穩(wěn)定劑對酸豆乳質(zhì)構(gòu)特性的影響

崔蕊靜 侍朋寶 康維民

(河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，秦皇島 066004)

穩(wěn)定劑對酸豆乳質(zhì)構(gòu)特性的影響

崔蕊靜 侍朋寶 康維民

(河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，秦皇島 066004)

為了提高凝固型酸豆乳的質(zhì)構(gòu)特性，改善發(fā)酵豆乳自身的缺陷，研究了明膠、羧甲基纖維素鈉(CMC)、卡拉膠對酸豆乳質(zhì)構(gòu)的影響。在單因素的基礎(chǔ)上，采用{3,2}單純形格子設(shè)計(jì)法對明膠、CMC、卡拉膠3種穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn)，通過檢測其硬度、黏度、持水率等，獲得較好的穩(wěn)定劑配比。結(jié)果表明，穩(wěn)定劑添加總量為0.4%，其中明膠、CMC和卡拉膠的質(zhì)量比為1∶0.75∶1.36時(shí)，可使酸豆乳的質(zhì)構(gòu)改良。

酸豆乳 穩(wěn)定劑 復(fù)配 質(zhì)構(gòu)特性

酸豆乳是以大豆為原料，乳酸菌為發(fā)酵劑制成的一種植物性高蛋白食品[1]。乳酸菌不僅能破壞大豆中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，又能提高大豆蛋白質(zhì)的消化率，具有低脂、低熱量、易吸收的特點(diǎn)[2-3]。但豆乳發(fā)酵常出現(xiàn)組織較脆、乳清析出多、口感粗糙等缺陷，直接影響外觀和貨架期。而在生產(chǎn)中，為了提高制品的穩(wěn)定性及口感，保證產(chǎn)品的品質(zhì)，需添加適量的穩(wěn)定劑，不僅可以增加產(chǎn)品穩(wěn)定性，還可改善其質(zhì)構(gòu)[4]。因此，本試驗(yàn)選用明膠、CMC和卡拉膠3種穩(wěn)定劑，在單因素的基礎(chǔ)上采用{3,2}單純形格子設(shè)計(jì)法，以硬度、黏度、持水率等為評價(jià)指標(biāo)，對3種穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn)．以期獲得最優(yōu)的復(fù)配穩(wěn)定劑配比，從而改善酸豆乳的質(zhì)構(gòu)特性[5-6]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆：市售；穩(wěn)定劑：明膠、卡拉膠、黃原膠、羧甲基纖維素鈉均為食品級；乳化劑：單甘脂、脂肪酸蔗糖酯均為食品級；保加利亞乳桿菌Lb(Lactobacillusbulgaricus)和嗜熱鏈球菌St(Streptococcusthermophilus)凍干粉：中國工業(yè)微生物菌種保藏中心。

1.2 儀器與設(shè)備

TMS-Pro質(zhì)構(gòu)儀：美國FTC TMS-PRO；TGL-20B高速離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；DM-280型自分渣磨漿機(jī)：河北鐵獅磨漿機(jī)機(jī)械有限公司；膠體磨：沈陽聯(lián)華機(jī)械廠；LRH-150B型生化培養(yǎng)箱：廣東省醫(yī)療器械廠。

1.3 工藝流程[7]

試驗(yàn)點(diǎn)X1Z1X2Z2X3Z3110．00500．00300．002200．00310．00510．004300．00300．00310．00441/20．0041/20．00400．00251/20．00400．0031/20．003600．0031/20．0041/20．003

1.4 操作要點(diǎn)

選擇無霉變、無蟲害、雜質(zhì)少、顆粒均勻的大豆，清洗后浸泡于3倍的水中12 h，使大豆軟化，表皮膨脹至平滑，手搓能去皮為好。將大豆加熱至90 ℃以上，加10倍水磨漿2次，再將定量甜味劑、乳化劑及各種穩(wěn)定劑溶解后加入，調(diào)配后加熱至85 ℃殺菌30 min，25 MPa壓力下均質(zhì)兩次，冷卻至43 ℃。接種3%等比混合的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌于豆乳中，43 ℃發(fā)酵6 h。發(fā)酵產(chǎn)品放入4 ℃冰箱中后熟[8-9]。

1.5 穩(wěn)定劑添加單因素試驗(yàn)

1.5.1 CMC添加量對酸豆奶質(zhì)構(gòu)的影響

豆水質(zhì)量比1∶10的豆乳，接種乳酸菌3%,添加葡萄糖3%、蔗糖4%，單甘酯0.1%，蔗糖酯0.1%，CMC添加量分別為0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，43 ℃發(fā)酵6 h。測產(chǎn)品的硬度、黏度、持水率等指標(biāo)。

1.5.2 明膠添加量對酸豆奶質(zhì)構(gòu)的影響

試驗(yàn)條件按1.5.1，明膠的添加量分別為0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。

1.5.3 卡拉膠添加量對酸豆奶質(zhì)構(gòu)的影響

試驗(yàn)條件按1.5.1，卡拉膠的添加量分別為0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。

1.6 穩(wěn)定劑添加復(fù)配試驗(yàn)

1.6.1 復(fù)配穩(wěn)定劑單純形格子設(shè)計(jì)

單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用{3，2}單純形格子設(shè)計(jì)，測定其硬度、黏度、持水性，以三者得到的綜合指標(biāo)為指標(biāo)值，采用Excel對試驗(yàn)所得回歸方程組求解最大值，從而確定3種穩(wěn)定劑的最適添加比例[10]，具體試驗(yàn)方案如表1所示。

表1 {3，2}單純形格子設(shè)計(jì)

1.6.2 復(fù)配穩(wěn)定劑使用量確定

對采用單純型格子設(shè)計(jì)優(yōu)化所得的明膠、CMC、卡拉膠復(fù)配穩(wěn)定劑的配比進(jìn)行添加量的確定試驗(yàn)。選擇添加量分別為0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，從而確定在生產(chǎn)中，復(fù)配穩(wěn)定劑添加總量。

1.7 指標(biāo)測定方法

1.7.1 硬度及黏度的測定[11-13]

發(fā)酵酸豆乳在質(zhì)構(gòu)儀上采用擠壓變形實(shí)驗(yàn)反映凝膠機(jī)械性能的變化，采用TMS-50 mm圓盤擠壓探頭，測定速度為1.0 mm/s，測前速度為2.0 mm/s，返回速率為2.0 mm/s，測試距離60 mm，形變率為30%，中間停留時(shí)間為2 s，第一壓縮過程中的最大峰值為硬度,以第一壓縮后探頭回撤時(shí)負(fù)數(shù)峰值下的面積為黏度。做3次平行試驗(yàn)。

1.7.2 持水性的測定[14]

吸取m0g的樣品放入離心管中,以4 000 r/min的速度離心20 min,靜置1 min之后除去上清液，測殘余物的質(zhì)量mg，則酸豆乳持水率為：

持水率/%=(m/m0)×100

1.8 數(shù)據(jù)處理

使用DPS軟件,對添加不同穩(wěn)定劑樣品的質(zhì)地等差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對均值進(jìn)行F檢驗(yàn)，在P<0.05的水平上對偏差采用LSD法多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 CMC添加量對酸豆乳質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖1結(jié)果表明，隨CMC用量的增加，酸豆乳硬度呈上升趨勢，當(dāng)添加量為0.4%(A5)硬度最高，超過0.4%硬度反而呈下降趨勢，可能因?yàn)镃MC的添加量過大，物料黏性過大而影響乳酸菌正常的發(fā)酵。不同處理進(jìn)行方差分析結(jié)果，F(xiàn)=34.99>F0.01=5.06，說明CMC用量對產(chǎn)品硬度有極顯著影響。處理間P=0<α=0.01，多重比較結(jié)果，在α=0.05水平上，A5與其余處理間差異顯著，在α=0.01水平上，A5除與A6間差異不顯著外，與其余處理間差異極顯著。

圖1 CMC添加量對酸豆乳硬度的影響

圖2結(jié)果表明，CMC對酸豆乳黏度的影響呈現(xiàn)緩慢的上升趨勢，當(dāng)添加量為0.5%(A6)時(shí)黏度最大。不同處理進(jìn)行方差分析結(jié)果，F(xiàn)=40.52>F0.01=5.06，說明CMC用量對酸豆乳黏度有極顯著影響；處理間P=0<α=0.01，多重比較結(jié)果，在α=0.05水平上，A6與其余處理間差異顯著，α=0.01水平上，A6與其余處理間差異極顯著。

圖2 CMC添加量對酸豆乳粘度的影響

圖3結(jié)果表明，CMC添加量為0.1%～0.4%時(shí)，酸豆乳的持水率隨添加量的增大而增大，超過0.4%(A5)隨添加量的增大反而呈下降的趨勢，這是因?yàn)镃MC的添加量過大，物料黏性過大而影響乳酸菌正常的發(fā)酵。不同處理進(jìn)行方差分析結(jié)果，F(xiàn)=9.65>F0.01=5.06，說明CMC用量對酸豆乳持水率有極顯著影響；處理間P=0<α=0.01，多重比較結(jié)果，在α=0.05水平上，A5除與A6差異不顯著外，與其余處理間差異顯著，A6除與A4差異不顯著外，A6與其余處理間差異顯著，α=0.01水平上，A5除與A6間差異極不顯著外，與其余處理間差異極顯著。

圖3 CMC添加量對酸豆乳持水率的影響

綜合分析，CMC添加量為0.4%(A5)時(shí)，對凝固型酸豆乳的質(zhì)構(gòu)有顯著性影響。因此，選擇CMC添加量為0.4%的前后區(qū)間作為CMC添加量的上、下限，即添加量的下限為0.3%，上限為0.5%作為單純形格子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的添加范圍。

2.2 明膠添加量對酸豆乳質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖4結(jié)果表明，隨明膠用量的增加，酸豆乳的硬度先呈上升趨勢，后呈下降趨勢，當(dāng)添加量為0.3%時(shí)，酸豆乳的硬度達(dá)到最大值。不同處理進(jìn)行方差分析結(jié)果，F(xiàn)=1.07α=0.01，不必進(jìn)行多重比較。

圖4 明膠對酸豆乳硬度的影響

圖5結(jié)果表明，隨明膠用量的增加，酸豆乳的黏度呈先上升后下降的趨勢。不同處理進(jìn)行方差分析結(jié)果，F(xiàn)=657.61>F0.01=5.06，說明明膠用量對酸豆乳黏度有極顯著影響；處理間P=0<α=0.01，應(yīng)進(jìn)行多重比較。在α=0.05水平上，A5(添加量0.4%)與其余處理間差異顯著，在α=0.01水平上，A5與其余處理間差異極顯著。因此，明膠添加量為0.4%(A5)時(shí)黏度較高。

圖5 明膠添加量對酸豆乳粘度的影響

圖6結(jié)果表明，隨明膠用量的增加，酸豆乳的持水率呈緩慢上升趨勢，當(dāng)添加量為0.4%時(shí)，酸豆乳的持水率最高。不同處理進(jìn)行方差分析結(jié)果，F(xiàn)=17.93>F0.01=5.06，說明明膠用量對酸豆乳持水率有極顯著影響；處理間P=0<α=0.01，應(yīng)進(jìn)行多重比較。在α=0.05水平上，A5(添加量0.4%)與其余處理間差異顯著，在α=0.01水平上，A5除與A6差異不顯著外，與其余處理間差異極顯著。因此，明膠添加量為0.4%(A5)時(shí)黏度較高。

圖6 明膠添加量對酸豆乳持水率的影響

綜合分析，選擇明膠添加量為0.4%的前后區(qū)間作為明膠添加量的上、下限，即添加量的下限為0.3%、上限為0.5%作為單純形格子設(shè)計(jì)試驗(yàn)的添加范圍。

2.3 卡拉膠添加量對酸豆乳質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖7～圖9結(jié)果表明，隨卡拉膠用量的增加，酸豆乳的硬度、黏度和持水率均呈先上升后下降的趨勢。當(dāng)添加量為0.3%時(shí)，酸豆乳的硬度達(dá)到最大值，不同處理進(jìn)行方差分析結(jié)果，F(xiàn)=70.44>F0.01，說明卡拉膠用量對酸豆乳硬度有極顯著影響；處理間P=0<α=0.01，在α=0.05水平上，A4(添加量0.3%)與其余處理間差異顯著，在α=0.01水平上，A4與其余處理間差異極顯著。因此，卡拉膠添加量為0.3%(A4)時(shí)硬度較高。酸豆乳的黏度在卡拉膠添加量為0.4%前后的區(qū)間內(nèi)比較接近，不同處理進(jìn)行方差分析結(jié)果，F(xiàn)0.05F0.01，說明卡拉膠用量對酸豆乳持水率有極顯著影響；處理間P=0<α=0.01，在α=0.05水平上，A4(添加量0.3%)與A5差異不顯著外，與其余處理間差異顯著，在α=0.01水平上，A4除與A5異不顯著外與其余處理間差異極顯著。

圖7 卡拉膠添加量對酸豆乳硬度的影響

圖8 卡拉膠添加量對酸豆乳黏度的影響

圖9 卡拉膠添加量對酸豆乳持水率的影響

綜合分析，選擇卡拉膠添加量為0.3%的前后區(qū)間作為卡拉膠添加量的上、下限，即添加量的下限為0.2%、上限為0.4%作為單純形格子設(shè)計(jì)試驗(yàn)的添加范圍。

2.4 穩(wěn)定劑復(fù)配試驗(yàn)

表2 {3,2}單純形格子設(shè)計(jì)

注：綜合指標(biāo)=硬度值×35%+黏度值×35%+持水率×30%。

處理表2數(shù)據(jù)得回歸方程系數(shù)分別為：

b1=y1=11.69

b2=y2=18.08

b3=y3=14.17

b12=4y12-2y1-2y2=4×14.91-2×11.69-2×18.08)=0.14(代表回歸方程X1X2的系數(shù))

b13=4y13-2y1-2y3=4×14.63-2×11.69-2×14.17=6.80(代表回歸方程X1X3的系數(shù))

b23=4y23-2y2-2y3=4×16.87-2×18.08-2×14.17=2.98(代表回歸方程X2X3的系數(shù))

且X1+X2+X3=1，X1≥0，X2≥0，X3≥0。

采用Excel中“規(guī)劃求解”對回歸方程組求解最大值得：X1=0.42，X2=0.21，X3=0.37時(shí)，回歸方程取得最大值為18.23。對應(yīng)3種穩(wěn)定劑的添加量的配比為1∶0.75∶1.36。

據(jù)此進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，重復(fù)試驗(yàn)3次，得到綜合指標(biāo)的平均值為18.23，與理論值18.83的相對誤差約為0.03%，表明回歸方程得到的理論值與實(shí)際值基本相符，因此明膠、CMC、卡拉膠3種穩(wěn)定劑復(fù)配比為1∶0.75∶1.36。

2.5 復(fù)合穩(wěn)定劑使用量確定試驗(yàn)

圖10～圖12結(jié)果表明，當(dāng)明膠、CMC、卡拉膠3種穩(wěn)定劑總添加量為0.4%時(shí)，酸豆奶的硬度、黏度、持水率均高于其他濃度和穩(wěn)定劑單獨(dú)使用時(shí)，且產(chǎn)品的感官指標(biāo)如色澤均勻一致，有光澤，組織均勻，具有發(fā)酵酸豆乳固有的香味，風(fēng)味純正，口感細(xì)膩滑爽，說明明膠、CMC、卡拉膠復(fù)合使用時(shí)具有良好的增效性。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，復(fù)合穩(wěn)定劑的添加量為0.4%，其中明膠、CMC、卡拉膠的質(zhì)量比是1∶0.75∶1.36，即三者的實(shí)際添加比例為0.193%、0.145%、0.263%。

圖10 復(fù)配穩(wěn)定劑用量對酸豆乳硬度的影響

圖11 復(fù)配穩(wěn)定劑用量對酸豆乳黏度的影響

圖12 復(fù)配穩(wěn)定劑用量對酸豆乳持水率的影響

3 結(jié)論

通過對黃原膠、CMC、明膠和卡拉膠對酸豆乳質(zhì)構(gòu)特性影響的單因素試驗(yàn)，單獨(dú)使用CMC和卡拉膠時(shí)，產(chǎn)品的硬度較好，黏度一般；單獨(dú)使用明膠時(shí)，產(chǎn)品的黏度較好，硬度一般。通過對黃原膠、CMC、明膠和卡拉膠的復(fù)配，可使酸豆乳的質(zhì)構(gòu)改良。

采用{3,2}單純形格子設(shè)計(jì)進(jìn)行穩(wěn)定劑復(fù)配，結(jié)果表明，明膠、CMC、卡拉膠共同使用時(shí)具有增效性，且當(dāng)三者復(fù)配比例為1∶0.75∶1.36，添加總量為0.4%，實(shí)際添加量分別為0.193%、0.145%和0.263%時(shí)，可使酸豆乳的硬度、黏度及持水性良好。

穩(wěn)定劑復(fù)合使用，能降低單一穩(wěn)定劑的添加量，不但降低生產(chǎn)成本，且避免酸豆乳發(fā)酵過程中因增稠劑添加過多、黏性過大而影響乳酸菌發(fā)酵和產(chǎn)品黏口的問題。

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Effect of Stabilizers on Textural Properties of Sour Soybean Milk

Cui Ruijing Shi Pengbao Kang Weimin
(College of Food Science and Technology，Hebei Normal University of Science and Technology，Qinhuangdao 066004)

To improve textural properties of solidified sour soymilk as well as to improve their own shortcomings in water holding capacity, sensory reference index, the sour soymilk has been studied by gelatin, sodium carboxymethyl cellulose (CMC).Carrageenan acid quality of milk and textural analysis has been carried out finally. A single factor adopted based on a {3,2} simplex lattice design method gelatin, CMC, carrageenan complex three stable test agent by detecting its hardness, viscosity, water holding ratio and senses for optimal stability mixture ratio. The result showed 0.4% addition level, gelatin, CMC, and the mass ratio of 1∶0.75∶1.36 carrageenan, the acid milk could reach the optimum sensory evaluation.

sour soybean milk, stabilizers, compound, textural properties

A

1003-0174(2014)06-0087-06

河北科技師范學(xué)院計(jì)劃(CXTD2012)

2012-06-24

崔蕊靜，女，1966年出生，教授，農(nóng)產(chǎn)品加工

康維民，男，1962年出生，教授，發(fā)酵工程