發(fā)酵型褐乳膠原蛋白肽飲料的研制

李春梅，王丹，候典朋，方景泉

(黑龍江省綠色食品科學(xué)研究院，哈爾濱150028)

0 引言

膠原蛋白主要存在于人和動(dòng)物的骨骼、韌帶、皮膚和軟骨等組織當(dāng)中[1]，能夠起到保護(hù)關(guān)節(jié)，調(diào)節(jié)血管功能，改善血液循環(huán)、美容護(hù)膚等功效[2-4]。人體蛋白中有25%是膠原蛋白，占人體重的6%[5-6]。膠原蛋白肽含有-H yp(O)羥脯氨酸的功能性二肽片段能刺激纖維芽細(xì)胞的增殖促進(jìn)體內(nèi)膠原蛋白和透明質(zhì)酸合成[7]。隨著年齡的增長(zhǎng)，人體的膠原蛋白在不斷的流逝，所以膠原蛋白的補(bǔ)充越來(lái)越趨向成為人們?nèi)粘１＝〉囊徊糠帧１疚难兄屏艘环N添加膠原蛋白肽的發(fā)酵型乳飲料，當(dāng)牛乳中引入非乳蛋白后，體系Zeta電位發(fā)生了很大的變化，影響了溶液的理化特性，降低了牛乳的電導(dǎo)率[8-9]，改變了體系的穩(wěn)定性。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與試劑

市售脫脂乳粉、檸檬酸、酒石酸；酸乳飲料穩(wěn)定劑（果膠與可溶性大豆多糖比為1：1），羅非魚膠原蛋白肽(平均分子量在1 000 u左右)、瑞士乳桿菌。

1.2 儀器與設(shè)備

FE20PH計(jì)、TGL16G高速離心機(jī)等。

1.3 方法.

1.3.1 膠原蛋白發(fā)酵型乳飲料加工工藝

200 g脫脂乳粉與葡萄糖35 g干混用，45℃的熱水溶解,攪拌至均勻無(wú)結(jié)塊，加熱至65℃在20 M Pa壓力下均質(zhì)，均質(zhì)后加熱至95℃殺菌5 m in，冷卻至42℃加入菌種進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵至pH 3.6為終點(diǎn)，破乳、均質(zhì)。稱量5 g穩(wěn)定劑及100 g白砂糖干混混勻用60℃的600 m L左右的水?dāng)嚢枞芙猓幽z原蛋白肽55 g，冷卻至30℃以下加入發(fā)酵底料100 g，緩慢加入檸檬酸與酒石酸1：1的20%混合酸溶液混合物，邊加邊攪拌均勻，同時(shí)調(diào)節(jié)溶液的pH值為3.8，定容到1 000 m L，產(chǎn)品在20 M Pa壓力下均質(zhì)，然后加熱到95℃保溫30 m in，冷卻。

1.3.2 穩(wěn)定性測(cè)定方法

吸取產(chǎn)品m1=10 g，在轉(zhuǎn)速為4 000 r/m in下離心5 m in，測(cè)定沉淀量m2。

沉淀率=(m2/m1)×100%。

1.3.3 產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)

選取10名具有乳飲料研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的人員組成評(píng)定小組，采用100分制，對(duì)乳飲料的口感、滋氣味、組織狀態(tài)進(jìn)行評(píng)分，取最后的平均分。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 蛋白質(zhì)的測(cè)定方法

參照GB5009.5-2010凱氏定氮法。

1.3.5 脂肪的測(cè)定方法

參照GB5413.3-2010羅茲哥特里法。

1.3.6 單因素實(shí)驗(yàn)

（1）穩(wěn)定劑的添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)和沉淀率的影響。按照膠原蛋白發(fā)酵型乳飲料加工工藝分別添加穩(wěn)定劑0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%，0.8%制備產(chǎn)品，評(píng)價(jià)產(chǎn)品感官品質(zhì)及沉淀率。

（2）白砂糖的添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)和沉淀率的影響。按照膠原蛋白發(fā)酵型乳飲料加工工藝分別添加8%，9%，10%，11%，12%，13%白砂糖溶解制備產(chǎn)品，評(píng)價(jià)產(chǎn)品感官品質(zhì)及沉淀率。

（3）pH值對(duì)產(chǎn)品的感官品質(zhì)和沉淀率的影響。按照膠原蛋白發(fā)酵型乳飲料加工工藝分別調(diào)節(jié)溶液的p H值為4.4，4.2，4.0，3.8，3.6，3.4制備產(chǎn)品，評(píng)價(jià)產(chǎn)品感官品質(zhì)及沉淀率。

（4）發(fā)酵底料添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)和沉淀率的影響。按照膠原蛋白發(fā)酵型乳飲料加工工藝分別添加6%，8%，10%，12%，14%，16%發(fā)酵底料制備產(chǎn)品，評(píng)價(jià)產(chǎn)品感官品質(zhì)及沉淀率。

1.3.7 正交實(shí)驗(yàn)

對(duì)乳飲料品質(zhì)產(chǎn)生影響的穩(wěn)定劑添加量、白砂糖添加量、酸調(diào)pH值、發(fā)酵底料添加量4因素，進(jìn)行4因素3水平的正交實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)產(chǎn)品感官品質(zhì)及沉淀率，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平L9(43) %

2 結(jié)果與分析

2.1 穩(wěn)定劑添加量的確定

復(fù)配穩(wěn)定劑的主要成為是1∶1的果膠和大豆多糖，果膠和大豆多糖是酸性蛋白飲料穩(wěn)定劑中最佳的綠色天然的親水膠體，屬于陰離子多糖。首先通過(guò)增加產(chǎn)品粘稠度而提高穩(wěn)定性，其次與不在等電點(diǎn)帶正電荷的酪蛋白發(fā)生絡(luò)合作用，通過(guò)它們之間的靜電排斥力與空間位阻防止牛乳酪蛋白聚集沉淀，從而提高了酸性蛋白飲料的穩(wěn)定性[10]。由圖1可以看出，隨著穩(wěn)定劑的添加量的增加產(chǎn)品的沉淀率是逐漸降低、感官評(píng)分是先增加后降低。當(dāng)增加到0.5%時(shí)產(chǎn)品的感官評(píng)分最高，沉淀率最低。當(dāng)穩(wěn)定劑添加量大于0.5%時(shí)，添加量的增加對(duì)產(chǎn)品的沉淀率差異性影響不顯著，因此，綜合考慮兩個(gè)結(jié)果，選取穩(wěn)定劑的添加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，0.5%，0.6%做正交實(shí)驗(yàn)。

2.2 白砂糖添加量的確定

白砂糖是天然的甜味劑，不僅能夠提高產(chǎn)品的口感，而且還會(huì)掩蓋其他異味，同時(shí)還會(huì)起到一定的增稠作用，從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。由圖2可以看出，隨著白砂糖添加量的增加產(chǎn)品的感官評(píng)分先增加后降低，沉淀率逐漸下降。綜合考慮兩個(gè)結(jié)果，選取白砂糖的添加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%，10%，11%做正交實(shí)驗(yàn)。

2.3 酸調(diào)pH值的確定

膠原蛋白影響溶液中混合酸氫離子的電離，從而會(huì)破壞酸性酪蛋白溶液的電荷情況，影響產(chǎn)品的酸味感和穩(wěn)定性。由圖3可以看出，當(dāng)調(diào)酸pH值為3.8時(shí)，沉淀率最低，感官評(píng)分最高，且超過(guò)3.8時(shí)，pH值的降低對(duì)產(chǎn)品的沉淀率差異性影響不顯著。綜合考慮兩個(gè)結(jié)果，選取酸調(diào)p H值為4，3.8，3.6做正交實(shí)驗(yàn)。

2.4 發(fā)酵底料添加量的確定

由圖4可以看出，隨著發(fā)酵底料添加量的增加，產(chǎn)品的沉淀率不斷增加，感官評(píng)分是先增加后降低。主要原因是膠原蛋白肽是經(jīng)膠原蛋白酶解的小肽，平均分子量在1 000 u左右，溶解性和穩(wěn)定性非常好，而影響沉淀率的因素是發(fā)酵底料中的酪蛋白，酪蛋白是酸乳飲料中不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，然而發(fā)酵底料添加量過(guò)低，產(chǎn)品口感差沒(méi)有乳香味，添加量過(guò)高沉淀率增加影響感官狀態(tài)，因此，綜合考慮兩個(gè)結(jié)果，選擇添加量8%，10%，12%做正交實(shí)驗(yàn)。

圖2 白砂糖添加量結(jié)果

圖3 酸調(diào)pH值結(jié)果

圖4 發(fā)酵底料添加量結(jié)果

2.5 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3可以看出，影響產(chǎn)品感官評(píng)分的主次順序?yàn)锳＞C＞D＞B，穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)分影響最大，其次是pH值、發(fā)酵底料、白砂糖。根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定A2B2C2D3產(chǎn)品感官評(píng)分最高。

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

添加0.5%穩(wěn)定劑、10%白砂糖，12%的發(fā)酵底料，調(diào)酸p H值為3.8，產(chǎn)品感官評(píng)分94；產(chǎn)品的理化指標(biāo)：脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.1%；產(chǎn)品感官指標(biāo)：淺黃色，具有膠原蛋白及發(fā)酵褐乳特有的香味及滋氣味，香氣協(xié)調(diào)、酸甜適中，溶液均勻，底部有微量沉淀。

3 結(jié)論

經(jīng)研究表明，發(fā)酵型褐乳膠原蛋白飲料的最佳配方為；添加0.5%穩(wěn)定劑、10%白砂糖，12%的發(fā)酵底料，調(diào)酸pH值為3.8，產(chǎn)品淺黃色，具有膠原蛋白及發(fā)酵褐乳特有的香味及滋氣味，香氣協(xié)調(diào)、酸甜適中，溶液均勻，底部有微量沉淀。產(chǎn)品具有美容保健，調(diào)節(jié)胃腸功能，改善機(jī)體免疫力等功效，有很大的銷售市場(chǎng)。