花生蛋白酸奶的工艺研究

花生蛋白酸奶的工艺研究

花生是中国最重要的石油出版物之一。目前我国对花生蛋白酸奶的研究中大部分原料是花生或花生分离蛋白，而利用花生蛋白粉直接制成酸奶的研究却较少。花生分离蛋白的提取工艺复杂，需要对花生蛋白粉进行更深层次的加工，目前市面上几乎没有获取途径，不利于工业化生产。据研究表明，以花生蛋白为原料(不添加牛奶)发酵制成的酸奶酸度较低，无法达到理想的食用酸度1材料和方法1.1发酵乳清蛋白粉花生蛋白粉，河南亮健科技有限公司;纯牛奶、白砂糖、80%浓缩型乳清蛋白粉，市售;嗜热链球菌、德式保加利亚乳杆菌，实验室保藏;发酵剂，嗜热链球菌∶德式保加利亚乳杆菌体积比=1∶1;氢氧化钠，分析纯。1.2净化设备制造高速分散器，常州市金坛科兴仪器厂;高压均质机，上海顾信生物科技有限公司;高压灭菌锅，上海申安医疗器械厂;超净工作台，苏州净化设备有限公司;恒温培养箱，上海申贤恒温设备厂;电位滴定仪，上海恒勤仪器设备有限公司。1.3工艺花生蛋白粉→溶解→过滤→调配→均质→包装→杀菌→发酵→后熟→成品1.4花生蛋白液的制备称取一定量的花生蛋白粉加入水中，使用高速分散器以10000r/min的转速搅拌1min使之完全溶解，然后用0.15mm筛过滤，收集滤液，重复2次制成花生蛋白液。1.5稳定剂添加量单因素添加量单因素添加量单因素添加量单因素添加量单因素试验以花生蛋白粉和水的总质量为基准，花生蛋白粉与水比例1∶7.0(g/mL)、纯牛奶添加量20%、白砂糖添加量10%、乳清蛋白粉添加量3%、发酵剂添加量3%、发酵8.0h。在上述工艺条件基础上，以感官评价和酸度为指标，进行单因素试验，分别确定花生蛋白粉与水比例、纯牛奶添加量、白砂糖添加量、乳清蛋白粉添加量、发酵剂添加量、发酵时间对花生蛋白酸奶品质的影响。1.6plackett-burmanpb试验设计在单因素试验基础上，选用Design-Expert8.0.6软件中Plackett-BurmanDesign试验设计，共有12个试验点，PB试验因素水平及编码见表1。1.7box-behnken试验设计根据Plackett-BurmanDesign试验结果，使用Design-Expert8.0软件的Box-Behnken方法进行试验设计，共有15个试验点，BB试验因素水平及编码见表2。1.8感官评定标准对制备好的花生蛋白酸奶进行感官评价。邀请6位有一定品评经验的人员从组织状态、香味、滋味、口感质地4个方面进行感官评定。结果取其平均值，满分为100分。花生蛋白酸奶感官评分标准见表3。1.9酸测定根据GB5009.239—2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》中第三法—电位滴定仪法进行测定。2结果与分析2.1单因素试验2.1.1感官评分和酸度如图1所示:随着花生蛋白粉与水比例的下降，花生蛋白酸奶感官评分呈先上升后下降的趋势，花生蛋白酸奶的酸度呈不断下降趋势。这可能是由于在酸奶发酵过程中发酵料液中的蛋白质和糖等物质被水解成为小分子物质，促进乳酸菌发酵，使酸奶酸度上升2.1.2不同牛奶添加量对发酵料液的影响如图2所示:随着纯牛奶添加量的增加，花生蛋白酸奶感官评分呈先上升后下降的趋势，花生蛋白酸奶的酸度呈不断下降趋势。花生蛋白粉的蛋白质含量远高于纯牛奶的蛋白质含量，因此，随着纯牛奶添加量的增加，花生蛋白粉被稀释，发酵料液中蛋白质的总量不升反降。随着蛋白质含量的不断降低，固形物含量降低，酸奶口感更细腻，当牛奶添加量达到20%后，继续提高纯牛奶的添加量会使得发酵料液中的蛋白质含量过少，从而降低感官评分和酸度。因此，最佳纯牛奶添加量为20%。2.1.3乳酸菌发酵时花生蛋白酸奶发酵如图3所示:随着白砂糖添加量的增加，花生蛋白酸奶感官评分和酸度均呈先上升后下降的趋势。乳酸菌可发酵糖类产生乳酸，所以白砂糖添加量的增加促进了乳酸菌发酵，花生蛋白酸奶的酸度也因此上升。但当白砂糖添加量不断上升，酸奶的黏度持续增大，导致发酵料液渗透压增大，反而抑制了乳酸菌的生长使酸度下降2.1.4花生蛋白酸奶品质乳清蛋白粉是一种营养强化剂，不仅可以提高酸奶中蛋白质的含量，还可以改善酸奶的口感质地。如图4所示:随着乳清蛋白粉添加量的增加，花生蛋白酸奶的感官评分呈先上升后下降的趋势，在添加量为2%时出现最高值，花生蛋白酸奶的酸度则不断上升。随着乳清蛋白粉的添加，固形物含量升高，弥补了酸奶因没有添加胶体，体系较单薄带来的风味上的不足。但是随着固形物含量的持续增加，体系过稠，口感出现下降。同时随着蛋白质含量升高，在发酵过程中不断被水解成小分子物质，促进乳酸菌的持续发酵，使酸奶酸度过高而影响口感和营养价值。因此，结合感官评分和酸度，最佳乳清蛋白粉添加量为2%。2.1.5发酵剂添加量如图5所示:随着发酵剂添加量的增加，花生蛋白酸奶的感官评分和酸度呈先上升后下降的趋势。当发酵剂添加量为3%时，感官评分最高，其组织状态和口感最好，继续提高发酵剂添加量会发生乳清析出等现象，同时影响酸度。因此，最佳发酵剂添加量为3%。2.1.6感官评分和酸度如图6所示:随着发酵时间的延长，花生蛋白酸奶的感官评分呈先上升后下降的趋势，花生蛋白酸奶的酸度持续上升。酸奶在发酵过程中会产生风味物质和芳香活性物质2.2次模型分析Plackett-Burman(PB)试验结果见表4、对二次模型进行分析，方差分析结果见表5。如表5所示:回归模型在95%概率水平下极显著，说明该模型拟合良好，该模型的校正决定系数R2.3回归系数的确定和验证Box-Behnken(BB)响应面试验结果见表6，对二次模型进行分析，方差分析结果见表7。回归方程:y=-159.906+31.438X如表7所示:模型非常显著，失拟项不显著，花生蛋白粉与水比例和发酵时间影响非常显著，纯牛奶添加量影响显著，各因素交互项不显著，花生蛋白粉与水比例和发酵时间的二次项极显著，纯牛奶添加量的二次项影响显著。模型的校正决定系数R根据方程得到模型的极值点为花生蛋白粉与水比例1∶9.4(g/mL)、纯牛奶添加量14.61%、发酵时间7.43h，在此条件下得到的花生蛋白酸奶的感官评分为78.14。在验证实验中，由于响应面分析所得的最优方案不是整数，考虑到可行性和易操作性，花生蛋白粉与水比例选取1∶9.4(g/mL)、纯牛奶添加量取14%或15%、发酵时间取7.4h或7.5h。为了验证预测结果，进行以下5组试验，每组试验做3组平行试验取平均值。验证实验方案及结果见表8。如表8所示:第4组的感官评分最高，且与预测值接近，说明此回归模型较好。因此，基于该响应面法所得到的优化工艺参数准确可靠，且具有实用价值。花生蛋白酸奶优化后的感官评分与最低感官评分(57)相比提高了38.02%。3花生蛋白酸奶的工艺优化在单因素试验基础上，采用Design-Expert响应面优化的方法，以感官评分为响应面值，对花生蛋白酸奶的工艺参数进行了优化。通过PB试验发现，在花生蛋白酸奶中，花生蛋白粉与水比例、纯牛奶添加量及发酵时间对感官评分影响非常显著。选用这3个因素进行BB响应面试验优化，得到最佳花生蛋白酸奶生产工艺参数:花生蛋白粉与水比例1∶9.4(g/mL)、纯牛奶添加量15%、乳清蛋白粉添