連艷鮮,徐 禮,李靜儒
(河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院,河南 鄭州 450046)
谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶(Transglutaminase,TG)又稱為轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶,它能催化谷氨酰胺上的γ-酰基與賴氨酸上的ε-氨基發(fā)生結(jié)合反應(yīng),使肽鏈分子內(nèi)或分子間產(chǎn)生共價(jià)交聯(lián),形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從而影響蛋白質(zhì)凝膠的穩(wěn)定性、保水性,可應(yīng)用于肉制品、乳制品等蛋白制品的質(zhì)構(gòu)改良[1]。
酸奶因兼具乳制品的營養(yǎng)價(jià)值及發(fā)酵食品的保健功能而被廣大消費(fèi)者喜愛。但是酸奶生產(chǎn)時(shí)容易產(chǎn)生一些問題,如組織不夠細(xì)膩、有沙粒感、乳清析出較多等。為了解決這些問題,生產(chǎn)商常采用添加穩(wěn)定劑的方法來改善酸奶品質(zhì),但穩(wěn)定劑的添加會(huì)對(duì)酸奶的口感及風(fēng)味產(chǎn)生影響。牛乳中的酪蛋白和乳清蛋白都是TG酶的良好底物[2],已被證實(shí)對(duì)人體無害且能提高乳清蛋白的抗氧化性[3]。在酸奶制備的過程中加入一定量的TG酶會(huì)影響蛋白質(zhì)的凝膠性狀,改變蛋白質(zhì)的持水能力,從而影響成品的組織狀態(tài)、風(fēng)味等感官評(píng)價(jià)[4]。本實(shí)驗(yàn)通過比較不同濃度的TG酶對(duì)凝乳時(shí)間、乳清量、酸度及風(fēng)味的影響,確定該酶在酸奶制備中的作用及適宜添加量。
純牛奶購自伊利公司;谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶購自上海青瑞食品科技有限公司,含量為120 U/ml;發(fā)酵劑為保加利亞乳桿菌;玉棠牌一級(jí)白糖。
SRH60-70型高壓均質(zhì)機(jī)購自上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司;RC-420型全自動(dòng)酸奶機(jī)購自瑞安市創(chuàng)意食品機(jī)械廠;PHS-3E型酸度計(jì)購自上海精密儀器儀表有限公司;PWC214型電子天平購自艾德姆衡器有限公司;H1850R型冷凍離心機(jī)購自湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司;DZKW-4型不銹鋼電熱恒溫水浴鍋購自北京中興偉業(yè)儀器有限公司。
1.2.1 酸奶制備流程
純牛奶→加糖(7%)→均質(zhì)→殺菌(95 ℃,5 min)→冷卻(42 ℃)→加入發(fā)酵劑(3%)和不同濃度的TG酶→灌裝→發(fā)酵(42 ℃)→后熟→冷藏→成品,對(duì)照不加TG酶。
1.2.2 凝乳時(shí)間的測(cè)定
將罐裝后的酸奶42 ℃發(fā)酵, pH降到4.6時(shí)所需時(shí)間即為凝乳時(shí)間。
1.2.3 乳清析出量的測(cè)定
取15 g酸奶(精確到0.0001 g),4 ℃,3500 r/min離心10 min,稱取上清液質(zhì)量,上清液量占酸奶量的百分比即為乳清析出量。
1.2.4 酸度及后酸化測(cè)定
根據(jù)《GB 5009.239-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品酸度的測(cè)定》[5]進(jìn)行酸度測(cè)定。
酸奶凝乳完成后放在4 ℃冰箱中,分別在第1天、第3天、第5天、第7天及第9天測(cè)定酸度,即為后酸化的酸度。
1.2.5 感官評(píng)價(jià)
酸奶4 ℃冷藏12 h后對(duì)酸奶進(jìn)行感官評(píng)定。評(píng)價(jià)指標(biāo)參照《GB 19302-2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵乳》[6]設(shè)定,從酸奶的色澤、滋味和氣味、組織狀態(tài)三方面進(jìn)行,并給出口感得分(滿分為10分),如表1所示。
應(yīng)用SPSS 24軟件 ANOVA對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差及顯著性分析,利用Excel進(jìn)行圖表繪制。
在酸奶制備過程中添加不同濃度的TG酶,42 ℃發(fā)酵,當(dāng)pH達(dá)到4.6時(shí)所需時(shí)間如表2。不同酶濃度及對(duì)照間凝乳時(shí)間差異顯著(P<0.05)。添加TG酶酸奶的凝乳時(shí)間為231~240 min,均小于對(duì)照酸奶244.7 min,這是因?yàn)樵赥G酶的作用下酪蛋白間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)使得凝乳時(shí)間縮短,添加TG酶濃度為40 U/L時(shí)的凝乳時(shí)間比對(duì)照減少了13.7 min。此結(jié)果與張莉麗等[7]的研究結(jié)果不同,他們認(rèn)為加入TG酶使蛋白質(zhì)間產(chǎn)生交聯(lián),乳酸菌的生長受到抑制,凝乳時(shí)間延長。而王銀等[8]在研究TG酶對(duì)酸羊乳的影響中卻發(fā)現(xiàn)TG酶可以縮短凝乳時(shí)間。從添加量對(duì)凝乳時(shí)間的影響來看,凝乳時(shí)間先隨TG酶濃度的增加而縮短,但超過40 U/L后凝乳時(shí)間延長,添加50 U/L與20 U/L的TG酶處理差異不顯著,這也說明高濃度的TG酶有可能通過抑制乳酸菌的生長從而影響凝乳時(shí)間。
表2 TG酶濃度對(duì)凝乳時(shí)間的影響
由圖1 可以看出,添加TG酶可有效降低乳清的析出(P<0.05)。當(dāng)TG酶濃度在20~40 U/L時(shí),隨酶濃度的增加,乳清析出量逐漸減少,當(dāng)酶濃度增加到50 U/L時(shí),乳清量有所提高。這是因?yàn)樵赥G酶的作用下,發(fā)生交聯(lián)的蛋白質(zhì)排列更加緊密、穩(wěn)定,凝膠滲透性降低,水分被鎖在凝膠網(wǎng)絡(luò)中,不易析出[9],但當(dāng)TG酶濃度過高時(shí),形成高度致密的凝膠結(jié)構(gòu),不利于水分保存,反而使乳清析出量增加。TG酶濃度為40 U/L時(shí),乳清析出量最少(7.2%),但與TG酶濃度為30 U/L時(shí)的乳清析出量(7.4%)差異不顯著,從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮,TG酶的添加量以30 U/L為合適,此時(shí)的乳清析出量比對(duì)照組減少了30.2% 。
圖1 TG酶濃度對(duì)酸奶乳清量的影響
從圖2可以看出,在同一時(shí)間內(nèi)酸度隨TG酶濃度的升高而降低,張艷[10]在研究TG酶對(duì)酸羊奶品質(zhì)的影響中也得出相似的結(jié)論。酸奶酸度主要受乳酸含量的影響,TG酶的添加限制了乳酸菌的活動(dòng),使乳酸產(chǎn)量減少酸度降低。
酸奶在放置過程中會(huì)因乳酸菌活動(dòng)而致酸度增加,產(chǎn)品出現(xiàn)酸味過高、口感下降,此即為后酸化現(xiàn)象[11],后酸化是酸奶貯存過程中影響貨架期的一個(gè)因素。TG酶的添加會(huì)影響到酸奶的后酸化(圖2),從圖中可以看出,隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長,酸奶酸度有所增加,但添加TG酶的酸奶酸度增加幅度較小。對(duì)照組第9天酸度比第1天增加了11.2%,而添加30 U/L的酸奶比第1天增加了7.7%,添加50 U/L的增加了7.0%。因此,可以通過添加TG酶,降低酸奶在放置過程中的過度酸化。
圖2 TG酶濃度對(duì)酸奶后酸化的影響
感官品質(zhì)是酸奶質(zhì)量的綜合體現(xiàn)。由圖3可知,TG酶處理與否對(duì)色澤的影響較小,酸奶均呈明亮的乳白色,TG酶濃度為50 U/L時(shí),光亮度略有下降。酸奶的氣味主要指奶香味,滋味包括酸味與香味,添加TG酶的酸奶酸味均低于對(duì)照酸奶,但對(duì)奶香味沒有影響,對(duì)照組及處理組均有濃郁的奶香味。在酸奶制備過程中添加20~40 U/L TG酶后,酸奶組織均勻,結(jié)構(gòu)光滑細(xì)膩,無乳清析出或乳清析出較少;酶濃度稍高后(50 U/L),因組織過于致密,酸奶中有少量顆粒形成,乳清析出較多。在口感上,對(duì)照組酸奶及添加TG酶為20 U/L的實(shí)驗(yàn)組酸奶稍稀薄,而添加TG酶30 U/L的酸奶口感細(xì)膩稠厚,添加TG酶濃度為50 U/L的酸奶微有沙粒感。綜合各項(xiàng)指標(biāo),TG酶添加量以30 U/L的酸奶感官評(píng)價(jià)得分最高。
圖3 TG酶濃度對(duì)酸奶感官評(píng)價(jià)的影響
酸奶在儲(chǔ)存過程中常出現(xiàn)脫水收縮而使乳清析出現(xiàn)象,乳清析出過多會(huì)影響酸奶的質(zhì)地及口感。本實(shí)驗(yàn)證明,在酸奶制備中添加適量的TG酶可以穩(wěn)定酸奶結(jié)構(gòu),減少乳清析出。穩(wěn)定的凝膠結(jié)構(gòu)使酸奶更稠厚爽滑,口感細(xì)膩,提升了感官評(píng)價(jià)。TG酶對(duì)酸奶的酸度有一定的抑制作用,可減輕酸奶儲(chǔ)存過程中的后酸化現(xiàn)象,延長貨架期。綜合比較分析各項(xiàng)指標(biāo),結(jié)果表明:在酸奶制備中TG酶添加濃度以30 U/L最好,在此濃度下感官評(píng)分最高。
TG酶催化酪蛋白的交聯(lián)反應(yīng)提高了蛋白的持水性,改善了酸乳的質(zhì)地,但交聯(lián)后蛋白的水解性、酸奶中揮發(fā)性、化合物的變化等有待進(jìn)一步研究。