党美珠,申晓琳*,付丽,平泽禹,张凯旋,胡殿昌
河南牧业经济学院(郑州450002)
摘要紫薯干酪是在原料乳中添加紫薯粉制成的,通过添加紫薯粉生产营养均衡、适合中国人口味的风味干酪。首先对紫薯粉添加量、发酵剂添加量、CaCl2添加量和凝乳酶添加量4个因素对凝乳效果的影响进行单因素试验,确定适合比例后,再采用L9(34)正交试验设计,通过凝乳时间、乳清蛋白含量、出品率和感官评价等进行极差分析,确定最佳工艺条件为:紫薯粉添加比例6%,发酵剂添加量为0.04%, CaCl2添加量0.06%,凝乳酶添加量为0.005 0%。
关键词干酪;紫薯;凝乳酶;发酵剂
干酪是一种营养丰富、易消化吸收的高附加值乳制品,被誉为“奶品之王”,它浓缩了牛奶中丰富的蛋白质、钙、不饱和脂肪酸等有益成分;成熟后形成多肽、胨、小肽、无机化合物及有机酸等小分子物质,消化率高达96%~98%;还可缓解乳糖不耐症,平衡肠道菌群,有护肝抗癌的功效,营养价值极高。
目前,我国干酪市场主要被进口产品所占领,且品种少,价格高。传统西式干酪都具有牛乳特殊的腥味,咸味大,酸味重,不受中国广大消费者的欢迎,是制约干酪在中国发展的主要因素。另外,传统干酪中动物性蛋白和脂肪含量较高,矿物质和维生素却比较缺乏。如何降低生产成本,开发出适应中国人口味的干酪,成为近期的热点研究课题。
紫薯含有丰富的花青素、膳食纤维和硒元素等多种维生素和矿物质,具有抗氧化、降血压和防癌等功效,其中紫色花青素含量、硒元素含量分别达到0.122 mg/g、0.0071Vg/g,且容易被吸收,能有效清除体内自由基,增强机体抵抗力,预防癌症的发生;研究证明,紫色素有较强地脱除氧自由基的功能,能延缓衰老,并且它是一种天然色素可给食品增添美丽色泽。因此,经过脱水干燥后制成的紫薯全粉,既保留了紫薯的色泽,又保存了其营养成分,添加到食品中,可以改善食品的营养结构,用来开发保健食品和功能性食品,是很好的营养改善剂。
在传统干酪加工工艺的基础上,添加紫薯粉调整干酪的风味,平衡其营养成分,提高其营养价值,研究开发生产符合中国人的饮食口味的中式干酪。
1 材料与方法
1.1材料
河南薛岗奶牛养殖者专业合作社提供新鲜无抗牛乳,试验前进行质量检测;紫薯为市售,品质优良、无病虫害;发酵剂为乳酸链球菌和乳油链球菌混合的干粉专用发酵剂,使用时直接加入;凝乳酶为粉状小牛皱胃凝乳酶,使用时调制成1%盐水溶液,美国丹尼斯克有限公司生产;CaCl2、食盐等为实验室常用试剂。
1.2仪器与设备
福斯FT-120T外乳品分析仪,福斯赛诺分析仪器(苏州)有限公司;303A-3数显恒温培养箱,上海浦东荣丰科学仪器有限公司;HG101-2鼓风烘干箱,南京实验仪器厂;GX-04多功能粉碎机:浙江省永康市昌发工具厂;DK-98-11A电热恒温水浴锅:天津泰斯特仪器有限公司;托盘天平:常熟市金羊天平仪器厂;电子分析天平:赛多利斯科学仪器(北京)有限
公司;温度计等。1.3试验方法
1.3.1原料乳的处理
各批鲜乳进行质量检测,结果为TTC试验阳性,酸度16~18 0T,干物质14.81%,乳蛋白3.53%,乳脂肪3.56%,乳糖4.72%。鲜牛乳经八层纱布过滤,630C/30 min杀菌并冷却至32℃。
1.3.2紫薯粉的制作方法
1.3.4凝乳酶活力的测定
取10 m L原料乳,放于试管中,在35℃条件下保温5 min,配置1 m L 1%的凝乳酶水溶液,加入后迅速混匀,不断旋转摇晃试管,观察牛乳凝固(挂壁)情况,准确记录开始加入凝乳酶水溶液到原料乳凝固所需的时间(s)。
活力=试乳数量(m L) x2400 (s)/(凝乳酶量( m L)×凝乳时间(s) (1)
根据凝乳酶活力计算一定时间内凝固一定量牛乳所需的酶量。
1.3.5凝乳时间的确定
从凝乳酶加入后凝乳出现到能够切块所需的时间。
1.3.6凝乳强度的测定
将底部面积为1 cm2的不锈钢棒,固定在铁架台上,悬空,下面放置1托盘天平。天平左盘放置烧杯,内盛所需凝乳;右盘放置等量砝码或重物,使天平平衡。将钢棒下移至未接触凝乳处。此时缓慢移动游码,凝乳一旦出现裂纹立即停止并读出游码移动值,此时增加的质量(g)即可用来表示凝乳强度的大小(g/cm2)。
1.3.7出品率的测定
实测干酪出品率=新鲜干酪重量/原料乳重量×100% (2)
校正出品率=实测干酪出品率×(100-千酪水分含量)/( 100-40)×100% (3)
1.3.8排除乳清中蛋白质含量的测定
用FT-120红外乳品分析仪测定。
1.3.9紫薯干酪凝乳条件的单因素试验
根据多次预试的经验,基本工艺参数定为:紫薯粉添加量4%,发酵剂0.01%,凝乳酶0.002 5%(按照40 min凝固),CaCl2 0.06%。
1.3.9.1 紫薯粉添加量对干酪品质的影响
分别加入0,2%,4%,6%,8%和10%的紫薯粉,以凝乳时间、凝乳效果、出品率和感官评价为指标,确定紫薯粉添加量。
1.3.9.2发酵剂添加量对凝乳时间和效果的影响
在多次预试验的基础上,将发酵剂添加量分别设定为0.01%,0.02%,0.03%,0.04%和0.05%,检测凝乳时间、凝乳效果、出品率和产品质量。
1.3.9.3氯化钙的添加量对凝乳时间和效果的影响
在多次预试验的基础上,将CaCl2添加量分别设定为0.02%,0.04%,0.06%,0.08%和0.1%。检测凝乳时间、凝乳效果、出品率和产品质量。
1.3.9.4凝乳酶添加量对凝乳时间和效果的影响
在多次预试验的基础上,将凝乳酶添加量分别设定为0.002 5%,0.005 0%,0.007 5%,0.010 0%和0.012 5%,检测凝乳时间、凝乳效果、出品率和产品质量。
2结果与分析
2.1紫薯干酪凝乳条件的单因素试验
2.1.1紫薯粉的添加量对凝乳时间和效果的影响
图1表示不同的紫薯粉添加量对凝乳时间和出品率的影响,图2表示不同的紫薯粉添加量对凝乳强度的影响。由表1表示不同的紫薯粉添加量对凝乳效果的影响。随着紫薯粉添加量的增多,凝乳时间明显延长,凝乳强度先增强,添加量大于4%时,凝乳强度开始变弱。紫薯粉添加量过大时,凝乳时间较长,凝乳强度小,干酪质地粗糙,弹性差,出品率低,因此添加4%的紫薯粉效果较好,干酪凝乳时间适中,凝乳效果和传统干酪相似,质地细腻,弹性好,硬度合适,出品率较高,且具有紫薯的芳香和粉紫色的色泽。
2.1.2发酵剂的添加量对凝乳时间和效果的影响
图3所示为不同发酵剂添加量对凝乳时间和出品率的影响,图4表示不同发酵剂添加量对凝乳强度的影响,表2所示为不同发酵剂添加量对凝乳效果的影响。由图3可知,在加了4%紫薯粉的牛乳中添加发酵剂的多少对凝乳时间的影响很大。随着发酵剂添加量的增多,发酵乳的酸度增加,而凝乳酶在酸性条件下,凝乳活性较高,使凝乳速度加快,时间缩短,形成的网络结构较为紧密。合适的酸度,酪蛋白凝聚比较完全,而且凝块颗粒大,硬度适中。但当酸度过高时,酪蛋白凝聚速度加快,收缩严重,凝块颗粒较小,硬度大。所以添加发酵剂为0.03%时凝乳时间效果较好。
2.1.3氯化钙的添加量对凝乳时间和效果的影响
图5表示不同的氯化钙添加量对凝乳时间和出品率的影响,图6表示不同氯化钙的添加量对凝乳强度的影响,表3表示不同的氯化钙添加量对凝乳效果的影响。随着氯化钙添加量的增加,凝乳时间随之逐渐减少。当氯化钙添加量为0.02%时,凝乳时间最长,凝块质地较疏松。钙离子能将凝乳酶作用产生的副一酪蛋白相互凝聚,可以延缓凝乳酶的凝乳作用,钙以钙桥的形式有效地促进酪蛋白的凝聚,所以氯化钙的添加大大缩短了凝乳时间,凝乳强度增大。随着氯化钙添加量增大,凝乳时间越来越短,质地越来越紧密,硬度增加;由于CaCl2本身具有较强的苦味和涩味,添加量超过0.08%时,不仅干酪风味变差,质地也会变得粗糙、硬实。所以氯化钙添加量0.06%凝乳时间、凝乳效果、出品率为最佳。
2.1.4凝乳酶添加量对凝乳时间和效果的影响
图7表示不同的凝乳酶添加量对凝乳时间和出品率的影响,图8表示不同凝乳酶添加量对凝乳强度的影响,表4表示不同凝乳酶添加量对凝乳效果的影响。凝乳酶添加量越大,凝乳时间越短,添加量过大时,凝乳速度过快造成蛋白质损失较多,凝块粗糙疏松;添加量小,凝乳时间延长,析出乳清较多,凝块较软;0.007 5%的凝乳酶添加量比较适宜,干酪组织状态良好,紧实细腻,出品率高。
2.2紫薯干酪凝乳条件的正交试验
在单因素试验结果的基础上,以紫薯粉添加量、发酵剂添加量、CaCI2添加量和凝乳酶添加量进行L9(34)正交试验,共9个试验,因素水平表见表5。以凝乳时间、乳清蛋白含量、出品率和感官评价为试验指标进行极差分析来确定最佳工艺条件,试验方案及极差分析结果见表6。
采用直观分析法,根据各因素的均值k值及极差R值的大小进行分析。比较表8中4个因素R值的大小可以得出:各因素影响凝乳时间的主次关系为:R(紫薯粉)>R(发酵剂)>R( CaCl2)R(凝乳酶);各因素影响凝乳强度的主次关系为:R(紫薯粉)>R( CaCl2) >R(凝乳酶)>R(发酵剂);各因素影响凝乳出品率的主次关系为:R(紫薯粉)>R(发酵剂)>R( CaCI2) >R(凝乳酶);各因素影响紫薯干酪综合评分的主次关系为:R(紫薯粉)>R(凝乳酶)>R( CaCl2)>R(发酵剂)。根据各因素的均值k值大小,可以判断各因素的最优水平组合为:凝乳时间:A3B1C1D1;乳清蛋白含量:A1C2B3D2;出品率:A3B2C2D3;感官评分:A3D2C2B3;归纳分析结果,把四因素的最佳水平组合起来,得到最佳工艺参数为:A3B3C2D2。即紫薯干酪最佳生产工艺参数为:紫薯粉添加比例6%,发酵剂添加量0.04%,CaCl2添加量0.06%,凝乳酶添加量0.005 0%。效果影响最大。紫薯干酪最佳生产工艺参数为:紫薯粉添加比例6%,发酵剂添加量0.04%, CaCI2添加量0.06%,凝乳酶添加量0.005 0%。经试验验证添加紫薯粉后生产出的新型中式干酪色泽美观诱人,既具有干酪的营养价值,又具有紫薯的功能保健作用,并且还降低了生产成本。
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