藜麦（Chenopodium quinoa Willd）是苋科藜属一年生双子叶草本植物[1]，与其他谷物相比，藜籽营养全面且更为丰富，堪称粮食之王[2-4]。食用藜麦可有效防治血脂异常、肥胖症、糖尿病和心血管等疾病[5-8]。核桃（Juglans regia L.），主要营养成分有脂类、糖类、蛋白质，还含有丰富的维生素和矿物质[9-10]，具益智健脑、抗炎消肿、补气养血之功效[11-12]。
现今我国藜麦产业发展迅速，但仍存在加工处理形式较为单一的问题，将藜麦与其他食物以及加工工艺相结合的研究较少。本研究将藜麦浆和核桃浆注入到脱脂牛奶中发酵，将藜麦、核桃的丰富营养与清香风味相结合，研制出更美味、更营养的新型酸奶，旨在为藜麦产品的开发提供新思路，拓宽藜麦产品市场，同时为酸奶的研发生产提供一定理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
藜麦：四川凉山州盐源藜麦；核桃、蔗糖：市售；脱脂灭菌纯牛奶：内蒙古伊利实业集团；安琪酵母酸奶发酵剂8菌型（嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、两歧双歧杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、罗伊氏乳杆菌）：江苏·苏州安琪酵母股份有限公司；氢氧化钠（分析纯）：成都市科龙化工试剂厂；海藻酸钠（分析纯）：河南万邦实业有限公司。
1.2 主要设备
2200A1智能电磁炉：广州半球实业集团公司；C5电子天平：中国·凯丰集团；DGF-4S电热恒温鼓风干燥箱：力辰科技股份有限公司；Scientz-150高压均质机：宁波新芝生物科技股份有限公司；BHS-6型数显恒温水浴锅：宁波市鄞州群安实验仪器有限公司；DHP-600电热恒温培养箱：天津赛得利斯实验分析仪器制造厂。
1.3 方法
1.3.1 核桃藜麦酸奶工艺流程及操作要点
工艺流程：（藜麦浆+核桃浆+蔗糖+海藻酸钠）+脱脂牛奶→均质→灭菌→冷却→接种→发酵→后熟悉→检验。
1）藜麦浆的制备：挑选清洗新鲜饱满的藜麦100 g，加500 mL纯净水常温25℃浸泡1 h至充分润胀并沥干，蒸煮锅内汽蒸15 min至透明膨胀，冷却后以藜麦与蒸馏水的料液比1∶6（g/mL）打浆，过80目筛煮浆，迅速加热至沸保温5 min灭酶并去除表面浮沫[13]，过150目筛留存备用。
2）核桃浆的制备：选取优质无虫害核桃，取仁，于 90℃的烘箱烘45 min，置于浓度为 0.5%的NaOH溶液中，水浴温度70℃，浸泡8 min除去褐色皮层[14]，流动清水漂洗多次，再用温水浸泡2 h，以核桃与蒸馏水的料液比1∶3（g/mL）打浆，过150目筛留存备用。
3）酸奶制备工艺：按照配方量取脱脂牛奶，预热（60℃～70℃）后依次加入藜麦浆、核桃浆、蔗糖等调配均匀，在65℃，20 MPa压力下均质[15]，在水浴温度90℃，15 min条件下进行灭菌处理，待其冷却至（42±1）℃，在超净工作台无菌操作接入菌种并混匀，在42℃条件下恒温培养6 h直至乳液凝固，终止培养，待成品冷至常温后置于4℃冰箱冷藏24 h进行后熟。
1.3.2 藜麦核桃酸奶感官评分的测定
选10名（5男5女）经过训练的感官评定人员，将产品分为3个等级，根据产品的色泽、感官状态、风味和口感等指标进行整体评分，总分为100分。感官评定标准见表1。
1.3.3 理化指标
1）酸度测定：滴定法测定藜麦核桃酸奶的酸度，参考GB 5009.239-2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》[16]。
表1 藜麦核桃酸奶感官评定标准
Table 1 Sensory evaluation criteria of quinoa walnut yogurt
等级 1级 2级 3级色泽 乳白色或微黄色，均一有光泽（19分～20分） 呈现浅黄色，均一有光泽（15分～18分） 色泽不均一（9分～14分）组织状态 质地均匀细腻，无气泡、分层，无乳清析出（27分～30分）质地不均匀有分层，有沉淀且乳清析出严重（16分～22分）风味 有本产品香味和奶香味，香气协调紧实，无沉淀，表面有少量气泡，少量乳清析出（23分～26分）（19分～20分） 整体香味浅淡，无异味（15分～18分） 无本产品香味，奶香味浅，香气不协调（9分～14分口感 口感细腻，酸甜适度（27分～30分） 酸度适中，口感略粗糙，适口性一般（23分～26分）酸味不足，无酸奶独特风味，口感差（16分～22分）
2）蛋白质测定：凯氏定氮法测定产品蛋白质含量，参考GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[17]。
1.3.4 单因素试验设计
以藜麦核桃酸奶的感官评分为指标，经过预试验，若核桃浆添加量比重大，会使产品涩味明显，风味下降，在魏艳丽等[18]青海藜麦复合型酸乳的工艺基础上进行修改，固定核桃浆添加量10%，发酵温度42℃，研究藜麦浆添加量（10%、15%、20%、25%、30%）、蔗糖添加量（3%、5%、7%、9%、11%）、发酵剂接种量（1%、2%、3%、4%、5%）、发酵时间（4、5、6、7、8 h）、稳定剂添加量（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%）对藜麦核桃酸奶的品质影响。
1.3.5 响应曲面试验设计
在单因素试验基础上，采用Box-Behnken中心组合设计原理，选取藜麦浆添加量（A）、蔗糖添加量（B）、发酵剂接种量（C）、发酵时间（D）为主要考察因素，以藜麦核桃酸奶感官评分为响应值，进行四因素三水平的分析。试验设计因素与水平设计见表2。
表2 Box-Behnken试验设计因素与水平
Table 2 Box-Behnken test design factors and levels
水平D发酵时间/h-1 15 5 2 5 0 20 7 3 6 1 25 9 4 7因素A藜麦浆添加量/%B蔗糖添加量/%C发酵剂接种量/%
1.4 数据处理
采用Design Expert 8.0.6.1软件对该试验进行数据处理及分析。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果与分析
2.1.1 藜麦浆添加量对酸奶的影响
藜麦浆添加量对酸奶的影响见图1。
图1 藜麦浆添加量对酸奶的影响
Fig.1 Effect of adding amount of quinoa pulp on yogurt
将藜麦丰富的营养赋予到酸奶中，同时对酸奶风味、状态等产生影响。当藜麦浆添加量过多时，酸奶会产生不愉快的涩味。由图1可以看出，藜麦浆添加量低于20%，感官评分低，可能是因为藜麦香气被核桃和酸奶的风味掩盖，达不到人体感官阈值；当添加量为20%时，感官评分最高，此条件下制备的酸奶质地均匀，香气协调；当添加量超过20%时，感官评分迅速下降，此时藜麦的苦涩味过于浓重，影响食欲。
2.1.2 蔗糖添加量对酸奶的影响
蔗糖添加量对酸奶的影响见图2。
图2 蔗糖添加量对酸奶的影响
Fig.2 Effect of sucrose content on yogurt
在酸奶中加入适量蔗糖，为乳酸发酵提供原料、平衡酸味的同时，还可以提高成品黏度和凝乳状态。由图2可以看出，蔗糖添加量小于7%，感官评分低，此时酸奶甜度和酸度都低，可能是碳源浓度低导致发酸不足，总体口感不够爽滑，状态稀薄，风味不易接受；当添加量为7%时，感官评分最高，此条件下制备的酸奶酸甜适度，黏稠度良好，口感细腻；当添加量超过7%时，酸奶过甜、风味变差、酸奶凝固状态变差。
2.1.3 发酵剂接种量对酸奶的影响
发酵剂接种量对酸奶的影响见图3。
图3 发酵剂接种量对酸奶的影响
Fig.3 Effect of inoculated amount of starter on yogurt
安琪酵母酸奶发酵菌是直投式发酵菌，含有多种发酵菌及益生菌，对酸奶的质地、风味有极大改善，对人体也有很大的益处。由图3可以看出，当发酵剂添加量不足3%，感官评分低，酸奶风味口感不佳，可能是发酵基质相对过量，给发酵菌带来负荷，导致酸奶形成差劣；当接种量为3%时，感官评分最高，此条件下制备的酸奶质地细腻、外观良好、凝固性好；当接种量超过3%，酸奶独特的风味过于浓厚，并随着接种量的添加酸奶出现分层和乳清析出过多的现象。
2.1.4 发酵时间对酸奶的影响
发酵时间对酸奶的影响见图4。
图4 发酵时间对酸奶的影响
Fig.4 Effect of fermentation time on yogurt
发酵时间对发酵菌的生长有很大影响，发酵开始时有充足的基质给发酵菌的生长提供充分的营养，经过一定时间进入发酵旺盛时期，生长代谢活力慢慢达到最强，进入酸奶形成的最佳时期。由图4可知，发酵时间在4 h～6 h，感官评分持续上升，此期间发酵菌缓慢产酸，pH值下降，酸奶风味得以增加；当发酵时间为6 h时，感官评分最高，此条件下制备的酸奶酸度适中、凝乳良好；当发酵时间过长，酸味过浓，甚至会出现轻微酒味。
2.1.5 海藻酸钠添加量对酸奶的影响
海藻酸钠添加量对酸奶的影响见图5。
图5 海藻酸钠添加量对酸奶的影响
Fig.5 Effect of adding amount of sodium alginate on yogurt
海藻酸钠可以增强酸奶凝固性、增加稠度、提高持水性，给予酸奶优异的口感和良好的外观。由图5可以看出，海藻酸钠添加量小于0.2%，感官评分随着添加量增加而逐步上升，但在试验过程中可观察到有大量乳清析出，产品凝乳状态不够好；当添加量为0.2%时，感官评分最高，此时凝固性好，风味清香且乳清析出量极少；当海藻酸钠添加过多，酸奶凝固过度、口感粗糙、甚至会形成硬实的胶体。
2.2 响应面试验结果与分析
2.2.1 响应面试验设计与结果
以藜麦核桃酸奶的感官评分为响应值，选取A、B、C、D 4个主要因素为自变量进行响应面试验设计，进一步优化藜麦核桃酸奶的配方工艺，试验方案与结果见表3。
2.2.2 响应面回归模型的方差分析
采用Design-Expert 8.0.6.1统计软件对表3进行回归拟合与方差分析，得回归方程：Y＝95.40+4.67A-0.17B+4.33C+3.50D-0.25AB-4.00AC-1.75AD-0.25BC+1.00BD-3.25CD-9.78A2-9.03B2-6.03C2-10.78D2。
表3 响应面设计方案与结果
Table 3 Results of response surface experiments
试验编号D发酵时间/h 1 20.00 9.00 3.00 5.00 72 2 25.00 7.00 4.00 6.00 85 3 15.00 9.00 3.00 6.00 71 4 20.00 9.00 4.00 6.00 83 5 15.00 7.00 3.00 5.00 64 6 20.00 7.00 3.00 6.00 94 7 20.00 7.00 3.00 6.00 97 8 20.00 5.00 3.00 7.00 78 9 25.00 9.00 3.00 6.00 80 10 25.00 5.00 3.00 6.00 83 11 20.00 5.00 4.00 6.00 84 12 20.00 7.00 3.00 6.00 96 13 20.00 7.00 3.00 6.00 93 14 20.00 7.00 2.00 5.00 68 15 15.00 7.00 3.00 7.00 75 16 15.00 7.00 4.00 6.00 84 17 20.00 5.00 2.00 6.00 76 18 20.00 7.00 4.00 5.00 84 19 20.00 7.00 3.00 6.00 97 20 20.00 9.00 3.00 7.00 82 21 20.00 9.00 2.00 6.00 76 22 25.00 7.00 3.00 5.00 77 23 20.00 5.00 3.00 5.00 72 24 20.00 7.00 2.00 7.00 80 25 25.00 7.00 3.00 7.00 81 26 15.00 5.00 3.00 6.00 73 27 15.00 7.00 2.00 6.00 67 28 20.00 7.00 4.00 7.00 83 29 25.00 7.00 2.00 6.00 84 A藜麦浆添加量/%B蔗糖添加量/%因素 感官评分Y C发酵剂接种量/%
回归方程方差分析见表4。
分析表4的数据，其中模型P＜0.0001，该模型极显著。失拟项P＝0.756 7＞0.05，不显著，表明理论与实际较为拟合。方差分析表中，一次项A、C、D和二次项AC、A2、B2、C2、D2对试验的影响均为极显著，二次项CD对试验的影响为高度显著，对试验影响显著的为二次项AD。通过交互项和单项之间的显著水平判断出4个单因素影响藜麦核桃酸奶感官评价分值的顺序为：A＞C＞D＞B，即藜麦浆添加量对感官评价最为显著。同时，复相关系数 R2＝0.984 8，R2adj为 0.969 6，由此可知该模型中的98.48%藜麦核桃酸奶的感官评分变化都是因为自变量。表明此模型预测效果较佳，可以较好反映各因素对酸奶品质的影响。
表4 回归方程方差分析
Table 4 Variance analysis of regression equation
注：*为显著（P＜0.05）；**为高度显著（P＜0.01）；***为极显著（P＜0.001）。
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性模型 2171.02 14 155.07 64.74 <0.000 1 ***A 261.33 1 261.33 109.11 <0.000 1 ***B 0.33 1 0.33 0.614 0.714 7 C 225.33 1 225.33 94.08 <0.000 1 ***D 147.00 1 147.00 61.37 <0.000 1 ***AB 0.25 1 0.25 0.10 0.494 5 AC 64.00 1 64.00 26.72 <0.000 1 ***AD 12.25 1 12.25 5.11 0.027 8 *BC 0.25 1 0.25 0.10 0.310 5 BD 4.00 1 4.00 1.67 0.731 0 CD 42.25 1 42.25 17.64 0.000 4 **A2 620.85 1 620.85 259.20 <0.000 1 ***B2 529.30 1 529.30 220.98 <0.000 1 ***C2 236.12 1 236.12 98.58 <0.000 1 ***D2 754.25 1 754.25 314.90 <0.000 1 ***残差 33.53 14 2.40失拟项 20.33 10 2.03 0.62 0.756 7纯差 13.20 4 3.30总相关 2 204.55 28 R2 0.984 8 调整R2 0.9696
2.2.3 多因素交互作用响应曲面分析
由表4可知交互项（AC、AD、CD）对酸奶感官评分的影响较为显著，各因素交互作用响应曲面分析结果如图6所示。
由图6可知，藜麦浆添加量与发酵剂接种量、藜麦浆添加量和发酵时间、发酵剂接种量和发酵时间的交互作用对酸奶品质的影响强烈，但3个响应曲面的陡峭程度有一定差异，总体规律是先增后减。这也充分说明了各交互因素对酸奶影响的显著性之间的差异，其中AC坡面最为陡峭，AD曲线投影面趋于圆形，CD坡度次于AC，底面椭圆程度高于AD，表明交互项显著性程度：AC＞CD＞AD。这与方差分析结果一致。
2.3 验证试验
为验证响应面预测的最佳工艺参数，在实际操作过程下，添加藜麦浆20.9%、蔗糖7.0%、发酵剂接种量3.3%、发酵时间6.1 h，在此条件下验证制备3次酸奶，最终感官评分平均值为95.98分，接近于预测值96.583 5分，说明响应面优化的结果切实可行。
图6 各因素交互作用对酸奶感官评分影响的响应面
Fig.6 Response surface of the interaction of factors on the sensory score
2.4 产品质量指标测定结果
1）感官评价指标：色泽均一，具有酸奶的独特香气，同时带有藜麦和核桃的清香，黏稠度适中，酸甜适口，组织状态光滑细腻，无分层现象。
2）理化指标：酸度为 76 °T；蛋白质为 3.03 g/100 g。均满足标准要求。
3 结论
以藜麦、核桃等为原料，制作藜麦核桃新型复合酸奶，通过单因素试验、Box-Behnken响应面优化试验，以感官评分为依据筛选藜麦核桃酸奶的最优工艺参数，结果表明：藜麦浆添加量20.9%、蔗糖添加量7.0%、发酵剂接种量3.3%、发酵时间6.1 h，通过感官试验得到的感官评分较高。在此配方下的藜麦核桃酸奶的成品组织状态光滑细腻，色泽均一，口感细腻，具有酸奶的独特香气，同时带有藜麦和核桃的清香，营养风味俱佳，综合口感良好。且此产品中藜麦、核桃、脱脂牛奶均不含麸质蛋白，可为腹腔病人和小麦过敏患者补足营养；酸奶中还含有多种益生菌，可促进人体新陈代谢，非常适合热爱健身塑形的人群。
[1] 任贵兴,杨修仕,么杨.中国藜麦产业现状[J].作物杂志,2015(5):1-5
[2]黄青云.“超级粮食”藜麦[J].生命世界,2019(8):8-9
[3] 雷洁琼.藜麦功能成分研究及利用[J].青海畜牧兽医杂志,2016,46(3):42-47
[4] 杨发荣,黄杰,魏玉明,等.藜麦生物学特性及应用[J].草业科学,2017,34(3):607-613
[5] Pereira E,Encina-Zelada C,Barros L,et al.Chemical and nutritional characterization of Chenopodium quinoa Willd(quinoa)grains:a g ood alternative to nutritious food[J].Food Chemistry,2019,280:110-114
[6] 胡一晨,赵钢,秦培友,等.藜麦活性成分研究进展[J].作物学报,2018,44(11):1579-1591
[7] 申瑞玲,张文杰,董吉林,等.藜麦的营养成分、健康促进作用及其在食品工业中的应用[J].中国粮油学报,2016,31(9):150-155
[8]Ceyhun Sezgin A,Sanlier N.A new generation plant for the conventional cuisine:Quinoa(Chenopodium quinoa Willd.)[J].Trends in Food Science&Technology,2019,86:51-58
[9] 李照,孙磊,高飞,等.核桃仁营养成分及活性研究进展[J].药物生物技术,2016,23(5):467-470.
[10]Tapia M I,Sánchez-Morgado J R,García-Parra J,et al.Comparative study of the nutritional and bioactive compounds content of four walnut(Juglans regia L.)cultivars[J].Journal of Food Composition and Analysis,2013,31(2):232-237
[11]张亭,杜倩,李勇.核桃的营养成分及其保健功能的研究进展[J].中国食物与营养,2018,24(7):64-69
[12]李俊南,习学良,熊新武,等.核桃的营养保健功能及功能成分研究进展[J].中国食物与营养,2018,24(5):60-64
[13]李兴,赵江林,唐晓慧,等.藜麦红枣复合饮料的研制[J].食品研究与开发,2018,39(18):82-87
[14]蒲成伟,阚欢,刘云.核桃仁不同去皮工艺的对比研究 [J].农产品加工,2017,433(11):39-41
[15]巴根纳.液态乳制品加工均质工艺研究[D].北京:中国农业科学院,2007
[16]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员.食品安全国家标准食品酸度的测定:GB 5009.239—2016[S].北京:中国标准出版社,2016
[17]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.食品安全国家标准食品中蛋白质的测定:GB 5009.5—2016[S].北京:中国标准出版社,2016
[18]魏艳丽,郝蓉蓉,周仑,等.青海藜麦复合型酸乳的制备工艺优化[J].青海科技,2019,26(4):22-27