王占東 王新 鄭華杰 鄭陽(yáng) 邵景海
乳蛋白質(zhì)是日常膳食中蛋白質(zhì)的優(yōu)質(zhì)來(lái)源,酪蛋白和乳清蛋白是乳蛋白質(zhì)中的最重要成分,并作為食品配料在酸奶、乳飲料、嬰幼兒食品和保健食品等生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。在酸奶中添加適量的穩(wěn)定劑可以使產(chǎn)品細(xì)膩、口感爽滑、保質(zhì)期內(nèi)狀態(tài)穩(wěn)定,但同時(shí)存在一些穩(wěn)定劑價(jià)格昂貴、消費(fèi)者對(duì)于添加劑比較敏感等問(wèn)題。酪蛋白、乳清蛋白風(fēng)味柔和,加工性質(zhì)穩(wěn)定,既可以作為蛋白質(zhì)和鈣的來(lái)源,又可以提供非脂乳固體,并且由于它們不同的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì),還能在一定程度上影響產(chǎn)品的風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等方面。
一、酪蛋白及其衍生物的強(qiáng)化對(duì)酸奶品質(zhì)的影響
酪蛋白不是單一的蛋白質(zhì),而是由α-、β-、κ-、γ-酪蛋白組成,不同乳源酪蛋白的組分不完全相同,對(duì)凝固型酸奶的影響程度也不同,α-酪蛋白對(duì)凝固型酸奶的影響最為顯著。劉夢(mèng)云對(duì)奶牛乳、牦牛乳和水牛乳中酪蛋白的單體成分進(jìn)行了測(cè)定,其中α-酪蛋白濃度最高的是奶牛乳,最低的是水牛乳;β-酪蛋白在水牛乳和牦牛乳中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)明顯差異,并且均高于奶牛。
酪蛋白酸鈉是酪蛋白和鈉的加成物,溶于水中呈中性,遇酸則形成酪蛋白沉淀。作為一種添加劑,酪蛋白酸鈉可按正常生產(chǎn)需要添加使用,用于酸奶中可起到增加黏度、提高硬度、減少乳清析出的作用。Peng等研究在無(wú)脂肪凝固型酸奶中分別添加酪蛋白和酪蛋白酸鈉時(shí)發(fā)現(xiàn),加入酪蛋白的酸奶其緩沖能力在發(fā)酵pH為5.0時(shí)極大提高,儲(chǔ)能模量和屈服應(yīng)力值降低,滲透性升高。不過(guò),酪蛋白的含量在酸奶制作中的添加量應(yīng)維持在1%-2%,如果含量較高,則會(huì)引起不可控制的增稠現(xiàn)象。
趙謀明等研究了酪蛋白水解物對(duì)酸奶的影響,將蛋白質(zhì)含量為7.6%的酪蛋白水解物以2%含量添加到奶液中混合發(fā)酵,對(duì)酸奶整體質(zhì)構(gòu)有所改善。酪蛋白水解物能明顯促進(jìn)酸奶發(fā)酵,促發(fā)酵程度與水解物水解程度有關(guān),同時(shí)添加酪蛋白水解物改變了酸奶發(fā)酵過(guò)程中的?pH?下降速度,在發(fā)酵中期時(shí)和空白對(duì)照樣相比,二者的pH下降速度存在最大差距。張曉蕾等研究發(fā)現(xiàn)酸奶中添加酪蛋白水解物普遍促進(jìn)了嗜酸乳桿菌的生長(zhǎng),選擇優(yōu)化的酪蛋白水解產(chǎn)物對(duì)其維持生存能力均產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。
趙璞等人通過(guò)對(duì)酪蛋白超聲破碎的方法進(jìn)行改性,探究了其功能特性以及物理性質(zhì)的變化并分析其原因,超聲處理可以提高酪蛋白的乳化性、穩(wěn)定性,空穴效應(yīng)可以使酪蛋白膠束解離,增加溶解性。同時(shí),將超聲處理的酪蛋白應(yīng)用于以脫脂乳粉為基料的凝固型酸奶中,凝膠性能有顯著提高。
二、乳清蛋白及其改性對(duì)酸奶品質(zhì)的影響
原料乳中去除在pH?4.6等電點(diǎn)處沉淀的酪蛋白之后,留下的統(tǒng)稱(chēng)為乳清蛋白,其粒子水合能力強(qiáng),分散程度高。廖文艷等人通過(guò)使用乳清蛋白含量51%±2%的濃縮乳清蛋白,可以使無(wú)添加劑的酸奶在保質(zhì)期內(nèi)品質(zhì)穩(wěn)定,最適宜添加量為3%-4%。乳清蛋白的添加使固形物含量增加,使發(fā)酵乳形成了一個(gè)較強(qiáng)的緩沖體系,從而使得粘度增加,酸奶的酸度也隨著乳清蛋白的增加而增加。此外,乳清蛋白的添加對(duì)脫水收縮作用以及持水力有利,這與酸奶的質(zhì)地和微觀(guān)結(jié)構(gòu)的空隙大小以及分布有關(guān)系。
將乳清蛋白進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砗缶哂幸欢ǖ恼扯龋梢宰鳛橐环N食品添加劑添加到食物中形成凝膠。金星等人通過(guò)對(duì)乳清蛋白的粗提取后進(jìn)行加熱處理,以添加量為0.3%進(jìn)行熱處理72℃、15min,變性乳清蛋白制得的凝固型酸乳各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)參數(shù)較好,G和G均高于未添加組。蔣姍姍等研究了聚合乳清濃縮蛋白對(duì)凝固型酸奶品質(zhì)特性的影響。聚合乳清蛋白是將乳清蛋白分離體與水溶解,通過(guò)調(diào)整pH、水浴升溫使其變性后成為具有一定粘度的溶液。隨著聚合乳清蛋白添加量的增加,酸奶的粘度、硬度增大,持水力提高,脫水收縮敏感性降低,對(duì)酸奶發(fā)酵終點(diǎn)無(wú)明顯影響。上述二者在掃描電鏡中均觀(guān)察到,添加改性乳清蛋白的產(chǎn)品微觀(guān)結(jié)構(gòu)上空隙小、網(wǎng)絡(luò)更為致密規(guī)則的相似結(jié)果。
劉迪茹結(jié)合加熱處理和磷酸化方法提高乳清蛋白功能熱性,使其滿(mǎn)足作為脂肪替代物的粒徑要求,從而制備適用于低脂乳品的新型脂肪替代物,同時(shí)證明了三聚磷酸鈉對(duì)賴(lài)丙氨酸的抑制作用,賴(lài)丙氨酸是乳清蛋白在堿性或加熱條件下可能產(chǎn)生的一種有害的交聯(lián)氨基酸。
孔保華等研究了經(jīng)羥基自由基氧化后的乳清蛋白在酸奶中的應(yīng)用,將乳清分離蛋白分別加入H2O2氧化體系和FeCl3氧化體系中制備不同程度氧化蛋白,結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)难趸梢愿倪M(jìn)產(chǎn)品的品質(zhì),添加H2O2體系氧化后的乳清蛋白后,酸奶具有較低的乳清析出率,較高的粘度、保水性和感官評(píng)分。
三、酪蛋白和乳清蛋白的比例對(duì)酸奶品質(zhì)的影響
1.固形物含量不同的條件下。徐紅華等在固定蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)調(diào)整脫脂乳粉和乳清濃縮蛋白粉的添加量,使酪蛋白和乳清蛋白的質(zhì)量比分別為4.4︰1、3︰1、2︰1、1︰1,結(jié)果表明,隨著酪蛋白和乳清蛋白比例的減小,酸奶凝膠的硬度、黏度、持水力增大,凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更規(guī)則、致密,孔隙更小。Amatayakul等發(fā)現(xiàn)固形物含量在9%和14%時(shí),隨著酪蛋白和乳清蛋白比例的減小,酸奶的硬度均降低,并且固形物含量在14%時(shí)的硬度要高于固形物含量為9%時(shí)。他們研究的結(jié)果差異可能由于前者通過(guò)脫脂乳粉和WPC調(diào)整蛋白比例時(shí),給產(chǎn)品增加了一定的固形物含量。
2.不同加熱溫度的條件下。J?rgensen等用微濾、超濾處理牛奶得到的濃縮物配制8%蛋白質(zhì)含量攪拌型酸奶,乳清蛋白和酪蛋白比例為10︰90,75℃加熱處理5分鐘相比95℃加熱處理5分鐘,具有更高的硬度;乳清蛋白和酪蛋白比例為25︰75、35︰65、45︰55時(shí),95℃加熱處理5分鐘的條件,硬度要高于75℃加熱處理5分鐘方式;乳清蛋白和酪蛋白比例為25︰75或者35︰65,75℃加熱處理5分鐘,具有粗糙程度低、更順滑的良好感官品質(zhì)。
酸奶的口感和穩(wěn)定性是反映其質(zhì)量高低的重要特性,流變特性與食品質(zhì)地、穩(wěn)定性和加工工藝設(shè)計(jì)都有重要關(guān)系,酪蛋白和乳清蛋白的相互作用機(jī)理以及各種因素相互作用的量的關(guān)系仍需系統(tǒng)性的全面探討。從發(fā)展趨勢(shì)看,以蛋白質(zhì)基改善酸奶品質(zhì)的生產(chǎn)前景非常廣闊。(基金項(xiàng)目:國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào):2018YFD0501600。)
作者簡(jiǎn)介:王占東(1977-),男,漢族,吉林省榆樹(shù)市,碩士研究生,高級(jí)工程師,主要從事乳制品研發(fā)工作。