鈣磷鹽及ph對(duì)山羊奶凝乳特性的影響

鈣磷鹽及ph對(duì)山羊奶凝乳特性的影響

山羊奶以其獨(dú)特的營養(yǎng)價(jià)值和保健功能而聞名，是“奶王”。它是世界上最接近人們奶的食物。近年來,我國奶山羊養(yǎng)殖量逐年提高,山羊奶產(chǎn)量一直呈良好的增長態(tài)勢。目前,羊奶主要用來加工嬰幼兒配方羊奶粉、UHT純羊奶等產(chǎn)品,市場上酸奶及奶酪等發(fā)酵乳制品不多1材料和方法1.1凝乳酶液的配制和質(zhì)構(gòu)特性檢測1.1.1材料鮮羊奶,來自陜西圣唐乳業(yè)富平牧場,采樣后立即加入廣譜抑菌劑放置2℃冷藏;氯化鈣,用去離子水先配置成2%的儲(chǔ)備液;磷酸鹽,用去離子水將磷酸氫二鈉配成3%的儲(chǔ)備液;凝乳酶,用1%的氯化鈉配置成2%的凝乳酶儲(chǔ)備液,于2℃冰箱中保藏備用;1mol/LHCl。1.1.2設(shè)備安東帕高級(jí)旋轉(zhuǎn)流變儀(MCR301),奧地利安東帕公司;質(zhì)構(gòu)儀(TA-XT2i),英國Sta-bleMicroSystem公司;電熱恒溫水浴鍋(DK-S24),上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;精密pH計(jì)(DELTA320),上海精密科學(xué)儀器有限公司;電子天平(YP2001),上海精密科學(xué)儀器。1.2凝乳過程流變學(xué)特性分析1.2.1流變學(xué)特性測定使用小振幅振蕩流變儀(MCR301)測定。通過應(yīng)變掃描后設(shè)定參數(shù)為振蕩頻率10Hz,應(yīng)變1%,溫度38℃,每隔20s取一點(diǎn),持續(xù)40min。取10mL羊奶于同軸圓筒(CC27)中,調(diào)整pH,添加不同濃度的鈣磷,充分?jǐn)噭蚝?加入一定量的凝乳酶,再在表面封一層礦物油防止蒸發(fā),開始反應(yīng)。通過測定儲(chǔ)存模量(G′)和損失模量(G″)及相變角δ,得出凝乳的流變學(xué)特性:凝乳時(shí)間(RCT)(G′=G″對(duì)應(yīng)時(shí)間,即開始凝乳時(shí)間)、凝乳強(qiáng)度(GS)(即G′1.2.2質(zhì)構(gòu)特性測定采用TPA下壓法,使用質(zhì)構(gòu)儀(TA-XT2i)測定。根據(jù)力與時(shí)間的曲線計(jì)算峰值和相關(guān)的面積可得到4個(gè)指標(biāo):硬度(N)、彈性、黏度(NS取10mL生鮮羊乳,調(diào)pH后,加入不同濃度的鈣、磷,然后添加一定量的凝乳酶,立即分裝到大小均一的燒杯中于38℃恒溫水域保溫40min后,測定樣品物性。1.3分析水流動(dòng)力學(xué)參考Arango等人1.4相對(duì)離心穩(wěn)定性離心析水量是指在離心過程中從凝膠中排出的乳清部分的質(zhì)量。取10mL羊奶于離心管中,同上述方法凝乳反應(yīng),隨后在一定的離心力下離心20min,稱取乳清部分,再按照以下公式計(jì)算:式中,m———凝乳結(jié)束后倒出乳清后剩余膠體的質(zhì)量,g;m1.5氯化鈣、磷酸鹽、ph1.5.1單因素試驗(yàn)分別考察鈣、磷、pH三因素對(duì)羊乳凝膠特性的影響。氯化鈣(0%~0.06%)、磷酸鹽(0%~0.06%)、pH(5.3~6.2)。1.5.2回歸正交試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)回歸正交試驗(yàn),選定因子為鈣、磷、pH,響應(yīng)值為凝乳時(shí)間、凝乳速率、凝膠強(qiáng)度及彈性。設(shè)計(jì)表格如下:2結(jié)果與分析2.1磷酸鹽添加量對(duì)凝乳特性的影響2.1.1鈣磷鹽和pH對(duì)羊乳凝膠流變學(xué)的影響由圖1中可看出鈣添加量不同,羊乳流變學(xué)特性呈現(xiàn)一定的差異。隨著鈣添加量的增加,開始凝乳時(shí)間(GT)呈現(xiàn)下降趨勢;最大凝乳速率(CFRmax)逐漸增大,在0.03%時(shí)達(dá)到最大后又開始減少。凝乳強(qiáng)度(GS)在鈣鹽0.04%時(shí)達(dá)到最大后呈現(xiàn)驟降。與未添加鈣鹽相比呈現(xiàn)顯著性差異,因此有試驗(yàn)結(jié)果得出羊奶凝乳過程中Ca由圖2可看出隨著磷酸鹽的增加,GT從0.01%~0.05%呈現(xiàn)降低的趨勢,CFRmax呈現(xiàn)上升趨勢,GT在0.06%時(shí)又有回升,而CFRmax在0.06%下降,并且在剛開始添加磷酸鹽要比未添加時(shí)GT要大;GS在添加為0.04%時(shí)達(dá)到最大。從試驗(yàn)結(jié)果來看出,在添加量為0.04%時(shí)GS最大,凝乳時(shí)間較低,凝乳速率較快。所以,磷酸鹽的添加對(duì)凝乳特性也有改善,但磷酸鹽添加量不宜過多,否則會(huì)起到不好的影響。2.1.2鈣磷鹽及pH對(duì)羊乳凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響本試驗(yàn)同時(shí)采用質(zhì)構(gòu)分析儀從靜態(tài)角度分析了鈣磷鹽及pH對(duì)羊乳凝膠質(zhì)構(gòu)方面的影響。由表中試驗(yàn)結(jié)果可看出,隨鈣鹽添加量的增加,羊乳硬度達(dá)到最大后又有所減低,并且在添加量為0.05%時(shí)達(dá)到最大;彈性也同樣呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,在鈣鹽0.03%時(shí)達(dá)到最大值;而對(duì)于黏度和黏聚性,通常情況下,黏度和黏聚性變化趨勢不可能同步,因?yàn)槎弑硎镜牧κ窍喾吹?。黏度表述的是與外界的黏連度,而黏聚性是內(nèi)部的凝聚力。并且黏聚性大,凝乳特性好。所以,在鈣鹽0.03時(shí)為凝乳特性較好。添加磷酸氫二鈉0.02%時(shí)硬度最大,彈性在0.03%時(shí)達(dá)到最大。黏度和黏聚性在0.01%時(shí)黏聚性最大,黏度較小。與未添加磷酸鹽相比質(zhì)構(gòu)特性都發(fā)生了顯著性變化。隨pH上升,其硬度和彈性都有所增加,分別在pH6.0和5.8達(dá)到最高點(diǎn)。黏度在pH5.8時(shí)達(dá)到最大,而黏聚性在pH5.6時(shí)達(dá)到最大。2.1.3鈣磷鹽和pH對(duì)羊乳相對(duì)乳清析水率(RWR)和析水速率(k)的影響乳清析出是由于在凝乳過程中k-CN膠束網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)一直持續(xù)發(fā)生著重新布局,使分布在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的乳清發(fā)生轉(zhuǎn)移而造成的從圖4、圖5、圖6中得出,隨著時(shí)間延長,乳清析水速率呈現(xiàn)下降趨勢后趨于平穩(wěn),與凝乳速率變化一致,這是因?yàn)橛腥榍逦龀龅倪^程即發(fā)生了凝乳。圖4顯示在15min前,pH6.2時(shí)凝乳速率為0(min2.2凝乳特性的相關(guān)性選取鈣、磷、pH三因素為x由表5可以看出3個(gè)回歸方程模型顯著,且決定系數(shù)R以上測定的各指標(biāo)不僅可以反映羊乳的凝膠特性,而且這些指標(biāo)之間也還存在一定的相關(guān)性,通過40次試驗(yàn)后得到的各個(gè)指標(biāo)之間的相關(guān)性如表所示。從表6中得出凝乳速率(CFR)越快,凝乳時(shí)間(GT)就越短,凝乳硬度就越大,黏性就越小;彈性越大,硬度就越大,黏結(jié)性就越小;而黏性越小,硬度就越大,排出的乳清量就越大。而析水速率k與他們都沒有相關(guān)性,但Castillo等人3udabageetph,磷酸鈣的添加量鈣離子的存在使得κ-CN與其他酪蛋白發(fā)生作用,形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)體;而磷酸鈣是鏈接亞膠粒形成酪蛋白膠粒的“黏合劑”鈣鹽的添加在一定范圍內(nèi)增可以降低酪蛋白膠束zeta電位,利于酪蛋白膠束的凝聚磷酸鹽通常被視為鈣的螯合劑,容易破壞在凝乳過程鈣橋的作用,使膠體的鹽類平衡向不好的方向發(fā)展。但是在一定范圍內(nèi)磷的添加也可起到錦上添花的作用。UdabageetpH除了為凝乳酶提供適宜的環(huán)境外,還會(huì)影響酪蛋白膠束體凝聚變化。當(dāng)pH降低時(shí),膠體磷酸鈣會(huì)從膠束中溶解,使得與酪蛋白結(jié)合的鈣離子減少,而導(dǎo)致亞膠束體相互結(jié)合的結(jié)合位點(diǎn)的減少,使得凝乳黏結(jié)強(qiáng)度降低乳清析出是凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的乳清發(fā)生轉(zhuǎn)移的過程。StephanThomann等人4凝乳狀態(tài)變化通過從動(dòng)態(tài)流變學(xué)和靜態(tài)質(zhì)構(gòu)的角度選擇各種指標(biāo)全面了解鈣磷鹽、pH三因素對(duì)羊凝乳特性變化規(guī)律的影響,得出三因素對(duì)其都存在顯著影響,并且pH和鈣鹽對(duì)其影響程度較大。適當(dāng)改變條件,選擇對(duì)應(yīng)模型可以預(yù)測山羊乳凝乳狀態(tài)的變化情況從而達(dá)到研究預(yù)期的凝乳狀態(tài)。從圖3可以看pH值從5.6~6.2增加,GT