徐睿庸，陳陽燕，吳麗嬌

（杭州匯捷食品化工有限公司，杭州 310011）

乳清發(fā)酵液的研究及應(yīng)用

徐睿庸，陳陽燕，吳麗嬌

（杭州匯捷食品化工有限公司，杭州 310011）

以乳清為原料經(jīng)特殊菌種長(zhǎng)時(shí)發(fā)酵后，對(duì)其發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行生物酶解。較佳酶解條件為：蛋白酶添加量18 000 U/g，水解溫度45℃，水解pH4.5，蛋白底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，此條件下發(fā)酵液的風(fēng)味最好。應(yīng)用在pro1.0%Calpis飲料中能顯著增強(qiáng)發(fā)酵感。

乳清；發(fā)酵；酶解；Calpis飲料

0 引 言

乳清是乳中酪蛋白凝結(jié)濾去后剩余的呈綠色的、半透明的液體成分，是工業(yè)生產(chǎn)干酪、干酪素的副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1 kg干酪可得9 kg乳清，1 kg干酪素可得27 kg乳清[1]。乳清中含有豐富的蛋白質(zhì)及少量脂肪、乳糖、維生素和礦物質(zhì)等，是具有高價(jià)值及廣泛應(yīng)用的食品原料[2]。目前乳清主要被加工成乳清粉或乳清蛋白濃縮粉等，但仍有40%左右的乳清尚未利用?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的很多專家學(xué)者都在研究怎樣合理的利用乳清來制作飲料，發(fā)酵酒等[3]。本研究利用乳清經(jīng)特殊菌種發(fā)酵，酶解，過濾等工藝來制作發(fā)酵液。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料與儀器

乳清粉（戴維林提供），蛋白酶（日本天野提供）。

均質(zhì)機(jī)，UV-754紫外分光光度計(jì)，電熱恒溫培養(yǎng)箱，DELTA 320 pH計(jì) （梅特勒-托利多儀器有限公司），臺(tái)式離心機(jī)，潔凈工作臺(tái)。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

濃縮乳清粉→60℃溶解→均質(zhì)→熱處理（95℃；30 min）→冷卻→接種→發(fā)酵→熱處理（88℃；15 min）→勻漿→酶解→滅酶→冷卻→4 000 r/min離心20 min→上清液（酶解液）→濃縮→過濾→發(fā)酵液。

1.2.2 水解度（DH）測(cè)定[4]

（1）總氮的測(cè)定采用凱氏定氮法。

（2）氨基態(tài)氮的測(cè)定采用茚三酮法。

（3）水解度的計(jì)算：水解度（%）=氨基氮/總氮×100。

1.2.3 酶活力的測(cè)定[5]

酶活力單位定義：在37℃下每分鐘水解干酪素產(chǎn)生1 μg酪氨酸為一個(gè)酶活力單位（U）。酶液1 mL分別置于0，1，2號(hào)試管中（0號(hào)管加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%三氯乙酸3 mL），于37℃水浴中預(yù)熱3 min，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%的干酪素2 mL，在3 7℃水浴中準(zhǔn)確保溫15 min，取出后在1和2號(hào)管中立即加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%三氯乙酸3 mL，過濾除去沉淀，取上清1 mL，加0.55 mo1/L碳酸鈉5 mL，福林試劑1 mL，于30℃水浴中顯色15 min，以0號(hào)管為空白，在680 nm波長(zhǎng)處測(cè)得吸光值A(chǔ)680。

1.2.4 蛋白酶最適條件的選擇

測(cè)試蛋白酶在不同水解溫度、水解pH值、酶添加量、底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的活力水平。

1.2.5 工藝優(yōu)化及感官評(píng)價(jià)

以水解度（DH）為指標(biāo)，設(shè)計(jì)正交水平表，考察水解溫度、水解pH值、酶添加量、底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)酶解發(fā)酵乳清的影響。同時(shí)發(fā)酵液從滋氣味、色澤等方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。感官評(píng)定小組由10人組成，總分5分，風(fēng)味越好則分值越高。1.2.6發(fā)酵液在pro1.0%Calpis飲料中的應(yīng)用

在pro1.0%Calpis飲料中分別添加發(fā)酵液0，0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，對(duì)風(fēng)味進(jìn)行評(píng)定及描述。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白酶最適條件的確定

圖1為不同pH值下蛋白水解液的吸光值；圖2為不同溫度蛋白水解液的吸光值；圖3為不同酶添加量蛋白水解液的吸光值；圖4為不同底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)蛋白水解液的吸光值。

由圖1可以看出，蛋白酶在pH值為3～5時(shí)水解程度較好，適合發(fā)酵乳清的pH值范圍。酶是特殊蛋白質(zhì)，極易受環(huán)境pH影響，pH過高或過低均不利于酶促反應(yīng)，因此有其最適的pH值范圍。由圖2可以看出，蛋白酶隨溫度升高活力增強(qiáng)，隨后活力減弱，說明低溫不利于酶活力的釋放，高溫會(huì)導(dǎo)致蛋白酶的失活。溫度在50℃時(shí)，酶的活性最大，酶解效果最好。由圖3可以看出，隨酶添加量的增加，蛋白水解程度提高，而達(dá)到一定量時(shí)水解程度變化不大，這可能是在酶添加量20 000 U/g時(shí)大部分蛋白已被水解。由圖4可以看出，蛋白底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%時(shí)比較利于酶的水解。而質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3%時(shí)，蛋白水解程度反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這可能是由于隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，溶液的黏稠度增加，影響蛋白酶活力釋放，不利于蛋白水解。

2.2 工藝優(yōu)化及感官評(píng)價(jià)結(jié)果

由表1極差分析可知，蛋白水解的影響因素主次為：溫度＞底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞酶添加量＞水解pH值，最佳組合為A3B1C1D3。感官評(píng)分的影響因素主次為：酶添加量＞底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞水解pH值＞溫度，最佳組合為A1B2C1D1。由此可以看出，酶添加量的增加有利于蛋白水解，卻對(duì)風(fēng)味有較大影響，可能是酶會(huì)帶來異味，因此酶添加量不宜過高。經(jīng)驗(yàn)證，在A1B2C1D1的條件下，即蛋白酶添加量18 000 U/g，水解溫度45℃，水解pH值為4.5，蛋白質(zhì)底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，發(fā)酵液的風(fēng)味最好，蛋白水解程度較好。

表1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3 乳清發(fā)酵液的應(yīng)用

由表2可以看出，乳清發(fā)酵液在pro1.0%Calpis飲料中，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%就能體現(xiàn)發(fā)酵風(fēng)味，隨用量增加，發(fā)酵感隨之增強(qiáng)，但也出現(xiàn)了澀味。乳清發(fā)酵液在用量0.2%～0.3%時(shí)，口感差別不大。因此從成本角度考慮，乳清發(fā)酵液用量在0.2%時(shí)就能達(dá)到較好的效果。

表2 乳清發(fā)酵液在pro1.0%Calpis飲料中的應(yīng)用結(jié)果

3 結(jié) 論

乳清發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)蛋白酶水解，通過綜合考察蛋白水解度及風(fēng)味，確定最佳水解條件：蛋白酶添加量18 000 U/g，水解溫度45℃，水解pH值為4.5，蛋白底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%。此條件下具有較好的發(fā)酵風(fēng)味，用量0.2%時(shí)，在pro1.0%Calpis飲料中效果明顯。

[1]駱承庠.畜產(chǎn)品加工學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社,1980.

[2]馬儷珍，張秀紅，蔣?；ⅲ?乳清的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及乳清飲料的研究現(xiàn)狀[J].中國(guó)乳品工業(yè)，1999，27（5）：47-50

[3]徐本發(fā).酸奶和乳酸菌飲料的加工[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1994.

[4]劉斌，劉家才，王峰.酶解乳蛋白對(duì)酸奶質(zhì)地和風(fēng)味的影響[J].乳品加工，2008（1）：44-45

[5]余冰賓.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

Research and application of the whey fermentation flavor enhancer

XU Rui-yong,CHEN Yang-yan,WU Li-jiao
（VANKEM Food Chemicals Co.Ltd.,Hangzhou 310011，China）

Whey,as a material,was fermented by special cultures.Then the whey ferment was treated by the method of bioactive enzymolysis.The optimum conditions are substrate concentration about 2%,enzyme dosage about 18 000 U/g,pH 4.5 and temperature 45℃.The flavor is comfortable.And the sample could enhance the fermentation feeling applied in the pro 1.0%Calpis drinks.

whey；fermentation；enzymolysis；Calpis drinks

TS252.1

A

1001-2230（2010）11-0027-03

2010-08-16

徐睿庸（1982-），女，碩士，研究方向?yàn)槿槠饭に嚒?/p>