改善牦牛曲拉精制干酪素色澤品質(zhì)的研究

武　悅,韓　玲,*,紀(jì)銀莉,王琳琳,韓　爽

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730070;2.甘肅華羚生物技術(shù)研究中心,甘肅蘭州 730000)

?

改善牦牛曲拉精制干酪素色澤品質(zhì)的研究

武悅1,韓玲1,*,紀(jì)銀莉2,王琳琳1,韓爽1

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅蘭州 730070;2.甘肅華羚生物技術(shù)研究中心,甘肅蘭州 730000)

本文以“曲拉”為原料生產(chǎn)干酪素,以干燥后干酪素的色度值(L*、a*、b*)為目標(biāo),利用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化綜合評分法對目標(biāo)評分。在溶解條件單因素實驗的基礎(chǔ)上,根據(jù)響應(yīng)面法對曲拉溶解pH、溶解溫度、溶解時間進(jìn)行優(yōu)化;并在干燥前對干酪素濕凝塊進(jìn)行不同壓力梯度的擠壓預(yù)脫水處理。結(jié)果表明,3因素對干酪素色度綜合分的影響大小順序為:溶解pH、溶解溫度、溶解時間;曲拉溶解最佳條件為:pH9.37,溫度54.21 ℃,時間29.73 min;最佳預(yù)脫水壓力為850 N,干燥后產(chǎn)品色度L*值為91.95,a*值為0.13,b*值為6.27,產(chǎn)品色澤得到良好改善,且顯著優(yōu)于工業(yè)一級干酪素。

曲拉,干酪素,色澤,溶解條件,預(yù)脫水,響應(yīng)面

干酪素是種重要的食品、化工原料和生物制品,可以作為食品添加劑或品質(zhì)改良劑用于食品、化妝品、醫(yī)藥、煙草、皮革、造紙、輕紡等行業(yè)中,國內(nèi)外市場對干酪素需求量較大,發(fā)展前景廣闊[1]。

在中國乃至世界,只有甘青川地區(qū)牧民有將牦牛乳制成“曲拉”的生活習(xí)慣,是中國獨(dú)有的資源[2-5]。牧民在制做“曲拉”時,由于生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生條件差,進(jìn)行粗放式的接種發(fā)酵,微生物區(qū)系十分復(fù)雜,且發(fā)酵溫度無法有效控制,適宜生長的微生物很多,除進(jìn)行乳酸發(fā)酵外,還有其他微生物作用,使得“曲拉”在干燥前已有微紅色。干燥過程中,雜質(zhì)混入,陽光下發(fā)生褐變,以及有少量脂肪發(fā)生氧化,從而使奶渣呈黃色或褐色。

以“曲拉”為原料生產(chǎn)的干酪素存在色澤暗黃,粘度低,氣味不佳等問題,不能滿足市場對高品質(zhì)干酪素的需求[6]。干酪素色澤發(fā)黃發(fā)褐的主要原因為原料“曲拉”制備過程中產(chǎn)生了不良的有色物質(zhì),其次是干酪素生產(chǎn)過程中發(fā)生了褐變。在干酪素生產(chǎn)工藝過程中,用堿溶解“曲拉”時發(fā)生了褐變(主要是美拉德反應(yīng))產(chǎn)生了有色物質(zhì)。影響美拉德反應(yīng)的主要因素是pH、溫度、氧氣、水分活度、底物濃度等。在干酪素生產(chǎn)的過程中,蛋白質(zhì)、乳糖、氨基酸等均易發(fā)生美拉德反應(yīng),為抑制褐變發(fā)生,必須在美拉德反應(yīng)發(fā)生的初始階段抑制其發(fā)生[6-7]。

本實驗以“曲拉”為原料,針對曲拉干酪素顏色暗黃等問題,通過優(yōu)化“曲拉”溶解條件,以及進(jìn)行預(yù)脫水處理,研究其對曲拉干酪素色澤改善的效果,為改善干酪素色澤提供理論依據(jù)。

1　材料和方法

1.1材料與儀器

曲拉采自甘肅省甘南藏族自治州牧區(qū),避光條件下裝入恒溫采樣箱,帶回實驗室進(jìn)行真空避光包裝,4 ℃條件下保藏待用;工業(yè)一級干酪素采自甘肅華羚酪蛋白股份有限公司,帶回實驗室,4 ℃條件下保藏待用。

NaOH天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所、HCl珠海市華成達(dá)化工有限公司(以上試劑均為分析純)。

TGL-24MC臺式高速冷凍離心機(jī)長沙平凡儀器儀表有限公司;L500臺式低速離心機(jī)長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;HP-200色差儀常州銳品精密儀器有限公司;BSA224S型電子天平賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;WK-200B小型高速粉碎機(jī)青州市富爾康制藥機(jī)械有限公司;PHS-3C型pH計上海雷磁;HH-2型電熱恒溫水浴鍋北京科偉永興儀器有限公司;WW-3型應(yīng)變式無側(cè)限壓縮儀南京土壤儀器廠;DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海精宏實驗設(shè)備有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1干酪素加工工藝流程原料檢驗→粉碎→溶解攪拌→離心脫脂→過濾→點酸沉淀→洗滌→預(yù)脫水→干燥→檢驗→包裝→成品。

1.2.2工藝操作要點原料粉碎:將曲拉經(jīng)過挑選除雜,棄去劣質(zhì)原料等,用粉碎機(jī)粉碎,過60目分析篩后備用。

溶解:曲拉與水以一定比例在一定溫度下混合,攪拌均勻后緩慢滴入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的NaOH溶液,當(dāng)pH調(diào)節(jié)到一定值,停止加堿,保溫攪拌一段時間使其充分溶解。溶解過程中要不斷觀察pH的變化,讓溶液始終保持指定pH。

離心、過濾:將溶解完全的樣品在50 ℃左右進(jìn)行離心脫脂[8],離心后取出離心管,用200目分析篩棄去濾渣。

點酸沉淀、洗滌:將濾液在37～38 ℃下水浴5 min,然后向溶液中緩慢滴加2 mol·L-1的HCl,調(diào)至pH4.6,使酪蛋白充分凝聚沉淀;用200目分析篩過濾得凝固物,用蒸餾水洗滌3次。

預(yù)脫水、造粒:濕凝塊入離心機(jī),在4 ℃、7000 r/min下離心脫水10 min后,用濾布包裹,外加若干層濾紙用應(yīng)變式無側(cè)限壓縮儀擠壓,使水分充分?jǐn)D出,再用20目篩揉搓造粒。

干燥:將濕干酪素置于電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)于42 ℃溫度下干燥30 min左右[9],即得成品。

1.2.3不同溶解條件對曲拉溶解效果及干酪素色澤的影響

1.2.3.1單因素效果分析通過單因素實驗對pH、溶解溫度以及溶解時間進(jìn)行確定。以色差L*、a*、b*值和溶解度作為評價指標(biāo),衡量不同pH、溶解溫度以及溶解時間對曲拉溶解效果及干酪素色澤的影響。

溶解pH的單因素分析:分別選取pH6.5、7.5、8.5、9.5、10.5,溶解溫度為55 ℃,溶解時間30 min時,研究溶解pH對曲拉溶解效果及干酪素色澤的影響。

溶解溫度的單因素分析:分別選取溶解溫度25、35、45、55、65 ℃,溶解pH為9.5,溶解時間30 min時,研究溶解溫度對曲拉溶解效果及干酪素色澤的影響。

溶解時間的單因素分析:分別選取溶解時間10、20、30、40、50 min,溶解pH為9.5,溶解溫度為55 ℃時,研究溶解時間對曲拉溶解效果及干酪素色澤的影響。

1.2.3.2響應(yīng)面實驗設(shè)計利用響應(yīng)面分析法,以色度值為響應(yīng)值,根據(jù)Box-Benhnken模型的中心組合實驗設(shè)計原理,綜合單因素實驗結(jié)果,采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化溶解條件參數(shù)。

表1　Box-Benhnken實驗因素水平表Table 1　Factors and levels in the central composite design

1.2.3.3干酪素色度(L*、a*、b*值)測定及標(biāo)準(zhǔn)化處理L*、a*、b*值測定:用色差儀測定干燥后干酪素的L*、a*、b*值。L*值越高說明干酪素色澤亮度越大,a*值越高說明其紅色度越大,b*值越高說明其黃色度越大,以此來判斷美拉德反應(yīng)等因素造成的樣品褐變程度。

標(biāo)準(zhǔn)化處理[9]:利用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的綜合評分方法,將干酪素干燥后色度的L*、a*、b*值3項指標(biāo)對干酪素溶解條件優(yōu)化后的工藝進(jìn)行綜合評分。a*、b*值越低,說明干酪素的品質(zhì)越好,其標(biāo)準(zhǔn)化過程按公式(1)計算。

式(1)

式中:la、lb分別為干酪素干燥后a*值、b*值的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果;ci分別為a*、b*值的實驗測定值;cmax為指標(biāo)測定最大值;cmin為指標(biāo)測定最小值。

L*值越高,干酪素品質(zhì)越好,因此其標(biāo)準(zhǔn)化過程按公式(2)計算。

式(2)

式中ci為指標(biāo)L*的實驗測定值;cmax為指標(biāo)最大值;cmin為指標(biāo)最小值。

按公式(3)進(jìn)行加權(quán)得到干酪素色度的綜合分

S=QLlL+Qala+Qblb

式(3)

式中l(wèi)L、la、lb分別為干燥后物料a*、b*、L*值的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果;QL、Qa、Qb分別為a*、b*、L*值的權(quán)重。

本文考慮到以a*值、b*值為主要指標(biāo),L*值為次要指標(biāo),于是取權(quán)重QL=0.2,Qa=0.4,Qb=0.4。在具體應(yīng)用中可以根據(jù)不同要求取相應(yīng)的權(quán)重,只需滿足QL+Qa+Qb=l即可[10]。

1.2.4預(yù)脫水對曲拉干酪素色澤的影響對經(jīng)溶解、點酸沉淀、洗滌后的干酪素濕凝塊進(jìn)行預(yù)脫水實驗,用應(yīng)變式無側(cè)限壓縮儀脫去濕干酪素中的水分,設(shè)定不同的預(yù)脫水壓力梯度。預(yù)脫水后將不同壓力梯度的濕干酪素置于42 ℃的熱風(fēng)干燥箱內(nèi)干燥一定時間,再選取一組未進(jìn)行預(yù)脫水處理的直接干燥的干酪素作為對照組,利用色差計測定最終產(chǎn)品色度(L*、a*、b*值),衡量干燥前不同水分含量對曲拉干酪素色澤的影響。

預(yù)脫水壓力梯度為:250、400、550、700、850 N。

1.3數(shù)據(jù)處理方法

實驗中所有測定數(shù)據(jù),采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行整理,SPSS19.0軟件以及Design Expert 8.05b軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析。

2　結(jié)果與討論

2.1單因素實驗

2.1.1pH對曲拉溶解度及干酪素色澤的影響由圖1A可知,隨著pH的升高,溶解度也隨之增大。pH為6.5時,曲拉的溶解度只有72.4%,當(dāng)pH為9.5時,溶解度達(dá)到88.3%,pH達(dá)到10.5時,曲拉的溶解度可達(dá)97.1%,由此可得知堿性環(huán)境有利于曲拉溶解。由圖1B可以看出,溶解溫度和時間一定時,隨著pH的增大,曲拉干酪素色度的a*值、b*值均呈現(xiàn)出上升的趨勢,當(dāng)pH在6.5～9.5范圍內(nèi)增大時,a*值、b*值上升趨勢平緩;當(dāng)pH超過9.5時,a*值、b*值顯著增大(p<0.05)。L*值隨著pH的升高而降低,當(dāng)pH在小于9.5的范圍內(nèi)增大時,L*值平緩下降;當(dāng)pH超過9.5時,L*值顯著降低(p<0.05),干酪素色澤品質(zhì)受到影響。初始pH會對美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的抗氧化活性產(chǎn)生影響,并且pH對未縮合的氨基酸的比例有很大的影響,因此,美拉德反應(yīng)最初的縮合程度隨初始pH的增加而增大[11-12]。該結(jié)果與吳惠玲[13]在研究影響美拉德反應(yīng)的幾種因素中的結(jié)果相近。

圖1　pH對曲拉溶解度 和曲拉干酪素色度(L*、a*、b*)的影響Fig.1　Effect of pH on solubility of dissolved Qula and chroma values(L*、a*、b*)of casein

因此,當(dāng)其他條件不變,pH為6.5時,干酪素a*、b*值最低,L*值最高,產(chǎn)品色澤最佳,但是此時原料的利用率最低,而pH為9.5時,曲拉溶解度較大,原料利用率高,綜合該條件下生產(chǎn)的干酪素色度a*值、b*值較低,L*較高,產(chǎn)品色澤較好,選擇溶解pH為9.5為宜。

2.1.2溫度對曲拉溶解度及干酪素色澤的影響由圖2A可以看出,隨著溫度的升高,溶解度隨之增大。當(dāng)溫度為25 ℃時,曲拉的溶解度為80.7%,溫度達(dá)到65 ℃時,曲拉的溶解度可達(dá)95.1%,由此可知較高的溫度有利于曲拉溶解。由圖2B可知,溶解pH和溶解時間一定時,隨溫度升高,曲拉干酪素色度a*值、b*值呈現(xiàn)出平緩上升的趨勢;當(dāng)溶解溫度超過55 ℃時,b*值顯著增大(p<0.05)。L*值隨著溶解溫度的升高呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢,當(dāng)溶解溫度在小于35 ℃的范圍內(nèi)增大時,L*值隨之增高;當(dāng)溶解溫度在35～55 ℃之間升高時,L*值變化趨于平緩;當(dāng)溶解溫度高于55 ℃后,L*值顯著降低(p<0.05),干酪素色澤品質(zhì)受到影響。造成這種情況的原因可能是:溶解溫度過高加速了美拉德反應(yīng)的發(fā)生。美拉德反應(yīng)的褐變速度受溫度影響較大,溫度越高則褐變速度越快,溫度每升高10 ℃,反應(yīng)速度大約增加3～5倍[14]。

圖2　溫度對曲拉溶解度 和曲拉干酪素色度(L*、a*、b*)的影響Fig.2　Effect of temperature on solubility of dissolved Qula and chroma values(L*、a*、b*)of casein

因此,當(dāng)其他條件不變,溶解溫度為25～35 ℃時,干酪素a*、b*值低,L*值高,產(chǎn)品色澤最佳,但是此時原料的利用率只有80.7%,而溶解溫度為55 ℃時,曲拉溶解度高達(dá)94.8%,原料利用率高,綜合該條件下生產(chǎn)的干酪素色度a*值、b*值較低,L*較高,產(chǎn)品色澤較好,綜合考慮,選擇溶解溫度為55 ℃。

表2　響應(yīng)面實驗的Box-Behnken設(shè)計及結(jié)果Table 2　Experimental design and result of response surface analysis

2.1.3時間對曲拉干酪素色澤的影響圖3A表明,隨溶解時間的增長,曲拉的溶解度隨之增大。在溶解時間10～30 min內(nèi),曲拉的溶解度由87.2%較快上升到95.7%,當(dāng)溶解時間超過30 min后,曲拉的溶解度緩慢增大,溶解50 min時,曲拉溶解度達(dá)到97.0%。從圖3B可知,當(dāng)其他條件一定,在溶解時間為10～30 min時,b*值呈平緩上升趨勢,當(dāng)溶解時間超過30 min后,b*值顯著增大(p<0.05);隨溶解時間的延長,曲拉干酪素a*值緩慢升高;L*值呈現(xiàn)出先增大再減小的變化趨勢,當(dāng)溶解時間為30 min時,L*值達(dá)到最高,此時產(chǎn)品色澤較好,當(dāng)溶解時間達(dá)到50 min時,L*值顯著下降(p<0.05)。加熱時間是美拉德反應(yīng)的一個重要影響因素[15]。色度值呈現(xiàn)出這種變化趨勢,可能是由于室溫下氧氣的存在對美拉德反應(yīng)的褐變速度起促進(jìn)作用,從而加速了美拉德反應(yīng)的發(fā)生[16]。并且由于溶解時間過長,增加了物料與氧氣接觸的時間,還可能加速了脂肪氧化的發(fā)生,使產(chǎn)品顏色發(fā)生劣變。

圖3　時間對曲拉溶解度 和曲拉干酪素色度(L*、a*、b*)的影響Fig.3　Effect of time on solubility of dissolved Qula and chroma values(L*、a*、b*)of casein

因此,當(dāng)其他條件不變,溶解時間為30 min時,干酪素a*、b*值較低,L*值最高,產(chǎn)品色澤最佳,且曲拉溶解度高達(dá)95.7%,原料利用率高,綜合考慮,選擇溶解時間為30 min。

2.2響應(yīng)面優(yōu)化實驗結(jié)果

根據(jù)單因素實驗結(jié)果,得到曲拉溶解的最佳條件分別為:溶解pH為9.5,溶解溫度為55 ℃,溶解時間為30 min。在單因素實驗的基礎(chǔ)上,進(jìn)行三因素三水平的Box-Benhnken實驗,進(jìn)一步優(yōu)化篩選最佳的溶解條件。

本實驗選用3因子的Box-Behnken響應(yīng)面[17-18]三水平設(shè)計,共有17個實驗點,其中12個為分析因子,5個為零點,響應(yīng)值Y為感官評定分值,實驗結(jié)果如表2所示。

利用Design Expert對表3中得到的感官評分進(jìn)行回歸分析,得到如下回歸方程:

Y=0.80-0.029X1-0.020X2-3.750E-004X3-0.026X1X2+0.039X1X3-2.500E-004X2X3-0.11X12-0.11X22-0.10X32

對回歸方程進(jìn)行方差分析,結(jié)果如表3所示。

表3　回歸模型及因素的方差分析Table 3　Regression model and factor analysis of variance

注:*差異顯著(p<0.05);**差異極顯著(p<0.01)。

由表3可知,對干酪素色度評分所建立的回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗,F=43.84,p<0.01,表明該方程極顯著。模型的失擬項p>0.05,不顯著,說明回歸方程較好的擬合了實驗數(shù)據(jù),實驗誤差小。模型的多元相關(guān)系數(shù)R2=0.9826,說明3因素對干酪素色度標(biāo)準(zhǔn)化綜合分中98.26%的實驗數(shù)據(jù)變異性可以用此模型解釋。進(jìn)一步對方程中回歸項系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗,X1對方程影響極顯著(p<0.01),X2對方程影響顯著(p<0.05),X3對方程影響不顯著(p>0.05);因素X12、X22、X32對方程影響極顯著(p<0.01);交互項X1X2對方程影響顯著(p<0.05),X1X3對方程影響極顯著(p<0.01),X2X3對方程影響不顯著(p>0.05)。實驗所選參試因子對標(biāo)準(zhǔn)化綜合分影響大小順序為:溶解pH>溶解溫度>溶解時間。溶解pH和溶解溫度對綜合分有顯著影響(p<0.01,p<0.05),溶解pH與溶解溫度的交互作用對綜合分影響顯著(p<0.05)、溶解pH與溶解時間的交互作用對綜合分影響極顯著(p<0.01),溶解溫度與溶解時間的交互作用對綜合分影響不顯著(p>0.05)。

2.3響應(yīng)面分析及最佳溶解條件的確定

通過回歸曲線繪制出響應(yīng)曲面圖和等高線圖,可以直觀的考察出各因素對干酪素色度標(biāo)準(zhǔn)化綜合分的影響。

由圖4等高線可以看出,溶解pH與溶解溫度之間的交互作用顯著(p<0.05),對干酪素色度標(biāo)準(zhǔn)化綜合分影響較大。由響應(yīng)面可以看出,隨溶解溫度的升高,色度綜合分先上升后緩慢下降,在溶解溫度達(dá)到55 ℃左右時,綜合分達(dá)到最高,說明此時干酪素色澤品質(zhì)較好;溶解pH對綜合分影響極顯著,當(dāng)pH由8.5上升至9.5時,綜合分明顯上升,并達(dá)到峰值,當(dāng)pH高于9.5時,綜合分開始下降。這可能是由于pH和溫度過高,促進(jìn)了溶解過程中美拉德反應(yīng)的發(fā)生,使干酪素產(chǎn)品色澤發(fā)生褐變。

圖4　溶解pH和溶解溫度 對干酪素色度綜合分影響的響應(yīng)面Fig.4　Response surface showing the effects of pH and temperature value on chroma values of casein

由圖5等高線可以看出,溶解pH和溶解時間之間的交互作用對干酪素色度綜合分影響較大。由響應(yīng)面圖可知,溶解pH和溶解時間對色度評分值有一定影響。pH在8.5～9.5范圍內(nèi),隨著pH的升高,綜合分隨之上升,當(dāng)溶解pH為9.5左右時,綜合分達(dá)到最高,隨后開始下降。當(dāng)溶解時間在20～30 min時,綜合分隨溶解時間的延長而上升,并在溶解時間為30 min時,綜合分達(dá)到峰值,當(dāng)溶解時間在30 min以上時,干酪素色度綜合分開始下降。

圖5　溶解pH和溶解時間 對干酪素色度綜合分影響的響應(yīng)面Fig.5　Response surface showing the effects of pH and time on chroma values of casein

由圖6可知,溶解溫度和溶解時間對干酪素色度綜合分影響的等高線呈橢圓形,故二者之間的交互作用對綜合分有一定的影響。當(dāng)溶解溫度低于55 ℃時,綜合分隨著溶解溫度的升高而緩慢增加,并在55 ℃處達(dá)到峰值,當(dāng)溶解溫度高于55 ℃時,綜合分隨之下降。當(dāng)溶解時間在20～30 min內(nèi)時,干酪素色度綜合分隨溶解時間增長而上升,當(dāng)溶解時間在30 min以上時,綜合分開始下降。

表4　干酪素濕凝塊預(yù)脫水不同壓力對曲拉干酪素產(chǎn)品色澤影響的比較Table 4　Casein wet clot to compare the different effect of water content on casein products color

圖6　溶解溫度和溶解時間 對干酪素色度綜合分影響的響應(yīng)面Fig.6　Response surface showing the effects of temperature and time on chroma values of casein

注:結(jié)果為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差,不同字母代表不同處理時間之間的差異顯著(p<0.05)。

綜上可知,各因素響應(yīng)曲面和等高線證實了擬合面評分最高點的存在,每個因素都有各自的最優(yōu)值。利用Design Expert軟件獲得各因素最佳條件:溶解pH為9.37,溶解溫度為54.21 ℃,溶解時間為29.73 min,干酪素色度標(biāo)準(zhǔn)化綜合分為0.805。在各因素最佳條件下對響應(yīng)面分析結(jié)果進(jìn)行驗證,實驗進(jìn)行五次,最終得到綜合分平均值為0.803分,誤差為0.25%。

2.4預(yù)脫水對曲拉干酪素色澤的影響

干酪素濕凝塊預(yù)脫水壓力不同,對干燥后產(chǎn)品色澤的影響見表4。

由表4可以看出,對干酪素濕凝塊預(yù)脫水施加不同的壓力,最后的干酪素產(chǎn)品的色度值(L*、a*、b*值)之間存在顯著差異。隨著干酪素濕凝塊預(yù)脫水壓力的增大,干酪素產(chǎn)品的色澤越好,色度亮度值L*值越高,紅度值a*值、黃度值b*值越低。當(dāng)濕凝塊預(yù)脫水壓力達(dá)到850 N時,干酪素色度L*值為91.95,與工藝一級干酪素L*值差異不顯著;a*值為0.13,極顯著的低于工藝一級干酪素的a*值;b*值為6.27,極顯著的低于工藝一級干酪素的b*值,此時產(chǎn)品色澤相對最佳。這可能是由于預(yù)脫水降低濕凝塊的水分活度,且縮短了產(chǎn)品干燥時間,有效抑制了干燥過程中褐變反應(yīng)的發(fā)生。

3　結(jié)論

根據(jù)響應(yīng)面Box-Behnken設(shè)計理論進(jìn)行曲拉溶解條件參數(shù)的優(yōu)化,實驗結(jié)果為:3個因素對曲拉干酪素色度標(biāo)準(zhǔn)化綜合分的影響大小依次為溶解pH、溶解溫度和溶解時間;且分析了因素交互項的影響,得出溶解pH與溶解溫度的交互作用對色度綜合分影響顯著,溶解pH與溶解時間的交互作用對綜合分影響極顯著,溶解溫度和溶解時間的交互作用不顯著。

建立了曲拉干酪素色度標(biāo)準(zhǔn)化綜合分與溶解pH、溶解溫度、溶解時間的二次多項式回歸模型,得到最佳曲拉溶解條件。經(jīng)驗證,溶解pH為9.37,溶解溫度為54.21 ℃,溶解時間為29.73 min,此時得到的最大色度綜合分為0.805,相對誤差為0.25%。實驗值與理論值吻合,模型可靠。

酪蛋白完全凝聚沉降后,對濕凝塊進(jìn)行預(yù)脫水處理,壓力越大凝塊水分含量越低,越能有效抑制美拉德反應(yīng)發(fā)生。當(dāng)預(yù)脫水壓力達(dá)到850 N時,干燥后產(chǎn)品色度L*值為91.95,a*值為0.13,b*值為4.27,曲拉干酪素產(chǎn)品色澤顯著優(yōu)于工業(yè)一級干酪素。

[1]Zhimin H E,Wei Q I,Mingxia H E.A novel exponential kinetic model for casein tryptic hydrolysis to prepare active peptides[J].Chinese J Chen Eng,2002,10(5):562-566.

[2]余群力,甘伯中,敏文祥,等.白牦牛乳營養(yǎng)成分及風(fēng)味物質(zhì)分析[J].營養(yǎng)學(xué)報,2005,27(4):333-335.

[3]韓玲,許敬東,張福娟,等.牦牛“曲拉”乳酸干酪素生產(chǎn)工藝研究[J].中國乳品工業(yè),2006,34(2):36-39.

[4]甘伯中,常海軍,余群力,等.牦牛曲拉干酪素脫色工藝優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2006,22(10):203-207.

[5]Mao X Y,Ni J R,Sun W L,et al.Value-added utilization of yak milk casein for the production of angiotensin-I -converting enzyme inhibitory peptides[J].Food Chemistry,2007,103(4):1282-1287.

[6]余群力,甘伯中,敏文祥,等.牦?！扒本赂衫宜毓に囇芯縖J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2005,21(7):140-144.

[7]甘伯中,敏文祥,侯曉東,等.改善工業(yè)級干酪素色澤的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2005,31(9):49-52.

[8]甘伯中,常海軍,余群力,等.抗氧化劑在工業(yè)級干酪素色澤改善中的應(yīng)用研究[J].食品工業(yè)科技,2006,27(1):63-65.

[9]王軍,王琳琳,韓玲,等.曲拉熱風(fēng)干燥工藝參數(shù)篩選及色澤品質(zhì)評[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2014,30(16):296-304.

[10]張黎驊,張文,呂珍珍,等.響應(yīng)面法優(yōu)化酒糟微波間歇干燥工藝[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2011,27(3):369-374.

[11]Morales F J,Jimenez-Perez S.Free radical scavenging capacity of Maillard reaction products as related to colour and fluorescence[J].Food Chemistry,2001,72(1):119-125.

[12]Lertittikul W,Benjakul S,Tanaka M.Characteristics and antioxidative activity of Maillard reaction products from a porcine plasma protein-glucose model system as influenced by pH[J].Food Chemistry,2007,100(2):669-677.

[13]吳惠玲,王志強(qiáng),韓春,等.影響美拉德反應(yīng)的幾種因素研究[J].現(xiàn)代食品科技,2010,26(5):441-444.

[14]龔巧玲,張建友,劉書來,等.食品中的美拉德反應(yīng)及其影響[J].食品工業(yè)科技,2009,30(2):330-334,338.

[15]孔保華,李菁,劉騫.美拉德反應(yīng)產(chǎn)物抗氧化機(jī)理及影響因素的研究進(jìn)展[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,42(11):9-13.

[16]李林,盧家炯.美拉德反應(yīng)的抑制及消除方法[J].廣西輕

工業(yè),2000,30(4):16-18.

[17]Feng Y L,Li W Q,Wu X Q,et al.Statistical optimization of media for mycelial growth and exo-polysaccharide production by Lentinus edodes and a kinetic model study of two growth morphologies[J].Biochemical Engineering Journal,2010,49(1):104-112.

[18]Ghosh D,Hallenbeck P C.Response surface methodology for process parameter optimization of hydrogen yield by the metabolically engineered strainEscherichiacoliDJT135[J]. Bioresource Technology,2010,101(6):1820-1825.

Study on improving color quality of purifying casein made from Yak Qula

WU Yue1,HAN Ling1,*,JI Yin-li2,WANG Lin-lin1,HAN Shuang1

(1.College of Food Science and Engineering,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China;2.Gansu Hualing Biotechnical Research Center,Lanzhou 730000,China)

“Qula” was used as raw material for the production of casein,the chroma value(L*,a*,b*)of dried products were taken as target parameters,and the three factors were scored by the comprehensive evaluation using the data standardization method.Based on the single factor test,the response surface methodology was adopted to discuss the influence caused by the dissolution pH,the dissolution temperature and the dissolution time.Before drying different pressure gradients were put on wet casein clot to complete the pre-dewatering process.The results showed that orders of significance among these three factors were:dissolution pH,dissolution temperature,dissolution time.“Qula” dissolved optimum condition was that the dissolution pH was 9.37,the dissolution temperature was 54.21 ℃,and the dissolution time was 29.73 min.The optimal pre-dehydration pressure was 850 N,at this pressure theL*value was 91.95,thea*value was 0.13,theb*value was 6.27.The casein color quality was improved,and the casein color was significantly better than the industry level.

Qula;casein;colour quality;dissolution condition;pre-dehydration;response surface

2015-10-14

武悅(1986-)，女，碩士研究生，研究方向：乳及乳制品加工的研究，E-mail：wuyue613@yeah.net。

韓玲(1963-)，女，教授，主要從事畜產(chǎn)品加工及貯藏研究，E-mail：hanl@gsau.edu.cn。

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費(fèi)項目(201303085)。

TS255.44

A

1002-0306(2016)09-0106-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.09.013