【《创新蛋白酸奶产品的试验研究》6600字】

I创新蛋白酸奶产品的试验研究目录TOC\o"1-3"\h\u14968创新蛋白酸奶产品的试验研究 1266991.1.材料与仪器 1216031.1.1.试验材料与试剂 111131.1.2.试验仪器 2227621.2.试验方法 2108261.2.1.工艺流程 250251.2.2.操作要点 379751.2.3.单因素试验设计 3179591.2.4.响应面试验设计 4214751.2.5.酸奶的感官评价 4174491.2.6.质构测定 54711.2.7.指标测定 5195761.3.结果与分析 651291.3.1.米糠蛋白的添加量对酸奶品质的影响 6285911.3.2.白砂糖的添加量对酸奶品质的影响 729781.3.3.发酵时间对酸奶品质的影响 964701.3.4.发酵剂的添加量对酸奶品质的影响 10167201.3.5.响应面试验优化结果分析 10138301.3.6.模型建立及显著性检验 11128891.3.7.最佳条件确定及回归模型验证 1228631.3.8.产品指标[36] 13163021.4.小结 14材料与仪器试验材料与试剂表2-1试验材料与试剂表试验材料与试剂的名称试验材料与试剂的来源蒙牛现代牧场鲜牛奶内蒙古蒙牛乳业股份有限公司白砂糖上海上棠食品有限公司食用米糠聊城市东昌府区佳佳垚垚食品有限公司R·THRACE复合型乳酸菌发酵剂（70%保加利亚乳杆菌，30%嗜热链球菌）广东深圳保国玫瑰公司淀粉酶（2000U/g）河南郑州鑫祥意盛公司纤维素酶（10000U/g）河南郑州鑫祥意盛公司植酸酶（5000U/g）河南郑州鑫祥意盛公司正己烷（分析纯）天津市科密欧化学试剂异戊醇（分析纯）上海博河精细化学品有限公司浓硫酸（分析纯）国药集团化学试剂有限公司氢氧化钠（分析纯）天津市科密欧化学试剂氯化钠（分析纯）天津市科密欧化学试剂硫酸铜（分析纯）国药集团化学试剂有限公司硫酸钾（分析纯）国药集团化学试剂有限公司试验仪器表2-2试验仪器表实验设备名称实验设备型号实验设备厂家电热恒温水浴锅HHS上海博迅实业有限公司电子天平JA20031上海越平科技仪器有限公司鼓风干燥箱DHG-9070B上海申贤恒温设备厂立式杀菌锅苏制04520051号常州鑫森源仪表仪器厂恒温恒湿培养箱LRHS-150F-H上海龙跃仪器设备有限公司凯氏定氮仪K9840海能有限公司乳脂离心机TLW5R湖南赫西仪器装备有限公司普通离心机L550台式湖南湘仪实验室仪器开发有限公司冷冻干燥机FD-2A-80+北京博医康实验仪器有限公司质构分析仪TA.XTplus英国StableMicroSystem公司超净工作台SW-CJ-2FD苏州净化设备有限公司试验方法工艺流程米糠→脱脂→酶解→离心→冻干→米糠蛋白生牛乳→预热→加入米糠蛋白、白砂糖→均质→灭菌→冷却→加入菌种→发酵→冷却后熟→成品操作要点（1）米糠蛋白的提取根据刘颖等人[29]提取米糠蛋白的方法。取一定量的米糠，在加入8倍的水，1%正己烷的条件下，室温下下搅拌30min，静置30min，直到溶液分层，去除液体，重复三次，用树脂除去正己烷，重复三次后，在离心机3000r/min离心10min后放在室温下沉淀30min。取出沉淀物，在烘箱中干燥8h左右，即可得到脱脂米糠。然后取脱脂米糠，先加入1%的淀粉酶，在60℃下静置3h后，再加入1%植酸酶和3%的纤维素酶，在55℃下静置2.5h，取出上清液，在离心机3000r/min，离心10min，取上清液在冷冻干燥机上冻干2天，得到米糠蛋白。（2）预热将冷鲜奶在80℃的水浴中不断搅拌，直至鲜奶的温度达到45℃左右。（3）灭菌冷却采用95℃，杀菌5min后，将鲜奶的温度降低至40℃至45℃。（4）接种发酵将菌种活化后，按照比例放入灭过菌的鲜奶中，在40℃的恒温培养箱中发酵，每发酵4个小时，观察凝乳的情况。（5）冷却后熟在发酵完成后，迅速将恒温箱的温度降低至4℃，继续保藏24h，酸奶的风味更为浓厚。单因素试验设计1、米糠蛋白的添加量对感官评分的影响100ml生牛乳中，加入11%的白砂糖、0.2%的乳酸菌，在发酵时间16h、发酵温度40℃的条件下，添加不同比例0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的米糠蛋白，对产品进行感官评价和质构分析，综合得到米糠蛋白较好的添加量。2、白砂糖的添加量对感官评分的影响100ml生牛乳中，加入1%的米糠蛋白、0.2%的乳酸菌，在发酵时间16h、发酵温度40℃的条件下，添加不同比例5%、7%、9%、11%、13%的白砂糖，对产品进行感官评价和质构分析，综合得到白砂糖较好的添加量。3、发酵时间对感官评分的影响100ml生牛乳中，加入11%的白砂糖、0.2%的发酵剂、1%的米糠蛋白，在发酵时间16h、发酵温度40℃的条件下，调节发酵时间8h、12h、16h、20h、24h，对产品进行感官评价和质构分析，综合得到的较佳发酵时间。4、发酵剂的添加量对感官评分的影响100ml生牛乳中，加入11%的白砂糖、1%的米糠蛋白，在发酵时间16h、发酵温度40℃的条件下，添加不同比例0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的乳酸菌，对产品进行感官评价和质构分析，综合得到较好的乳酸菌添加量。响应面试验设计在单因素实验的基础上，确定试验因素，选取影响较大的因素即米糠蛋白的添加量、发酵温度和白砂糖的添加量为自变量，以感官评价分值为响应值，采用Design-Expert.V8.0.6软件，按照Box-Behnken模型设计三因素三水平响应面，优化米糠蛋白酸奶的工艺参数。响应面分析因素及水平见表2-3。表2-3响应面试验因素及水平因素水平-101A米糠蛋白的添加量/%0.511.5B白砂糖的添加量/%91113C发酵时间/h121620酸奶的感官评价按照《食品安全国家标准发酵乳》GB19302-2010感官要求规定，并结合本研究中添加米糠蛋白的感官品质，建立米糠蛋白酸奶的感官评价标准细则，如表；由10名从事食品研究的专业人员组成小组，对样品的色、香、味及组织状态进行评分，取平均值为最终感官评分。表2-4感官评价表项目特征得分色泽（20分）色泽均匀一致，呈微黄色。12~20色泽较均匀，呈微黄色。4~11色泽不均匀。0~3滋味与气味（40分）纯正的奶香味、自然发酵的清香味，无不良气味，酸甜适中。31~40纯正的奶香味，自然发酵味不够，略酸或略甜，味微苦。21~30奶香味不够，味苦，酸甜不适。5~20奶香味和发酵风味错误，有不愉悦气味。0~4组织状态（40分）表面光滑平整，质地细腻均匀，没有颗粒感，有明显的切口，无气泡、乳清析出，弹性好。31~40表面欠光滑，有细小裂纹，有较少的颗粒感，有明显的切口，有少量的气泡或轻微的乳清析出。21~30表面不光滑，组织粗糙，有明显的颗粒感，弹性较差，质感稀软，无明显切口，有明显的气泡、乳清析出。5~20组织粗糙，凝乳块大小不一，有明显的颗粒感，质感稀软，无弹性，无明显切口，有大量的气泡或严重的乳清析出。0~4质构测定采用TPA质构分析仪，设定仪器参数为T/BE型号探头，测前、测中、测后的速度为2mm/s，位移距离为20mm，触发点负载5g，测得硬度、浓稠度、内聚性和黏性四个指标[30、31]。指标测定（1）微生物指标检测根据GB4789-2016《食品安全国家标准微生物检测》测定酸奶中菌落总数、大肠菌群、乳酸菌、霉菌和发酵菌。乳酸菌含量的测定：根据GB4789.35-2016《食品安全国家标准乳酸菌检验》测定酸奶中乳酸菌的含量，采用平板计数法。（2）理化指标检测蛋白质含量的测定：根据GB5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法测定酸奶中蛋白质的含量。脂肪含量的测定：根据GB5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中盖勃法测定酸奶中脂肪的含量。酸度的测定：根据GB5009.239-2016《食品安全国家标准食品酸度的测定》中酚酞指示剂法测定酸奶酸度。结果与分析米糠蛋白的添加量对酸奶品质的影响米糠蛋白的添加量对酸奶感官的影响图2-1米糠蛋白的添加量对酸奶感官的影响米糠蛋白添加量不同对感官评价的影响如图2-1，结果显示，随着米糠蛋白添加量的增加，感官评价下降，当米糠蛋白添加量在0.5%和1%时，感官评分一样，这可能因为添加0.5%米糠蛋白的酸奶组织状态比添加1%米糠蛋白的酸奶较好，而前者的滋味和气味要比后者差些。当米糠蛋白添加量在1.5%至2.5%时，感官评分不断降低，这可能因为随着米糠蛋白的添加，使酸奶的组织状态、口感变差，米糠蛋白的添加量越多，酸奶的味道越苦，颗粒感现象越严重。为了同时得到较高的感官品质以及最大限度地提高酸奶的营养价值和米糠蛋白的利用率，因此米糠蛋白的适宜添加量为1%。米糠蛋白的添加量对酸奶质构的影响表2-5米糠蛋白的添加量对酸奶质构的影响序号12345米糠蛋白的添加量0.5%1%1.5%2%2.5%硬度（g）203.358278.452308.769221.782219.216浓稠度（g.sec）1541.1681935.5481889.1401605.8071775.974内聚性（g）128.148133.979142.257152.752140.742黏性（g.sec）762.726879.590712.315769.891770.791通过上表可以看出，酸奶的硬度随米糠蛋白的添加量不同而变化，硬度最大值为308.769g，最小值为203.358g，变化量>100g，因此，米糠蛋白添加量不同对酸奶的硬度影响较大；同理可知，酸奶的浓稠度和黏性受米糠蛋白添加量的影响也大。但酸奶的内聚力随米糠蛋白添加量不同，变化得不明显，因此米糠蛋白添加量对其影响不大。在米糠蛋白的添加量为1%时，浓稠度和黏性的值最大，硬度为278.452g，根据质构变化和感官评价来看，选择1%米糠蛋白添加量较适宜。白砂糖的添加量对酸奶品质的影响白砂糖的添加量对酸奶感官的影响图2-2白砂糖的添加量对酸奶感官的影响白砂糖添加量不同对感官评价的影响如图2-2，结果显示，随着白砂糖添加量的增加，感官评分先增加后下降，当白砂糖添加量在11%时，感官评分最高，此时酸奶滋味酸甜适宜，组织细腻；当白砂糖添加量低于11%时，感官评分较低，这可能因为白砂糖添加量不够，酸奶的甜味和酸味都不明显；当白砂糖添加量高于11%时，白砂糖添加量较高，使酸奶的甜味盖过乳酸菌产生的酸味，从而使酸奶的整体感官品质下降。因此，白砂糖的适宜添加量为11%。白砂糖的添加量对酸奶质构的影响表2-6白砂糖的添加量对酸奶质构的影响序号12345白砂糖的添加量5%7%9%11%13%硬度（g）104.711105.99399.52291.30180.632浓稠度（g.sec）1488.4311490.3881527.3771353.6311179.931内聚力（g）51.22859.70261.68452.99742.677黏性（g.sec）743.257747.673821.624730.228661.102通过上表可以看出，酸奶的硬度随白砂糖的添加量不同而变化得不明显，硬度最大值为105.993g，最小值为80.632g，变化量<100g，因此，白砂糖添加量不同对酸奶的硬度影响不明显。同理可知，白砂糖的添加量对酸奶的内聚力影响也不明显。而酸奶的浓稠度和黏性随白砂糖添加量不同，变化量都>100g.sec，因此，白砂糖添加量不同对酸奶的浓稠度和黏性影响较大。当白砂糖添加量为9%时，酸奶的浓稠度为最大值1527.377g.sec，黏性为最大值821.624g.sec，但11%白砂糖添加量的酸奶感官评分最高，根据感官评价来看，选择9%~11%白砂糖添加量较适宜。发酵时间对酸奶品质的影响发酵时间对酸奶感官的影响图2-3发酵时间对酸奶感官的影响发酵时间的不同对感官评价的影响如图2-4，结果显示，随着发酵时间的延长，感官评分先增加后减少，当发酵时间在16h时，感官评分最高，此时酸奶质地均匀、组织状态细腻、表面光滑、酸甜适宜；当发酵剂时间低于16h时，感官评分非常低，这可能因为发酵时间短，酸奶的凝固得不好，组织粗糙，有明显的乳清析出；当发酵时间高于16h时，感官评分较低于16h，这可能因为发酵时间长，致使酸奶表面有细小的裂纹并且导致酸奶过酸，口感较差，所以评分较低。因此，发酵的适宜时间为16h。发酵时间对酸奶质构的影响表2-7发酵时间对酸奶质构的影响序号12345发酵时间8h12h16h20h24h硬度（g）45.354135.028156.600236.882240.905浓稠度（g.sec）340.293866.865888.9261809.4361663.414内聚力（g）60.17485.23890.019157.882150.420黏性（g.sec）118.354372.199329.228822.304716.743通过上表可以看出，酸奶的内聚力随发酵时间不同而变化得不明显，内聚力最大值为157.882g，最小值为60.174g，变化量<100g，因此，发酵时间的长短对酸奶的内聚力影响不大；但是通过上表可以看出，酸奶的硬度、浓稠度和黏性受发酵时间的影响较大。在发酵时间在20h时，酸奶的硬度、浓稠度和黏性的值最大，硬度为236.882g、浓稠度为1809.436g.sec、黏性为822.304g.sec，由此看来，发酵时间为20h时，酸奶的品质最好，但从感官评价来看，发酵时间为16h时，酸奶的感官评分最高，根据节约成本和感官评价来考虑，选择发酵时间在16h~20h较适宜。发酵剂的添加量对酸奶品质的影响发酵剂的添加量对酸奶感官的影响图2-41发酵剂的添加量对酸奶感官的影响发酵剂添加量不同对感官评价的影响如图2-3，结果显示，随着发酵剂添加量的增加，感官评分先增加后减少，当发酵剂添加量在0.3%时，感官评分最高，此时酸奶组织细腻、表面光滑、质地均匀、酸甜适宜；当发酵剂添加量低于0.3%时，酸奶的组织粗糙，凝固得差，酸度较低；当发酵剂添加量高于0.3%时，感官评分略低于0.3%添加量，这可能因为乳酸菌含量较高，致使酸奶过酸；但相比前两个梯度，组织状态较好，质地均匀，所以评分较高。因此，发酵剂的适宜添加量为0.3%。发酵剂的添加量对酸奶质构的影响表2-8发酵剂的添加量对酸奶质构的影响序号12345发酵剂的添加量0.1%0.2%0.3%0.4%0.5%硬度（g）181.320331.740350.397320.837300.082浓稠度（g.sec）1314.5902360.2952818.7022559.4002601.515内聚力（g）78.067107.626123.251118.354105.469黏性（g.sec）482.997796.208976.298854.816806.801通过上表可以看出，酸奶的硬度、浓稠度和黏性，随发酵剂添加量不同而变化得较明显，硬度值最大为350.397g，最小为181.320g；浓稠度值最大为2818.702g.sec，最小为1314.590g.sec；黏性最大值为976.298g.sec，最小值为482.997g.sec；它们的变化量都>100。但酸奶的内聚力随发酵剂添加量的变化而变化得不明显。当发酵剂的添加量在0.3%时，酸奶的硬度、浓稠度和黏性都为最大值，根据节约材料和质构变化来看，选择0.3%发酵剂添加量较适宜。响应面试验优化结果分析根据单因素试验结果，采用Design-Expert.V8.0.6软件，按照Box-Behnken模型，选择影响酸奶品质较大的单因素，即米糠蛋白的添加量（A）、白砂糖的添加量（B）和发酵时间（C）为自变量，以感官评分（Y）为响应值，设计三因素三水平响应面试验组，试验结果见表2-9，显著性检验和方差分析结果见表2-10。表2-9响应面实验结果试验号ABCY/分10-1-176.32-10-182.9310-160401188.9500090.56-11094.57-1-1086.2800085.9900090101-1066.11100087.412000861301-184.21411063.215-10185.11610162.5170-1168.6模型建立及显著性检验根据Design-Expert.V8.0.6软件，对表3中米糠蛋白的添加量、白砂糖的添加量和发酵时间进行多元回归拟合分析，得到回归方程为：Y=87.96-12.04A+4.28B+0.21C-2.65AB+0.075AC+3.10BC-8.59A2-1.72B2-6.74C2。方差分析结果见表2-10。表2-10响应面试验回归方程方差分析结果变异来源平方和自由度均方F值P值显著性模型1929.729214.4116.400.0006**A1159.2111159.2188.64<0.0001**B146.211146.2111.180.0124*C0.3610.360.0280.8727AB28.09128.092.150.1862AC0.02310.0233.100.9681BC38.44138.442.940.1302A2310.871310.8723.770.0018**B212.42112.420.950.3622*C2191.421191.4214.640.0065**残差91.54713.08失拟项72.53324.185.090.075纯误差19.0144.75总变异2021.2816注：*表示差异显著P<0.05；**表示差异极其显著P<0.01由表4方差分析结果可知，感官评分回归模型P<0.001，说明模型极其显著；感官评分回归方程失拟性验证P=0.075>0.05，说明相对于纯误差失拟不显著，由次可知建立的二次回归方程拟合良好[32、33]。影响因子A的P<0.0001,表明米糠蛋白的添加量对感官评分的影响极其显著；影响因子B<0.05，表明白砂糖的添加量对感官评分的影响显著。二次型A2、B2、C2的P值<0.05，说明A、B、C这三个因素对感官评分的影响不是简单的线性关系。模型决定系数R2=0.8965，说明该模型89.65%的数据可用此方程解释。综上所述，米糠蛋白酸奶的研制可用此方程。根据F值的大小，可以得出酸奶的得分评价受各个因子的影响次序为米糠蛋白添加量（A）>白砂糖添加量（B）>发酵时间（C）[34]。最佳条件确定及回归模型验证利用Design-Expert8.0.6软件，作出以感官评分为响应值的各因素的等高线图和曲面图[35]。如图所示图2-5各因素交互影响感官评分等高线图和响应曲面图由软件分析得出米糠蛋白酸奶最优发酵工艺为发酵时间为16.31h、米糠蛋白的添加量为0.62%、白砂糖的添加量为11.57%；在该最优条件下，酸奶的预测感官评分值为96.16分。考虑到实际生产，将最优发酵工艺条件参数调整为发酵时间16.3h、发酵温度为40℃、发酵剂的添加量为0.3%、米糠蛋白的添加量为0.6%、白砂糖的添加量为11.6%。按照优化条件参数进行3次重复实验，结果取平均值，得到酸奶的实际感官评价值为95.9分，由此可说明，最优的米糠蛋白酸奶发酵工艺条件可靠。产品指标[36]米糠蛋白酸