米 葉,劉肖慶,馮雋野,李佳啟,趙玉紅

(東北林業(yè)大學林學院,黑龍江哈爾濱 150040)

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蛋清蛋白對酸奶品質的影響及工藝優(yōu)化

米 葉,劉肖慶,馮雋野,李佳啟,趙玉紅*

(東北林業(yè)大學林學院,黑龍江哈爾濱 150040)

為提高酸奶中蛋白質含量,本文以鮮蛋清液和蛋清粉為強化蛋白制作凝固型酸奶,研究蛋清加入對酸奶成分和品質的影響。實驗結果表明:鮮蛋清液和蛋清粉的加入使酸奶蛋白質含量分別提高到4.80%和4.30%(p<0.05)。鮮蛋清液酸奶和蛋清粉酸奶的乳清析出量低于對照酸奶(p<0.05),分別為2.8%、2.9%;持水率高于對照酸奶(p<0.05),分別為73.6%、72.9%;質構特性中鮮蛋清酸奶和蛋清粉酸奶的硬度、稠度和內(nèi)聚性均高于對照酸奶(p<0.05),粘性指數(shù)與對照酸奶相比差異不顯著(p>0.05)。蛋清液酸奶的適宜工藝條件為:以鮮牛奶為100計,蛋清加入量為鮮奶的12 g/100 mL,白砂糖8.5 g/100 mL,發(fā)酵劑接種量1.5 g/100 mL,殺菌條件為80 ℃,5 min,發(fā)酵條件為42 ℃,發(fā)酵6 h。蛋清蛋白的加入不僅提高凝固型酸奶的蛋白質含量,而且改善其品質特性。

蛋清,酸奶,質構,感官,性質

酸奶是由乳酸菌或其他益生菌通過發(fā)酵牛奶得到的一種飲品[1]。國內(nèi)將濃縮蘋果汁[2]、甜玉米[3]、鮮百合[4]、葛根[1]、紫薯[5]等應用于凝固型酸奶中,開發(fā)出相應風味的新型酸奶。國外有將紅茶、綠茶、黑茶[6]添加到酸乳中,從而提高酸奶在冷藏過程中的抗氧化活性,將沙棘[7]作為一種新的益生菌來提高益生菌在酸乳中的生存能力等。目前酸奶制品主要是通過添加大豆分離蛋白[8]、乳清蛋白[9]、脫脂奶粉等來實現(xiàn)產(chǎn)品蛋白含量的提高。

蛋清中蛋白質含有人體必需的8種氨基酸,且消化率、吸收率和生物利用率高[10],與其他可用于酸奶的大豆蛋白和乳蛋白相比,蛋清蛋白不僅具有容易獲得、成本低、透明度高等特點[11],同時還具有良好的凝膠性和持水性等。目前文獻報道的蛋清蛋白在酸奶制品中的應用有任靜[12]等將蛋清肽作為促生長因子添加至酸奶發(fā)酵基質中,研究蛋清肽對酸奶發(fā)酵特性及酸奶品質的影響。陳大鵬[13]將全雞蛋稀釋液添加到酸奶中,得到雞蛋和乳酸發(fā)酵風味的一種理想的高蛋白保健品。閆金姣[14]等把雞蛋全液加入到酸奶中經(jīng)過發(fā)酵得到具有獨特保健功能的蛋乳發(fā)酵酸奶。Gogo等[15]以鮮蛋清、全脂牛奶和脫脂粉為原料制備蛋清酸奶,并對其理化性質和感官性質進行分析。關于將鮮蛋清液和蛋清粉應用于凝固型酸奶中并與未加蛋清的酸奶進行理化性質等方面的比較研究尚未見報道。

本研究以新鮮蛋清液和蛋清粉為強化蛋白,研制富含蛋清蛋白的酸奶,通過與未加蛋清蛋白的酸奶進行比對,分析蛋清酸奶的成分和性質,為提高酸奶中蛋白質含量,改善酸奶品質,開發(fā)新型酸奶制品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

全脂牛奶、鮮雞蛋、白砂糖:市售;蛋清粉:含雞蛋、抗結劑(551) 蘇州歐福蛋業(yè)有限公司;發(fā)酵劑:含德式保加利亞亞種、嗜熱鏈球菌、嗜熱乳酸菌、干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、長雙歧桿菌、嬰兒雙岐桿菌、低聚異麥芽糖 哈爾濱美華公司。

表2 酸奶的感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standard for yogurt

HZQ-X100振蕩恒溫培養(yǎng)箱 中國哈爾濱市東明醫(yī)療機械廠;KDN-04B半自動凱氏定氮法儀 浙江托普儀器有限公司;FA2104A分析天平 上海精天電子儀器有限公司;R/S Plus系列流變儀 Brookfield;SW-CJ-IFD型超凈工作臺 上海喬躍電子有限公司;SX2-8-16經(jīng)濟實惠型馬弗爐 天津瑪福爾科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.2 鮮蛋清液酸奶的工藝條件確定

1.2.2.1 單因素實驗 以感官評價得分為目標值進行單因素實驗。

殺菌溫度的確定:鮮奶400 mL,白砂糖加入量為5 g/100 mL鮮奶,發(fā)酵劑加入量為1.5 g/100 mL鮮奶和鮮蛋清液加入量為15 g/100 mL鮮奶,分別在60、70、80、90 ℃下殺菌5 min,邊加熱邊緩慢攪拌,在42 ℃下發(fā)酵6 h。

發(fā)酵時間的確定:鮮奶400 mL,白砂糖加入量為5 g/100 mL鮮奶,發(fā)酵劑加入量為1.5 g/100 mL鮮奶和蛋清蛋白加入量為15 g/100 mL鮮奶,在80 ℃下殺菌5 min,在42 ℃下分別發(fā)酵4、5、6、7 h。

視差貼圖在法線貼圖的基礎上，充分考慮了物體表面的高度問題。它利用一張存儲了片段高度值的高度圖（Height Map）來模擬表面的高度場，通過修改片段對應的紋理坐標來使圖像中的一個片段看起來比其實際的高度更高或者更低。如圖3 所示，若利用高度圖所記錄的值來對物體表面進行位移，那么當沿著觀察向量的方向去觀察物體表面時，能觀察到的應該是點B 處的場景。但實際的表面并沒有被移動，觀察射線最終會與物體表面交于A 點。這里，視差貼圖巧妙地用點B 對應片段的紋理坐標去替代點A 對應片段的紋理坐標，然后再利用該紋理坐標去紋理圖中采樣顏色值并“貼”于A上，就可以獲得一種仿佛看到了B 點的假象。

鮮蛋清液蛋白加入量的確定:鮮奶400 mL,白砂糖加入量為5 g/100 mL鮮奶,發(fā)酵劑加入量為1.5 g/100 mL鮮奶,在80 ℃下殺菌5 min,分別加入蛋清蛋白的量為0、10、15、20、25 g/100 mL鮮奶,在42 ℃下發(fā)酵6 h。

發(fā)酵溫度的確定:鮮奶400 mL,白砂糖加入量為5 g/100 mL鮮奶,發(fā)酵劑加入量為1.5 g/100 mL鮮奶和蛋清蛋白加入量為15 g/100 mL鮮奶,在80 ℃下殺菌5 min,在36、38、40、42、44 ℃下發(fā)酵6 h。

接種量的確定:鮮奶400 mL,白砂糖加入量為5 g/100 mL鮮奶,蛋清蛋白加入量為15 g/100 mL鮮奶,在80 ℃下殺菌,分別加入發(fā)酵劑的量為0.5、1.0、1.5、2.0 g/100 mL鮮奶,在42 ℃下發(fā)酵6 h。

糖添加量的確定:鮮奶400 mL,發(fā)酵劑加入量為1.5 g/100 mL鮮奶和蛋清蛋白加入量為15 g/100 mL鮮奶,在80 ℃下殺菌,分別加入糖量為4、5、6、7、8、9 g/100 mL鮮奶,在42 ℃下發(fā)酵6 h。

1.2.2.2 正交實驗 采用L9(34)正交設計。

表1 蛋清蛋白酸奶的L9(34)正交設計表Table 1 Factors and levels of orthogonal test for egg white protein yogurt

1.2.3 蛋清粉酸奶的工藝條件確定 鮮奶400 mL,白砂糖加入量為鮮奶的5 g/100 mL,發(fā)酵劑加入量為1.5 g/100 mL鮮奶,先將蛋清粉以1∶8(w∶v)稀釋后,分別按0、5、10、15、20、25 g/100 mL鮮奶加入,在42 ℃下發(fā)酵6 h進行單因素實驗。其他工藝條件的單因素研究同鮮蛋清液酸奶。

1.2.4 對照酸奶(未加蛋清酸奶)的制作工藝 除不添加蛋清外,其他工藝條件的單因素研究同鮮蛋清液酸奶。

1.2.5 感官評價 根據(jù)產(chǎn)品的口感、組織狀態(tài)、風味、色澤進行酸奶感官評價。邀請15名有酸奶品評經(jīng)驗的人員進行評價,根據(jù)表2的評分標準進行打分,滿分為100分,感官評分為15人打分的平均值[16]。

1.2.6 酸奶化學成分分析 脂肪含量的測定:根據(jù)GB/T5413.3-2010,采用索氏提取法進行測定。

蛋白質含量的測定:根據(jù)GB 5009.5-2010,采用凱氏定氮法進行測定?？偣绦挝锖康臏y定:根據(jù)GB19302-2003,采用干燥至恒重法進行測定?；曳趾康臏y定:根據(jù)GB 5009.4-2010,采用高溫灼燒法測定灰分含量。

1.2.7 酸奶性質分析 滴定酸度測定:取酸奶樣品25 mL于錐形瓶中,用2.5 mL蒸餾水稀釋,加入質量分數(shù)為0.5%的酚酞指示劑0.5 mL,用濃度0.25 mol/L的NaOH標準溶液滴定到粉紅色為終點,將所消耗的NaOH毫升數(shù)乘以4,即為酸奶酸度,消耗1 mL為1 °T[17]。乳清析出量測定:將酸奶在4 ℃下放置15 min,然后測定酸奶總高度(H)和乳清析出層的高度(h),計算公式為:乳清析出(%)=(h/H)×100[18]。持水力的測定:取酸奶樣品5 g裝入離心管,10 ℃下離心,轉速4500 r/min,離心30 min,傾去上清液,離心管倒置10 min后立即稱重,離心沉淀物與樣品重量的比值即為持水力(WHC)[19]。質構的測定:采用R/S Plus系列流變儀測定,測定的條件:測試速度1.00 mm/sec,測定距離30.00 mm,采用壓縮實驗,主要測定指標硬度、稠度、內(nèi)聚性、粘性指數(shù)。

1.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 采用origin軟件繪制圖表、采用SPSS 20.0軟件進行差異顯著性分析,p<0.05為差異顯著性標準。

2 結果與分析

2.1 蛋清酸奶工藝條件的確定

2.1.1 殺菌溫度的確定 殺菌溫度的確定如圖1所示,殺菌溫度為80 ℃下殺菌5 min時,酸奶的感官評分最高,其口感佳,質地良好,凝固性較好;而殺菌溫度較低時,口感較差,酸奶凝固性不好;殺菌溫度高于80 ℃,其組織狀態(tài)和風味均較差且乳清析出較多。Gogo[15]采用74 ℃,4 sec殺菌條件對加入15%,30%,45%蛋清的酸奶進行沙門氏菌檢測,證明沙門氏菌未檢出。因此從感官評價和沙門氏菌安全性考慮選取殺菌溫度為80 ℃殺菌5 min較為適宜。

圖1 殺菌溫度對蛋清酸奶感官的影響Fig.1 Effect of sterilization temperature on sensory

2.1.2 發(fā)酵時間的確定 發(fā)酵時間的確定如圖2所示,發(fā)酵時間為6 h時,對照酸奶和鮮蛋清液酸奶的感官評分均高于其他條件下酸奶的感官評分(p<0.05),且蛋清粉酸奶與鮮蛋清液酸奶無顯著差異(p>0.05)。鮮蛋清液酸奶口感細膩,凝固性好?？s短發(fā)酵時間,酸奶的凝固狀態(tài)不佳及酸奶的酸度過低。而發(fā)酵時間太長,產(chǎn)酸量上升,酸性過高導致體系膠體結構受到部分破壞,水分溶出[20],酸奶會出現(xiàn)乳清析出的現(xiàn)象,酸奶口感過硬,感官評分明顯下降。因此選取發(fā)酵時間為6 h。

圖2 發(fā)酵時間對酸奶感官的影響Fig.2 Effect of fermentation time on sensory

2.1.3 蛋清蛋白加入量的確定 蛋清加入量的確定如圖3所示,蛋清加入量為15 g/100 mL時,鮮蛋清液酸奶的感官評分與對照酸奶接近(p>0.05),高于蛋清粉酸奶感官評分(p<0.05)。此時蛋清液和蛋清粉酸奶差異不顯著(p>0.05)。蛋清液酸奶的口感更佳,質地良好,凝固性較好。隨著蛋清添加量的增大,蛋清液本身具有的凝固型使酸奶凝膠抗形變能力先增強后減少,可能是因為構成發(fā)酵乳凝膠體纖維網(wǎng)狀立體結構的支架是由酪蛋白顆粒形成的,這些酪蛋白顆粒形成非常規(guī)則的鏈狀形狀,這種結構能夠賦予酸奶較高的硬度、黏度[16],蛋清添加量的過少,單位質量的乳中總固形物含量降低,進而酪蛋白過少,酸奶質地較差,凝固性不佳,口感不佳[4]。加入量過多,其組織狀態(tài)和風味均較差,酸奶質地過硬,且乳清析出過多。因此選取蛋清加入量為15 g/100 mL較為適宜。

圖3 蛋清加入量對酸奶感官的影響Fig.3 Effect of egg white protein addition on sensory

2.1.4 發(fā)酵溫度的確定 發(fā)酵溫度的確定如圖4所示,發(fā)酵溫度為42 ℃時,三組酸奶的感官評分均高于其他發(fā)酵溫度下酸奶的感官評分(p<0.05),同時發(fā)酵溫度為42 ℃時蛋清酸奶和蛋清粉酸奶差異顯著(p<0.05)酸奶口感佳,質地良好,凝固性較好。發(fā)酵溫度過低,由于發(fā)酵溫度對于蛋清除腥的影響很大[14],會引起風味口感不佳、組織狀態(tài)不佳及酸奶質地均較差。發(fā)酵溫度過高,由于持水率的高低可反映凝固型酸奶凝乳效果,持水率低,會導致凝乳效果差,有乳清析出嚴重,降低凝固型酸奶的品質[21]。因此發(fā)酵溫度選取42 ℃較為適宜。

2.1.5 接種量的確定 由圖5可知,接種量為1.5 g/100 mL和2.0 g/100 mL時,三組酸奶的感官評分均高于其他接種量酸奶的感官評分(p<0.05),接種量加入1.5 g/100 mL時蛋清酸奶和蛋清粉酸奶差異顯著(p<0.05)。接種量不足時,發(fā)酵產(chǎn)酸和凝乳的速度慢[14],會出現(xiàn)酸奶的凝固狀態(tài)不佳和酸奶的酸度不夠。接種量過多會浪費菌種,還會帶入雜物,污染產(chǎn)品[22],從生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質量考慮,確定發(fā)酵劑接種量為1.5 g/100 mL。

圖5 接種量對酸奶感官的影響Fig.5 Effect of starter culture on sensory

圖6 糖加入量對酸奶感官的影響Fig.6 Effect of sugar on sensory

2.1.6 糖添加量的確定 糖加入量的確定如圖6所示,當糖加入量為8 g/100 mL時,酸奶的感官評分最高,同時糖加入8 g/100 mL時蛋清酸奶、蛋清粉酸奶和對照酸奶差異不顯著(p>0.05)。鮮蛋清液酸奶口感佳,酸甜合適,質地良好,凝固性較好,提高干物質含量可增加酸奶粘度[23]。而糖加入量較低時,發(fā)酵菌種的碳源不充足,使酸奶的口感不佳,酸奶質地較差,凝固性不好。而糖加入量過高,酸奶的酸甜不適,口感過甜,可能是因為糖的反滲透作用影響了酸奶的發(fā)酵速度,從而影響產(chǎn)酸量[20]。因此糖加入量選取為8 g/100 mL較為適宜。

由表3對不同水平之間單因素的F值分析,發(fā)酵溫度和殺菌溫度對酸奶的品質無顯著性影響(p>0.05),而發(fā)酵時間、糖加入量、接種量及蛋清加入量對酸奶的品質有顯著性的影響,故選擇發(fā)酵時間、糖加入量、接種量及蛋清加入量四個因素,設計正交實驗。

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

2.2 鮮蛋清液蛋白酸奶最佳配方的確定

從上面研究可以看出,鮮蛋清液和蛋清粉的加入對酸奶的成分和品質影響相近,考慮到鮮蛋清液原料更容易獲得且成本較低,采用正交實驗確定鮮蛋清液酸奶制備的適宜工藝條件,以發(fā)酵時間、發(fā)酵劑用量、蛋清蛋白添加量、糖加入量四個因素為主要因素,每個因素選取三個水平,設計L9(34)正交實驗,對成品進行感官品質評定,確定蛋清液蛋白酸奶的最佳配方,結果見表4。

由表4中的極差分析可知,實驗因素中對富含蛋清蛋白酸奶感官指標的影響大小為A>B>D>C,即蛋清加入量>發(fā)酵時間>蔗糖添加量>發(fā)酵劑添加量,因素C、D水平的改變對感官評分影響較小。以凝固型酸奶的感官評分為指標,蛋清蛋白酸奶的最適配方為A1B2C2D3,即蛋清加入量為12 g/100 mL,發(fā)酵時間為6 h,接種量為1.5 g/100 mL,糖加入量為8.5 g/100 mL。

表4 正交實驗結果Table 4 Results of L9(34)orthogonal test

表5 酸奶物理特性分析Table 5 Physical properties analysis of yogurt

注:每列字母相同為差異不顯著(p>0.05),字母不同為差異顯著(p<0.05)。表6、表7同。

表6 酸奶化學成分分析Table 6 Chemical properties analysis of yogurt

2.3 驗證實驗

通過在工藝條件為蛋清加入量為12 g/100 mL,白砂糖8.5 g/100 mL,發(fā)酵劑接種量1.5 g/100 mL,發(fā)酵時間6 h做驗證實驗,對蛋清酸奶做感官評價,感官評分為88.17分。

2.4 蛋清酸奶物理化學特性分析

從蛋清加入對酸奶物理特性的分析(表5)可以看出,無論是加入蛋清粉還是鮮蛋清液,都使酸奶持水力提高(p<0.05),乳清析出量降低(p<0.05),而對滴定酸度和pH沒有明顯改變(p>0.05),說明蛋清粉和鮮蛋清液的加入提高了酸奶凝膠體系對水分的保持能力,而沒有影響到最終產(chǎn)品的產(chǎn)酸。從表6酸奶的化學成分分析可以看出,蛋清粉和鮮蛋清液的加入提高了蛋清酸奶的蛋白質含量和總固形物含量(p<0.05),而對其中脂肪和灰分等成分含量影響差異不顯著(p>0.05)。Amatayakul等通過改變酪蛋白和乳清蛋白在酸奶中的比例證明,總固形物含量的提高使酸奶密度增加,減小了酸奶凝膠體系中蛋白質基質的孔徑,因此使乳清析出減少和持水力提高[24]。表7對酸奶質構特性分析結果表明,蛋清粉和鮮蛋清液的加入對蛋清酸奶的硬度、稠度和內(nèi)聚性有顯著提高(p<0.05),一方面可能是由于蛋清的加入使總蛋白含量提高,另一方面蛋清具有良好的凝膠性和持水性,改善了酸奶的品質特性。蔡蕊等[25]以脫脂奶粉和乳清濃縮蛋白為蛋白源研究蛋白質強化對攪拌型酸奶品質特性的影響,也證明酸奶的黏度和持水性都隨蛋白質水平的上升而顯著提高,強化原料乳的蛋白質均可提高酸奶的感官品質、黏度和持水性。

表7 酸奶質構特性分析Table 7 Texture analysis of yogurt

3 結論

鮮蛋清液和蛋清粉的加入不僅提高了酸奶蛋白質含量,而且改善了酸奶的理化性質和質構特性。從蛋清酸奶品質和加工成本考慮,選擇鮮蛋清液制作蛋清酸奶更適宜,其適宜工藝條件為以鮮牛奶為100計,蛋清加入量為12 g/100 mL,白砂糖8.5 g/100 mL,發(fā)酵劑接種量1.5 g/100 mL,殺菌條件為80 ℃,5 min,發(fā)酵條件為42 ℃,發(fā)酵6 h。

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Effect of egg white enrichment on qualities of yogurt and optimization of processing

MI Ye,LIU Xiao-qing,FENG Jun-ye,LI Jia-qi,ZHAO Yu-hong*

(Forestry School,Northeast Forestry University,Harbin 150040,China)

Thisexperimentwasdesignedtofindtheeffectofeggwhiteonyogurtwhichwasenrichedwithfresheggwhiteandpoweredeggwhite,thequalitieswereinvestigated.Theresultsshowedthatproteincontentswereincreasedto4.80%and4.30%(p<0.05)forfreshandpowderrespectively.Wheyseparationwas2.8%and2.9%fortwoproducts,lessthancontrolsample(p<0.05).Enrichedyogurtsshowedhigherretentionofwater(p<0.05),73.6%and72.9%.Fortextureproperties,firmness,consistencyandcohesivenesswerehigherthancontrolsample(p<0.05).Indexofviscositydidnotshowsignificantdifference.Optimalspecificationwas12%(v/v)fresheggwhite,8.5%(w/v)sugar,1.5%(w/v)starterculture,pasteurizedat80 ℃,5min,andincubationat42 ℃for6h.Theconclusionwasthatfreshorpoweredeggwhitewassuitableforyogurtenrichmentwithimprovedqualityinproteincontentandtexture.

eggwhite;yoghurt;texture;sensory;quality

2016-05-10

米葉(1993-)，女，本科，研究方向：功能性食品開發(fā)，E-mail：2439119431@qq.com。

*通訊作者:趙玉紅(1968-)，博士，副教授，研究方向：功能性食品開發(fā)，E-mail：zhao@nefu.edu.cn。

黑龍江省大學生創(chuàng)新訓練計劃項目;教育部東北林業(yè)大學大學生創(chuàng)新訓練計劃項目(201510225126)。

TS252.54

B

1002-0306(2016)21-0228-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.21.035