米糠蛋白肽酸奶的研制

窦博鑫，刘 颖

(哈尔滨商业大学食品工程学院，哈尔滨150076)

米糠蛋白是一种高营养、低过敏性优质植物蛋白资源[1－3];从营养特性来看，具有低敏性、易吸收的特点，同时其必需氨基酸齐全，与大米蛋白质相比，氨基酸组成更接近FAO/WHO推荐模式[3]，是世界公认的优质植物性蛋白.米糠蛋白肽具有多种生物活性功能，在抗氧化、降血压血脂、ACE抑制活性、阿片样拮抗活性、免疫调节等功能活性方面都有相关报道，被公认是一种非常有前途的功能活性肽.同时活性肽更易被人体吸收、有较好的耐热稳定性和水溶性等物理特性，利用植物蛋白开发生物活性肽作为膳食或药物将会有广阔的前景[3－4].本研究以乳粉为原料，对肽液添加阶段、筛选甜味剂、复合稳定剂以及酸奶发酵工艺等进行了探讨，确定出米糠蛋白肽酸奶的最佳生产工艺，使其既具有传统酸奶的优势又具有新产品实用价值.

1 材料与设备

米糠北大荒米业有限公司;乳酸菌干冻粉、脱脂奶粉、木糖醇、麦芽糖、甜菊糖苷醇、黄原胶、果胶、海藻酸钠市售;12%脱脂奶粉培养基、MRS培养基自制;碱性蛋白酶北京奥博星生物技术有限责任公司(200 000 U/g);正己烷天津市永大化学试剂有限公司，分析纯;氢氧化钠 天津市大陆化学试剂厂，分析纯;浓硫酸、盐酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠天津市风船化学试剂科技有限公司，分析纯.

PYX190S－A微生物培养箱，科利仪器有限公司;无菌操作台，上海华美实验仪器厂;TGL－16G－B型高速离心机，湖南星科科学仪器有限公司;80－2高速离心机，上海浦东物理光学仪器厂;HVP－Ⅱ型消化炉，上海纤检仪器有限公司;凯氏定氮器，上海安亭科学仪器厂;pHS－3C型精密pH计，上海雷磁仪器厂;BS224S电子分析天平，赛多利斯科学仪器有限公司;FW80型高速万能粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司;GYB60－6S型高压均质机，上海东华均质机厂;Aquarius40B型高压灭菌机.

2 实验方法

2.1 制备米糠蛋白

过100目筛米糠→加正己烷(l∶8)→搅拌30 min→离心(3 000 r/min，10 min)→沉淀室温晾干，得脱脂米糠，再次粉碎后备用→加水混合(1∶10)→NaOH调节pH值(至9.45)→水浴加热(50℃、3 h，每隔10 min调节pH保持在9.45)→离心(3 500 r/min，15 min)后，取上清液→HCl调 pH 值至4.1 ～4.5 酸沉→离心(3 000 r/min，10 min)→水洗沉淀3次→收集沉淀，冷冻干燥→米糠蛋白(－12 ℃冰箱保存备用)[5－8].

2.2 制备米糠蛋白肽

称取100.00 g米糠浓缩蛋白，加蒸馏水至2 000 mL，搅拌20 min，使之充分溶解.在不同酶改性条件下，经碱性蛋白酶酶解4 h，用2.0 mol/L的NaOH和HCl维持pH恒定.反应完成后经100℃沸水浴灭酶10 min，然后冷却并将酶解液在3 000 r/min离心20 min，收集上清液获得米糠蛋白肽[9－10].

2.3 米糠蛋白肽酸奶工艺条件的研究

2.3.1 肽液添加阶段的选择

1)全脂奶粉→复原乳→辅料混合(甜味剂、稳定剂、肽液)→均质→巴氏杀菌→降温接种→保温发酵→冷却成熟→成品检验.

2)全脂奶粉→复原乳→辅料混合(甜味剂、稳定剂)→均质→巴氏杀菌→降温接种并加入肽液→保温发酵→冷却成熟→成品检验[11－12].

2.3.2 功能性甜味剂的筛选及添加量的选择

在复原乳中加入不同质量的木糖醇、麦芽糖醇和甜菊糖苷等功能性甜味剂(甜味剂的添加量依据功能性甜味剂的甜度大小进行添加)添加量如表1所示，添加肽液量5.0%，脱脂奶粉添加量12.0%，复合稳定剂黄原胶:果胶:海藻酸钠的配比为2∶3∶1，稳定剂添加量 0.10%，接菌量 5.0%，42 ℃条件下发酵5 h.用加入7.0%(质量分数)蔗糖的酸奶作为对照.以感官评价和酸度为指标，选出最佳甜味剂用于米糠蛋白肽酸奶工艺生产.

表1 不同功能性甜味剂的添加量

2.3.3 稳定剂复合配比的选择

选取黄原胶、果胶、海藻酸钠为复合稳定剂组成，将三种稳定剂进行复合配比，因素水平见表2，添加肽液5.0%，脱脂奶粉添加量12.0%，木糖醇添加量7.0%，接种量5.0%，，在42 ℃发酵5 h.以持水力为指标，确定最佳稳定剂复合配比[13]，用于米糠蛋白肽酸奶工艺生产.

表2 稳定剂添加量的正交实验因素水平表

2.3.4 发酵时间的选择

肽液添加量5.0%，奶粉添加量12.0%，木糖醇添加量7.0%，复合稳定剂添加量0.10%，接菌量 5.0%，42 ℃条件下，分别发酵 3、4、5、6、7 h.以感官评价和酸度为指标，讨论发酵时间对米糠蛋白肽酸奶工艺影响.

2.3.5 确定米糠蛋白肽酸奶最佳生产工艺的正交试验

以影响产品的肽液添加量、复合稳定剂添加、木糖醇添加量和接菌量为试验因素，采用L9(34)正交实验设计确定出最佳的米糠蛋白肽酸奶生产工艺，因素水平如表3.

表3 米糠蛋白肽酸奶正交实验因素水平表

2.4 米糠蛋白肽酸奶的指标测定

2.4.1 感官评价评分标准

见表4.

表4 米糠蛋白肽酸奶的感官评分标准

2.4.2 测定总酸度

称取已搅拌均匀的样品10 mL于150 mL锥形瓶中，加20 mL蒸馏水混匀，然后加入1～2滴酚酞指示剂用0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色在30 s内不消失为终点.消耗的0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液的毫升数乘以10即为酸度(°T)[14].

2.4.3 蛋白质的测定

按照GB/5009.5－2010进行蛋白质的测定.

2.4.4 脂肪的测定

按照GB/T5009.6－1985进行脂肪的测定.

2.4.5 乳酸菌菌落数的测定

采用MRS培养基平板计数法.将以MRS固体培养基为计数培养基，采取适当的稀释倍数，涂布于平板上，条件为42℃，48 h计数.

2.4.6 致病微生物指标—大肠菌群的测定

按照GB/4789.3－2003进行大肠菌群的测定.

3 结果与讨论

3.1 米糠蛋白肽酸奶加工工艺的研究

3.1.1 确定肽液添加阶段

生产工艺中，如果肽液、稳定剂以及木糖醇同时加入时，酸奶品质差.然而杀菌后添加肽液效果较好，即温度42℃时，加入肽液并接种，在培养箱中培养一段时间才能发酵成凝固性米糠蛋白肽酸奶，见表5.

表5 肽液添加阶段对酸奶的感官评价表

3.1.2 确定功能性甜味剂及其添加量

1)木糖醇添加量的实验结果

通过木糖醇添加量对产品品质影响的试验结果(表6)可知，随着木糖醇添加量增多，成品酸度呈下降趋势，组织状态也随之变差.木糖醇含量过高会抑制乳酸菌的生长繁殖，造成乳酸菌脱水死亡，同时木糖醇的黏度也会影响成品品质.根据产品品质和消费者的感官需求，确定木糖醇最佳添加量为7.0%.

表6 木糖醇添加量的单因素试验结果

2)麦芽糖醇添加量的实验结果

麦芽糖醇抑制微生物生长、抑制其产酸，甜度增加也会导致发涩味道加重，但成品色泽和香气无明显变化.通过麦芽糖醇添加量对产品品质影响的试验结果(表7)可知，随着麦芽糖醇添加量增加，酸度呈下降趋势.根据产品品质要求，麦芽糖醇最佳添加量为15.0%，但是消费者的感官评分结果不如木糖醇好.

表7 麦芽糖醇添加量的单因素试验结果

3)甜菊糖苷添加量的实验结果

由甜菊糖苷添加量对产品品质影响的试验结果(表8)可知，随着添加量增加，酸度呈下降趋势、涩味加重，组织状态变差，这可能与甜菊糖苷中含有的薄荷醇的苦涩味有关.与添加蔗糖的对照组相比，添加甜菊糖苷的实验组制出的酸奶成品品质较差.

表8 甜菊糖苷添加量的单因素试验结果

3.1.3 确定复合稳定剂配比

为提高产品稳定效果，对黄原胶、果胶和海藻酸钠进行了复合配比正交试验，结果、分析见表9和图1.黄原胶、果胶、海藻酸钠比值为2∶3∶1时，米糠蛋白肽酸奶成品品质较好，凝乳效果好，酸奶的持水力大;影响因素主次关系:果胶＞黄原胶＞海藻酸钠.根据产品品质、消费者感官需求，确定黄原胶、果胶、海藻酸钠的复合配比2∶3∶1为宜.

表9 确定复合稳定剂配比的正交实验

图1 因素与指标关系趋势图

3.1.4 确定米糠蛋白肽酸奶发酵时间

发酵时间过短，乳蛋白胶体结构还未充分形成，不能包裹乳中原有的水分，也会析出乳清.另一方面，延长发酵时间，酸奶酸度增加;但产酸量到达一定程度，酸性过度会破坏原来已成型的胶体结构，使其容纳的水分游离出来，形成上浮乳清.根据产品品质、消费者感官需求，确定最适发酵时间为5 h，见表10.

表10 发酵时间对酸奶感官和酸度的影响

3.1.5 确定米糠蛋白酸奶的最佳发酵工艺

见表11.

表11 最佳发酵工艺的正交设计实验结果

图2 因素水平对酸奶的感官评价

由肽液添加量、木糖醇添加量、复合稳定剂添加量和接菌量对米糠蛋白肽酸奶品质影响的结果(表12)可知，随肽液、木糖醇、复合稳定剂添加量的增大，米糠蛋白肽酸奶的感官评分先升高后降低.最优的米糠蛋白肽酸奶生产工艺为A2B2C2D1，即肽液添加量4%，复合稳定剂添加量0.10%，木糖醇添加量7%，接菌量5%，酸奶感官评分最高.通过各个因素与感官评分的关系(图2)得出，影响酸奶口感的因素主次顺序为:肽液添加量＞接菌量＞木糖醇添加量＞复合稳定剂添加量.

3.2 米糠蛋白肽酸奶的指标测定结果

3.2.1 感官评价结果

表12 米糠蛋白肽酸奶成品的感官评价结果

3.2.2 其他指标测定结果

蛋白质≥4.5%;脂肪≥5.0%;酸度≥82.5°T;乳酸菌数≥6.5×107cfu/mL;致病微生物指标:大肠菌群≤30 cfu/100 g.

4 结论

本文研究了米糠蛋白肽酸奶的配方及制作工艺.首先对米糠原料脱脂，制备出米糠蛋白肽，然后通过添加木糖醇、复合稳定剂等对酸奶进行风味调配，最后通过正交实验确定米糠蛋白肽酸奶的最佳生产工艺.结论如下:

1)杀菌后添加肽液并接种，得到的米糠蛋白肽酸奶品质较好;为使米糠蛋白肽酸奶适合糖尿病患者饮用，同时满足酸奶品质、消费者感官需求，确定功能甜味剂为木糖醇;黄原胶、果胶、海藻酸钠比值为2∶3∶1，添加量为 0.10%时，米糠蛋白肽酸奶凝固效果、持水力良好.

2)米糠蛋白肽酸奶的最佳工艺条件:肽液添加量4.0%，奶粉添加量12.0%，木糖醇添加量7.0%，复合稳定剂添加量0.10%，接菌量为5.0%，发酵温度42℃，发酵时间5 h.此条件下发酵得到的酸奶的感官评分最高，口感纯正、酸度适中、营养丰富的凝固性米糠蛋白肽酸奶.

3)米糠蛋白肽酸奶成品的指标测定实验结果:蛋白质≥4.5%，脂肪≥5.0%，酸度≥ 82.5 °T，乳酸菌数≥6.5×107cfu/mL.致病微生物指标:大肠菌群≤30 cfu/100 g.

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