新疆栽种巴旦木历史悠久，是新疆特色干果之一。巴旦木果鲜食或用盐炒食用味道甘美芳香，不仅营养价值高[1-5]，富含大量的氨基酸[6-7]、单不饱和脂肪酸[8]、黄酮甙[9-10]、微量元素[11]、多酚类物质[12-14]，还具有治疗高血压、心脏病、维持血糖平衡等功效[15-20]，且耐于贮藏。近年来我国主要集中在对其加工产品的开发，多以巴旦木乳饮料为主，贾娟等[21]把巴旦木与红枣相结合，研制出了一款巴旦木红枣复合保健乳；吴晓菊等[22]将巴旦木与百合结合为一体开发出巴旦木百合乳饮料等[23-24]。而新疆地区的巴旦木资源相对比较丰富，但对巴旦木风味乳的研发却还鲜有报道[25]。
本研究以巴旦木浆为主要辅料，考察对巴旦木风味酸奶感官影响的因素并通过响应面分析确认巴旦木风味酸奶的最佳配方，对开发具有巴旦木风味的凝固型酸奶提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
巴旦木：市售；新鲜牛奶、蔗糖、阿斯巴甜、安赛蜜、635稳定剂、YF-L812发酵剂（均为国产食品级）：阿拉尔新农乳业有限责任公司。
ZL-150高速多功能粉碎机：泰州金诚制药机械有限公司；JTM-50立式胶体磨：温州龙湾华威机械厂；APV-1000高压均质机：上海申鹿均质机有限公司；BPG-9240A精密鼓风干燥箱：上海顺仪实验设备有限公司；YC-12远红外线食品烘炉：上海烨昌食品机械有限公司；LSHE-250生化培养箱：杭州勒丰科技有限公司；DHP-9082电热恒温培养箱：成都一恒科技有限公司；6006-3335FOSS消化炉：福斯华（北京）科贸有限公司；K9860全自动凯氏定氮仪：济南海能仪器股份有限公司；SuperVario-N盖勃离心机：南京铭奥仪器设备有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 巴旦木碎及巴旦木浆制备工艺及要点
1.2.1.1 工艺流程
巴旦木碎：巴旦木→去壳→浸泡→去皮→切块→热风干燥→烘焙出味→粉碎→包装。
巴旦木浆：巴旦木→去壳→浸泡→去皮→预煮→漂洗→打浆→精磨→过滤→冷藏备用。
1.2.1.2 操作要点
果实挑选：挑选无霉变、虫害、明显伤痕的巴旦木。
漂洗：加入 0.5% NaCO3，煮沸 5 min，冷却，去皮，漂洗干净。
过滤：先用两层纱布对巴旦木浆进行粗滤，除去较大颗粒，再用四层纱布进行细滤。
护色：加入0.2%的NaSO3溶液护色。
1.2.2 凝固型巴旦木酸奶加工工艺流程
新鲜牛奶→净化（过滤）→标准化→预热（60℃～65℃）→配料（巴旦木浆、蔗糖、稳定剂、食品胶）→混匀→过滤→均质→灭菌（90℃～100℃，5 min～10 min）→拉冷（40℃～50℃）→接种（发酵剂3%）→装瓶→恒温发酵（42℃）→降温→后熟（0℃～4℃）→单独包装巴旦木碎置于酸奶盖上→成品
1.3 凝固型巴旦木酸奶的感官评分标准
挑选10名（男∶女=1∶1）专业的感官评定人员针对巴旦木酸奶的风味、色泽、组织状态及口感4个方面组成专家队伍进行评定，详细评分标准见表1。
表1 巴旦木酸奶评分标准
Table 1 Scoring criteria of almond yogurt
项目评分标准分值色泽（20） 色泽均匀、呈乳白色或稍具微黄色 16～20色泽较为均匀、呈淡黄色 11～15色泽不均匀、有明显不均匀色块、且颜色怪异 0～10组织状态（25） 质地细腻均匀浓稠、表面光滑，无气泡、无乳清析出 21～25质地较为细腻均匀浓稠、表面较光滑、有少量乳清析出 11～20质地粗糙、含有大量颗粒感、表面粗糙、有明显乳清析出 0～10风味（20） 具有纯乳酸菌发酵剂制成的发酵牛乳味 16～20无其他特殊异味 11～15有酒精发酵味、霉味 0～10口感（35） 酸甜适中、含有明显巴旦木风味 26～35酸甜较为合适、含淡淡的巴旦木风味 16～25过酸或过甜、无任何巴旦木风味 0～15
1.4 单因素试验
基料：新鲜牛乳，0.3%稳定剂，42℃发酵温度，25 g独立包装的巴旦木碎。
1.4.1 不同巴旦木浆添加量对巴旦木酸奶品质影响
发酵时间4 h、蔗糖添加量7%、发酵剂添加量3%、安赛蜜添加量0.006%的条件下，考察巴旦木浆添加量分别为3%、6%、9%、12%、15%时对巴旦木酸奶品质影响，进行感官评定。
1.4.2 不同蔗糖添加量对巴旦木酸奶品质的影响
发酵时间4 h，巴旦木浆添加量9%、发酵剂添加量3%、安赛蜜添加量0.006%的条件下，研究蔗糖添加量分别为5%、6%、7%、8%、9%时对巴旦木酸奶品质的影响。
1.4.3 不同发酵时间对巴旦木酸奶品质的影响
巴旦木浆添加量9%、蔗糖添加量7%、发酵剂添加量3%、安赛蜜添加量0.006%的条件下，考察发酵时间 2、3、4、5、6 h 时对巴旦木酸奶品质的影响。
1.4.4 不同安赛蜜添加量对巴旦木酸奶品质的影响
发酵时间4 h，巴旦木浆添加量9%、蔗糖添加量7%、发酵剂添加量3%的条件下，考察安赛蜜添加量为0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%时对巴旦木酸奶品质的影响。
1.4.5 不同发酵剂添加量对巴旦木酸奶品质的影响
发酵时间4 h，巴旦木浆添加量9%、蔗糖添加量7%、安赛蜜添加量0.006%的条件下，考察发酵剂添加量为1%、2%、3%、4%、5%时对巴旦木酸奶品质的影响。
1.5 响应面试验分析
以上述结果为基础，按照Box-Behnken的中心组合设计原理，以巴旦木浆添加量（A），蔗糖添加量（B），发酵时间（C），发酵剂添加量（D）4个主要因素为变量，以试验所得对巴旦木风味酸奶的感官评分为因变量值（Y），进行四因素三水平的响应面分析，因素水平如表2所示。
表2 响应面试验因素水平
Table 2 Factor levels of response surface test
编码水平因素A巴旦木浆添加量/%B蔗糖添加量/%C发酵时间/h D发酵剂添加量/%-1 6 6 3 2 0 9 7 4 3 1 12 8 5 4
1.6 酸奶理化指标及微生物检测
根据GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》的4.3和4.6对影响巴旦木酸奶营养价值和安全性的主要影响因素进行检验。
1.7 数据处理
试验数据、响应面分析采用相关软件（spss、Design Expert）进行分析，重复3次。
2 结果与分析
2.1 不同单因素对巴旦木酸奶最优配方的影响结果
2.1.1 不同巴旦木浆添加量对巴旦木酸奶品质影响结果
巴旦木浆添加量对巴旦木酸奶的影响见图1。
图1 巴旦木浆添加量对巴旦木酸奶的影响
Fig.1 The effect of almond addition on almond yogurt
由图1可看出，在其他因素一定的条件下，当巴旦木浆添加量增大时，巴旦木风味酸奶的感官评分逐渐增大；当巴旦木浆添加量增加到9%时，感官评分最高；当巴旦木浆添加量再增大时，感官评分逐步减小。巴旦木含有丰富的脂肪、蛋白质、碳水化合物等营养物质，通过发酵可以增加酸奶总固形物的含量，提高酸奶的体系稳定性、口感、风味以及营养价值。巴旦木浆添加量过少则影响酸奶的组织状态，过多则会使口感不够细腻，因此确定最佳的巴旦木浆添加量为9%。
2.1.2 不同蔗糖添加量对巴旦木酸奶品质的影响
蔗糖添加量对巴旦木酸奶的影响见图2。
图2 蔗糖添加量对巴旦木酸奶的影响
Fig.2 The effect of sucrose addition on almond yogurt
由图2可以看出，在其他因素一定的条件下，当蔗糖添加量增大时，巴旦木风味酸奶的感官评分逐渐增大；当蔗糖添加量增加到7%时，感官评分最高；当蔗糖添加量再增大时，感官评分逐渐减小。蔗糖在酸奶中为菌种提供碳源、增加甜味、同时增加固形物，使酸奶口感更好，且体系较稳定。当蔗糖添加量超过7%时，不仅会抑制乳酸菌的发酵，延长发酵时间，并且会抑制巴旦木的风味，降低酸奶的酸度，使制成的巴旦木风味的酸奶风味较差，口感过甜。因此确定7%是蔗糖的最优添加量。
2.1.3 不同发酵时间对巴旦木酸奶的影响
发酵时间对巴旦木酸奶的影响见图3。
图3 发酵时间对巴旦木酸奶的影响
Fig.3 The effect of fermentation time on almond yoghurt
由图3可看出，在其他各因素一定的条件下，随着发酵时间的逐渐增加，巴旦木风味酸奶的感官评定值从增大到降低，在发酵时间为4 h时，感官评分出现峰值。在发酵过程中，随着发酵时间的延长，酸奶中的乳酸菌先增加后减少，酸奶的风味随着乳酸菌数的变化而变化。发酵时间过长不仅会影响酸奶的口感，使酸奶过酸，同时由于乳酸菌的减少，酸奶容易受杂菌污染而影响酸奶的品质。故确定巴旦木风味酸奶的最佳发酵时间为4 h。
2.1.4 不同安赛蜜添加比例对巴旦木酸奶的影响
安赛蜜添加比例对巴旦木酸奶的影响见图4。
图4 安赛蜜添加量对巴旦木酸奶的影响
Fig.4 The effect of acesulfame K addition ratio on almond yogurt
由图4可看出，在其他因素一定的条件下，随安赛蜜添加量的增大，巴旦木风味酸奶的感官评分先增大后减小，在0.006%时，折线出现最高点；安赛蜜的添加量较小时，酸奶中的甜味口感不够丰富，且缺少层次感；安赛蜜的添加量高时，酸奶中的甜味过于甜腻，让人口感过于甜腻。因此综合考虑加入安赛蜜添加量为0.006%时，巴旦木酸奶的整体感官品质最佳。由图4可知，安赛蜜的添加量很小，巴旦木酸奶的感官评分从75.4增加到82.3，感官评分在7分内，因此在响应面分析时，安赛蜜添加量不作为关键性因素进行试验。
2.1.5 不同发酵剂添加量对巴旦木酸奶的影响
发酵剂添加量对巴旦木酸奶的影响见图5。
图5 发酵剂添加量对巴旦木酸奶的影响
Fig.5 The effect of the proportion of starter added on almond yogurt
根据图5可知：随着发酵剂添加量的增加，感官评定值先增大后减小，在发酵剂添加量为3%时，感官评定值出现最大值84.6分。当发酵剂添加量小于3%时，菌种浓度太低发酵能力不足，巴旦木酸奶凝固性不好，产酸能力差，口味不佳。当发酵剂添加量大于3%时，发酵能力过强，大量产酸，导致乳清析出，口味较差。当发酵剂添加量为3%时，乳酸菌浓度、发酵能力及酸奶凝固性均适当，口感较好。
2.2 响应面优化试验结果
2.2.1 响应面试验结果
响应面试验结果见表3。
表3 响应面分析试验结果
Table 3 Test results of response surface analysis
试验序号A巴旦木浆添加量/%B蔗糖添加量/%C发酵时间/h D发酵剂添加量/% 感官评分1 12 6 4 3 76.6 2 6 7 4 2 72.9 3 9 7 5 2 76.6 4 6 6 4 3 72.2 5 9 8 5 3 74.4 6 6 7 3 3 78.9 7 12 8 4 3 72.8 8 9 8 4 4 70.9 9 9 7 4 3 87.2 10 9 6 3 3 70.2 11 9 7 4 3 86.4 12 9 7 4 3 88.7 13 12 7 3 3 68.3 14 6 7 4 4 80.2 15 9 7 4 3 89.6 16 9 7 5 4 68.8 17 6 8 4 3 76.4 18 12 7 4 4 68.6 19 12 7 4 2 71.3 20 9 8 4 2 77.6 21 6 7 5 3 74.6 22 9 6 4 2 69.8 23 12 7 5 3 69.3 24 9 7 3 4 71.3 25 9 8 3 3 73.6 26 9 6 5 3 68.8 27 9 7 3 2 74.1 28 9 7 4 3 89.8 29 9 6 4 4 67.6
利用Design-Expert.8.06软件，对试验测得的数据进行响应值回归分析，建立二次回归模型，其回归方程为Y=88.34－2.3583A+1.7083B－0.325C－1.241666667D－2AB+1.325AC-2.5AD+0.55BC-1.125BD。
对回归方程进行显著性检验分析，结果见表4。
表4 巴旦木风味酸奶感官评分的ANOVA分析
Table 4 ANOVA analysis of sensory score of almond-flavored yogurt
注：* 表示差异显著，P＜0.05；** 表示差异极显著，P＜0.01。
来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著度模型 1 203.226 736 14 85.944 766 83 10.859 904 47 ＜0.000 1 显著A 66.740 833 33 1 66.740 833 33 8.433 312 474 0.011 6 B 35.020 833 33 1 35.020 833 33 4.425 201 422 0.054 0 C 1.267 5 1 1.2675 0.160 160 175 0.695 0 D 18.500 833 33 1 18.500 833 33 2.337 748 882 0.148 5 AB 16 1 16 2.021 745 802 0.177 0 AC 7.022 5 1 7.022 5 0.887 356 868 0.362 2 AD 25 1 25 3.158 977 815 0.097 2 BC 1.21 1 1.21 0.152 894 526 0.701 7 BD 5.062 5 1 5.062 5 0.639 693 008 0.437 2 CD 6.25 1 6.25 0.789 744 454 0.389 2 A2 286.776 761 3 1 286.776 761 3 36.236 857 07 ＜0.000 1 B2 420.253 518 1 420.253 518 53.102 861 6 ＜0.000 1 C2 446.764 328 8 1 446.764 328 8 56.452 744 13 ＜0.000 1 D2 436.062 707 2 1 436.062 707 2 55.100 496 72 ＜0.000 1残差 110.795 333 3 14 7.913 952 381失拟项 101.883 333 3 10 10.188 333 33 4.572 860 563 0.078 0 不显著纯误差 8.912 4 2.228总和 1 314.022 069 28
2.2.2 交互作用响应面曲面图分析
巴旦木浆添加量和蔗糖添加量对巴旦木风味酸奶的影响见图6。
图6 巴旦木浆添加量和蔗糖添加量对巴旦木风味酸奶的影响
Fig.6 The effect of the amount of almond wood pulp and sucrose added on the almond-style yogurt
如图6所示，在发酵时长、发酵剂添加量分别为4 h、3%的条件下，蔗糖添加量恒定时，随着巴旦木浆添加量的增加，巴旦木风味酸奶的感官评分先增大后减小，并且感官评分的变化区间较小；当巴旦木浆添加量恒定时，随着蔗糖添加量的增加，巴旦木风味酸奶的感官评分先增大后减小。当蔗糖添加量为7%～7.5%，巴旦木浆添加量为9%～9.5%，感官评分较高，处于投影的中心区域。巴旦木浆添加量和发酵时间对巴旦木风味酸奶的影响见图7。
如图7所示，在蔗糖添加量为7%，发酵剂添加量为3%的条件下，发酵时间不变时，随着巴旦木浆添加量的增加，巴旦木风味酸奶的感官评分先增大后减小，并且感官评分的变化区间较小；当巴旦木浆添加量不变时，随着发酵时间的增加，巴旦木风味酸奶的感官评分先增大后减小。由曲面的投影图可知，当发酵时间为4 h～4.3 h，巴旦木浆添加量为9%～9.5%，感官评分较高，处于投影的中心区域。
图7 巴旦木浆添加量和发酵时间对巴旦木风味酸奶的影响
Fig.7 The effect of the amount of almond pulp and the fermentation time on the almond-flavored yogurt
巴旦木浆添加量和发酵剂添加量对巴旦木风味酸奶的影响见图8。
图8 巴旦木浆添加量和发酵剂添加量对巴旦木风味酸奶的影响
Fig.8 The effect of the amount of almond pulp and the amount of starter added on the almond-flavored yogurt
如图8所示，在发酵剂添加量为3%的条件下，发酵时间4 h的条件下，发酵剂添加量不变时，随着巴旦木浆添加量的增加，巴旦木风味酸奶的感官评分先增大后减小，并且感官评分的变化区间较小；当巴旦木浆添加量不变时，随着发酵剂添加量的增加，巴旦木风味酸奶的感官评分先增大后减小。由曲面的投影图可知，当发酵剂添加量为2.8%～3.2%，巴旦木浆添加量为9%～9.5%，感官评分较高，处于投影的中心区域。蔗糖添加量和发酵时间对巴旦木风味酸奶的影响如图9所示。
图9 蔗糖添加量和发酵时间对巴旦木风味酸奶的影响
Fig.9 The effect of sucrose addition and fermentation time on almond-flaored yogurt
如图9所示，在发酵剂添加量和巴旦木浆添加量分别为3%、9%的条件下，蔗糖添加量恒定不变，随着发酵时间的延长，响应面呈先增后降的趋势，在蔗糖添加量为7%～7.5%内，出现最高点，并且感官评分的变化区间不大；当发酵时间恒定，随着蔗糖添加量的逐步增加，巴旦木风味酸奶的感官评分先增大后减小，在发酵时间为3.8～4.3 h内出现峰值，说明相互之间的交互作用明显。并且两个区间都处于投影的中心区域，感官评分值较高。蔗糖添加量和发酵剂添加量对巴旦木风味酸奶的影响见图10。
图10 蔗糖添加量和发酵剂添加量对巴旦木风味酸奶的影响
Fig.10 The effect of the amount of sucrose and the amount of starter added on almond-flavored yogurt
如图10所示，在巴旦木浆添加量为9%，发酵时间为4 h的条件下，蔗糖添加量不变的情况下，随着发酵时间的延长，响应面呈先增后减的趋势，并且感官评分的变化区间不大；当发酵剂添加量恒定时，随着蔗糖添加量的增加，感官评分值先增加后减小，响应面趋势较为陡峭，说明相互之间的交互作用显著。当蔗糖添加量为7%～7.5%，发酵剂添加量为2.8%～3.2%，处于投影的中心区域，感官评分值较高。发酵时间和发酵剂添加量对巴旦木风味酸奶的影响见图11。
图11 发酵时间和发酵剂添加量对巴旦木风味酸奶的影响
Fig.11 The effect of fermentation time and the amount of starter added on almond-flavored yogurt
如图11所示，在巴旦木浆添加量为9%，蔗糖添加量为3%的条件下，发酵剂添加量不变的情况下，随着发酵时间的延长，响应面呈先增后减的趋势，并且感官评分的变化区间不大；当发酵时间是定量时，随着发酵剂添加量的增加，感官评分值先增加后减小，响应面趋势陡峭，说明相互之间的交互作用显著。当发酵剂添加量为2.8%～3.2%，发酵时间为3.8～4.3 h，处于投影的中心区域，感官评分值较高。
2.2.3 巴旦木风味酸奶最佳工艺参数及验证试验
据响应面图分析可知：在各因素水平范围内，随着因素水平的增加，巴旦木风味酸奶的感官评定值呈先增后减的趋势，且都有一个最高点，都有最高点所对应的中心投影区域，所以感官评分值有一个理论最大值。由回归方程得出最佳工艺值：巴旦木浆添加量、蔗糖添加量、发酵时间、发酵剂添加量分别为9.4%、7.2%、4.2 h和3%。在此工艺条件下巴旦木风味酸奶的感官评分预测值为（90.678±0.68）分。在此工艺条件下做5组平行试验的感官评定分为（89.84±0.426）分，并且也充分验证了该试验模型的真实可靠性。
2.3 酸奶理化指标及微生物安全评价
2.3.1 巴旦木酸奶的理化指标
在最优生产工艺参数下生产的巴旦木风味酸奶的各项关键性理化指标的检测结果如表5所示。
表5 巴旦木酸奶理化指标
Table 5 Physical and chemical indicators of almond yogurt
项目 酸度/°T脂肪含量/% 总固形物含量/% 蛋白质含量/%巴旦木酸奶 76.3 3.49 19.39 2.648指标 ≥70.0 ≥2.5 ≥17.0 ≥2.3
巴旦木风味酸奶的各项关键性指标（脂肪、蛋白质、总固体、酸度等）均符合GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》中对风味酸奶的营养指标要求，且巴旦木酸奶的理化指标值均大于国家标准规定的理论值。
2.3.2 巴旦木酸奶的微生物指标
巴旦木酸奶微生物指标见表6。
表6 巴旦木酸奶微生物指标
Table 6 Microbial indicators of almond yogurt
项目大肠菌群/（MPN/100 g）乳酸菌数/（CFU/mL）巴旦木酸奶 未检出 ≥8.0×108指标 ≤3 ≥1.0×106
主要检测大肠菌群和乳酸菌，大肠杆菌采用GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》平板计数法测定，乳酸菌采用GB 4789.35—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》规定的方法进行检测，由表6所示均符合GB 19302—2010《食品安全国家标准发酵乳》中对风味酸奶的微生物指标要求。
3 结论
本试验通过对影响巴旦木风味酸奶品质的单因素试验的基础上，利用响应面分析优化了巴旦木风味酸奶的工艺参数，在基础条件下确定了最优工艺条件为巴旦木浆添加量9.4%，蔗糖添加量7.2%，发酵时间为4.2 h，发酵剂添加量为3%。在此工艺条件下生产的巴旦木风味酸奶表面平滑，无乳清析出；色泽均匀，呈乳白色；组织状态稳定，无分层、气泡，口感细腻，酸甜可口，且具有巴旦木独特的风味，感官评分均达到了89.8分，基本等于响应面分析所得的预测值，充分证明了该试验模型的显著性和可靠性。且理化指标与微生物指标均符合国家标准。
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