米糠蛋白肽酸奶的研制

竇博鑫，劉 穎

(哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院，哈爾濱150076)

米糠蛋白是一種高營(yíng)養(yǎng)、低過(guò)敏性?xún)?yōu)質(zhì)植物蛋白資源[1－3];從營(yíng)養(yǎng)特性來(lái)看，具有低敏性、易吸收的特點(diǎn)，同時(shí)其必需氨基酸齊全，與大米蛋白質(zhì)相比，氨基酸組成更接近FAO/WHO推薦模式[3]，是世界公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)植物性蛋白.米糠蛋白肽具有多種生物活性功能，在抗氧化、降血壓血脂、ACE抑制活性、阿片樣拮抗活性、免疫調(diào)節(jié)等功能活性方面都有相關(guān)報(bào)道，被公認(rèn)是一種非常有前途的功能活性肽.同時(shí)活性肽更易被人體吸收、有較好的耐熱穩(wěn)定性和水溶性等物理特性，利用植物蛋白開(kāi)發(fā)生物活性肽作為膳食或藥物將會(huì)有廣闊的前景[3－4].本研究以乳粉為原料，對(duì)肽液添加階段、篩選甜味劑、復(fù)合穩(wěn)定劑以及酸奶發(fā)酵工藝等進(jìn)行了探討，確定出米糠蛋白肽酸奶的最佳生產(chǎn)工藝，使其既具有傳統(tǒng)酸奶的優(yōu)勢(shì)又具有新產(chǎn)品實(shí)用價(jià)值.

1 材料與設(shè)備

米糠北大荒米業(yè)有限公司;乳酸菌干凍粉、脫脂奶粉、木糖醇、麥芽糖、甜菊糖苷醇、黃原膠、果膠、海藻酸鈉市售;12%脫脂奶粉培養(yǎng)基、MRS培養(yǎng)基自制;堿性蛋白酶北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司(200 000 U/g);正己烷天津市永大化學(xué)試劑有限公司，分析純;氫氧化鈉 天津市大陸化學(xué)試劑廠，分析純;濃硫酸、鹽酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司，分析純.

PYX190S－A微生物培養(yǎng)箱，科利儀器有限公司;無(wú)菌操作臺(tái)，上海華美實(shí)驗(yàn)儀器廠;TGL－16G－B型高速離心機(jī)，湖南星科科學(xué)儀器有限公司;80－2高速離心機(jī)，上海浦東物理光學(xué)儀器廠;HVP－Ⅱ型消化爐，上海纖檢儀器有限公司;凱氏定氮器，上海安亭科學(xué)儀器廠;pHS－3C型精密pH計(jì)，上海雷磁儀器廠;BS224S電子分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;FW80型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司;GYB60－6S型高壓均質(zhì)機(jī)，上海東華均質(zhì)機(jī)廠;Aquarius40B型高壓滅菌機(jī).

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 制備米糠蛋白

過(guò)100目篩米糠→加正己烷(l∶8)→攪拌30 min→離心(3 000 r/min，10 min)→沉淀室溫晾干，得脫脂米糠，再次粉碎后備用→加水混合(1∶10)→NaOH調(diào)節(jié)pH值(至9.45)→水浴加熱(50℃、3 h，每隔10 min調(diào)節(jié)pH保持在9.45)→離心(3 500 r/min，15 min)后，取上清液→HCl調(diào) pH 值至4.1 ～4.5 酸沉→離心(3 000 r/min，10 min)→水洗沉淀3次→收集沉淀，冷凍干燥→米糠蛋白(－12 ℃冰箱保存?zhèn)溆?[5－8].

2.2 制備米糠蛋白肽

稱(chēng)取100.00 g米糠濃縮蛋白，加蒸餾水至2 000 mL，攪拌20 min，使之充分溶解.在不同酶改性條件下，經(jīng)堿性蛋白酶酶解4 h，用2.0 mol/L的NaOH和HCl維持pH恒定.反應(yīng)完成后經(jīng)100℃沸水浴滅酶10 min，然后冷卻并將酶解液在3 000 r/min離心20 min，收集上清液獲得米糠蛋白肽[9－10].

2.3 米糠蛋白肽酸奶工藝條件的研究

2.3.1 肽液添加階段的選擇

1)全脂奶粉→復(fù)原乳→輔料混合(甜味劑、穩(wěn)定劑、肽液)→均質(zhì)→巴氏殺菌→降溫接種→保溫發(fā)酵→冷卻成熟→成品檢驗(yàn).

2)全脂奶粉→復(fù)原乳→輔料混合(甜味劑、穩(wěn)定劑)→均質(zhì)→巴氏殺菌→降溫接種并加入肽液→保溫發(fā)酵→冷卻成熟→成品檢驗(yàn)[11－12].

2.3.2 功能性甜味劑的篩選及添加量的選擇

在復(fù)原乳中加入不同質(zhì)量的木糖醇、麥芽糖醇和甜菊糖苷等功能性甜味劑(甜味劑的添加量依據(jù)功能性甜味劑的甜度大小進(jìn)行添加)添加量如表1所示，添加肽液量5.0%，脫脂奶粉添加量12.0%，復(fù)合穩(wěn)定劑黃原膠:果膠:海藻酸鈉的配比為2∶3∶1，穩(wěn)定劑添加量 0.10%，接菌量 5.0%，42 ℃條件下發(fā)酵5 h.用加入7.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))蔗糖的酸奶作為對(duì)照.以感官評(píng)價(jià)和酸度為指標(biāo)，選出最佳甜味劑用于米糠蛋白肽酸奶工藝生產(chǎn).

表1 不同功能性甜味劑的添加量

2.3.3 穩(wěn)定劑復(fù)合配比的選擇

選取黃原膠、果膠、海藻酸鈉為復(fù)合穩(wěn)定劑組成，將三種穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)合配比，因素水平見(jiàn)表2，添加肽液5.0%，脫脂奶粉添加量12.0%，木糖醇添加量7.0%，接種量5.0%，，在42 ℃發(fā)酵5 h.以持水力為指標(biāo)，確定最佳穩(wěn)定劑復(fù)合配比[13]，用于米糠蛋白肽酸奶工藝生產(chǎn).

表2 穩(wěn)定劑添加量的正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

2.3.4 發(fā)酵時(shí)間的選擇

肽液添加量5.0%，奶粉添加量12.0%，木糖醇添加量7.0%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.10%，接菌量 5.0%，42 ℃條件下，分別發(fā)酵 3、4、5、6、7 h.以感官評(píng)價(jià)和酸度為指標(biāo)，討論發(fā)酵時(shí)間對(duì)米糠蛋白肽酸奶工藝影響.

2.3.5 確定米糠蛋白肽酸奶最佳生產(chǎn)工藝的正交試驗(yàn)

以影響產(chǎn)品的肽液添加量、復(fù)合穩(wěn)定劑添加、木糖醇添加量和接菌量為試驗(yàn)因素，采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)確定出最佳的米糠蛋白肽酸奶生產(chǎn)工藝，因素水平如表3.

表3 米糠蛋白肽酸奶正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

2.4 米糠蛋白肽酸奶的指標(biāo)測(cè)定

2.4.1 感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

見(jiàn)表4.

表4 米糠蛋白肽酸奶的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2.4.2 測(cè)定總酸度

稱(chēng)取已攪拌均勻的樣品10 mL于150 mL錐形瓶中，加20 mL蒸餾水混勻，然后加入1～2滴酚酞指示劑用0.1 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色在30 s內(nèi)不消失為終點(diǎn).消耗的0.1 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)乘以10即為酸度(°T)[14].

2.4.3 蛋白質(zhì)的測(cè)定

按照GB/5009.5－2010進(jìn)行蛋白質(zhì)的測(cè)定.

2.4.4 脂肪的測(cè)定

按照GB/T5009.6－1985進(jìn)行脂肪的測(cè)定.

2.4.5 乳酸菌菌落數(shù)的測(cè)定

采用MRS培養(yǎng)基平板計(jì)數(shù)法.將以MRS固體培養(yǎng)基為計(jì)數(shù)培養(yǎng)基，采取適當(dāng)?shù)南♂尡稊?shù)，涂布于平板上，條件為42℃，48 h計(jì)數(shù).

2.4.6 致病微生物指標(biāo)—大腸菌群的測(cè)定

按照GB/4789.3－2003進(jìn)行大腸菌群的測(cè)定.

3 結(jié)果與討論

3.1 米糠蛋白肽酸奶加工工藝的研究

3.1.1 確定肽液添加階段

生產(chǎn)工藝中，如果肽液、穩(wěn)定劑以及木糖醇同時(shí)加入時(shí)，酸奶品質(zhì)差.然而殺菌后添加肽液效果較好，即溫度42℃時(shí)，加入肽液并接種，在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間才能發(fā)酵成凝固性米糠蛋白肽酸奶，見(jiàn)表5.

表5 肽液添加階段對(duì)酸奶的感官評(píng)價(jià)表

3.1.2 確定功能性甜味劑及其添加量

1)木糖醇添加量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)木糖醇添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響的試驗(yàn)結(jié)果(表6)可知，隨著木糖醇添加量增多，成品酸度呈下降趨勢(shì)，組織狀態(tài)也隨之變差.木糖醇含量過(guò)高會(huì)抑制乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖，造成乳酸菌脫水死亡，同時(shí)木糖醇的黏度也會(huì)影響成品品質(zhì).根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)和消費(fèi)者的感官需求，確定木糖醇最佳添加量為7.0%.

表6 木糖醇添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2)麥芽糖醇添加量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

麥芽糖醇抑制微生物生長(zhǎng)、抑制其產(chǎn)酸，甜度增加也會(huì)導(dǎo)致發(fā)澀味道加重，但成品色澤和香氣無(wú)明顯變化.通過(guò)麥芽糖醇添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響的試驗(yàn)結(jié)果(表7)可知，隨著麥芽糖醇添加量增加，酸度呈下降趨勢(shì).根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)要求，麥芽糖醇最佳添加量為15.0%，但是消費(fèi)者的感官評(píng)分結(jié)果不如木糖醇好.

表7 麥芽糖醇添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

3)甜菊糖苷添加量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由甜菊糖苷添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響的試驗(yàn)結(jié)果(表8)可知，隨著添加量增加，酸度呈下降趨勢(shì)、澀味加重，組織狀態(tài)變差，這可能與甜菊糖苷中含有的薄荷醇的苦澀味有關(guān).與添加蔗糖的對(duì)照組相比，添加甜菊糖苷的實(shí)驗(yàn)組制出的酸奶成品品質(zhì)較差.

表8 甜菊糖苷添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果

3.1.3 確定復(fù)合穩(wěn)定劑配比

為提高產(chǎn)品穩(wěn)定效果，對(duì)黃原膠、果膠和海藻酸鈉進(jìn)行了復(fù)合配比正交試驗(yàn)，結(jié)果、分析見(jiàn)表9和圖1.黃原膠、果膠、海藻酸鈉比值為2∶3∶1時(shí)，米糠蛋白肽酸奶成品品質(zhì)較好，凝乳效果好，酸奶的持水力大;影響因素主次關(guān)系:果膠＞黃原膠＞海藻酸鈉.根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)、消費(fèi)者感官需求，確定黃原膠、果膠、海藻酸鈉的復(fù)合配比2∶3∶1為宜.

表9 確定復(fù)合穩(wěn)定劑配比的正交實(shí)驗(yàn)

圖1 因素與指標(biāo)關(guān)系趨勢(shì)圖

3.1.4 確定米糠蛋白肽酸奶發(fā)酵時(shí)間

發(fā)酵時(shí)間過(guò)短，乳蛋白膠體結(jié)構(gòu)還未充分形成，不能包裹乳中原有的水分，也會(huì)析出乳清.另一方面，延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，酸奶酸度增加;但產(chǎn)酸量到達(dá)一定程度，酸性過(guò)度會(huì)破壞原來(lái)已成型的膠體結(jié)構(gòu)，使其容納的水分游離出來(lái)，形成上浮乳清.根據(jù)產(chǎn)品品質(zhì)、消費(fèi)者感官需求，確定最適發(fā)酵時(shí)間為5 h，見(jiàn)表10.

表10 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶感官和酸度的影響

3.1.5 確定米糠蛋白酸奶的最佳發(fā)酵工藝

見(jiàn)表11.

表11 最佳發(fā)酵工藝的正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖2 因素水平對(duì)酸奶的感官評(píng)價(jià)

由肽液添加量、木糖醇添加量、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量和接菌量對(duì)米糠蛋白肽酸奶品質(zhì)影響的結(jié)果(表12)可知，隨肽液、木糖醇、復(fù)合穩(wěn)定劑添加量的增大，米糠蛋白肽酸奶的感官評(píng)分先升高后降低.最優(yōu)的米糠蛋白肽酸奶生產(chǎn)工藝為A2B2C2D1，即肽液添加量4%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.10%，木糖醇添加量7%，接菌量5%，酸奶感官評(píng)分最高.通過(guò)各個(gè)因素與感官評(píng)分的關(guān)系(圖2)得出，影響酸奶口感的因素主次順序?yàn)?肽液添加量＞接菌量＞木糖醇添加量＞復(fù)合穩(wěn)定劑添加量.

3.2 米糠蛋白肽酸奶的指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

3.2.1 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

表12 米糠蛋白肽酸奶成品的感官評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2.2 其他指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

蛋白質(zhì)≥4.5%;脂肪≥5.0%;酸度≥82.5°T;乳酸菌數(shù)≥6.5×107cfu/mL;致病微生物指標(biāo):大腸菌群≤30 cfu/100 g.

4 結(jié)論

本文研究了米糠蛋白肽酸奶的配方及制作工藝.首先對(duì)米糠原料脫脂，制備出米糠蛋白肽，然后通過(guò)添加木糖醇、復(fù)合穩(wěn)定劑等對(duì)酸奶進(jìn)行風(fēng)味調(diào)配，最后通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定米糠蛋白肽酸奶的最佳生產(chǎn)工藝.結(jié)論如下:

1)殺菌后添加肽液并接種，得到的米糠蛋白肽酸奶品質(zhì)較好;為使米糠蛋白肽酸奶適合糖尿病患者飲用，同時(shí)滿足酸奶品質(zhì)、消費(fèi)者感官需求，確定功能甜味劑為木糖醇;黃原膠、果膠、海藻酸鈉比值為2∶3∶1，添加量為 0.10%時(shí)，米糠蛋白肽酸奶凝固效果、持水力良好.

2)米糠蛋白肽酸奶的最佳工藝條件:肽液添加量4.0%，奶粉添加量12.0%，木糖醇添加量7.0%，復(fù)合穩(wěn)定劑添加量0.10%，接菌量為5.0%，發(fā)酵溫度42℃，發(fā)酵時(shí)間5 h.此條件下發(fā)酵得到的酸奶的感官評(píng)分最高，口感純正、酸度適中、營(yíng)養(yǎng)豐富的凝固性米糠蛋白肽酸奶.

3)米糠蛋白肽酸奶成品的指標(biāo)測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果:蛋白質(zhì)≥4.5%，脂肪≥5.0%，酸度≥ 82.5 °T，乳酸菌數(shù)≥6.5×107cfu/mL.致病微生物指標(biāo):大腸菌群≤30 cfu/100 g.

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