吳麗萍,朱 妞,李宏宇
(黃山學院 生命與環(huán)境科學學院,安徽 黃山 245041)
刺槐(Robinia pseudoacacia L.),又稱洋槐,其花色乳白,香氣宜人,花期短但是產量大,目前除少數(shù)被食用外,大部分落地廢棄[1]。據(jù)隋道慶等人報道,制干刺槐花的蛋白質含量高達19.73g/100g,氨基酸總量為19.50g/100g,含有17種氨基酸,包括所有人體必需的氨基酸,其中抗疲勞的天冬氨酸高達4.47g/100g[2]。同時刺槐花具有消癰化瘀,清熱解毒,療咽治痣,健胃通腸等功效,花中含有鄰氨基苯甲酸甲酯、橙花醇、芳樟醇、芐醇等具有養(yǎng)顏護膚功效。[3]目前,歐洲不少國家已經對刺槐花進行研究開發(fā),而我國雖然刺槐資源豐富,但是資源開發(fā)利用程度仍處于落后階段,因此,全方面開發(fā)刺槐花的營養(yǎng)及藥用價值可進一步實現(xiàn)刺槐的經濟效益及生態(tài)效益。
發(fā)酵乳飲料是經乳酸菌發(fā)酵后而得的一類營養(yǎng)保健飲料,其中的益生菌對腸道功能紊亂、牛奶不耐癥患者[4]尤為適宜,是一種老少皆宜的日常保健營養(yǎng)品。但在發(fā)酵乳飲料的加工制作過程中因為要調節(jié)酸度、口感、風味與產品穩(wěn)定性之間的矛盾,這便給發(fā)酵乳飲料的工藝增加了難度。因此,本文以刺槐花為原材料,對其蛋白質進行生物降解后采用雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌混合菌種發(fā)酵的方法,研究具有保健功能的刺槐花發(fā)酵乳飲料生產工藝,并對產品的穩(wěn)定性問題進行了探討,旨在為功能性乳飲料的研究與開發(fā)提供新思路,同時也為刺槐花的資源開發(fā)提供新途徑。
鮮牛奶(光明乳業(yè)有限公司生產);刺槐花(江蘇淮安干制花);雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌(江西中德聯(lián)合研究院生產);檸檬酸、蔗糖(市售,食品級);CMC、HLM、PGA、黃原膠、瓜爾豆膠、刺槐豆膠、卡拉膠(均為食品級)。
SLF-320粉碎機(曲阜圣魯機械廠生產);冰之樂單門酸奶機 (上海超承機械科技有限公司生產);JJ-56均質機(廊坊市盛通機械有限公司生產);LT-2型高溫瞬時滅菌機 (溫州龍?zhí)┹p工機械有限公司生產);GK-9灌裝封蓋機(北京鵬洋華俊科技有限公司生產);KDN-04蛋白質測定儀 (沈陽分析儀器廠生產);pH-S3型酸度計(上海精密儀器儀表廠生產)。
1.2.1 刺槐花發(fā)酵乳飲料工藝流程
刺槐花發(fā)酵乳飲料工藝流程如下:
1.2.2 操作要點
1.原料選擇:選擇色澤均一,無霉變,氣味幽香的干刺槐花。
2.浸提、打漿、酶解:按料液比 1:6 于 55℃溫水中浸提3h,將得到的浸提液打漿,漿液用濾網過濾,按刺槐花漿-水的質量比4:1混合均勻,于55℃,pH6.5條件下加入0.4%的木瓜蛋白酶,酶解2h,滅酶,硅藻土過濾,得到澄清的酶解液,待用。
3.配料和接種:將刺槐花酶解液-鮮牛乳以體積比 1:3 為發(fā)酵基料,經超高溫瞬時滅菌(125℃,3s)后,冷卻至37℃添加3.0%混合發(fā)酵菌種(嗜熱鏈球菌:雙歧桿菌=1:1),然后置于42℃恒溫酸奶機中發(fā)酵5h,得到發(fā)酵原液。
4.乳化、調酸和調香:在發(fā)酵原液中加入0.5%復配乳化穩(wěn)定劑和6%蔗糖,調勻后2000r/min乳化15min,冷卻后加入適量奶油香精、刺槐花香精增加產品風味。
5.均質:將混合后的發(fā)酵乳均質2次,均質壓力為20-25MPa。
6.無菌灌裝:將均質后的發(fā)酵乳飲料進行無菌灌裝,并于4℃條件下經5-7d保溫貯存,檢查有無染菌、分層以及產生異味等異?,F(xiàn)象。
1.2.3 理化指標的測定
蛋白質含量:采用蛋白質測定儀測定;
脂肪的測定:重量測定法;
pH值的測定:精密pH計;
酸度的測定:吉爾涅爾度(0T)法[5];
總糖的測定:菲林試劑法;
細菌總數(shù):根據(jù)GB4789.2-2010《食品安全國家標準食品微生物學檢驗》方法測定。
1.2.4 離心沉淀率的測定[6]
以離心管取待測樣品30mL,并測定樣品質量m0后,放入離心機,以3000r/min離心15min后,取出離心管,靜置10min后,除去上清液,測殘余物的質量m。每個樣品進行3次平行測定,取平均值。離心沉淀率按下式計算:
通過大量單因素試驗確定了影響刺槐花發(fā)酵乳飲料口感及風味因素的適宜范圍(見表1),為了得出最優(yōu)的發(fā)酵乳飲料配方參數(shù),本文以感官評分即以產品的風味及口感為主要評定標準,暫不考慮產品穩(wěn)定性為考察指標,采用L9(34)正交試驗研究確定刺槐花酶解液、牛乳、接種量、發(fā)酵時間對發(fā)酵乳飲料感官質量的影響,試驗結果見表2。
表1 優(yōu)化刺槐花發(fā)酵乳飲料配方的L9(34)正交試驗因素水平表
表2 優(yōu)化刺槐花發(fā)酵乳飲料配方的L9(34)正交試驗結果與分析
由表2極差R值可知,影響刺槐花乳飲料發(fā)酵原液配方各因素的主次順序為D〉A〉B〉C,即發(fā)酵時間〉刺槐花酶解液〉牛乳〉接種量,從K值可以得出刺槐花發(fā)酵乳飲料最佳配方組合為A2B2C2D2,而此項配方組合在正交試驗中并未出現(xiàn),因此針對正交試驗結果得出的配方組合A2B2C2D2進行驗證試驗,結果表明A2B2C2D2配方組合的感官評分為93分,優(yōu)于試驗結果中的最優(yōu)配方組合A2B3C1D2的分值,因此確定A2B2C2D2為最佳工藝組合,即刺槐花酶解液15%,牛乳45%,接種量2.5%,發(fā)酵時間5h。
2.2.1 穩(wěn)定劑的選擇
含乳飲料是一種客觀不穩(wěn)定體系,在制作酸性乳飲料時,由于加入了酸,pH會下降,當pH值降低到接近酪蛋白的等電點4.6時,牛乳中的酪蛋白發(fā)生沉淀,進一步增加酸性,則酪蛋白趨向分散溶解,使凝聚的大粒子分散開,形成不穩(wěn)定的溶膠。因此,解決牛乳中酪蛋白在酸性條件下的穩(wěn)定性是解決發(fā)酵乳飲料產生分層、沉淀等質量問題的關鍵所在[7]。
在實際生產中,往往使用復合穩(wěn)定劑來增強產品的穩(wěn)定性,以便充分利用單體穩(wěn)定劑之間的協(xié)同交互作用,降低生產成本;同時也可避免某種穩(wěn)定劑添加量過大對產品的風味及口感造成影響[8]。本文選用耐酸性強的穩(wěn)定劑CMC、PGA、HMP進行穩(wěn)定性研究。在大量預試驗及單因素試驗的基礎上,研究不同添加量的穩(wěn)定劑對產品離心沉淀率的影響,如圖1所示。
圖1 不同穩(wěn)定劑用量對產品離心沉淀率的影響
圖1顯示,CMC的用量為0.2-0.3%,PGA的用量為0.3-0.4,HMP的用量為0.3-0.4時,離心沉淀率較低,產品穩(wěn)定性較好。這是因為它們除了以增加黏度來提高產品的穩(wěn)定性外,它們主要通過和在等電點以下帶正凈電荷的酪蛋白發(fā)生絡合作用,吸附在酪蛋白的表面形成保護膜,利用它們之間的靜電排斥力或空間位阻作用防止酪蛋白的聚集沉淀,從而提高含乳飲料產品的穩(wěn)定性[9]。
2.2.2 刺槐花乳飲料穩(wěn)定劑優(yōu)化正交試驗
在圖1的基礎上,初步確定各種穩(wěn)定劑的適宜范圍,以產品的離心沉淀率為考察指標,進行L9(33)正交試驗設計,因素水平見表3,正交試驗見表4,方差分析見表5。
表3 優(yōu)化復配穩(wěn)定劑因素水平表
表4 優(yōu)化復配穩(wěn)定劑正交試驗結果與分析
表5 正交試驗結果方差分析
由表4,通過直觀法可以看出第5號試驗組合的離心沉淀率最低,對應的組合為A2B2C3。由極差分析可知,復配穩(wěn)定劑對刺槐花發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性的主次因素為B〉C〉A,即影響刺槐花發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性的因素為HMP〉PGA〉CMC,由k值可以得出復配穩(wěn)定劑的最佳組合為A2B3C3。通過方差分析(見表5)可知,B因素HMP對產品的離心沉淀率影響顯著,這與極差分析結果相同,因此針對A2B3C3組合進行驗證試驗,結果表明A2B3C3組合的產品離心率為0.6%,低于正交試驗表中A2B2C3的離心沉淀率,因此,確定復配穩(wěn)定劑的最佳組合為A2B2C3,即CMC用量0.25%,HMP用量0.15%,PGA用量0.25%。
色澤乳白;組織均勻細膩,無乳清析出、分層、沉淀等現(xiàn)象;風味柔和,具有刺槐花香及乳香的獨特香氣;口感酸甜,細膩柔滑,香氣宜人。
蛋白質含量1.5%;脂肪含量1.8%;酸度760T;總糖69.6ug/kg;細菌總數(shù)40個/mL
本文首先利用木瓜蛋白酶對刺槐花中蛋白質進行生物降解,可為后續(xù)發(fā)酵乳飲料的穩(wěn)定性提供良好條件。在大量預實驗及單因素試驗分析的基礎上對刺槐花發(fā)酵乳飲料的配方參數(shù)及穩(wěn)定性參數(shù)進行了研究,通過正交試驗確定了刺槐花發(fā)酵乳飲料的優(yōu)化配方為:刺槐花酶解液15%,牛乳45%,接種量2.5%,發(fā)酵時間5h;復配穩(wěn)定劑的優(yōu)化組合為CMC用量0.25%,HMP用量0.15%,PGA用量0.25%。該產品口感柔滑,酸甜適口,有刺槐花的清新香氣,具有一定的營養(yǎng)及保健功能。在貯藏期間無變質、沉淀、乳清析出現(xiàn)象,穩(wěn)定性良好。
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