蛋白質(zhì)強(qiáng)化對(duì)攪拌型酸奶品質(zhì)特性的影響

蛋白質(zhì)強(qiáng)化對(duì)攪拌型酸奶品質(zhì)特性的影響

奶奶湯是一種具有所有優(yōu)點(diǎn)的食品體系。它受到其獨(dú)特的口感、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和人體特殊保健功能的影響。目前酸奶中蛋白質(zhì)的含量是評(píng)價(jià)酸奶營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo),同時(shí)良好的外觀、口感和組織狀態(tài)也是市場(chǎng)的需求。乳清析出、凝乳不結(jié)實(shí)是各類型酸奶中普遍存在的物理缺陷之一,Lucey等研究了乳蛋白凝膠的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì),指出乳清析出可能和酸奶的蛋白凝膠有很大關(guān)系。牛龍江等報(bào)道酸奶在貯存中也存在一系列問(wèn)題,控制酸奶后發(fā)酵延長(zhǎng)貨架期需要解決酸奶等發(fā)酵乳的一些性能,諸如黏度、乳清分離等,很大程度上取決于乳固體的組成和含量,增加非脂乳固體中蛋白質(zhì)會(huì)改善酸奶等發(fā)酵乳的質(zhì)構(gòu)和口感。Ozer等報(bào)道濃縮酸奶的流變學(xué)特性在很大程度上取決于蛋白質(zhì)的濃度及膜處理過(guò)程中機(jī)械攪拌的強(qiáng)度,電鏡結(jié)果表明高蛋白質(zhì)含量的樣品要比低蛋白質(zhì)含量的樣品有著更緊密的結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高,乳清洗出減少。Schkoda等報(bào)道蛋白質(zhì)的含量越高,凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越好。因此,對(duì)攪拌型酸奶進(jìn)行蛋白質(zhì)強(qiáng)化,可以更好地滿足消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)和健康、外觀、口感、組織狀態(tài)的需求。脫脂奶粉(SMP)由于具有高營(yíng)養(yǎng)、低熱量的特點(diǎn),是酸奶生產(chǎn)中常用的強(qiáng)化蛋白質(zhì)的原料之一,乳清濃縮蛋白(WPC)具有高蛋白、低脂肪、低膽固醇的特點(diǎn),有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物學(xué)效價(jià),被營(yíng)養(yǎng)學(xué)界譽(yù)為“蛋白質(zhì)之王”。此外,它具有膠凝性、乳化性、持水性,可降低脂肪含量,降低熱量,增強(qiáng)酸乳的膠凝能力和強(qiáng)度,還具有較強(qiáng)的緩沖能力,在酸奶的生產(chǎn)中能明顯減緩酸奶pH值下降和酸度升高的速度,并且成本較低,因此生產(chǎn)中常用來(lái)部分代替SMP強(qiáng)化酸奶中的蛋白質(zhì),二者作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑和組織改良劑添加到酸奶中,可顯著提高產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)特性。Puvanenthiran等研究指出增加酸奶中WPC的含量,可以增大凝膠強(qiáng)度,降低乳清析出,同時(shí)降低黏度值。但是,強(qiáng)化蛋白質(zhì)改善酸奶的品質(zhì)并不是含量越高越好,Mistry等用同一種蛋白源強(qiáng)化酸奶中的蛋白質(zhì),當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)含量超過(guò)5.6%時(shí)凝膠過(guò)硬,并出現(xiàn)收縮膜,感官品質(zhì)也有一定程度的降低。本實(shí)驗(yàn)選擇SMP和WPC-80作為強(qiáng)化蛋白源,添加到牛奶基料中,討論強(qiáng)化不同種類及不同水平的蛋白質(zhì)對(duì)攪拌型酸奶品質(zhì)特性的影響,旨在對(duì)酸奶生產(chǎn)加工提供技術(shù)支撐,以期最大程度提高酸奶品質(zhì)。1材料和方法1.1恒天然有限公司的生產(chǎn)菌種為復(fù)合凍干菌種(DVS一次性直投菌種,保加利亞乳桿菌+嗜熱鏈球菌)Hansen公司;全脂奶粉(wholemilkpowder,WMP)、脫脂奶粉(skimmilkpowder,SMP)、乳清濃縮蛋白-80(wheyproteinconcentrate-80,WPC-80)新西蘭恒天然有限公司;白砂糖(一級(jí))廣西貴港甘化股份有限公司。1.2均質(zhì)機(jī)與儀器RM180Rheomat黏度計(jì)德國(guó)Mettler公司;APVG1000均質(zhì)機(jī)丹麥APV公司;SHP-150培養(yǎng)箱上海精宏儀器廠;DETA320pH計(jì)Mettler-Toledo儀器(上海)有限公司;GL-16G-II高速冷凍離心機(jī)上海安亭科學(xué)儀器廠。1.3方法1.3.1均質(zhì)、殺菌、冷卻、干燥、貯藏全脂奶粉加脫脂奶粉或乳清濃縮蛋白→加9g/100g蔗糖→水化(40~50℃,30~60min)預(yù)熱(65~70℃)→均質(zhì)(65~70℃,15~20MPa)→殺菌(95~98℃,5min)→冷卻至43℃→接種→發(fā)酵(43℃)→速冷(10~20℃)→攪拌→產(chǎn)品分裝→10℃貯存1.3.2其他樣品的對(duì)比本實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照樣是根據(jù)GB2746—1999《酸牛乳》的要求,用全脂奶粉標(biāo)準(zhǔn)化至復(fù)原乳的蛋白質(zhì)含量2.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),后同),脂肪含量2.5%。其他樣品分別用SMP和WPC-80強(qiáng)化至蛋白質(zhì)含量為2.7%、3.1%、3.5%、3.9%,而脂肪的含量不變,前者分別編號(hào)為S1、S2、S3、S4,后者分別編號(hào)為W1、W2、W3、W4。表1、2分別列出了強(qiáng)化脫脂奶粉和乳清濃縮蛋白的配方設(shè)計(jì)。1.3.3測(cè)定了陰影梯度在陰影梯度中的變化將攪拌型酸奶樣品在4℃貯藏,分別于第5天和第25天測(cè)定黏度值的變化。1.3.4組織狀態(tài)評(píng)定由5名從事乳制品行業(yè)的專業(yè)人員參加感官評(píng)定,從色澤(10分)、組織狀態(tài)(50分)、風(fēng)味(40分)三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定,并對(duì)組織狀態(tài)中的黏稠度(20分)做單獨(dú)評(píng)定。1.3.5errm180黏度計(jì)測(cè)量樣品攪拌冷卻至10℃后,用METTLERRM180黏度計(jì)進(jìn)行測(cè)量,采用2號(hào)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速64r/min,時(shí)間10s,測(cè)定溫度9~11℃,重復(fù)測(cè)定3次。1.3.6離心酸奶測(cè)定用GL-16G-II型高速冷凍離心機(jī)測(cè)量攪拌型酸奶的保持水分的能力。稱約8g酸奶樣品放入離心管中,10℃,483×g離心10min,靜置10min后除去析出乳清并稱質(zhì)量。式中:m0為待離心酸奶樣品的質(zhì)量/g;m1為酸奶樣品離心并除去乳清后的質(zhì)量/g。1.3.7蛋白質(zhì)含量和脂肪含量的測(cè)定蛋白質(zhì)含量的測(cè)定:GB5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的凱氏定氮法;乳糖含量的測(cè)定:GB5413.5—2010《嬰幼兒食品和乳品中乳糖、蔗糖的測(cè)定》;脂肪含量的測(cè)定:GB/T5009.46—2003《乳與乳制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中的蓋勃氏法;非脂乳固體含量的測(cè)定:GB/T5009.46—2003《乳與乳制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》。2結(jié)果與分析2.1發(fā)酵劑發(fā)酵劑的制備酸奶的外觀和組織狀態(tài)是很重要的,它與以下因素有關(guān):總固體、蛋白質(zhì)含量、蛋白質(zhì)種類、增稠劑或穩(wěn)定劑的種類、工藝條件以及發(fā)酵劑菌種產(chǎn)生的細(xì)胞外水化合物等。表3顯示出各個(gè)酸奶樣品中蛋白質(zhì)、脂肪、乳固體、非脂乳固體、乳糖及干物質(zhì)的含量。2.2smp強(qiáng)化酸奶的感官品質(zhì)采用SMP和WPC-80強(qiáng)化蛋白質(zhì)后,酸奶的感官品質(zhì)變化如圖1?？梢钥闯?SMP和WPC-80強(qiáng)化蛋白質(zhì)都可以明顯提高攪拌型酸奶的感官品質(zhì),其中組織狀態(tài)變化顯著,風(fēng)味略有變化,色澤保持不變。酸奶的質(zhì)構(gòu)與很多因素有關(guān),如總固形物含量,蛋白質(zhì)含量、類型以及添加的增稠劑和穩(wěn)定劑的濃度和種類等,但在很大程度上取決于非脂乳固體的組成和含量,增加非脂乳固體中蛋白質(zhì)的含量可以改善酸奶的質(zhì)構(gòu)和口感。比較同種強(qiáng)化蛋白、不同蛋白質(zhì)強(qiáng)化水平的攪拌型酸奶的感官評(píng)定結(jié)果可發(fā)現(xiàn),SMP強(qiáng)化蛋白質(zhì)含量至2.7%時(shí)(S1),酸奶的組織細(xì)膩、凝塊細(xì)小、均勻滑爽,無(wú)氣泡、無(wú)乳清析出,酸甜適度、發(fā)酵香味和奶香味濃厚,感官品質(zhì)最好,但隨著添加量的增加,酸奶的感官品質(zhì)開(kāi)始下降,組織略顯粗糙,出現(xiàn)凝塊、不均勻現(xiàn)象,并有少量乳清析出,風(fēng)味的改善也越來(lái)越不明顯。WPC-80強(qiáng)化蛋白質(zhì)時(shí),酸奶的組織狀態(tài)隨著蛋白質(zhì)水平的提高顯著改善,蛋白質(zhì)含量水平為3.5%時(shí)(W3),酸奶的組織狀態(tài)得分最高,隨著添加量的增加,得分稍有下降,風(fēng)味則隨著蛋白質(zhì)水平的提高而增強(qiáng),但是改善的幅度較小。比較相同蛋白質(zhì)強(qiáng)化水平、不同強(qiáng)化蛋白的攪拌型酸奶的感官評(píng)定總分(表4)可以發(fā)現(xiàn),雖然蛋白質(zhì)強(qiáng)化均可提高酸奶的感官評(píng)定總分,但兩者變化規(guī)律不同。只在蛋白質(zhì)含量為2.7%時(shí),SMP強(qiáng)化酸奶的感官品質(zhì)評(píng)分高于WPC強(qiáng)化酸奶,而在其他蛋白質(zhì)含量時(shí),WPC強(qiáng)化酸奶的感官品質(zhì)評(píng)分高于SMP強(qiáng)化酸奶。Modler等和Kucukcetin曾報(bào)道過(guò)相似的研究結(jié)果。這可能與乳蛋白質(zhì)的化學(xué)特性有關(guān),SMP中蛋白質(zhì)主要是酪蛋白,從分子質(zhì)量到蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)和乳清蛋白都有很大差別。此外,乳清蛋白中的β-乳球蛋白具有很好的凝膠特性,有利于酸奶形成凝膠,減少乳清析出,這些因素都可能影響攪拌型酸奶的感官品質(zhì)。2.3利用wpc-80強(qiáng)化對(duì)酸奶流變性的影響蛋白質(zhì)強(qiáng)化對(duì)攪拌型酸奶黏度、持水性的影響結(jié)果見(jiàn)圖2?？梢钥闯?SMP和WPC-80強(qiáng)化蛋白質(zhì)都可提高酸奶的黏度和持水性,同種強(qiáng)化蛋白,隨著蛋白質(zhì)含量的提高,酸奶的黏度值明顯提高,持水率也逐步上升?？梢?jiàn)增加乳固體含量,特別是非脂乳固體中蛋白質(zhì)含量對(duì)成品的黏度有明顯地影響,這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)和乳糖的增加有利于酸奶的水合作用,可增加酸奶的黏稠度。同一蛋白質(zhì)水平下,用SMP強(qiáng)化的酸奶比WPC-80強(qiáng)化具有更高的黏度值。Cho等曾報(bào)道過(guò)相似的研究結(jié)果。但也有不同的研究報(bào)道,Remeuf等報(bào)道用WPC強(qiáng)化的酸奶比用SMP強(qiáng)化有較高的黏度;Guinee等報(bào)道在蛋白質(zhì)含量水平約為7.5%時(shí),用SMP或WPC強(qiáng)化酸奶獲得同樣的黏度。根據(jù)Puvanenthiran等報(bào)道,在文獻(xiàn)中這些結(jié)果之間的差異與WPC在準(zhǔn)備過(guò)程中的變化有關(guān),這些變化能強(qiáng)烈影響它們的功能;Guinee等報(bào)道,給定一蛋白質(zhì)水平,WPC對(duì)酸奶流變特性的影響依賴于WPC的蛋白質(zhì)水平。此外,乳清蛋白強(qiáng)化具有更高的黏度值還可能由于乳清蛋白在酸性溶液中也能溶解,故發(fā)酵產(chǎn)酸后乳清蛋白不凝固。有研究表明,酸奶的凝膠特性與乳蛋白體系的流變特性有關(guān),尤其與β-乳球蛋白的凝膠特性有關(guān),其作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。相反,同一蛋白質(zhì)水平下,用WPC-80強(qiáng)化的酸奶比SMP強(qiáng)化具有更高的持水性。這可能是因?yàn)橛肳PC-80強(qiáng)化的牛奶基料制成的酸奶的溶劑化作用比用SMP強(qiáng)化的更強(qiáng)。從機(jī)理上看,乳清蛋白的等電點(diǎn)為5.2,用SMP強(qiáng)化酸奶的蛋白質(zhì)中以酪蛋白為主等電點(diǎn)為4.7,二者均高于酸奶的等電點(diǎn)約4.3,但是乳清蛋白的等電點(diǎn)略高于酪蛋白,因此WPC-80強(qiáng)化酸奶應(yīng)包含相對(duì)較多數(shù)量的正離子乳清蛋白,蛋白矩陣有較高的水黏合能力,從而具有更強(qiáng)的溶劑化作用。2.4最佳黏度的確定從圖3可知,攪拌型酸奶的流變學(xué)黏度值并不是越高越好,當(dāng)然也不能太低,是有一個(gè)最佳范圍,S1、S2、W2、W3樣品的黏稠度感官得分較高,從而得出攪拌型酸奶的最佳黏度值范圍是在537~712mPa·s之間。這說(shuō)明攪拌型酸奶黏稠度的感官評(píng)定得分與儀器流變學(xué)分析結(jié)果間存在一定程度的相關(guān)性,為改進(jìn)攪拌型酸奶的質(zhì)地、風(fēng)味、貯存性和新產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了依據(jù)和新的切入點(diǎn)。2.5蛋白質(zhì)強(qiáng)化強(qiáng)化攪拌型酸奶的黏度如圖4所示,攪拌型酸奶在4℃條件下儲(chǔ)存5d至25d,黏度變化并不顯著,不同種類的蛋白質(zhì)強(qiáng)化的攪拌型酸奶黏度均沒(méi)有明顯下降現(xiàn)象。黏度是評(píng)定酸奶質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),單從黏度這一指標(biāo)來(lái)看,SMP和WPC-80強(qiáng)化攪拌型酸奶對(duì)其貯藏特性均有積極影響。3儀器流變學(xué)分析3.1SMP和WPC-80強(qiáng)化蛋白質(zhì)都可以明顯提高攪拌型酸奶的感官品質(zhì)、黏度和持水性,感官評(píng)定中組織狀態(tài)變化明顯、風(fēng)味稍有變化、色澤保持不變。3.2同種蛋白源、不同蛋白質(zhì)水平,攪拌型酸奶的感官評(píng)定結(jié)果不同。SMP強(qiáng)化蛋白質(zhì)水平至2.7%時(shí)感官品質(zhì)最好,添加量繼續(xù)增加感官品質(zhì)下降,WPC-80則隨著蛋白質(zhì)