潘 蕾 王 斌 張冬潔 祁 凌 李洪亮,3 李樹森
1(蒙牛高科乳制品(北京)有限責任公司,北京 101100)
2(內蒙古蒙牛乳業(yè)(集團)股份有限公司,內蒙古呼和浩特 011500)
3(內蒙古自治區(qū)乳品與奶牛繁育生物工程技術企業(yè)重點實驗室,內蒙古呼和浩特 011500)
酸奶是一種美味、營養(yǎng)、健康的乳制品。市售酸奶按形態(tài)主要分為凝固型、攪拌型和飲用型3種類型。飲用型酸奶是一種低黏性的可飲用酸奶,是近10 年來銷量增長最快的酸奶類型。功能性酸奶是隨著社會發(fā)展在人類需求的基礎上出現的。與普通酸奶相比最大的區(qū)別是功能性酸奶添加了具有獨特功效的特殊物質,可以對某類人群發(fā)揮特殊功效。消費者對功能性酸奶的興趣越來越高,且蛋白質的含量是衡量酸奶營養(yǎng)價值的一項重要指標,因此開發(fā)高蛋白含量的功能性酸奶產品具有很好的前景。
本研究通過膜濃縮處理技術提高產品蛋白含量,在不影響產品穩(wěn)定性的前提下對目前市售常溫酸奶中穩(wěn)定劑進行優(yōu)化處理,實現產品極簡配方。
濃縮奶、乳清蛋白粉、白砂糖、物理淀粉、羥丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯、果膠、瓊脂、明膠、結冷膠、商業(yè)發(fā)酵劑,以上所有原料均為食品級。
PL2002 電子稱,瑞士METTLER TOLEDO;數顯型懸臂攪拌器,IKA 集團中國分公司;SY-PA-04-04 巴氏殺菌發(fā)酵池,上海順義試驗設備有限公司;SPX-APV1000 均質機;Anton Paar,Physica MCR301 流變儀;LUM-SEPView6.0 穩(wěn)定性分析儀;TA.XT.plus 質構儀(物性測試儀);BOOKFIELD,DV2T 黏度計;TDZ5 低速離心機。
生牛乳→檢驗→蛋白標準化→預熱→化料→均質→UHT 殺菌→冷卻→發(fā)酵→破乳→二次配料→均質→巴殺→冷卻→灌裝
試驗基本操作包括:1)生牛乳的檢驗及蛋白標準化處理;2)生牛乳加熱至溶解膠體和穩(wěn)定劑所需溫度,通過高速混料設備在配料罐內溶解穩(wěn)定劑等配料;3)待穩(wěn)定劑等原料完全溶解后對料液進行均質;4)將料液分別通過UHT 殺菌設備進行殺菌;5)將濃縮奶部分冷卻到37 ℃~42 ℃接種發(fā)酵;6)待料液PH 達到4.4 以下進行破乳;7)產品二次配料;8)料液通過板式殺菌機進行巴氏殺菌;9)灌裝。
1.4.1 工藝參數正交試驗
分別采用膜濃縮和補充乳清蛋白粉進行蛋白標準化處理。以不同種類的膜、超高溫殺菌溫度和發(fā)酵時間為試驗因素,設計正交試驗產品工藝參數進行篩選,見表1。
表1 L9(33)正交試驗因素水平表
1.4.2 料液混比單因素試驗
按照1.3 工藝流程將2.1 試驗結果與濃縮液部分分別進行6∶4、7∶3、8∶2 和9∶1 的混比因素試驗,進行感官測評和離心失水率檢測。
1.4.3 淀粉的篩選試驗
在2.1 和2.2 試驗中分別等量添加物理淀粉、羥丙基二淀粉磷酸酯、乙?;矸哿姿狨ゲ⑦M行質構檢測和感官測評。
1.4.4 響應面法優(yōu)化穩(wěn)定體系
選用瓊脂添加量(A)、果膠添加量(B)、結冷膠添加量(C)3 個因素作為自變量,零剪切黏度為因變量,采用Box-Behnken 設計原理對穩(wěn)定體進行優(yōu)化。
1.4.5 感官測評
按照Guinard 和Prindiville 的感官評定標準,參考郭壯、劉蘭杰和生慶海等的方法制定出比較完整的評價指標,見表2。
表2 發(fā)酵乳感官鑒定指標的參照標準
感官品評小組由30 人組成(男性和女性各15名),年齡在20~40 歲之間,10 位評價人員均經過篩選和培訓,且經常飲用發(fā)酵乳。樣品隨機放置,小組成員通過看、聞、嘗等方式對樣品進行描述性的評價并根據評分表打分。
1.4.6 持水性的測定
取15g~20 g 樣品,在4 ℃條件下10 000 r/min離心30 min,傾去上層清液,使離心管保持倒置狀態(tài)10 min,然后稱量沉淀物的質量,按下式計算酸奶的持水力。
式中:X——酸奶持水力,%;
m1——離心沉淀物質量,g;
m——樣品質量,g。
1.4.7 數據處理
數據處理采用Minitab 17 軟件進行統(tǒng)計分析,不同組間與對照組的比較采用方差分析,P<0.05為差異顯著,P<0.01 為差異極顯著。
工藝參數正交試驗結果見表3,分差分析見表4。
表3 正交試驗結果
表4 方差分析表
由表3 可知,最佳的水平組合為反滲透濃縮法提高蛋白含量,殺菌溫度118 ℃,發(fā)酵溫度43 ℃,此工藝條件下產品感官測試分數最高。
濃縮奶和濾液添加量對酸奶感官品質的影響結果見表5。
表5 不同混比條件的評定結果
由表5 可知,隨著濃縮液比例的增加,產品的保形能力、口感和持水力逐漸提高,且可以達到較好的口感。
添加不同淀粉的評定結果見表6。
表6 不同淀粉的評定結果
由表6 可知,羥丙基二淀粉磷酸酯和乙?;矸哿姿狨サ漠a黏性高于物理淀粉,在口感上會產生糊口感,口味測試結果:相同工藝條件下,物理淀粉>乙?;矸哿姿狨ィ玖u丙基二淀粉磷酸酯。
酸奶穩(wěn)定劑響應面試驗結果見表7。
表7 響應面試驗設計與結果
對試驗數據進行分析,得到響應面回歸模擬方程:
響應值Y=3 630+130.5A+1524.5B +17.0C +204A2-317B2-168C2+225AB-39AC-149BC
表8 方差分析表
對方程進行顯著性分析,分析結果見表8。由表8 可知,建立的數學模型P<0.01,說明該數學模型非常顯著,失擬項0.082>0.05,不顯著,說明該試驗能很好的擬合試驗的真實情況。
飲用型酸奶理想黏度目標為3 000 cp~4 000 cp,通過Box-Behnken 響應面分析得到了高蛋白酸奶穩(wěn)定劑瓊脂、果膠、結冷膠的添加量,得到優(yōu)化的配方參數為:瓊脂添加量0.05%、果膠添加量0.19%、結冷膠添加量0%。
采用反滲透膜方式提高升產品蛋白含量,超高溫瞬時殺菌溫度118 ℃,發(fā)酵溫度43 ℃,采用物理淀粉,穩(wěn)定體系瓊脂添加量0.05%、果膠添加量0.19%時產品的感官、持水性和穩(wěn)定性最佳。