酸奶專用磷酸酯淀粉的制備及其在酸奶中的應(yīng)用

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130118）

酸奶專用磷酸酯淀粉的制備及其在酸奶中的應(yīng)用

史軍花，李鴻梅，高雅文，鄭鴻雁

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130118）

以馬鈴薯淀粉為原料，三氯氧磷為酯化劑制備磷酸酯淀粉。然后把磷酸酯淀粉作為增稠穩(wěn)定劑，以酸奶的酸度、持水力和感官評(píng)定為指標(biāo)，通過(guò)一系列單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定了生產(chǎn)該種酸奶的最佳配方：發(fā)酵溫度43℃，磷酸酯淀粉添加量0.4%，蔗糖添加量7%，發(fā)酵時(shí)間4 h。制備的磷酸酯淀粉作為增稠穩(wěn)定劑可以提高酸奶品質(zhì)。

酸奶；增稠穩(wěn)定劑；磷酸酯淀粉

0 引言

磷酸酯淀粉是一種應(yīng)用廣泛的淀粉衍生物。淀粉酯化后具有較低的糊化溫度、良好的增稠性能以及乳化穩(wěn)定性，作為食品添加劑被廣泛使用[1]。

由于凝固型酸奶膠體脆弱，在生產(chǎn)過(guò)程中常出現(xiàn)質(zhì)地粗糙、分層、稠度偏低、乳清析出等問(wèn)題。通常在嚴(yán)格控制常規(guī)的生產(chǎn)參數(shù)外，再加入一定的穩(wěn)定劑來(lái)解決上述問(wèn)題[2]。不同種類的增稠穩(wěn)定劑在酸奶中的應(yīng)用效果不同[3]。其中磷酸酯淀粉對(duì)酸奶的增稠效果顯著[4]。

本文擬以馬鈴薯淀粉為原料，制備一種新的磷酸酯淀粉，把它作為增稠穩(wěn)定劑添加到酸奶中，并確定該種酸奶的最佳配方，為酸奶生產(chǎn)提供一種優(yōu)良的增稠穩(wěn)定劑的同時(shí)也提高馬鈴薯淀粉的應(yīng)用范圍。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1材料與設(shè)備

馬鈴薯淀粉，三氯氧磷，無(wú)水硫酸鈉，氫氧化鈉，濃硫酸，濃硝酸，抗壞血酸，鉬酸銨等均為分析純，牛奶，蔗糖，脫脂奶粉（市售），嗜熱鏈球菌（Steptococcusthermophilus），保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）。

HNY-2102C型電熱恒溫培養(yǎng)箱，LXJ-IIB型離心機(jī)，WFJ 2100分光光度計(jì)。

1.2分析方法

酸奶持水力(WHC)的測(cè)定[5]：用離心管稱取20 g的酸奶樣品，在4℃，轉(zhuǎn)速為4 000 r/min離心20 min，棄上清后立即稱重，按下式進(jìn)行計(jì)算其持水力為

持水力=（離心后沉淀物質(zhì)量/樣品質(zhì)量）×100%。

酸奶酸度的測(cè)定：依照食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)乳和乳制品酸度的測(cè)定(GB5413 2010)進(jìn)行測(cè)定。

1.3馬鈴薯磷酸酯淀粉的制備方法

準(zhǔn)確稱取20 g馬鈴薯淀粉放入四口燒瓶中，加入80 mL蒸餾水（含有0.4 g無(wú)水硫酸鈉），制備成淀粉乳液。調(diào)節(jié)pH值至8，固定在磁力攪拌器上攪拌。加入3 mL三氯氧磷試劑，并添加10 mol/L氫氧化鈉溶液控制反應(yīng)體系pH值為8，繼續(xù)攪拌1 h，使反應(yīng)完全。離心5 min（3 000 r/min），去上清，加水洗滌沉淀后再離心，重復(fù)5次，將淀粉中的游離磷全部洗凈。沉淀45℃烘箱中烘干，粉碎，過(guò)120目篩，待用。

1.4酸奶制作流程

鮮牛奶→加糖與磷酸酯淀粉→加熱殺菌→冷卻→接種→攪拌→發(fā)酵→后熟→成品

1.5發(fā)酵菌劑制備與配料

用無(wú)菌脫脂乳液接種嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌（1∶1），純培養(yǎng)3次。取無(wú)菌脫脂乳液，接種活化菌種，42℃恒溫培養(yǎng)2 d，4℃保存，備用。

取一定量鮮奶于錐形瓶中，加入一定量的磷酸酯淀粉和蔗糖，攪拌均勻后，在一定發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間的條件下，進(jìn)行發(fā)酵。后熟結(jié)束后測(cè)定各個(gè)樣品的酸度、持水力，同時(shí)進(jìn)行感官評(píng)定，選定最適發(fā)酵酸奶的因素。

1.6巴氏滅菌

將配置好的鮮奶放入85℃的恒溫水浴鍋中，滅菌20 min，期間需不停搖動(dòng)錐形瓶，使物料受熱均勻。滅菌后迅速冷卻到43～45℃。

1.7接種、發(fā)酵和后熟

在無(wú)菌條件下進(jìn)行接種，發(fā)酵劑接種量3%，混合均勻后，在一定發(fā)酵溫度下在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一定時(shí)間。發(fā)酵結(jié)束后，酸奶放入4℃冰箱中冷藏20 h，進(jìn)行后熟。

1.8正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

以一系列的單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，以感官評(píng)定、酸度和持水力的測(cè)定為指標(biāo)，設(shè)計(jì)4因素3水平(34)的正交實(shí)驗(yàn)，考察該種酸奶的最佳配方。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)因素水平

1.9酸奶的感官測(cè)定

感官評(píng)定在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，自然光照，室溫。將酸奶從4℃冰箱中取出，由10名研究人員進(jìn)行感官評(píng)定，主要對(duì)酸奶色澤、組織狀態(tài)和風(fēng)味進(jìn)行評(píng)分。按表2標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分[6-7]，較好酸奶品質(zhì)表現(xiàn)為：

(1)色澤：光亮的乳白色。

(2)組織狀態(tài)：細(xì)膩爽滑，黏度適中，無(wú)凝塊，無(wú)氣泡產(chǎn)生，無(wú)乳清析出。

(3)風(fēng)味：有奶香味，酸甜適口，無(wú)異味(淀粉味，酒精味)。

表2 酸奶感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

發(fā)酵終點(diǎn)的判定是制作凝固型酸奶的關(guān)鍵。觀察酸奶的流動(dòng)性和組織狀態(tài)，如流動(dòng)性變差，且有小顆粒出現(xiàn)，即可終止發(fā)酵[8]。按上述工藝制作酸奶，當(dāng)蔗糖添加量為7%，磷酸酯淀粉添加量為0.4%，發(fā)酵溫度為43℃，發(fā)酵時(shí)間分別為3，4，5，6，7 h時(shí)，對(duì)酸奶品質(zhì)的影響結(jié)果如表3所示。

表3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)酸奶品質(zhì)的影響結(jié)果

由表3可以看出，發(fā)酵時(shí)間為3 h、4 h酸奶的持水力低于發(fā)酵5 h的酸奶持水力；酸奶發(fā)酵5 h和6 h時(shí)的持水力無(wú)顯著性差異，但要高于發(fā)酵7 h酸奶的持水力。由此可見(jiàn)當(dāng)發(fā)酵3～5 h時(shí)，酸奶持水力隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而提高；發(fā)酵5 h，酸奶的持水力達(dá)到最大。通過(guò)感官分析發(fā)現(xiàn)：在發(fā)酵5 h時(shí)酸奶的感官評(píng)分最高，為90；發(fā)酵7 h時(shí)，酸奶的感官評(píng)分要高于發(fā)酵3 h,4 h和6 h的酸奶，但此時(shí)酸奶的酸度較高，影響口感，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)要低于發(fā)酵5 h時(shí)酸奶的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)。從以上分析結(jié)果可以看出，酸奶發(fā)酵5 h時(shí)，酸奶的酸度適中，持水力以及感官評(píng)分均要高于其他發(fā)酵組酸奶。

2.1.2 不同發(fā)酵溫度對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

適宜的發(fā)酵溫度可以得到口感較好的酸奶。如果發(fā)酵溫度不當(dāng),則產(chǎn)品外觀和口感均會(huì)受到很大的影響。在蔗糖添加量為7%、磷酸酯淀粉添加量為0.4%、發(fā)酵時(shí)間為5 h，發(fā)酵溫度分別在41，42，43，44，45℃的條件下發(fā)酵酸奶，對(duì)酸奶品質(zhì)的影響如表4所示。

表4 不同發(fā)酵溫度對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

由表4可以看出，在各個(gè)溫度下發(fā)酵的酸奶的持水力先升后降，在43℃時(shí)達(dá)到最大，在44℃和45℃條件下酸奶表面有乳清析出，持水力下降；從酸度測(cè)定結(jié)果來(lái)看，酸奶在43℃發(fā)酵5 h的條件下，酸奶的酸度與在42℃的發(fā)酵條件下酸奶的酸度無(wú)顯著性差異，但顯著高于41℃條件下的酸度，低于44℃條件下的酸度；在43℃發(fā)酵條件下酸奶的感官評(píng)分最高。從以上的分析結(jié)果可以看出，酸奶在43℃條件下發(fā)酵，酸奶酸度適中，持水力以及感官評(píng)分均要高于其他發(fā)酵條件下的酸奶。

2.1.3 不同磷酸酯淀粉添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

與原淀粉相比，磷酸酯淀粉的透明度、黏度、穩(wěn)定性等特性都有明顯的提高和改善。在發(fā)酵溫度為43℃、發(fā)酵時(shí)間為5 h、蔗糖添加量為7%，磷酸酯淀粉添加量分別為0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%的條件下，對(duì)酸奶品質(zhì)的影響如表5所示。

表5 不同磷酸酯淀粉添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

由表5可以看出，發(fā)酵5 h、磷酸酯淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%和0.4%的酸奶酸度無(wú)顯著性差異，顯著高于0.2%變性淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但低于磷酸酯淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%的酸奶酸度；對(duì)持水力的測(cè)定結(jié)果來(lái)看，酸奶的持水力隨著磷酸酯淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而加大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%酸奶的持水力達(dá)到最大值，與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%、0.5%時(shí)酸奶的持水力無(wú)顯著性差異；通過(guò)感官分析發(fā)現(xiàn)，酸奶的品質(zhì)隨著變性淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而變好，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%時(shí)酸奶的感官評(píng)分最高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.5%和0.6%感官評(píng)分相差不大，但此時(shí)酸奶的酸度較高，影響口感，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)要低于質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%酸奶的感官評(píng)定分?jǐn)?shù)。從以上的分析結(jié)果可以看出，磷酸酯淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的酸奶43℃發(fā)酵5 h后，酸奶的酸度適中，持水力以及感官評(píng)分均要優(yōu)于其他發(fā)酵組酸奶。

2.1.4 不同蔗糖添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

在磷酸酯淀粉添加量為0.4%、發(fā)酵溫度為43℃、發(fā)酵時(shí)間為5 h，蔗糖添加量分別為5%,6%，7%，8%，9%的條件下發(fā)酵酸奶，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示。由表6可以看出，在43℃發(fā)酵5 h后，隨著蔗糖添加量的增大，酸奶的酸度也隨之增大，添加9%蔗糖的酸奶的酸度高于其他蔗糖量的酸奶；對(duì)持水力的測(cè)定結(jié)果來(lái)看，蔗糖添加量為7%酸奶的持水力較高；通過(guò)感官分析發(fā)現(xiàn)，隨著蔗糖添加量的增大，酸奶的品質(zhì)越來(lái)越好，在蔗糖添加量為7%時(shí)酸奶的感官評(píng)分最高。從以上的分析結(jié)果可以看出，蔗糖添加量為7%時(shí)，酸奶的酸度和甜均適中，持水力以及感官評(píng)分均要高于其他酸奶。

表6 不同蔗糖添加量對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

2.2正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)一系列單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，選取發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、磷酸酯淀粉添加量、蔗糖添加量為主要因素，設(shè)計(jì)了四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)，發(fā)酵劑接種量3%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

根據(jù)極差分析的結(jié)果，各因素對(duì)指標(biāo)的影響大小順序?yàn)镃＞A＞D＞B，即：磷酸酯淀粉添加量＞發(fā)酵溫度＞蔗糖添加量＞發(fā)酵時(shí)間，磷酸酯淀粉添加量對(duì)酸奶的品質(zhì)影響最為突出。從k值可以得出，添加磷酸酯淀粉作為增稠穩(wěn)定劑的酸奶配方的最佳組合為A1B2C2D2，即磷酸酯淀粉添加量0.4%，發(fā)酵溫度43℃，發(fā)酵時(shí)間4 h，蔗糖添加量7%。此組合所生產(chǎn)的酸奶的感官評(píng)分最高，品質(zhì)最佳，而且此組合條件下生產(chǎn)的酸奶的酸度適中，持水力也達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

3 結(jié)論

以馬鈴薯淀粉為原料、三氯氧磷為酯化劑制備馬鈴薯磷酸酯淀粉，把它作為增稠穩(wěn)定劑添加到酸奶中；通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，得出生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)酸奶的最佳配方是：發(fā)酵溫度43℃，磷酸酯淀粉添加量0.4%，蔗糖添加量7%，發(fā)酵時(shí)間4 h；且各因素對(duì)酸奶品質(zhì)的影響大小順序依次為:磷酸酯淀粉添加量＞發(fā)酵溫度＞蔗糖添加量＞發(fā)酵時(shí)間。通過(guò)以上工藝制備出的酸奶質(zhì)地光滑，無(wú)乳清析出，口感細(xì)膩，風(fēng)味良好。

[1]薛世堯,畢陽(yáng),吳隆民,等.磷酸酯單酯變性淀粉的制備工藝研究[J].甘肅科技,2012,28(12):38-41.

[2]蔡花真,李書(shū)華,王振麗,等.玉米磷酸酯淀粉取代度對(duì)其特性影響研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2012,33(4):36-41.

[3]王丹,林晶，張坤峰.變性淀粉對(duì)攪拌型酸奶增稠作用的研究[J].中國(guó)乳品工業(yè),2002,30(3):14-16.

[4]孫慢慢.變性淀粉的性質(zhì)及在酸奶中的應(yīng)用研究[D].無(wú)錫.江南大學(xué).2012：1-2.

[5]尚楠,劉麗莎,任發(fā)政,等.產(chǎn)細(xì)菌素雙歧桿菌L-SN對(duì)酸奶后酸化及品質(zhì)的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,18(4):178-182.

[6]陳今朝,王慧超,譚永忠,等.靈芝銀杏葉保健酸奶的研制[J].食品工業(yè), 2014,35(3):112-115.

[7]胡姝敏，張巖春.大豆希臘酸奶的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].中國(guó)乳品工業(yè),2014, 42(4):62-64.

[8]李華,冀照君,王華,等.凝固型冷凍蘆筍酸奶的工藝優(yōu)化[J].中國(guó)乳品工業(yè)2014,42(2):60-64.

Preparation of phosphate starch for yogurt and its application in yogurt

SHIJunhua,LIHongmei,GAO Yawen,ZHENG Hongyan
(College of Food Science and Engineering,Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China)

Potato starch was used as the raw material,and the phosphate starch was prepared by phosphorus oxychloride.Then the starch phosphate ester as the thickening agent,the acidity of yogurt,water holding capacity and sensory evaluation index,through a series of single factor experiment and orthogonal experiment,the best formula of producing this kind of yoghurt was determined:temperature 43℃,the starch phosphate ester 0.4%,sucrose 8%,fermentation time 4 h.The preparation of phosphate starch as thickening stabilizer can improve the quality ofyogurt.

yogurt;thickening stabilizer;phosphate starch

TS252.54

A

1001-2230（2017）04-0062-03

2016-07-29

吉林省教育廳課題（2015第203號(hào)）。

史軍花（1977-）女，講師，主要從事微生物發(fā)酵及糖的研究。

鄭鴻雁