。酸性的增强破坏了原来已经形成的胶体结构，使其容纳的水分游离出来形成乳清上浮；若发酵时间过短，乳蛋白质的胶体结构还未充分形成，不能包裹乳中原有的水分，也会形成乳清析出。

为防止乳清析出，控制加热条件在95℃加热5min，并且观察发酵状态，控制发酵时间。

1.6.3不良风味

酸乳风味的形成主要是乳酸菌发酵过程中，乳中碳水化合物、蛋白质、脂类等物质发生变化而产生风味物质。例如，乳糖发酵产生乙醛、丙酮、３－羟基丁酮、联乙酰等。这些物质构成了酸乳的特有风味。风味包括口味和气味，正常酸乳应有发酵乳纯正的风味。但在生产过程中常出现以下风味不良现象。

因此，应注意器具的清洗消毒，严格保证卫生条件。并且添加相应的风味物质，采取合适的发酵条件。

1.7乳酸菌产品质量评价^[15]

1.7.1感官评价

评分法采用5分等距标度, 分值越高, 表明该特征指标越好。

极好=5分, 很好=4分, 好=3分, 一般=2分, 很一般=1分。综合感官评价分值等于各项感官指标的综合。

产品感官评价表

1.7.2总酸度的测定^[16]

酚酞指示剂法:试样经过处理后,以酚酞作为指示剂，用0.1000mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至中性,消耗氢氧化钠溶液的体积数，经计算确定试样的酸度。

1.7.3可溶性固形物含量测定

采用折光计法,在20℃用折光计测量待测样液的折光率，并从表中查得或从折光计上直接读出可溶性固形物含量。

1.7.4总糖量测定

硫酸苯酚比色法：糖在浓硫酸作用下,水解生成单糖,并迅速脱水生成糖醛衍生物，然后与苯酚缩合成橙黄色化合物，且颜色稳定，在波长490 nm处和一定的浓度范围内,其吸光度与多糖含量呈线性关系正比,从而可以利用分光度计测定其吸光度,并利用标准曲线定量测定样品的多糖含量。

1.7.4脂肪测定

为了对乳及乳制品中的脂肪含量进行准确测定, 还可以采用巴布科克法对其进行测定。采用巴布科克法, 需要先破坏乳胶体脂肪, 使其与其他非脂成分分离。可以采用浓硫酸对非脂成分进行分离, 然后采用容量法进行定量。

1.7.5微生物学指标^[17]

采用平板菌落技术法测菌落总数，采用SN法测定大肠杆菌数，有无致病菌。

1.8本课题研究的目的和意义

酸奶在中国有着悠久的历史, 因为其营养和便利性逐渐成为国人的最爱。乳酸菌发酵产品不仅应有良好的风味口感，也需要更好地食用好处。在这样的大环境下，我以芡实，黑豆等食品为原料制作的乳酸菌产品，既保留芡实、黑豆、山药的天然营养成分又具有丰富的乳酸菌菌体。利用发酵工艺制备的芡实乳酸菌饮料不仅清香可口、风味独特，而且营养丰富、易于消化吸收，是一种保健功能较高的营养饮品。具有一定的开发价值和良好前景。

参考文献

[1] 食品安全国家标准.发酵乳GB 19302#8212;2010[S]．

[2]陆东林，刘朋龙，李新玲等.传统发酵乳及其发展前景 [J].乳品加工,2018,10:16.

[3] 姜晶．酸马奶中植物乳酸杆菌 HS-R9 的分离鉴定、细菌素提取及对小鼠免疫屏障的影响［D］．呼和浩特:内蒙古农业大学，2016．

[4]杨晓曦,张庆林 中药芡实的研究进展[A]国际药学研究杂志,( 2015）02- 0160-05

[5]陈蓉，薛满，吴启南，等. 芡实多糖理化性质及抗氧化活性研究［J］中国药学2014，23（8）：578-587.

[6] Samarjit Das, Peter Der, Utpal Raychaudhuri, etal. The effect of Euryale ferox (makhana), a herb of aquatic origin, on myocardial ischemicreper fusion injury [J]. Molecular and Cellular Biochemistry, 2006, (289): 55-63.

[7]赵璇，金素娟，牛宁等.黑豆的利用价值与开发前景[J].河北农业科学，2015，19(1):99－101.

[8]王朝阳.黑豆的开发利用［J］.农村新技术，2008，( 4) : 28－29.

[9]钱文文，辛宝，史传道等.山药的药用及食疗价值[J].现代养生(上半月),2016,(6):64-65.

[10]刘瑛.浅析乳酸菌在食品工程中的应用 ［J］.中国新技术新产品，2017,(11):40-41

[11] 杨洋，高航.低乳糖运动牛奶制作工艺的研究［J］.中国乳业，2016（9）：66-70

[12] 熊柳,卜祥辉,孙庆杰.芡实粉和芡实淀粉理化性质和消化性研究[J].中国粮油学报，2012，27（10）：54－57.

[13] 赵为,宋金春,王晓红.乳酸菌发酵酸黑豆浆的研究[J].乳业科学与技术，2010，（2）：81-83

[14] 王毅,陈勇,王梅,等.凝固型酸乳的质量缺陷及控制 [J]. 畜牧兽医杂志 2013，(3): 41-43.

[15] 周兴鑫,陈臣,于海燕,等.发酵乳的感官质量控制体系研究进展[J].中国乳品工业，2016，（12）：36-38.

[16] GB 5009.239-2016.食品安全国家标准-食品酸度的测定[S].

[17] 张然，郑丽雪，陈国正，等芡实发酵奶发酵工艺优化研究［J］．食品工业科技，2013( 8) : 214 ～ 217

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1 本课题要研究或解决的问题

（1）产品原料的选择及前处理；

（2）产品工艺制作及优化