（食品科学专业论文）含牛乳米乳饮料的工艺及稳定性研究.pdf

摘要 摘要 新型含乳饮料目前是我国乳品企业积极开发的一类产品。作为一种双蛋白饮料，含 牛乳米乳饮料，拥有较高的营养价值，同时也具有较高的社会经济效益。 本文首先研究了不同提汁工艺对米乳的稳定性以及色泽的影响，确定了不同工艺的 最佳提汁工艺参数。结果发现使用酶解工艺所得米乳比使用磨浆工艺所得米乳的稳定性 好，但褐变程度有所增加。磨浆的最佳工艺是7 5 。c 磨浆1 4 m i n ，料水比1 ：1 0 ( w w ) ； 酶解的最佳工艺是5 5 酶反应1 h ，加酶量7 0u 昏1 大米，料水比1 ：8 ( w w ) ，综合评价 酶解工艺优于磨浆工艺。 其次，通过感官评定确定了产品的基础原料配方，研究了不同的均质以及杀菌条件 对含牛乳米乳饮料品质的影响。结果确定了产品的基础配方为：加蔗糖量为2 0 ( 均 为质量百分含量，下同) ，全脂复原乳添加量为1 0 ，均质的工艺参数为加热温度6 0 ， 均质压力4 0 + 2 0 m p a ，此时产品的z 均粒径为3 1 3 4 n m l p m ，粒径分布宽度指数p d i ( p o l y d i s p e r s i t yi n d e x ) 为0 6 3 1 1 0 5 ，u h t 杀菌相对于传统的高温高压罐内杀菌的确对 产品品质有积极的影响，提高了产品的悬浮稳定性，小幅减少了料液的褐变指数。高温 高压罐内杀菌采用1 1 5 ，保温1 5 m i n ；u h t 杀菌采用1 3 5 ，保温5 s ，杀菌公式选用 适当，可以保证产品品质。 最后，确定了产品的最佳乳化剂、稳定剂配方，乳化剂配方为d m g ：s e l 5 = 2 ：3 ( w w ) ， 添加量为0 0 8 ，稳定剂配方为c m c0 0 1 褂黄原胶0 0 5 。采用以上配方以及生产工 艺的产品经过3 个月的贮藏悬浮稳定性依然保持较高水平，利用马尔文公司n a n o z s 9 0 型粒径分析仪分析其粒径分布图谱发现，贮藏3 周的样品粒径为5 7 9 9 n m ，依然属于胶 体分散体系，且p d i 值也较低，只有0 7 3 8 1 0 5 ，属于单一分散体系。 关键词：双蛋白饮料；米乳；酶法液化；悬浮稳定性；褐变指数 a b s t r a c t ：j j 2 ：一 a b s t r a c t i n n o v a t i v em i l kb e v e r a g ei sak i n do fp r o d u c td r a w i n gm u c ha t t e n t i o nf r o md a i r y c o m p a n i e si nc h i n a a sad o u b l e p r o t e i nb e v e r a g ep r o d u c t ，r i c em i l kb e v e r a g ec o n t a i n e dc o w m i l kj o i n sn u t r i t i o n a lv a l u ea n ds o c i a lb e n e f i tv a l u et o g e t h e r e f f e c t st ot h es t a b i l i t ya n dc o l o ro fr i c em i l kp r o d u c e db yd i f f e r e n te x t r a c t i n gm e t h o d s w e r es t u d i e di nt h i sp a p e r 1 1 1 eo p t i m u me x t r a c t i n gp a r a m e t e r sw e r ef i x e do n i tw a sf o u n d t l l a tr i c em i l ke x t r a c t e db ye n z y m a t i ch y d r o l y z i n gm e t h o dh a db e t t e r s t a b i l i t yt h a nt h a t e x t r a c t e db ym i l l i n gm e t h o d ，b u ta p p e a r e dw o r s ec o l o rd u et os t r o n g e rb r o w n i n gp r o b l e m t h eo p t i m u me x t r a c t i n gp a r a m e t e r sf o rm i l l i n gm e t h o dw e r e ：a t7 5 m i l l i n gf o r14 m i n ，t h e r a t i oo ft h ed e et ow a t e ra d d e dw a s1 10 t h eo p t i m u me x t r a c t i n gp a r a m e t e r sf o re n z y m a t i c h y d r o l y z i n gm e t h o dw e r e ：a t5 5 ，7 0u g 1r i c ea - a m y l a s er e a c t i n gf o rl h ，t h er a t i oo ft h e r i c et ow a t e ra d d e dw a s1 ：8 e n z y m a t i ch y d r o l y z i n gm e t h o dw a sb e t t e rt h a nm i l l i n gm e t h o d t h r o u g hg e n e r a le v a l u a t i o n a f t e rt h a t , t h eb a s i cf o r m u l ao ft h ep r o d u c tw a ss t u d i e dt h r o u g hs e n s o r ye v a l u a t i o n d i f f e r e n th o m o g e n i z a t i o na n ds t e f i l i z i n gp a r a m e t e r sw e r ea l s os t u d i e d t h er e s u l t sw e r ea s f o l l o w s ：s u g a ra d d i n gq u a n t i t yw a s2 o ，w h o l em i 收10 t h eo p t i m u mh o m o g e n i z a t i o n t e m p e r a t u r ew a s6 0 ，p r e s s u r e4 0 + 2 0 m p a t h ep r o d u c t sp r o d u c e du n d e rt h e a b o v e h o m o g e n i z a t i o nc o n d i t i o nh o l da3 13 4 n mp a r t i c l ed i a m e t e r , w h i c hw a sl e s st h a nli m a ， p o l y d i s p e r s i t yi n d e xw a s0 6 31 1 0 5 p r o d u c t ss t e r i l i z e db yu h t s h o w e db e a e rs t a b i l i t ya n d l e s sb r o w n i n gi n d e xt h a nt h a ts t e r i l i z e db yh i g ht e m p e r a t u r eh i g hp r e s s u r ei n - c a n n e dm e t h o d ms t e r i l i z a t i o nf o r m u l af o rh i g ht e m p e r a t u r eh i g hp r e s s u r ei n - c a n n e dm e t h o dw a s115 h o l d i n gf o r15 m i n t h es t e r i l i z a t i o nf o r m u l af o ru h t w a s13 5 h o l d i n gf o r5 s t h ep r o d u c t q u a l i t yw a sa s s u r e du s i n gt h e s es t e r i l i z a t i o nf o r m u l a s a tl a s t ，t h eo p t i m u me m u l s i f i e ra n ds t a b i l i z e rf o r m u l aw a ss t u d i e d n l er e s u l tw a sd m g ： s e l 5 = 2 ：3 ( w w ) ，a d d i n g0 0 8 ，c m c0 0 1 + x g0 0 5 t h ed e em i l ka n dm i l kb e v e r a g e p r o d u c ts h o w e dh i g hs t a b i l i t yu s i n gt h ef o r m u l aa b o v ea f t e r3m o n t h s s t o r a g e n l ep a r t i c l e d i a m e t e ro ft h ep r o d u c tw a s5 7 9 9 n m ，p d iv a l u eo 7 3 8 f ( m o d e l ) = 0 1 31 8 由表2 3 、2 4 的分析结果可知，使用磨浆工艺时，磨浆温度和料水比是所得米乳的 总固形物含量的主要影响因素；磨浆温度与磨浆时间是所得米乳蛋白质含量的主要影响 因素。将磨浆温度( t e m ) 、料水l l ( o 以及磨浆时间( t i m e ) 分别设为x l 、x 2 和x 3 ，则根据均 匀试验逐步回归分析结果得到的磨浆工艺总固形物含量和总蛋白含量的回归方程分别 为，总固形物含量= 0 0 0 5 6 7 x 1 0 0 0 6 2 0 x 2 0 2 8 3 ：总蛋白含- 量= 9 1 6 x 1 2 0 2 x 3 1 7 5 x 1 0 3 ( 结果 保留三位有效数字) 。前者回归方程的显著性较高，p r f ( m o d e l ) = 0 0 1 6 1 ，模型显著； 而后者的p r f ( m o d e l ) 为0 1 3 2 ，数值较大，该回归方程不如前者显著，且对于两个不 同的指标显著的因素无重复，因而不能排除任何一个因素，所以对于磨浆工艺的影响因 素需要考虑磨浆温度、料水比和磨浆时间。均匀试验的结果对以后的试验有一定指导意 义。 2 3 1 3 酶解工艺 利用酶解工艺所得米乳品质的主要影响因素为：酶解温度、料水比、加酶量和酶解 时间。均匀试验设计及其结果如表2 5 。考察指标同样为所得米乳的总干物质和蛋白质 含量。 酶解之前对料液进行糊化有利于料液的酶解。纯粳米淀粉的糊化温度是5 8 6 lo c 【3 0 】， 但所得米乳中的淀粉糊化温度大约在6 80 c ，这可能是米中的其它物质对其淀粉的保护作 用所致，如蛋白质等，这些物质不利于淀粉链的伸展。但糊化温度过高会导致蛋白质过 度变性，增加料液的不稳定性，所以将料液在7 5 。c 糊化1 0 m i n ，再进行酶解，本研究中 均采用此料液糊化条件。 1 3 江南大学硕士学位论文 表2 5 酶解工艺的均匀试验设计及试验结果 t a b 2 - 5t h er e s u l to fe v e nt e s tu s i n ge n z y m a t i ch y d r o l y s e sm e t h o d 利用s a s 软件对表2 5 试验结果进行逐步回归分析，分别以总干物质和蛋白质含量 两个指标进行逐步回归分析。将置信区间u 设置为0 2 5 ，对四个因素进行筛选，筛选结 果见表2 - 6 和表2 7 。 表2 - 6 酶解工艺总固形物含量逐步回归分析结果( a = 0 2 5 ) t a b 2 - 6t h es t e p w i s er e g r e s s i o nt e s to f t o t a ls o l i d sc o n t e n tu s i n ge n z y m a t i ch y d r o l y s e se x t r a c t i n gm e t h o d ( a = 0 2 5 ) 未发现其它在( a = 0 2 5 ) 条件下可加入模型的因素 n oo t h e rv a r i a b l em e tt h e0 2 5 0 0s i g n i f i c a n c el e v e lf o re n t r yi n t ot h em o d e l p r f ( m o d e l ) = o 0 4 6 2 表2 7 酶解工艺总蛋白质含量逐步回归分析结果( a = 0 2 5 ) t a b 2 - 7t h es t e p w i s er e g r e s s i o nt e s to ft o t a lp r o t e i nc o n t e n tu s i n ge n z y m a t i ch y d r o l y s e se x t r a e t m gm e t h o d ( a = 0 2 5 ) 未发现其它在( a = 0 2 5 ) 条件下可加入模型的因素 n oo t h e rv a r i a b l em e tt h e0 2 5 0 0s i g n i f i c a n c el e v e lf o re n t r yi n t ot h em o d e l p r f ( m o d e l ) = o 0 8 6 4 由表2 - 6 、2 - 7 的分析结果可知，使用酶解工艺时，料水比是所得米乳总固形物含量 的主要影响因素；酶解温度与料水比是所得米乳蛋白质含量的主要影响因素。将酶解温 度( t e m ) 和料水比( r ) 分别设为x l 和x 2 ，则根据均匀试验逐步回归分析结果得到的酶解工 艺总固形物含量和总蛋白含量的回归方程分别为，总固形物含量一0 0 1 3 1 x 2 + 0 2 0 9 ；总蛋 白含量= 5 6 3 x 1 2 5 7 x 2 + 2 5 7 x1 0 3 ( 结果保留三位有效数字) 。两回归方程的p r f ( m o d e l ) 值 1 4 第二章原料成分测定即米乳提汁工艺的研究 分别为0 0 4 6 2 和0 0 8 6 4 ，因而数学模型的显著性都较高。因此对于酶解工艺的影响因素 就只考虑酶解温度和料水比。也就是说，其它两个因素对结果的影响基本可以利用酶解 温度和料水比的变化来表示，因而在以后的试验中，将酶解时间定为l h ，加酶量定为试 验中结果较好的7 0 u g - 1 大米。由于排除了两个影响因素，大大减少了试验的次数，提 高了试验的效率，均匀试验的结果对以后的试验有较大的指导意义。 2 3 2 两种方法的各单因素对所得米乳品质的影响 。 2 3 2 1 磨浆工艺 根据2 3 1 2 的分析结果，对磨浆工艺进行单因素试验，固定磨浆的时间在8 m i n ， 料水比为l ：4 ( w w ) ，分析不同的磨浆温度对所得米乳中的蛋白质含量、总干物质含量、 稳定性和褐变指数的影响。试验结果见表2 8 。 表2 8 磨浆温度对所得米乳的影响 ( 时间8 m i n ，料水比1 ：4 w w ) t a b 2 - 8t h ee f f e c to fm i l l i n gt e m p e r a t u r eo nt h eq u a l i t yo ft h ee x t r a c t i o n sf r o mr i c e ( m i l l i n gt i m e8 m i n ，r a t i oo f t h er i c et ow a t e ra d d e d1 ：4 ) 由表2 - 8 可知，随着磨浆温度的增加，蛋白质浓度、总干物质含量以及稳定性都首 先呈上升趋势，在温度达到7 0 之后再升高温度，三者均有下降，其中蛋白质浓度和总 干物质含量下降不多。这是因为料液在糊化后淀粉链充分伸展，因而料液干物质等的提 取率有明显提高，稳定性也有所提高。但大米蛋白的热稳定性较差 6 1 ，磨浆温度过高将 引起其沉淀，从而导致稳定性和蛋白质提取率的下降。总体看褐变指数( b i ) 随着磨浆 温度升高而升高，但升高幅度不大。磨浆温度在7 0 和7 5 的效果均较好，且各有优 缺点，有待进一步的研究。 根据以上试验结果，固定磨浆温度为7 0 ，料水比为1 ：4 ( w w ) ，分析不同的磨浆 时间对所得米乳中的蛋白质含量、总干物质含量、稳定性和褐变指数的影响。试验结果 见表2 9 。 表2 - 9 磨浆时间对所得米乳的影响 ( 温度7 0 c ，科水比l ：4w w ) t a b 2 - 9t h ee f f e c to fm i l l i n gt i m eo nt h eq u a l i t yo ft h ee x t r a c t i o n sf r o md e e ( t e m p e r a t u r e7 0 2 ，r a t i oo f t h er i c et ow a t e ra d d e d1 ：4 ) 江南大学硕士学位论文 由表2 - 9 可知，随磨浆时间的增加所得米乳的蛋白质量浓度先升后降，这可能是因 为蛋白质的提取量是随时间的延长而增加，但长时间磨浆导致了蛋白质的变性量也增 加，所以磨浆1 2 m i n 的样品蛋白质含量不如l o m i n 的高，磨浆时间对所得米乳的总干物 质含量和稳定性影响不大，这也与均匀试验的结果相符。褐变指数有随磨浆时间增加而 增加的趋势，这也可能和蛋白质的变性有关，蛋白质的充分伸展使得其与所得米乳中的 还原性糖基末端接触几率更大，从而更容易发生美拉德反应。 根据以上试验结果，固定磨浆温度为7 0 ，磨浆时间为8 m i n ，分析不同的料水比 对所得米乳中的蛋白质含量、总干物质含量、稳定性和褐变指数的影响。试验结果见表 2 】0 。 表2 1 0 磨浆料水比对所得米乳的影响 ( 温度7 0 ，时间8 m i n ) t a b 2 - 1 0t h ee f f e c to f r a t i oo f t h ed e et ow a t e ro nt h eq u a l i t yo f t h ee x t r a c t i o n sf r o mr i c e ( t e m p e r a t u r e7 0 ( 2 ，m i l l i n gt i m e8 m i n ) 由表2 1 0 可知，随料水比增加蛋白质和总干物质的含量都有所下降，蛋白质含量 的下降幅度不如总干物质含量下降幅度大，这一结果也与2 3 1 2 的均匀试验结果相符。 稳定性随料水比增加而提高，褐变指数则随料水比增加而下降，这可能是所得米乳被稀 释的原因。 2 3 2 2 酶解工艺 根据2 3 1 3 的分析结果，对酶解工艺进行单因素试验，固定酶解时间为1 h ，酶解 温度为5 5 ，加酶量为7 0 u g 。1 大米，分析不同的酶解料水比对所得米乳中的蛋白质含 量、总干物质含量、稳定性和褐变指数的影响。试验结果见表2 1 1 。 表2 11 酶解料水比对所得米乳的影响 ( 温度5 5 ，时间1 h ，加酶量7 0 u g - 1 大米) t a b 2 11t h ee f f e c to f r a t i oo f t h er i c et ow a t e ro nt h eq u a l i t yo f t h ee x t r a c t i o n sf r o mr i c e ( t e m p e r a t u r e5 5 c ，h y d r o l y z i n gt i m elh ，e n z y m eq u a n t i t ya d d e d7 0 u 。g - f l e e ) 由表2 1 1 可知，随料液比上升所得米乳的蛋白质含量、总干物质量都明显下降， 这是所得米乳被稀释的原因，可见正如2 3 1 3 均匀试验的结果所述，料水比对于米乳中 的蛋白质浓度和总干物质含量都是十分显著的影响因素，但对褐变指数的影响不大。 根据以上试验结果，固定酶解时间为l h ，酶解料水比为1 ：8 ( w w ) ，加酶量为7 0 u g 1 1 6 第二章原料成分测定即米乳提汁工艺的研究 大米，分析不同的酶解料水比对所得米乳中的蛋白质含量、总干物质含量、稳定性和褐 变指数的影响。试验结果见表2 1 2 。 表2 1 2 酶解温度对所得米乳的影响 (