安 定,張秋俊,倪 輝,2,3,4,姜澤東,2,3,4,肖安風(fēng),2,3,4,*

(1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,福建廈門 361021;2.福建省食品微生物與酶工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361021;3.福建省海洋功能食品工程技術(shù)研究中心,福建廈門 361021;4.廈門市海洋功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361021)

瓊脂因具有凝膠穩(wěn)定性、增稠性、凝固溫度和融化溫度滯后性、凝膠強(qiáng)度高等特點(diǎn),在食品中的應(yīng)用極為廣泛,但瓊脂作為單一膠體添加到食品中又有一定的局限性,如口感單一,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差,乳清易析出等,將瓊脂與其他穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配充分發(fā)揮不同穩(wěn)定劑的優(yōu)勢(shì)特性,可以改善食品的結(jié)構(gòu),提高食品的品質(zhì)。

酸奶是以牛奶或奶粉作為基料,并添加白砂糖以及穩(wěn)定劑等,通過人工添加乳酸菌的方法，經(jīng)過發(fā)酵后獲得的酸甜可口的產(chǎn)品。酸奶是一種兼具營(yíng)養(yǎng)與保健的飲料,在我國(guó)乳制品中所占的比例越來越大。但是,發(fā)酵酸奶經(jīng)常出現(xiàn)表面不光潔、乳清析出、粘度不穩(wěn)定、貨架期短等問題,故酸奶加工過程中，往往添加特定的穩(wěn)定劑或增稠劑，以改善酸奶的品質(zhì),提高酸奶的粘稠度并改善其質(zhì)地狀態(tài)與口感,防止成品乳清析出。楊洋[1]等研究瓊脂、果膠與羥丙基二淀粉磷酸酯三種穩(wěn)定劑復(fù)配,根據(jù)凝固型酸奶穩(wěn)定性優(yōu)化了瓊脂、果膠和羥丙基二淀粉磷酸酯的配比為0.07%∶0.10%∶0.12%。呂心泉[2]等以懸浮飲料透明性為指標(biāo)，研究瓊脂、羧甲基纖維素鈉與乳化鹽的復(fù)配比例,優(yōu)化得到瓊脂∶CMC∶乳化鹽為15∶5∶4。雖然相關(guān)研究已經(jīng)開發(fā)了一些瓊脂復(fù)配產(chǎn)品,但總體來看,瓊脂在奶制品、冰淇淋中的復(fù)配應(yīng)用研究比較少,限制了瓊脂在乳制品中的應(yīng)用。

持水性是反映酸奶穩(wěn)定性、貨架期、組織流變性和質(zhì)地結(jié)構(gòu)特性的綜合指標(biāo),提高持水性是改善產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵[3]。本文以持水性為主要指標(biāo)，對(duì)瓊脂進(jìn)行復(fù)配研究,測(cè)定了瓊脂產(chǎn)品在酸奶中的粘度與持水性,并以持水性為指標(biāo)，對(duì)該瓊脂樣品與變性淀粉和果膠進(jìn)行復(fù)配,通過均勻混料實(shí)驗(yàn),優(yōu)化酸奶復(fù)配穩(wěn)定劑的配方。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1、6、8號(hào)瓊脂 福建綠麒膠體食品有限公司;食品級(jí)明膠、羥丙基乙?；男缘矸?、低酯果膠 廈門唯康食品有限公司;長(zhǎng)富純酸奶(菌種:嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌) 福建長(zhǎng)富乳品有限公司。

YP50001電子天平 余姚市金諾天平儀器有限公司;FA25FLUKO高速攪拌機(jī) 上海弗盧克流體機(jī)械制造有限公司;C20-SDHJ07X電磁爐 浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司;SRH均質(zhì)機(jī) 上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司;HH-W600數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市科技儀器有限公司;NDJ-1粘度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司;TDZ5-WC離心機(jī) 湖南滬廉離心機(jī)有限公司;PHS-3C數(shù)顯酸度計(jì) 中國(guó)(杭州)雷磁儀器分析廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 酸奶制備工藝 全脂奶粉(12%全脂奶粉于50～55 ℃熱水中攪拌45 min,得到復(fù)原乳(6%蔗糖與一定量的穩(wěn)定劑混合均勻,與復(fù)原乳混合(72～75 ℃預(yù)熱,20～22 MPa均質(zhì)，水浴加熱至90 ℃,保溫10 min，冷卻至43 ℃,接入2%長(zhǎng)富純酸奶，43 ℃水浴鍋中6.5 h后，4～6 ℃冰箱放置24 h。

1.2.2 添加瓊脂對(duì)酸奶品質(zhì)的影響 0.1%瓊脂(1、6、8號(hào))、0.1%明膠和0.2%明膠分別作為穩(wěn)定劑，添加在復(fù)原乳中,調(diào)配均質(zhì)后接種發(fā)酵6.5h,并于冰箱中冷卻后熟24 h,在發(fā)酵過程中每隔0.5 h取樣一次,測(cè)定發(fā)酵乳的pH直至發(fā)酵結(jié)束,測(cè)定后熟之后酸奶的粘度、持水性。

1.2.3 優(yōu)化瓊脂、改性淀粉與果膠復(fù)配酸奶穩(wěn)定劑的配方及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 參照均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)[3-4]均勻配方設(shè)計(jì)一節(jié)中U9(92)均勻設(shè)計(jì)表，轉(zhuǎn)換成帶有邊界點(diǎn)的均勻混料設(shè)計(jì),并按照發(fā)酵500 g酸奶三種穩(wěn)定劑的添加量(三種穩(wěn)定劑的添加總量為0.1%)如表1所示。以持水性和粘度為考察指標(biāo)，并以持水性為指標(biāo)求得回歸方程,求解方程最大值的最佳復(fù)配比,在此條件下進(jìn)行6次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

表1 酸奶穩(wěn)定劑混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表

1.2.4 酸奶穩(wěn)定性指標(biāo)的測(cè)定

1.2.4.1 粘度的測(cè)定 4～6 ℃冷藏24 h的酸奶使用玻璃棒攪拌20次,放置20 h,10 ℃條件下用NDJ-1粘度計(jì)4號(hào)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速60 r/min,記錄10 s時(shí)的數(shù)值即為樣品的粘度[5]。

1.2.4.2 持水性的測(cè)定 在10 ℃以下,將10 g酸奶放入離心管中,3000 r/min 離心20 min,去除上部清液后稱重[6],根據(jù)離心前后離心管重量差用下式計(jì)算樣品持水性,取測(cè)定結(jié)果的三次平行值即為樣品的持水性。

1.2.4.3 pH的測(cè)定 酸度計(jì)法:先用兩點(diǎn)校正法校正酸度計(jì),然后將探頭放入待測(cè)溶液中測(cè)定pH。

1.2.4.4 滴定酸度的測(cè)定 吸取10 mL酸奶于裝有20 mL蒸餾水的錐形瓶中,加入0.5 mL酚酞搖勻,用標(biāo)定的0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行滴定,換算為滴定酸度(°T)。其中,°T是指樣品中和100 g(mL)樣品所需0.1 mol/L的NaOH的毫升數(shù)[7]。

1.2.4.5 感官評(píng)價(jià) 按照《中國(guó)乳制品工業(yè)行業(yè)規(guī)范—酸牛乳感官質(zhì)量評(píng)鑒細(xì)則》[8],選擇有乳制品專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ),經(jīng)過感官分析培訓(xùn),能夠運(yùn)用自己的視覺、觸覺、味覺和嗅覺等器官,對(duì)乳制品的色、香、味和質(zhì)地等諸多感官特性做出正確評(píng)價(jià)的10人,組成鑒評(píng)小組,對(duì)制作出的酸奶進(jìn)行感官(包括色澤、滋味氣味、組織狀態(tài))評(píng)價(jià)[9],評(píng)價(jià)表如下表2。

表2 酸奶感官評(píng)價(jià)表

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為3次平行實(shí)驗(yàn)的平均值,用Excel軟件處理平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差,SPSS軟件進(jìn)行顯著性分析,采用Minitab軟件進(jìn)行回歸分析和混料模型分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加瓊脂對(duì)酸奶發(fā)酵過程中pH的影響

圖1顯示,各實(shí)驗(yàn)組pH隨發(fā)酵時(shí)間變化的曲線基本相同,即在發(fā)酵開始0～1 h內(nèi)產(chǎn)酸較慢,1～4 h產(chǎn)酸加快,發(fā)酵結(jié)束時(shí)酸奶pH在4.2～4.5之間。0.1%明膠和0.2%明膠的pH變化曲線基本一致,無論是添加瓊脂還是明膠,發(fā)酵過程中pH與空白組pH變化趨勢(shì)相似,均呈倒“S”狀。這說明添加瓊脂或明膠對(duì)酸奶發(fā)酵過程中pH影響較小,該結(jié)果與相關(guān)研究相同[10]。

圖1 穩(wěn)定劑的種類對(duì)酸奶pH的影響

2.2 添加瓊脂對(duì)酸奶持水性和粘度的影響

圖2顯示,添加瓊脂能提高酸奶的持水性,而明膠只有在濃度超過0.2%的條件下才能提高酸奶的持水性。同等條件下,添加0.1% 1號(hào)瓊脂的酸奶粘度比添加0.1% 6號(hào)和0.1% 8號(hào)瓊脂的酸奶高。相關(guān)研究表明,明膠的粘度在等電點(diǎn)處最低,由于酸奶的pH在明膠等電點(diǎn)附近,因此添加明膠的酸奶粘度和持水性比添加同濃度瓊脂的低[11]。綜合比較酸奶的持水性和粘度,添加0.1% 1號(hào)瓊脂性能最好。

圖2 不同穩(wěn)定劑對(duì)酸奶粘度和持水性的影響

2.3 均勻混料實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

將瓊脂和改性淀粉及果膠進(jìn)行復(fù)配,以持水性和粘度為考察指標(biāo),采用均勻混料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化各成分的比例,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表3)可知,1號(hào)實(shí)驗(yàn)組持水性最高,達(dá)到53.2%;5號(hào)實(shí)驗(yàn)組粘度最高為2800 MPa·s;9號(hào)實(shí)驗(yàn)組綜合口感最好,綜合評(píng)分95,各實(shí)驗(yàn)組酸度均高于70 °T,符合發(fā)酵乳食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

表3 混料實(shí)驗(yàn)優(yōu)化酸奶穩(wěn)定劑的結(jié)果

圖3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)點(diǎn)的粘度、持水性變化趨勢(shì)圖

圖4 酸奶粘度混合曲面圖

圖5 酸奶持水性混合曲面圖

圖6 混料設(shè)計(jì)布圖

表4 酸奶穩(wěn)定劑優(yōu)化控制點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

式(2)

由式(2)即得到:S≈0.2366,0

表5 優(yōu)化配方持水性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

利用瓊脂與輔助穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配,開發(fā)酸奶穩(wěn)定劑,優(yōu)化酸奶穩(wěn)定劑配方。研究發(fā)現(xiàn),與空白實(shí)驗(yàn)相比,添加瓊脂或明膠對(duì)酸奶發(fā)酵過程中產(chǎn)酸的影響較小,在穩(wěn)定劑添加量為0.1%時(shí),添加1號(hào)瓊脂增加酸奶持水性及粘度的效果最好。以酸奶持水性為指標(biāo),通過均勻混料實(shí)驗(yàn)對(duì)瓊脂、改性淀粉和果膠進(jìn)行復(fù)配優(yōu)化,獲得復(fù)配穩(wěn)定劑的配方為瓊脂:改性淀粉為78∶22。該配方下酸奶持水性最高為53.6%,粘度2920 MPa·s,酸度87.9 °T,感官評(píng)分90。此配比發(fā)酵的酸奶無乳清析出,持水性較高,口感爽滑,組織細(xì)膩，具有良好的質(zhì)地和口感。