热处理乳清蛋白 对凝固型酸乳凝胶品质的影响

金 星,迟 涛,于鑫欣,刘 畅,赵多佳,张英华,*

(1.东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨 150030; 2.黑龙江省绿色食品科学研究院,黑龙江哈尔滨 150030)

乳清蛋白是一种营养丰富的重要食品组分[1-3],它不仅容易消化,在机体内具有很高的代谢效率。同时,乳清蛋白还含有很多生物活性物质,可发挥一定的功能特性[4-6]。因此,其被广泛的使用以提高食品的质地和营养价值。

近年来,人们常将乳清蛋白用于酸乳制品中,以用来改善酸乳的品质、质构以及营养等。A.Y.泰米迈等[7]发现在发酵乳中,乳清蛋白粉可以强化非脂固形物含量,提高发酵乳的感官品质。徐红华等[8]研究了酪蛋白与乳清蛋白比例对酸奶凝胶性质的影响,结果表明，降低酪蛋白与乳清蛋白的比例将有利于提高酸奶凝胶的硬度,粘度以及持水力。在酸乳中添加乳清浓缩蛋白后,可以减少胃酸对益生菌群和乳糖酶的破坏作用,进而强化了益生菌在人体肠道中的活性。尽管很多学者对乳清蛋白在发酵乳中的作用进行了很多方面的研究,但关于热处理后的乳清蛋白对酸乳品质影响的报道并不多见,而将热处理条件下的变性乳清蛋白作为一种食品添加剂,对生产优质酸乳来说是具有很重要的实际意义和借鉴价值的。

因此,本实验对粗提取乳清蛋白进行不同热处理,并以乳制品市场上原味凝固型酸乳中所含蛋白质(3.1%)的指标为基准,调整制备凝固型酸乳所需脱脂奶粉和热变性乳清蛋白的比例,采用直投式发酵剂发酵制备凝固型酸乳,并以产品的质构特性、流变特性和微观结构作为评价凝固型酸乳品质的标准,以期为高品质凝固型酸乳的生产提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

牛奶、脱脂奶粉 哈尔滨市香坊农场完达山奶源基地;聚乙二醇 天津市光复精细化工研究所;直投式发酵剂YO-PROX 497、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种 普尔斯(中国)投资有限公司。

AL204型分析天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;PL202-S型电子天平 瑞士梅特勒-托利多有限公司;TA DHR型流变仪 美国TA仪器公司;TA-XT2i型质构分析仪 英国Stable Micro Systems公司;BCN-1360型生物洁净工作台 北京东联哈尔滨仪器制造有限公司;DHP-9082型电热恒温培养箱 上海一恒科技有限公司;ES-2030型冷冻干燥仪 日本Hitachi公司;S-3400N型扫描电子显微镜 日本Hitachi公司。

1.2 实验方法

1.2.1 乳清蛋白的粗提取 牛乳乳清蛋白采用等电点沉淀法进行提取。首先将市售新鲜牛奶用高速冷冻离心机进行离心脱脂,4 ℃、4000 r/min离心30 min,离心后弃去上层脂肪,用1 mol/L的HCl将脱脂乳(25 ℃)的pH调至4.6,然后再次离心,4 ℃、12000 r/min离心15 min,去掉上层残留脂肪和下层沉淀,中间清液即为乳清蛋白。将得到的乳清蛋白用1 mol/L的NaOH中和至pH6.7。

1.2.2 乳清蛋白的热处理 将1.2.1中提取的乳清蛋白用三种不同加热条件(65 ℃,30 min;72 ℃,15 min;90 ℃,1 min)进行处理,得到的热处理乳清蛋白分别记为WP1、WP2和WP3。

1.2.3 复原牛乳的制备 脱脂奶粉用去离子水复原至总固体含量为10%(称10 g,加去离子水定容至100 g),85 ℃加热30 min后,冷却至室温,将复原牛乳在7 ℃冷藏室下平衡12 h。

1.2.4 凝固型酸乳的制备 在复原牛乳中加入乳酸菌发酵剂(接种量为10 mg:100 g)进行接种,培养发酵5 h,塑料膜封口,在室温下匀速混匀1 h。将样液置于三角瓶中,42 ℃水浴加热20 min,转移至42 ℃恒温培养箱中,培养4 h,而后置于4 ℃冰箱保存24 h后熟。

1.2.5 热处理WP对凝固型酸乳凝胶质构特性的影响

1.2.5.1 凝固型酸乳凝胶质构特性的测定 用质构仪测定凝固型酸乳凝胶的质构特性,通过硬度(g),粘附性(g·sec),弹性(g),内聚性(g),胶粘性(g)来描述。质构仪的测定模式主要有压缩、穿刺、剪切、拉伸四种,其中压缩分为一次压缩和二次压缩,二次压缩(二次咀嚼测定)也被称为质地剖析(Texture Profile Analysis),即典型的TPA模式[9],其应用最为普遍。本实验中采用的也是TPA模式。

1.2.5.2 WP热处理强度对凝固型酸乳凝胶质构特性的影响 将WP1、WP2和WP3分别加入到复原牛奶中,固定其添加量为0.3%(w/w),按照1.2.4的方法制备凝固型酸乳。通过质构测定的数据结果,确定凝胶质构参数最适的乳清蛋白加热条件,以添加未经热处理乳清蛋白的凝固型酸乳作为对照。

1.2.5.3 热处理WP2添加量对凝固型酸乳凝胶质构特性的影响 根据1.2.5.2实验结果,选择质构参数稳定且较好的热变性程度WP2,加入到复原脱脂牛奶中,WP2的添加量分别为0.25%、0.30%和0.35%(w/w),按照1.2.4的方法制备凝固型酸乳。通过质构测定的数据结果,确定凝胶质构参数最适的热变性WP2添加量。

1.2.5.4 糖添加量对凝固型酸乳凝胶质构特性的影响 根据1.2.5.2实验结果,选择质构参数稳定的热变性WP2,加入到复原牛乳中,固定其添加量为0.3%(w/w),分别加入5%、6%、7%和8%(w/v)白砂糖,按照1.2.4的方法制备凝固型酸乳。通过质构测定的数据结果,确定凝胶质构参数最适的糖添加量。

1.2.6 热处理WP对凝固型酸乳流变特性的影响

1.2.6.1 凝固型酸乳流变特性的测定 流变测试参数包括表观黏度、小变形振荡(粘性模量和弹性模量)。

表观黏度:采用DHR流变仪测量,夹具为平板(CP4/40 mm),间隙为1000 μm,将夹具固定于仪器上,调零。设置仪器参数:剪切速率为0.01～100 s-1,取30个样点,积分点为5 s,温度为25 ℃,平衡时间为120 s。测试前,需将待测样品于室温下放置30 min,用药匙取适量待测样品放置在平板上,当仪器运行,夹具挤压至零点位置时,样品出现少量溢出现象,需用药匙将周围多余的样品刮掉,并安装好接隙间涂有硅油的保温套,然后拨开插销进行测试。以剪切速率为横坐标,黏度为纵坐标,绘制剪切速率与黏度的关系曲线[10]。

小变形振荡:利用平板(CP 4/40 mm)为夹具,检测的间隙为1000(m。先进行振幅扫描,以确定应变,将频率固定为1 Hz,应变为0.1%～10%,在粘弹性线性范围内,选择应变为5%,然后进行频率扫描,频率范围在0.1～10 Hz,测定温度为25 ℃,以频率为横坐标,分别以弹性模量和粘性模量为纵坐标,绘制曲线。

1.2.6.2 WP热变性程度对凝固型酸乳流变特性的影响 将添加7%(w/v)白砂糖的复原牛乳进行90 ℃,10 min杀菌,待冷却至37 ℃左右,将WP1、WP2和WP3分别加入到复原牛乳中,固定其添加量为0.3%(w/w),按照1.2.4的方法制备凝固型酸乳。通过流变测定的数据结果,确定最适的乳清蛋白加热条件。

1.2.6.3 热变性WP添加量对凝固型酸乳流变特性的影响 将添加7%(w/v)白砂糖的复原牛乳进行90 ℃,10 min杀菌,冷却后向其中分别加入0.25%、0.30%和0.35%(w/w)的热变性WP,充分混匀后,按照1.2.4的方法制备凝固型酸乳。通过流变测定的数据结果,确定最适的热变性WP添加量。

1.2.6.4 糖添加量对凝固型酸乳流变特性的影响 将分别添加5%、6%、7%和8%(w/v)白砂糖的复原牛乳进行90 ℃,10 min杀菌,冷却后向其中加入0.30%(w/w)的热变性乳清蛋白,充分混匀后,按照1.2.4的方法制备凝固型酸乳。通过流变测定的数据结果,确定最适的糖添加量。

1.2.7 热处理WP对凝固型酸乳微观结构的影响 将冷藏下的成熟凝固型酸乳样品于室温放置。挑选样品中心的凝块浸于2.5% 戊二醛溶液中,4 ℃固定1 h后,用pH7.2的磷酸缓冲液冲洗10 min,重复两次;将样品迅速转移至低温液氮中,进行冷冻,然后捶击样品,使其自然断裂。分别用50%、70%和90%(v∶v)乙醇溶液洗脱,每个梯度洗脱时间为15 min;用100%乙醇洗脱15 min,重复三次;分别用1∶1 (v∶v)的100%乙醇、叔丁醇混合液以及叔丁醇置换15 min;得到的样品冻干处理12 h,样品取出后,固定在扫面电镜的样品台上,并于离子溅射仪中镀一薄层金。设置加速电压为5 kV,样品放大倍数为5000×,观察待测样品的微观结构[11];由1.2.6.3和1.2.6.4实验得到最适的热变性WP添加量和糖添加量,再将WP1、WP2和WP3分别加入到复原牛乳中,按照1.2.4的方法制备凝固型酸乳,制样,进行电镜扫描。

1.3 数据处理

各个样本的质构参数均用平均值±标准差的形式表示,每个试验重复三次,数据差异显著性统计分析采用SPSS软件程序进行,采用Originpro 8.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 热变性WP对凝固型酸乳凝胶质构特性的研究

2.1.1 WP热变性程度对凝固型酸乳凝胶质构特性的研究 通过对凝固型酸乳凝胶的质地进行观察,发现添加未加热乳清蛋白的凝固型酸乳凝胶,其表面有少量乳清析出,凝胶破坏后,其凝胶块较大且偏硬,内部结构稀疏;添加WP1制得的凝固型酸乳凝胶,表面接触杯壁处有少量乳清析出,凝胶破坏后,其凝胶块较大,质地稍柔软;添加WP2制得的凝固型酸乳凝胶,表面几乎无乳清析出,质地柔软,内部结构较紧密;而添加WP3制得的凝固型酸乳凝胶,表面接触杯壁处有极少量乳清析出,质地偏硬,内部结构紧密。TPA质构测试的结果如下:

由表1可以看出,添加热处理乳清蛋白,使得制备的凝固型酸乳的质构参数值存在明显差异。与未加热组相比,添加WP1制成的凝固型酸乳,各质构特性均存在显著差异(p<0.05),除粘附性外,其他参数明显增加;添加WP2制成的凝固型酸乳,其粘附性和弹性均显著减小(p<0.05),其他参数差异不显著(p>0.05);而添加WP3制得的凝固型酸奶,其粘附性、弹性以及内聚性显著降低(p<0.05)。故选择WP2作为凝固型酸乳添加剂,即热处理72 ℃,15 min的变性乳清蛋白。

表1 WP热变性程度对凝固型酸乳凝胶质构特性的测定Table 1 Determination of the degree of heat denatured WP on the gel texture of set yogurt

2.1.2 热变性WP2添加量对凝固型酸乳凝胶质构特性的研究 测定凝胶质构特性前,观察凝固型酸乳凝胶的质地特征,添加未加热乳清蛋白的凝固型酸乳凝胶,其表面几乎无乳清析出,破坏后凝胶块大,质地较粗糙,内部孔隙大;添加0.25% 热变性乳清蛋白的凝固型酸乳凝胶,表面有一薄层的乳清析出,凝胶块小且质地柔软,内容孔隙稍有紧密;添加0.30%热变性乳清蛋白的凝固型酸乳凝胶,表面有少量乳清析出,凝胶块大小分布均匀且质地较柔软,内部孔隙较紧密;添加0.35%热变性乳清蛋白的凝固型酸乳凝胶,其杯壁边缘处有少层乳清析出,凝胶块大且柔软度下滑。TPA质构测试的结果如下:

由表2可以看出,不同热变性乳清蛋白添加量之间存在显著差异(p<0.05),尤其以硬度和粘附性为甚。这与徐红华等[8]研究酪蛋白与乳清蛋白比例不同对酸奶凝胶硬度和粘附性的影响结果一致。同未添加组相比,在0.25%添加水平上,酸奶凝胶硬度最低,内聚性和粘附性有所增加(p<0.05);在0.35%添加水平上,凝固型酸乳的硬度、胶黏性差异显著(p<0.05),粘附性、弹性和内聚性无显著差异;而添加0.30%乳清蛋白制得的凝固型酸乳,除胶黏性外,各项指标差异显著(p<0.05),质构特性较好。因此,变性乳清蛋白的添加量选择0.30%。

表2 热变性WP2添加量对凝固型酸乳凝胶质构特性的测定Table 2 Determination of the amount of heat denatured WP2 on the gel texture of set yogurt

2.1.3 糖添加量对凝固型酸乳凝胶质构特性的研究 测定凝胶质构特性前,通过对凝固型酸乳凝胶的质地进行观察,发现5%糖添加制得的凝固型酸乳凝胶,表面有一层乳清析出,凝胶破坏后,凝胶块分布不均且体积较大,质地不够细腻,凝胶内部结构稀疏;而6%糖添加制得的凝固型酸乳凝胶,表面几乎无乳清析出,凝胶块大,质地偏硬,内部结构稍有疏松;7%糖添加制得的凝固型酸乳凝胶,表面光滑,杯壁边缘有少量乳清析出,凝胶破坏后,凝胶块大小分布均匀且适中,质地柔软且有弹性,结构较紧密;8%糖添加制得的凝固型酸乳凝胶,表面光滑且无乳清析出,凝胶块偏大,分布均匀,质地稍硬且粘稠,内部结构紧密。TPA质构测试的结果如下。

由表3可以看出,糖的添加量不同,制得的凝固型酸乳凝胶其质构差异很小,在粘附性、弹性和内聚性、胶黏性差异显著(p<0.05)。经显著性分析得出,7%糖添加量制得的凝固型酸乳凝胶,其内聚性均高于5%和6%糖添加制得的凝固型酸乳凝胶(p<0.05),其他质构特性变化相对不明显;而8%糖添加制得的凝固型酸乳凝胶,与其余样品相比,在粘附性、弹性和内聚性之间有明显差异(p<0.05)。因此,综合考虑,凝固型酸乳凝胶的糖添加量应设定为7%,这一结论与谢继志等[12]研究中指出，7.4%糖添加量的凝固型酸乳其凝胶状态最好口感最佳的结果类似。

表3 糖添加量对酸凝胶质构特性的测定Table 3 Determination of sugar amount on the gel texture of set yogurt

2.2 热变性WP对凝固型酸乳流变特性的研究

2.2.1 WP热变性程度对凝固型酸乳流变特性的研究

2.2.1.1 表观黏度 表观黏度是评价酸乳品质及质地特征的重要参数之一。通常,流体的粘稠度可以用流变仪测试出的表观黏度来表示,并进一步说明流体分子结构的变化情况。WP热变性程度对凝固型酸乳表观黏度的影响结果见图1。

图1 乳清蛋白热变性程度对凝固型酸乳表观黏度的测定Fig.1 Determination of the degrees of WP thermal denaturation on the apparent viscosity of set yogurt

四个样品的黏度随剪切速率的增加,呈现非线性的下降趋势,说明流体发生了剪切稀化现象,证明该样品为非牛顿流体。添加WP2制得凝固型酸乳的起始表观黏度最大,下降最慢;添加WP1与WP3制得凝固型酸乳的起始表观黏度相当,均较小,下降速率也相当;未添加乳清蛋白制得凝固型酸乳的起始表观黏度高于添加WP1和WP3制得的凝固型酸乳,且明显低于添加WP2制得的凝固型酸乳,这说明乳清蛋白经过热处理72 ℃,15 min后,蛋白分子变性成为大分子物质,促进了酪蛋白之间的相互作用,提高了酪蛋白的成胶性,因而使得测试的表观黏度增加。

2.2.1.2 弹性模量 由于样品发生形变而产生的应力,即为该物质中固有弹性能力之一,其作为衡量该物质弹性的标度,用弹性模量(储存模量)G′表示;而该物质中还存在一部分损失的能力,以衡量粘性特征,用粘性模量(损耗模量)G″表示。乳清蛋白热变性程度对凝固型酸乳弹性模量的(G′)的影响结果见图2。

图2 乳清蛋白热变性程度对凝固型酸乳弹性模量的测定Fig.2 Determination of the degrees of WP thermal denaturation on the elastic modulus of set yogurt

从整体上看,四种凝固型酸乳样品的弹性模量(G′)均伴随频率的增加而增大。当频率达到10 Hz时,添加WP2制得凝固型酸乳样品的G′最大,并显著高于未加热组G′(p<0.05)。添加WP1制得凝固型酸乳样品的G′最小;与未加热组相比,添加WP1和WP3制得凝固型酸乳样品的G′均小于未加热组G′,表明此两个热变性温度对制得凝固型酸乳的弹性模量无显著影响。而添加WP2制得凝固型酸乳样品的弹性模量明显增加,这说明此温度热处理的乳清蛋白作为桥链将其他与酪蛋白结合的变性的乳清蛋白连结起来,增加了凝胶中蛋白之间的交联,导致凝固型酸乳凝胶的弹性模量(G′)增大[13]。

2.2.1.3 粘性模量 WP热变性程度对凝固型酸乳粘性模量的(G″)的影响结果见图3。

图3 乳清蛋白热变性程度对凝固型酸乳粘性模量的测定Fig.3 Determination of the degrees of WP thermal denaturation on the viscosity modulus of set yogurt

总体上看,四种添加不同热变性乳清蛋白制得的凝固型酸乳样品,其粘性模量(G″)均随频率的增大而升高。在频率为10 Hz下,添加WP2制得凝固型酸乳样品的G″最大,较未加热组的G″高。添加WP1制得凝固型酸乳样品的G″最小,与未加热组相比,添加WP1和WP3制得凝固型酸乳样品的G″均小于未加热组G″,表明此两个热变性温度对制得酸乳的粘性模量无明显影响。而添加WP2制得凝固型酸乳样品的粘性模量明显增加,是因为热处理的乳清蛋白作为桥链将其他与酪蛋白结合的变性的乳清蛋白连结起来,增加了凝胶中蛋白之间的交联[13]。

2.2.2 热变性WP添加量对凝固型酸乳流变特性的研究

2.2.2.1 表观黏度 热变性WP2添加量对四种发酵凝固型酸乳表观黏度的影响结果见图4。

图4 热变性乳清蛋白添加量对凝固型酸乳表观黏度的测定Fig.4 Determination of the amount of heat denatured WP on the apparent viscosity of set yogurt

四个样品的表观黏度随着剪切速率的增加而降低,即产生了剪切稀化现象,说明样品为非牛顿流体。添加0.30% WP2制得凝固型酸乳样品的起始表观黏度最大;添加0.35% WP2制得的凝固型酸乳样品,其起始表观黏度最小。未添加热变性乳清蛋白制得的凝固型酸乳样品,其起始表观黏度高于添加0.35%热变性乳清蛋白制得的凝固型酸乳样品,且低于添加0.25%热变性乳清蛋白制得的凝固型酸乳样品。因此,选择添加0.30% WP2制备凝固型酸乳样品。样品的表观黏度越高,说明产品的贮存稳定性越好,这一结果与赵谋明等[14]研究的乳清蛋白对脱脂凝固型酸乳黏度影响的结果是一致的。

2.2.2.2 弹性模量 热变性WP2添加量对四种发酵凝固型酸乳弹性模量(G′)的影响结果见图5。

图5 热变性乳清蛋白添加量对凝固型酸乳弹性模量的测定Fig.5 Determination of the amount of heat denatured WP on the elastic modulus of set yogurt

从整体上看,随频率的增大,四种凝固型酸乳样品的弹性模量(G′)亦增加。当频率达到10 Hz时,添加0.30%热变性乳清蛋白制得凝固型酸乳样品的G′最大,添加0.35%热变性乳清蛋白制得的凝固型酸乳样品,其G′最小。未添加乳清蛋白制得凝固型酸乳样品,其G′高于添加0.25%和0.35%热变性乳清蛋白制得凝固型酸乳样品的G′,同时,添加0.35%热变性乳清蛋白制得凝固型酸乳样品的弹性模量随频率增大而增大的程度,较其它三者小。而添加0.30%热变性乳清蛋白制得凝固型酸乳样品弹性模量明显增大。这说明添加0.30%热变性乳清蛋白增加了凝固型酸乳中蛋白之间的作用和连接键,使网络结构中许多空隙被蛋白占据限制了水封的自由流动[15],从而增大了弹性模量(G′)。因此,选择添加0.30%热变性乳清蛋白。

2.2.2.3 粘性模量 热变性WP添加量对四种发酵凝固型酸乳粘性模量(G″)的影响结果见图6。

图6 热变性乳清蛋白添加量对凝固型酸乳粘性模量的测定Fig.6 Determination of the amount of heat denatured WP on the viscosity modulus of set yogurt

从整体角度分析,频率增大,四种凝固型酸乳样品的粘性模量(G″)亦增加。当频率达到10 Hz时,添加0.30%热变性乳清蛋白制得凝固型酸乳样品的G″最大;添加0.35%热变性乳清蛋白制成的凝固型酸乳样品的G″最小,其粘性模量增大的程度也小于其他三者。未添加乳清蛋白制得凝固型酸乳样品的G″高于添加0.25%和0.35%热变性乳清蛋白制得凝固型酸乳样品的G″。原因是热变性乳清蛋白增加了凝固型酸乳中蛋白之间的作用和连接键,使网络结构中许多空隙被蛋白占据限制了水封的自由流动[15],从而增大了弹性模量(G′)。因此,综合考虑选择添加0.30%热变性乳清蛋白。

2.2.3 糖添加量对凝固型酸乳流变特性的研究

2.2.3.1 表观黏度 糖的添加量对四种发酵凝固型酸乳的表观黏度的影响结果见图7。

由于四个样品的表观黏度随剪切速率的增加,呈现非线性的下降趋势,说明流体发生了剪切稀化现象,证明该样品为非牛顿流体。四种样品的表观黏度减小速率为糖添加量5%>6%>7%>8%,其中7%和8%糖添加量对凝固型酸乳表观黏度影响变化率并不明显,综合质构特性分析,选择7%糖添加量较好。

2.2.3.2 弹性模量 糖的添加量对四种发酵凝固型凝固型酸乳的弹性模量(G′)的影响结果见图8。

图8 糖添加量对凝固型酸乳弹性模量的测定Fig.8 Determination of sugar amount on the elastic modulus of set yogurt

从整体上看,随频率的增加,四种凝固型酸乳样品的弹性模量(G′)随之增大。当频率达到10 Hz时,8%糖添加量制成的凝固型酸乳样品,其G′最大;5%糖添加量制成的凝固型酸乳样品,其G′最小。6%和7%糖添加量制成凝固型酸乳样品的G′相似,且二者均小于8%糖添加量制成凝固型酸乳样品的G′。综合质构特性分析,选择7%糖添加量较好。

2.2.3.3 粘性模量 糖的添加量对四种发酵凝固型酸乳粘性模量(G″)的影响结果见图9。

图9 糖添加量对凝固型酸乳粘性模量的测定Fig.9 Determination of sugar amount on the viscosity modulus of set yogurt

总体上看,随频率的增大,四种凝固型酸乳样品的粘性模量(G″)亦增加。当频率达到10 Hz时,5%糖添加量制成凝固型酸乳样品的G″最小,8%糖添加量制成凝固型酸乳样品的G″最大,而6%和7%糖添加量制成凝固型酸乳样品的G″相似且略低于8%,综合质构特性分析,选择7%糖添加量较好。

2.3 热变性WP对凝固型酸乳微观结构的影响

近年来,针对食品微观结构的研究方法,已然从最普遍的电子显微镜,过渡到透射、扫描电子显微镜,又进一步发展成如今的原子力、激光共聚焦显微镜。扫描电镜(SEM)作为最为常用、分析凝胶结构的方法,本文将以此观察凝固型酸乳凝胶的微观结构,进一步研究热变性乳清蛋白对其品质的影响。

2.3.1 WP热变性程度对凝固型酸乳微观结构的影响 利用扫描电子显微镜对四种发酵凝固型酸乳样品的微观结构进行观察,结果如图10所示。

图10 不同乳清蛋白热变性程度下 凝固型酸乳样品的扫描电镜图Fig.10 Scanning electron microscope images of set yogurt samples with different degrees of WP thermal denaturation注:a～d分别为添加未加热乳清蛋白、WP1、WP2和WP3。

从图10中可以观察到,添加WP1制得的凝固型酸乳凝胶微观结构中的空隙,较未加热组的空隙稍大且分布不均匀;添加WP3制得的凝固型酸乳凝胶微观结构中的空隙,较未加热组的空隙偏大且分布不均匀;而添加WP2制得的凝固型酸乳凝胶微观结构,较其他凝固型酸乳凝胶微观结构相比,空隙明显更小且分布更均匀,其形成的网络结构更为规则、紧密和均一。四种发酵凝固型酸乳样品微观结构之间的区别与流变学特性结论是一致的。因此,72 ℃,15 min热处理条件下,制得的酸奶样品在感官和质地方面品质较好。

2.3.2 热变性WP添加量对凝固型酸乳微观结构的影响 利用扫描电子显微镜对四种发酵凝固型酸乳样品的微观结构进行观察,结果如图11所示。

图11 不同热变性乳清蛋白添加量下 凝固型酸乳样品的扫描电镜图Fig.11 Scanning electron microscope images of set yogurt samples with different amount of heat denatured WP注:a～c分别为热变性WP2添加量0.25%、0.30%、0.35%。

从图11中可以观察到,添加了0.25%热变性乳清蛋白制得的凝固型酸乳凝胶微观结构中存在较大的空隙,同添加了0.35% WP2制得的凝固型酸乳凝胶微观结构相比,后者呈现出相对较小且分布较均匀的空隙特征,而添加了0.30% WP2制得的凝固型酸乳凝胶微观结构,较添加了0.25%、0.35% WP2制得的凝固型酸乳凝胶微观结构相比,形成的网络结构中空隙更均匀致密,原因是添加乳清蛋白使凝胶网络结构中的键强度和数量有所增加[15]。可见添加0.30% WP2对酸奶微观结构的影响最大,利于酸奶凝胶形成更规则致密的立体网状结构。

3 结论

添加不同热处理乳清蛋白制得的凝固型酸乳,其质构和流变特性变化存在差异,以添加0.30%的热处理72 ℃,15 min变性乳清蛋白,糖添加7%制得的凝固型酸乳各项质构参数较好,硬度和粘附性最佳。添加72 ℃,15 min变性乳清蛋白,糖添加7%制得的凝固型酸乳其G′和G″均高于未添加组、添加热

处理65 ℃,30 min和90 ℃,1 min热乳清蛋白。通过观察不同条件下凝固型酸乳凝胶的微观结构,发现添加0.30%的热处理72 ℃,15 min变性乳清蛋白,糖添加7%制得的凝固型酸乳凝胶微观结构,与其他凝固型酸乳凝胶微观结构相比,空隙明显更小且分布更均匀,其形成的网络结构更为规则、紧密和均一。因此,可将72 ℃,15 min热处理条件下的乳清蛋白作为一种食品添加剂,可提高凝固型酸乳的质地品质,对生产优质营养强化凝固型酸乳具有重要的实际意义和借鉴价值。