王 然,項鐵男 *,劉 穎,劉 洋,邵 晨,王 丹
(1.長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品與生物學(xué)院,吉林 長春 130033;2.吉林大學(xué) 生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,吉林 長春 130022;3.吉林工程職業(yè)學(xué)院 糧油食品學(xué)院,吉林 四平 136001)
乳制品因其營養(yǎng)、美味、營養(yǎng)成分配比合理等特點,廣為人們所接受,已經(jīng)成為日常生活不可或缺的基礎(chǔ)性食品。酸奶是在乳制品中添加益生菌,在適宜的條件下,益生菌將乳糖分解為乳酸,并能產(chǎn)生胞外多糖[1]、γ-氨基丁酸[2]等對人體有益的代謝物;發(fā)酵后乳蛋白被適度降解,其消化吸收率提高了兩倍,乳脂肪被分解為短鏈或中鏈脂肪酸更易被人體消化吸收[3],因此,酸奶制品的營養(yǎng)性更全面。大量研究表明,酸奶制品對人體健康具有良好的功能性,尤其是在增進人體腸道健康方面具有良好效果[4]。近年來,我國乳制品市場空前繁榮,乳制品種類繁多,人們對不同種類酸奶制品的接受度越來越高。目前,我國酸奶制品的研發(fā)主要集中在益生菌的選擇[5-6]及不同花色品種等方面[7-8],鮮見植物油基酸奶的相關(guān)報道。
全脂酸奶的乳脂肪含量約為3.0%,以牛乳為例,牛乳脂肪主要由短鏈脂肪酸和中鏈脂肪酸組成,其熔點低,僅為34.5 ℃,經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵,會使乳脂肪呈高度乳化狀態(tài),促進其被人體消化和吸收,為人體提供必需氨基酸和磷脂。然而,隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展,百姓生活水平不斷提高,人們飲食中的脂肪含量也在不斷提高,尤其是較高飽和脂肪酸的攝入量;如果飽和脂肪酸長期攝入過量易引發(fā)機體高血脂、糖尿病、心血管疾病等,對人體健康造成不利影響。因此,植物油的活性成分及生理功能主要與不飽和脂肪酸組成和含量有關(guān)。在植物油中,茶油和橄欖油中單不飽和脂肪酸的含量最高,分別為72.75%~78.71%和65.73%~76.36%[9]。茶油中除了含有油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸之外,還含有維生素E、多酚、甾醇、角鯊烯等多種對人體有益的活性成分[10],并且具有茶葉的清香,深受消費者歡迎。本研究利用酯化淀粉微粒包覆茶油向牛乳中引入不飽和脂肪酸,以茶油膠(tea oil glue,TOG)代替乳脂肪制備新型植物油基酸奶。通過對茶油酸奶理化性質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性和流變性等指標(biāo)進行檢測,分析添加茶油膠對酸奶品質(zhì)特性的影響;通過對酸奶理化指標(biāo)和感官品質(zhì)進行相關(guān)性分析,掌握茶油酸奶品質(zhì)的調(diào)控方法,旨在為新型植物油基酸奶的開發(fā)提供理論借鑒。
全脂牛乳(蛋白質(zhì)2.9%、脂肪3.6%、乳糖4.5%):黑龍江完達山陽光乳業(yè)有限公司;脫脂牛乳(蛋白質(zhì)3.4%、脂肪0%、乳糖5.0%):德國好沃德食品有限公司;油茶籽油:玉山縣大成倉食品有限公司;辛烯基琥珀酸酐(octenyl succinic anhydride,OSA)淀粉酯微粒:實驗室自制;果葡糖漿:中糧生化能源(公主嶺)有限公司;酸奶發(fā)酵劑((保加利亞乳桿菌(Lactobacterium bulagricum):嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)(2∶1)):安琪酵母有限公司。所有化學(xué)試劑均為國產(chǎn)分析純。
TA-XTplus2質(zhì)構(gòu)儀:英國SMS公司;LVDV-III黏度測定儀:美國博勒飛公司;AR500流變儀:美國TA公司;CRS300實驗室乳化機:上海馳翔新能源設(shè)備科技有限公司;HN-1000Y超聲波細胞破碎儀:上海汗諾儀器有限公司;GNP9080恒溫培養(yǎng)箱:常州菲普實驗儀器廠;HH-W600電熱恒溫水浴箱:金壇市醫(yī)療儀器廠。
1.3.1 茶油乳液及茶油膠的制備
茶油乳液的制備:參照YE F 等[11-12]的方法并做適當(dāng)調(diào)整。茶油乳液分別由30 g/100 mL的油茶籽油、3 g/100 mL的OSA淀粉酯微粒[12]和去離子水調(diào)配而成。將OSA淀粉酯微粒置于油茶籽油中,使用超聲波細胞破碎儀,在60 Hz超聲頻率條件下超聲處理2.5 min,再將油茶籽油加入去離子水中,采用超聲6 s間歇2 s的方式對乳液進行超聲處理30 min,制得茶油乳液。
茶油膠的制備:參照劉永創(chuàng)[13]的方法并做適當(dāng)調(diào)整。采用體積分?jǐn)?shù)2%的HCl,將茶油乳液pH調(diào)至5.0,靜置4 h,待乳液分層并穩(wěn)定后,用注射器把乳液底部的液相抽除,得到茶油膠(TOG)。
1.3.2 茶油酸奶的加工工藝流程及操作要點
調(diào)配和均質(zhì):向脫脂牛乳分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.0%、2.2%、3.4%、4.6%、5.8%的茶油膠和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的果葡糖漿,利用乳化機10 000 r/min乳化處理15 min。
殺菌:將乳液加熱至95 ℃,保溫5 min殺菌;然后將乳液冷卻至42 ℃。
加發(fā)酵劑和灌裝:按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的接種量,加入保加利亞乳桿菌(Lactobacterium bulagricum)和嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermophilus)(比例2∶1),攪拌均勻后,灌裝于經(jīng)過滅菌的透明容器中,密封。
發(fā)酵和后熟:在42 ℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵8 h;然后在4 ℃冰箱中冷藏12 h后熟,即制得茶油酸奶。
1.3.3 茶油酸奶理化性質(zhì)的檢測
根據(jù)國標(biāo)GB 19302—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵乳》[14],對酸奶樣品的蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、乳糖含量、酸度進行檢測。
脫水收縮敏感性反映酸奶樣品在外力作用下,酸奶凝乳組織被破壞后,乳清析出的程度。脫水收縮敏感性越小,表明酸奶的穩(wěn)定性越好,品質(zhì)越好。酸奶樣品的脫水收縮敏感性檢測參照宋繼宏[15]的方法。準(zhǔn)確稱取酸奶樣品30.0 g,置于帶有濾紙的漏斗中,于25 ℃放置2 h后收集濾液并稱質(zhì)量。脫水收縮敏感性計算公式如下:
式中:M1為濾液質(zhì)量,g;M2為酸奶樣品質(zhì)量,g。
1.3.4 茶油酸奶質(zhì)構(gòu)特性的檢測
使用質(zhì)構(gòu)儀檢測7種酸奶樣品的硬度、黏稠度、黏聚力、黏性指數(shù)等物性指標(biāo)。檢測探頭為35 mm的圓形壓力盤;設(shè)置檢測參數(shù):測試前速1 mm/s,檢測速度1 mm/s,測試后速3 mm/s,下降距離30 mm,觸發(fā)力10 g[16]。
1.3.5 茶油酸奶流變性的檢測
參照孫雨辰等[17]的方法并做適當(dāng)調(diào)整。使用黏度測定儀對7種酸奶樣品的流變性進行檢測。檢測轉(zhuǎn)子選用64號,設(shè)置檢測溫度20 ℃,分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速從10 r/min增加至100 r/min過程中酸奶樣品的表觀黏度變化趨勢。
1.3.6 茶油酸奶感官質(zhì)量評價方法
征集經(jīng)常食用酸奶的人群作為候選品評員,再以20、40、60歲為中心點將候選品評員進行分組,在不同年齡組中各選5人組成15人感官評價小組。將酸奶樣品隨機編號,品評員分別從色澤、乳清析出、組織狀態(tài)、滋味和風(fēng)味、口感五個方面對酸奶進行感官評價并給出分值;每位品評員對編號不同的同一樣品平行評價3次,評分結(jié)果取平均值,滿分100分,具體評價標(biāo)準(zhǔn)及分值見表1。
表1 植物油基酸奶的感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of vegetable-oil-based yogurt
續(xù)表
1.3.7 乳酸菌數(shù)測定
按照GB 4789.35—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗乳酸菌檢驗》檢測酸乳樣品中桿菌和球菌的活菌數(shù),檢測結(jié)果以對數(shù)值(lg)表示[16]。
1.3.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
所有試驗檢測指標(biāo)均重復(fù)測定3次,結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示。采用SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析,使用方差分析鄧肯法對數(shù)據(jù)的顯著性差異進行分析,使用皮爾遜法對數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性進行分析。
酸度是衡量酸奶品質(zhì)的重要指標(biāo)。如表2所示,隨著茶油膠添加量在1.0%~3.4%范圍內(nèi)的增加,酸奶的酸度呈現(xiàn)明顯的增加趨勢,乳酸菌的活菌數(shù)也相應(yīng)呈現(xiàn)增加趨勢,當(dāng)茶油膠添加量為3.4%時,酸奶的酸度達到最大值104.65°T,乳酸菌活菌數(shù)的對數(shù)值為11.09,繼續(xù)添加茶油膠,酸奶的酸度及酸菌活菌數(shù)反而呈現(xiàn)出下降的趨勢。這可能與茶油的化學(xué)成分有關(guān)。金磊等[18]通過在脫脂乳中添加不同濃度的亞油酸,研究其對酸奶品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)亞油酸含量超過一定范圍后,其對乳酸菌的生長產(chǎn)生明顯的抑制作用。茶油中富含亞油酸,當(dāng)酸奶中茶油膠含量較低時,乳中的蛋白質(zhì)能使乳酸菌免受亞油酸的影響,當(dāng)茶油膠濃度超過一定范圍時,乳酸菌生長會受到抑制,進而導(dǎo)致發(fā)酵時間延長,因此,相同發(fā)酵時間內(nèi),茶油膠含量高的酸奶(4.6%TOG和5.8%TOG),其酸度反而相對較低[19]。此外,脫脂酸奶和茶油酸奶的酸度均高于全乳脂酸奶,這是因為前者具有相對較高的碳水化合物含量,主要成分為乳糖,分解后能產(chǎn)生乳酸,進而提高體系酸度。此外,茶油膠的主要成分為油脂,并含有少量淀粉微粒,茶油膠添加量對酸奶的蛋白質(zhì)含量和碳水化合物含量影響不顯著,但是對酸奶脂肪含量有明顯影響,茶油膠含量與酸奶的脂肪含量成正比,即酸奶的脂肪含量隨著茶油膠添加量的增加而增加。
表2 添加茶油膠對植物油基酸奶理化性質(zhì)的影響Table 2 Effect of tea oil glue addition on physicochemical properties of vegetable oil based yogurt
酸奶的脫水收縮導(dǎo)致乳清析出,是酸奶在貯藏、運輸和銷售過程中普遍存在的質(zhì)量問題。脫水收縮敏感性與酸奶的不穩(wěn)定性呈正相關(guān)。本試驗數(shù)據(jù)顯示,隨著茶油膠添加量在1.0%~5.8%范圍內(nèi)的增加,酸奶的脫水收縮敏感性從49.39%降至31.88%。研究認為凝固型酸奶的脫水收縮與酪蛋白凝膠不穩(wěn)定以及凝乳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重排有關(guān)[20]。宋繼宏[15]研究表明,脫水收縮敏感性與酸奶物性指標(biāo)硬度呈正相關(guān),與黏度呈極顯著負相關(guān)。
由表3可知,隨著茶油膠添加量在1.0%~3.4%范圍內(nèi)的增加,酸奶的硬度和黏稠度均明顯增加,其黏聚力和黏度指數(shù)的絕對值也明顯增加,當(dāng)茶油膠添加量為3.4%時,茶油酸奶的硬度和黏稠度均高于全乳脂酸奶,表明茶油酸奶的凝乳結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。酸奶的凝乳結(jié)構(gòu)主要是由酪蛋白、脂肪和乳清三部分形成的三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)[21],其中酪蛋白膠束具有較強的持水性,在發(fā)酵過程中變性形成鉸鏈狀顆粒,顆粒聚集構(gòu)成三維網(wǎng)狀框架結(jié)構(gòu),脂肪則填充于酪蛋白框架內(nèi)部的六棱形空隙中,使網(wǎng)狀框架飽滿而穩(wěn)定[22]。三維網(wǎng)狀凝膠結(jié)構(gòu)與乳中蛋白質(zhì)、脂肪等成分含量密切相關(guān)[23],蛋白質(zhì)和脂肪在一定含量范圍內(nèi)能夠提高酸奶黏度,縮短凝乳時間,孫雨辰等[17]研究表明,當(dāng)對牛乳進行發(fā)酵,蛋白質(zhì)含量在2%~5%的范圍內(nèi)上,蛋白含量每增加1%,酸奶的黏度就會增加約200 mPa·s;而脂肪經(jīng)均質(zhì)破碎成脂肪微球分散在乳液體系中,能與酪蛋白發(fā)生相互作用,改變酪蛋白膠粒的結(jié)構(gòu),從而使酸奶的硬度和黏稠度增強。本研究中茶油酸奶的蛋白質(zhì)含量在3.2%~3.4%范圍內(nèi),隨著茶油添加量的增加,酸奶凝乳的質(zhì)構(gòu)性發(fā)生明顯增強即酸奶硬度從117.58%增加至188.17%,黏稠度從3 109.82 g·s增加至4 355.78 g·s,黏聚力從62.83 g增加至82.50 g,黏度指數(shù)絕對值從112.39 g·s增加至140.73 g·s。從酸奶質(zhì)構(gòu)特性來看,茶油膠添加量為5.8%時,酸奶的質(zhì)構(gòu)特性相對較好。
表3 添加茶油膠對植物油基酸奶質(zhì)構(gòu)的影響Table 3 Effect of tea oil glue addition on texture of vegetable-oilbased yogurt
如圖1所示,在低剪切速率下(剪切速率≤50 r/min),五組茶油酸奶的表觀黏度均高于全脂乳酸奶和脫脂乳酸奶,這是因為茶油酸奶具有較高的黏稠度、較強的凝乳結(jié)構(gòu)以及較低的脫水收縮敏感性;解冰心[16]使用葡萄籽油代替乳脂制備凝固型酸乳,發(fā)現(xiàn)葡萄籽油可以提高酸乳的表觀黏度,其穩(wěn)定性優(yōu)于全乳脂酸乳。當(dāng)繼續(xù)提高剪切速率,酸奶的凝乳結(jié)構(gòu)被破壞,所有樣品的表觀黏度相趨近。隨著剪切速率的增加,七組酸奶樣品的表觀黏度均呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢即為假塑性流體的剪切稀化特征,說明酪蛋白形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較弱,易被高速剪切破壞,而且破壞的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無法恢復(fù)。這種剪切稀化行為也能反映酸奶在口腔中的流變特點,上顎和舌頭與酸奶之間的相對運動促使酸奶的黏度降低,便于吞咽[24]。從酸奶流變性來看,茶油膠添加量為5.8%時,酸奶的流變性相對較好。
圖1 添加茶油膠對植物油基酸奶表觀黏度的影響Fig.1 Effect of tea oil glue addition on apparent viscosity of vegetable-oil-based yogurt
由表4可知,全乳脂酸奶的感官品質(zhì)得分最高(96分),而脫脂酸奶總分最低(74分)。這是因為脫脂乳酸奶顏色暗白,略帶灰色,從視覺上不能引發(fā)食欲,而且在組織狀態(tài)上沒有形成完整的凝塊,口感也比較稀薄,沒有乳脂肪的清香,因此感官品質(zhì)得分較低。茶油膠添加量在2.2%~5.8%的酸奶,其感官品質(zhì)總分值與全乳脂酸奶不存在顯著差異(P>0.05),其中茶油膠添加量為3.4%的酸奶其感官品質(zhì)總分值相對較高,為94分,繼續(xù)增加茶油膠的含量,分值反而降低,這是因為當(dāng)茶油膠添加超過一定范圍時,酸奶會有明顯的油脂味,降低了食用酸奶帶來的愉悅感;在一定范圍內(nèi),脂肪含量增加,會降低酸奶對口腔的摩擦感,因此,口感就越滑潤[25],茶油膠添加量為3.4%的酸奶感官品品質(zhì)最好,其組織狀態(tài)細膩,口感滑潤,有淡淡的茶香,無明顯的油脂味。
表4 添加茶油膠對植物油基酸奶感官品質(zhì)的影響Table 4 Effect tea oil glue addition on sensory quality of vegetable-oil-based yogurt
植物油基酸奶的理化性質(zhì)和感官評價之間的相關(guān)性分析結(jié)果見表5。由表5可知,二者之間存在顯著的相關(guān)性。茶油酸奶的質(zhì)構(gòu)硬度和黏稠度均與乳清析出得分值呈顯著正相關(guān)(P<0.05),而且,黏稠度還與組織狀態(tài)得分值呈顯著正相關(guān)(P<0.05);茶油酸奶的脂肪含量與乳清析出、組織狀態(tài)、口感以及感官總分之間均存在顯著正相關(guān)(P<0.05);茶油酸奶的脫水收縮敏感性則與上述四個感官指標(biāo)均存在顯著負相關(guān)(P<0.05);說明硬度和黏稠度的增加有助于降低酸奶乳清析出,而茶油膠的添加提高了酸奶的脂肪含量,降低了酸奶的脫水收縮敏感性,提升了酸奶凝乳的硬度、黏稠度等質(zhì)構(gòu)特性,同時,也在乳清析出、組織狀態(tài)、口感等方面改善了酸奶的感官品質(zhì),使茶油酸奶的感官評價總分升高。楊承鈺等[26]建立了紫馬鈴薯酸奶的品質(zhì)評價模型,通過將紫馬鈴薯酸奶的感官評分和質(zhì)構(gòu)進行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),兩者之間呈極顯著正相關(guān),說明質(zhì)構(gòu)與感官評價指標(biāo)之間的密切聯(lián)系,其研究結(jié)果與本試驗數(shù)據(jù)趨勢相符。
表5 植物油基酸奶理化性質(zhì)與感官評價之間的皮爾遜相關(guān)性Table 5 Pearson correlation between physicochemical characteristics and sensory evaluation of vegetable-oil-based yogurt
添加茶油膠可以提升酸奶的酸度和表觀黏度,降低其脫水收縮敏感性,改善其質(zhì)構(gòu)特性;在添加量1.0%~5.8%范圍內(nèi),隨著茶油膠含量的增加,酸奶的感官評價總分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,當(dāng)茶油膠添加量為3.4%時,其硬度、黏稠度、表觀黏度等指標(biāo)均優(yōu)于對照樣品,酸奶的感官評價得分最高,為94分,其具有良好的口感、穩(wěn)定的凝乳結(jié)構(gòu)、較低的脫水收縮敏感性,并帶有適宜的茶香;說明茶油可以作為植物油基酸奶的原料進行應(yīng)用研究。