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      黃精多糖酸奶的研制及其品質(zhì)分析

      2019-02-19 05:50:46江潤生王秋艷劉恩岐巫永華
      農(nóng)產(chǎn)品加工 2019年1期
      關(guān)鍵詞:黃精酸度白砂糖

      王 杰,江潤生,王秋艷,劉 輝,劉恩岐,巫永華

      (徐州工程學(xué)院江蘇省食品資源開發(fā)與質(zhì)量安全重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室,江蘇徐州 221111)

      酸奶由于其良好的風(fēng)味、極高的營養(yǎng)價(jià)值和具有一定的調(diào)理腸道微生物、促進(jìn)消化等生理功能被廣大消費(fèi)者所喜愛,是一種包括乳糖不耐癥人群都可以食用的老少皆宜的乳制品。近年來,為了增加酸奶的品種和提升其功能性質(zhì),許多研究者將一些果蔬、功能性肽類、低聚糖和多糖等加入到酸奶中,研究其對酸奶發(fā)酵特性的影響,并研制出了南瓜酸奶、山藥酸奶、紫薯酸奶、多肽酸奶、低聚糖酸奶和多糖酸奶[1-6]等產(chǎn)品。這些物質(zhì)的添加,不僅增加了酸奶的花色、品種,也在一定程度上提升了酸奶的品質(zhì)和功能性質(zhì)。有報(bào)道認(rèn)為,酸奶中添加多糖會(huì)與益生菌協(xié)同起到抗氧化和抗衰老的作用[7],而紫薯酸奶表現(xiàn)出一定的輔助降血壓效果[8]。所以,添加功能成分的功能型酸奶的研發(fā)具有十分廣闊的市場前景。

      黃精多糖是黃精中重要的天然化學(xué)物質(zhì),研究表明其具有良好的抗氧化、抑菌、降血脂、抗腫瘤等生理功能,具有較好的開發(fā)應(yīng)用前景。課題組前期研究了黃精多糖對乳酸菌發(fā)酵特性的影響,表明黃精多糖具有促進(jìn)乳酸菌生長增殖的作用[9]。試驗(yàn)對黃精多糖凝固型酸奶的配方進(jìn)行了研究,為黃精多糖的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和豐富酸奶品質(zhì)提供一定的參考。

      1 材料與方法

      1.1 主要材料與試劑

      黃精,亳州千草藥業(yè)有限公司提供;鮮牛乳,徐州私營牛奶廠提供;發(fā)酵粉,北京川秀有限公司提供;果膠,鄭州仁康食品化工有限公司提供;改性木薯淀粉,中泰淀粉有限公司提供;乳清蛋白粉,河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司提供。

      1.2 主要儀器設(shè)備

      閃式提取儀,河南智晶生物科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品;R206 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海申生科技有限公司產(chǎn)品;TU-1810 型紫外分光光度計(jì),北京普析通用有限公司產(chǎn)品;實(shí)驗(yàn)室pH 計(jì),梅特勒-托利多國際股份有限公司產(chǎn)品;L550 型低速離心機(jī),湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司產(chǎn)品;Alphal-2LDPLUS 型真空冷凍干燥機(jī),德國Christ 公司產(chǎn)品;電熱恒溫培養(yǎng)箱,上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司產(chǎn)品。

      1.3 試驗(yàn)方法

      1.3.1 黃精多糖的制備

      參照課題組研究的閃式提取法制備黃精多糖[9]。取適量黃精粉末于提取容器中,按料液比1∶18(g∶mL) 加入純水,充分混勻,用閃式提取器在50 V下提取40 s,以轉(zhuǎn)速4 000 r/min 離心10 min,取上清液,再將濾渣在料液比1∶10(g∶mL),50 V 下閃式提取40 s,離心取上清液,合并所得上清液,減壓濃縮至一定體積。用Sevage 法除蛋白3 次,加無水乙醇至終體積分?jǐn)?shù)為80%,于4 ℃放置24 h后,離心取沉淀。用乙醚和丙酮分別清洗多糖3 次后,置于-80 ℃下過夜,冷凍干燥后置于自封袋中,于-20 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

      1.3.2 黃精多糖酸奶的研究

      (1) 鮮牛乳的預(yù)處理。在購買的新鮮牛奶中加入2%乳清蛋白粉,充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅糜? ℃冰箱中備用。

      (2) 白砂糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶5 份,分別加入1%,3%,5%,7%,9%的白砂糖,分別進(jìn)行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L 的劑量投入乳酸菌,充分混勻后于42 ℃培養(yǎng)箱中發(fā)酵6 h 后置于4 ℃冰箱中后熟,發(fā)酵期間每隔1 h 測1 次pH 值和滴定酸度,并測定產(chǎn)品的持水力,確定白砂糖的最佳添加量。

      (3) 果膠添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶5 份,按上述結(jié)果添加白砂糖,分別加入0,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%的果膠,分別進(jìn)行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L 的劑量投入乳酸菌,按1.3.2(2) 操作,確定果膠的最佳添加量。

      (4) 改性木薯淀粉(MCS) 添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶5 份,按上述結(jié)果添加白砂糖和果膠,分別加入0,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%的改性木薯淀粉,進(jìn)行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L 的劑量投入乳酸菌,按1.3.2(2) 操作,確定改性木薯淀粉的最佳添加量。

      (5) 黃精多糖添加量對酸奶品質(zhì)的影響。取適量的牛奶6 等份,按上述結(jié)果添加白砂糖、果膠和改性木薯淀粉,分別加入0,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%的黃精多糖,進(jìn)行均質(zhì)、殺菌后按1 g/L的劑量投入乳酸菌,按1.3.2(2) 操作,確定黃精多糖的最佳添加量。

      1.3.3 酸度測定

      (1) pH 值測定。每隔1 h 從各樣品中取20 mL發(fā)酵酸奶于25 mL 燒杯中,用pH 計(jì)測定其pH 值。

      (2) 滴定酸度的測定。每隔1 h 從各樣品中取5 mL 發(fā)酵酸奶至錐形瓶中,加入10 mL 煮沸冷卻后的去離子,加2 滴0.5%酚酞乙醇溶液,搖勻。用0.1 mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定。滴定酸度用吉爾涅爾度表示。每組樣品做3 次,取平均值。

      1.3.4 持水性的測定

      取洗凈、干燥的50 mL 離心管,分別編號并稱量,記為m0,在各離心管中按上述條件制備酸奶30 mL 左右,稱量,記為m1。于室溫下,以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心10 min,棄去上清液,并將離心管倒置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上10 min 瀝干水分,稱量記為m2,重復(fù)試驗(yàn)3 次,取平均值。樣品的持水性按公式(1) 計(jì)算。

      1.3.5 感官評定

      由實(shí)驗(yàn)室10 名食品質(zhì)量與安全的大四學(xué)生(6 名女生和4 名男生) 組成評定小組,進(jìn)行感官評定,該小組成員均系統(tǒng)地學(xué)習(xí)過食品感官鑒評的理論和實(shí)踐課程,先期針對產(chǎn)品的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行培訓(xùn)后進(jìn)行評定,收集成員的評定結(jié)果,并去除最高和最低分后取平均值。

      感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

      表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

      1.3.6 成品酸奶成分測定

      (1) 蛋白質(zhì)含量。參照GB 5009.5—2016[10]中凱氏定氮法測定黃精多糖酸奶中的蛋白質(zhì)含量,重復(fù)試驗(yàn)3 次,取平均值。

      (2) 脂肪含量。參照GB 5009.6—2016[11],以索氏提取法測定黃精多糖酸奶中的脂肪含量,重復(fù)試驗(yàn)3 次,取平均值。

      (3) 固形物含量。取干凈、烘干至恒質(zhì)量的培養(yǎng)皿,稱量,記為m0,取酸奶樣品置于培養(yǎng)皿內(nèi),稱量,記為m1,將樣品烘干至恒質(zhì)量,記為m3。同一樣品進(jìn)行3 次測定,取平均值,固形物含量按公式(2) 計(jì)算。

      (4) 灰分測定。參照GB 5009.4—2016[12],將樣品用乙酸鎂試劑混合后靜置10 min,水浴蒸干后先于小電爐上炭化,然后置于馬弗爐灼燒至恒質(zhì)量,參照用乙酸鎂作為空白,做3 組取平均值。

      1.3.7 乳酸菌菌落總數(shù)測定

      參照GB 4789.35—2016[13],將后熟24 h 的酸奶樣品稀釋至1×10-4,1×10-5,1×10-6,1×10-7,1×10-8,1×10-9這6 個(gè)稀釋度,每個(gè)稀釋度吸取0.1 mL樣液均勻涂布在MRS 培養(yǎng)基上。培養(yǎng)后計(jì)數(shù)。

      1.3.8 黃精多糖酸奶保藏期試驗(yàn)

      按照試驗(yàn)獲得的最佳配方制備黃精多糖酸奶,作為試驗(yàn)組,同時(shí)以不加黃精多糖的酸奶為對照組,發(fā)酵完成后置于4 ℃下保藏,每隔1 d 進(jìn)行1 次滴定酸度與pH 值測定。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 黃精多糖酸奶的研制

      2.1.1 白砂糖添加量的確定

      白砂糖添加量對酸奶pH 值的影響見圖1,白砂糖添加量對酸奶滴定酸度的影響見圖2,白砂糖添加量對酸奶持水力的影響見圖3。

      圖1 白砂糖添加量對酸奶pH 值的影響

      由圖1 ~圖3 可知,在白砂糖添加量為7%時(shí),樣品酸奶的發(fā)酵狀況最好,pH 值與滴定酸度最先達(dá)到酸奶發(fā)酵所要求的指標(biāo)。同時(shí),白砂糖添加量小于5%時(shí),酸奶甜味不足,組織狀態(tài)不穩(wěn)定,持水能力較差;白砂糖添加量過多,可能影響乳酸菌的發(fā)酵效果導(dǎo)致酸奶凝乳不好,后熟后乳清析出較多,持水性差,味道甜膩。故試驗(yàn)選擇7%的白砂糖添加量。

      2.1.2 果膠添加量的確定

      圖2 白砂糖添加量對酸奶滴定酸度的影響

      圖3 白砂糖添加量對酸奶持水性的影響

      果膠在酸奶產(chǎn)品起穩(wěn)定作用是由于果膠能與酸奶中蛋白質(zhì)形成親水性復(fù)合物,從而避免蛋白聚合。

      果膠添加量對酸奶pH 值的影響見圖4,果膠添加量對酸奶滴定酸度的影響見圖5,果膠添加量對酸奶持水力的影響見圖6。

      圖4 果膠添加量對酸奶pH 值的影響

      圖5 果膠添加量對酸奶滴定酸度的影響

      圖6 果膠添加量對酸奶持水力的影響

      由圖4 ~圖6 可知,果膠添加量對樣品酸奶的發(fā)酵效果影響不大,但對酸奶的持水力影響較大,總體上,隨著果膠添加量的增加,酸奶持水性增加。但是,當(dāng)果膠添加量達(dá)到0.7%時(shí),酸奶會(huì)有明顯的澀味。廖芬等人[14]研究不同穩(wěn)定劑對香蕉凝固型酸奶品質(zhì)的影響試驗(yàn)表明,添加0.5%的果膠能達(dá)到較好的效果。所以試驗(yàn)確定果膠添加量為0.5%。

      2.1.3 改性木薯淀粉添加量的確定

      有報(bào)道認(rèn)為變性淀粉的加入能夠改善酸奶的穩(wěn)定性和品質(zhì)。

      改性木薯淀粉對酸奶pH 值的影響見圖7,改性木薯淀粉對酸奶滴定酸度的影響見圖8,改性木薯淀粉對酸奶持水力的影響見圖9。

      圖7 改性木薯淀粉對酸奶pH 值的影響

      圖8 改性木薯淀粉對酸奶滴定酸度的影響

      圖9 改性木薯淀粉對酸奶持水力的影響

      由圖7 ~圖9 可知,改性木薯淀粉的添加對樣品酸奶發(fā)酵過程中段影響較大,可明顯提高乳酸菌的產(chǎn)酸能力,使得酸奶滴定酸度能較快地達(dá)到酸奶國標(biāo)的酸度要求(≥70 °T)。改性木薯淀粉添加量越高,發(fā)酵速度越快,在添加0.5%時(shí),酸奶已經(jīng)表現(xiàn)出良好的持水性。秦海麗[15]探討了交聯(lián)酯化木薯淀粉在凝固型酸奶中的應(yīng)用,得出其適宜添加量為0.5%~1.0%。孫慢慢[16]認(rèn)為變性淀粉會(huì)在滅菌時(shí)吸水膨脹,增加蛋白凝膠粒子的密度,使酸奶的黏度和持水力增加,穩(wěn)定性增強(qiáng),從而改善酸奶的品質(zhì)。王冠群[17]認(rèn)為在酸奶中加入乙?;宦?lián)淀粉,可以增強(qiáng)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),防止酪蛋白的絮凝,并且有可能在膠束表面形成厚的水化吸附層,從而增強(qiáng)酸奶的穩(wěn)定性和持水能力。綜上所述,試驗(yàn)選擇改性木薯淀粉添加量為0.5%。

      2.1.4 黃精多糖添加量的確定

      黃精多糖添加量對酸奶pH 值的影響見圖10,黃精多糖添加量對酸奶滴定酸度的影響見圖11,黃精多糖添加量對酸奶持水力的影響見圖12。

      圖10 黃精多糖添加量對酸奶pH 值的影響

      圖11 黃精多糖添加量對酸奶滴定酸度的影響

      圖12 黃精多糖添加量對酸奶持水力的影響

      由圖10 ~圖12 可知,添加黃精多糖的試驗(yàn)組的滴定酸度的增加速度要小于對照組,說明黃精多糖的添加會(huì)抑制乳酸菌在發(fā)酵過程中的產(chǎn)酸能力,同時(shí),發(fā)酵結(jié)束后,添加黃精多糖的酸奶酸度低于對照組。多糖的添加對酸奶持水力的影響較小,當(dāng)黃精多糖添加量為0.2%時(shí),持水力最好。崔國庭等人[18]研究表明,添加1.0%的紅棗多糖能夠提高酸奶的持水力。梁海艷等人[19]研究表明,人參多糖的添加對酸奶的持水性沒有明顯影響。張巖等人[20]報(bào)道認(rèn)為,添加0.04%的松茸多糖能提高酸奶的持水力并改善酸奶組織性狀。由于該試驗(yàn)添加的多糖是粗多糖,有一定的黃精藥材味道,當(dāng)黃精添加量高于0.5%時(shí),會(huì)使產(chǎn)品藥材風(fēng)味過重,影響產(chǎn)品品質(zhì)。故試驗(yàn)選擇黃精多糖添加量為0.4%。

      綜合以上試驗(yàn),最終確定黃精多糖酸奶的配方在鮮牛奶中加入乳清蛋白粉2%,白砂糖7%,果膠0.5%,改性木薯淀粉0.5%和黃精多糖0.4%。在此參數(shù)下制備獲得的黃精多糖酸奶品質(zhì)良好,有略微的黃精風(fēng)味,酸甜適中,口感細(xì)膩,色澤均一,質(zhì)構(gòu)緊密,形態(tài)穩(wěn)定,無分層現(xiàn)象。

      2.2 酸奶滴定酸度、持水力、感官評分和營養(yǎng)成分分析結(jié)果

      以試驗(yàn)所得的最優(yōu)配方制備的酸奶為試驗(yàn)組,并以不加黃精多糖的酸奶為對照組,試驗(yàn)組和對照組的酸奶發(fā)酵完成并于4 ℃下保藏24 h 后,對其滴定酸度、持水力和主要成分進(jìn)行測定。

      酸奶滴定酸度、持水力、感官得分和營養(yǎng)成分試驗(yàn)結(jié)果見表2。

      表2 酸奶滴定酸度、持水力、感官得分和營養(yǎng)成分試驗(yàn)結(jié)果

      由表2 可知,試驗(yàn)組和對照組的滴定酸度、持水力、蛋白質(zhì)、脂肪和灰分含量基本一致,試驗(yàn)組的固形物含量要高于對照組,但無顯著性差異,可能是由于加入黃精多糖所導(dǎo)致。試驗(yàn)組的感官評分略高于對照組;黃精多糖酸奶中的乳酸菌菌落數(shù)顯著高于對照組(p<0.05),這可能是由于黃精多糖對乳酸菌具有一定的增殖作用,說明黃精多糖酸奶不僅品質(zhì)明顯優(yōu)于普通酸奶,在調(diào)節(jié)胃腸道功能、促進(jìn)消化等方面也有較大的優(yōu)勢。

      2.3 黃精多糖酸奶的保藏期試驗(yàn)結(jié)果

      酸奶保藏期滴定酸度的變化見圖13,酸奶保藏期pH 值變化見圖14。

      圖13 酸奶保藏期滴定酸度的變化

      圖14 酸奶保藏期pH 值變化

      酸奶在保藏過程中,雖然溫度較低,但乳酸菌依然在緩慢發(fā)酵,產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生后酸化,而后酸化會(huì)對酸奶的風(fēng)味產(chǎn)生不良影響,酸奶后酸化的程度越大這種不良影響也越大,pH 值與滴定酸度的變化能在一定程度上體現(xiàn)樣品的后酸化程度。由圖13 和14可知,黃精多糖酸奶與對照組酸奶隨著保藏時(shí)間的延長滴定酸度都在緩慢上升,但黃精多糖酸奶的滴定酸度一直低于對照組,而其pH 值高于對照組,說明黃精多糖酸奶在保藏期的后酸化程度明顯低于對照組,因此黃精多糖的添加會(huì)抑制保藏期乳酸菌的產(chǎn)酸。同時(shí),酸奶的乳清析出量也較對照組少,可能是由于黃精多糖以化學(xué)鍵的形式與酸奶中的蛋白質(zhì)分子相互作用,增強(qiáng)了凝膠結(jié)構(gòu),使其持水能力更強(qiáng),防止了乳清的析出[18]。

      3 結(jié)論

      試驗(yàn)考查了白砂糖、果膠、改性木薯淀粉和黃精多糖添加量對酸奶發(fā)酵特性的影響,確定黃精酸奶的最優(yōu)配方,并對成品的品質(zhì)進(jìn)行分析。試驗(yàn)確定了黃精多糖酸奶的最佳配方,即在鮮牛奶中加入乳清蛋白粉2%,白砂糖7%,果膠0.5%,改性木薯淀粉0.5%和黃精多糖0.4%,經(jīng)均質(zhì)、滅菌后于42 ℃下發(fā)酵6 h,于4 ℃后熟24 h 后制得的黃精多糖酸奶制品品質(zhì)良好,有略微的黃精風(fēng)味,酸甜適中,口感細(xì)膩,色澤均一,質(zhì)構(gòu)緊密,形態(tài)穩(wěn)定,無分層現(xiàn)象??傻味ㄋ釣?01.02 °T,持水力為90.72 g/g。產(chǎn)品含蛋白質(zhì)6.46%,脂肪10.9%,固形物含量21.1%,灰分7.25%,乳酸菌菌落總數(shù)為9.3×108CFU/mL,其中乳酸菌菌落總數(shù)顯著高于對照組,這說明黃精多糖對乳酸菌具有一定的益生元效果。保藏期試驗(yàn)表明,相較于對照組而言,黃精多糖酸奶在保藏期的后酸化較為緩慢,說明黃精多糖在保藏期能抑制乳酸菌的產(chǎn)酸能力,從而在一定程度上延長了酸奶的保藏期。

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