酪蛋白對(duì)攪打酥油品質(zhì)特性的研究

田 越，譚伍凱，羅 斌，梁曉琳，蔣涵，沈詩嘉，丁 波

（西北民族大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

酥油是一種營養(yǎng)價(jià)值極高的傳統(tǒng)乳制品[1]，與普通黃油相比，酥油的不飽和脂肪酸含量更高，功能性脂質(zhì)更豐富，深受藏區(qū)人民喜愛[2]。但是，傳統(tǒng)酥油生產(chǎn)的產(chǎn)率較低，是將鮮乳加熱，加入食鹽冷卻后倒入專門打制酥油的木桶中，桶里有長柄活塞，可以上下自由活動(dòng)，來回?cái)噭?dòng)撞擊至油水自行分離，取出脂肪壓裝于皮翼中，待冷卻即可[3]。

酪蛋白具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和功能性[4]，在食藥醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在酶解后可以產(chǎn)生具有特定生理和化學(xué)功能的新型生物活性肽，對(duì)個(gè)體的消化、代謝和免疫起到調(diào)節(jié)作用[5]。酪蛋白含有疏水內(nèi)部和親水表面，具有乳化性能和發(fā)泡性能，其應(yīng)用特性受功能特性影響[6-8]。隨著人們對(duì)健康重視度的提升，酪蛋白的綜合價(jià)值在多領(lǐng)域得以體現(xiàn)[9]。

目前，酥油的基礎(chǔ)研究力量薄弱與市場需求不匹配，制約了酥油及酥油制品的工業(yè)化發(fā)展[10]。而酪蛋白可對(duì)攪打酥油的品質(zhì)特性和出產(chǎn)率產(chǎn)生較大的影響，添加不同種類酪蛋白并進(jìn)行滅菌和均質(zhì)2 種工藝是對(duì)攪打酥油研究的補(bǔ)充和創(chuàng)新，具有重要的實(shí)際意義和研究價(jià)值。

因此，將酥油、酪蛋白及單甘酯等配料按一定比例復(fù)配后，制備兩相的混合液。以曲拉和酪蛋白酸鈣粉（CaC） 為原料，以無水酥油為油相制備酥油樣品。通過測定自制酥油樣品的理化性質(zhì)和攪打特性，分析2 種酪蛋白產(chǎn)品對(duì)自制酥油品質(zhì)的影響。同時(shí)，考查滅菌及一次均質(zhì)對(duì)2 種酪蛋白自制酥油品質(zhì)的影響，以期為自制酥油的工業(yè)化生產(chǎn)提供更多的技術(shù)借鑒，在生產(chǎn)規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)保持酥油原有的鮮美風(fēng)味。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酥油，東莞市連池酥油有限公司提供；曲拉蛋白，甘肅華羚公司提供；酪蛋白酸鈣，上海海健堂有限公司提供；單甘酯，芊縣新星油脂有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

Kjeltec 8200 型凱氏定氮儀，Tecator Line 公司產(chǎn)品；NDJ-1 型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，上海精科有限公司產(chǎn)品；TG16-WS 型臺(tái)式高速離心機(jī)，長沙湘儀有限公司產(chǎn)品；LX-B35L型高壓蒸汽滅菌鍋，合肥華泰公司產(chǎn)品；L-08 型無菌均質(zhì)機(jī)，上海皓莊儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 自制酥油的制備

單甘酯→酥油→蛋白質(zhì)→攪拌→定容→滅菌→均質(zhì)。

自制酥油的制備依據(jù)李揚(yáng)等人[11]的方法并進(jìn)行調(diào)整。滅菌條件：壓力103.43 kPa，溫度121.3 ℃，持續(xù)7 min。均質(zhì)條件：入口溫度為20 ℃，管路溫度升至20 ℃后，逐步提高進(jìn)料泵輸出，當(dāng)均質(zhì)機(jī)進(jìn)口壓力大于400 kPa 時(shí)，啟動(dòng)工作。

1.3.2 攪打起泡率的測定

攪打方式依據(jù)高佳佳[12]的方法并進(jìn)行調(diào)整。將解凍完全的液體攪打酥油倒入4 ℃的攪拌缸內(nèi)，用攪打器以轉(zhuǎn)速250 r/min 進(jìn)行攪拌并開始計(jì)時(shí)，每隔1 min 取樣1 次。

式中：m1——同體積未攪打的自制酥油質(zhì)量，g；

m2——同體積已攪打的自制酥油質(zhì)量，g。

1.3.3 蛋白質(zhì)含量的測定

采用離心分離法測定蛋白質(zhì)含量，依據(jù)Zhao Long 等人[13]的方法并進(jìn)行調(diào)整。稱取8.5~10.0 g 酥油樣品于50 mL離心管中，在4 ℃下以轉(zhuǎn)速10 000 r/min離心1 h，取出下層清液及沉淀，用凱氏定氮法測量其中蛋白含量（依據(jù)GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》）。

1.3.4 黏度的測定

黏度的測定依據(jù)李揚(yáng)等人[11]的方法并進(jìn)行調(diào)整。使用NDJ-1 型黏度計(jì)測定樣品黏度，轉(zhuǎn)子型號(hào)為SC4-18 號(hào)，測試時(shí)間180 s，測量溫度25 ℃。

1.3.5 貯藏穩(wěn)定性的測定

攪打酥油貯藏穩(wěn)定性的測定依據(jù)高佳佳[12]的方法并進(jìn)行調(diào)整。將自制酥油在24 ℃條件下解凍24 h，待解凍完全后取出10 g 置于10 mL 離心管中，于4 ℃下觀察7 d，記錄每天的析水量，每組測定3 次。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2016 整理數(shù)據(jù)并制作圖表，利用Origin和SPSS 等軟件工具進(jìn)行差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油起泡率的影響

不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油起泡率的影響見圖1。

圖1 不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油起泡率的影響

由圖1 可知，滅菌后，自制酥油的攪打起泡率在攪打時(shí)間的延長下，先迅速增大后變化較小，可知攪打時(shí)間是影響酪蛋白對(duì)攪打酥油起泡率的因素之一[13-14]。酪蛋白添加量較高的自制酥油起泡率較大，當(dāng)CaC 和曲拉的添加量分別在2.0%時(shí)，攪打起泡效果較明顯，且添加2.0% CaC 自制酥油的攪打起泡率最好，在5 min 時(shí)起泡率達(dá)到40%以上。均質(zhì)后，自制酥油的攪打起泡率在攪打時(shí)間的延長下，先緩慢增大后變化較大，且2.0% CaC 自制酥油的攪打起泡率最大，在5 min 時(shí)起泡率達(dá)到150%以上。結(jié)果表明，同種酪蛋白自制酥油在酪蛋白添加量加大時(shí)，起泡率也隨之增大，這可能與脂肪部分聚結(jié)形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包裹住大量空氣有關(guān)[15]。同含量的曲拉酥油樣品起泡率低于同含量的CaC 酥油樣品，故添加CaC 比添加曲拉蛋白對(duì)酥油攪打起泡作用更大。此外，均質(zhì)后攪打起泡率的提高較滅菌大。代克克等人[16]的研究發(fā)現(xiàn)，黃油基淡奶油在攪打過程中，攪打起泡率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，蛋白質(zhì)用量較大時(shí)雖可以延緩攪打起泡率降低的現(xiàn)象，但是最大攪打起泡率較低。這與試驗(yàn)結(jié)果不同，可能是由于影響攪打起泡率的因素很多，除蛋白質(zhì)含量外，還可能與酥油的脂肪部分聚結(jié)的速度和程度相關(guān)[17]。

2.2 不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油蛋白含量的影響

不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油蛋白含量的影響見圖2。

圖2 不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油蛋白含量的影響

由圖2 可知，在滅菌后，蛋白質(zhì)的含量隨酪蛋白添加量的增大而增大，且差異顯著（p＜0.05）。酪蛋白添加量為1.0%~2.0%時(shí)，曲拉自制酥油蛋白含量為0.213 2~0.423 5 g；酪蛋白酸鈣自制酥油蛋白含量為0.385 2 g~0.654 8 g；在均質(zhì)后也呈現(xiàn)相同的變化趨勢。在均質(zhì)的攪打過程中，脂肪球膜結(jié)構(gòu)可能被破壞，脂肪球膜表面的蛋白質(zhì)進(jìn)入液相使得體系中蛋白質(zhì)含量上升[18]。酪蛋白添加量在1.0%~2.0%時(shí)，曲拉自制酥油蛋白含量為0.245 6~0.481 2 g；酪蛋白酸鈣自制酥油蛋白含量為0.459 3~0.818 7 g。結(jié)果表明，在酪蛋白添加量相同時(shí)，滅菌和均質(zhì)條件下酪蛋白酸鈣自制酥油蛋白含量較曲拉自制酥油高，且2.0% CaC 自制酥油的蛋白含量最高，說明酪蛋白酸鈣溶解性較好且受均質(zhì)工藝的影響程度較大，這可能與2 種酪蛋白分子的聚集狀態(tài)不同有關(guān)[19-20]。

2.3 不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油黏度的影響

不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油黏度的影響見圖3。

圖3 不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油黏度的影響

由圖3 可知，在滅菌后，自制酥油的黏度隨酪蛋白添加量的增大而增大，差異顯著（p＜0.05）。酪蛋白添加量為1.0%~2.0%時(shí)，曲拉自制酥油黏度在34.5~45.2 Pa·s，酪蛋白酸鈣自制酥油黏度為365.1~541.3 Pa·s。蛋白質(zhì)添加量增大后，在滅菌作用下，晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為致密，體系黏度增大[21]。在均質(zhì)后也呈現(xiàn)相同的變化趨勢，酪蛋白添加量為1.0%~2.0%時(shí)，曲拉自制酥油黏度在64.1~86.4 Pa·s；酪蛋白酸鈣自制酥油黏度在415.5~570.7 Pa·s。結(jié)果表明，添加CaC 對(duì)攪打自制酥油黏度的影響較曲拉大，且添加2.0% CaC 自制酥油的黏度最大，故曲拉的增黏能力低于CaC。在一定的壓力范圍內(nèi)，均質(zhì)工藝可顯著增加乳液的黏度，但試驗(yàn)中滅菌和均質(zhì)對(duì)攪打自制酥油黏度的影響變化不大。這可能是均質(zhì)強(qiáng)度不同引起的這種差異，也有可能是不同的酪蛋白增黏效果不同。

2.4 不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油穩(wěn)定性的影響

不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油穩(wěn)定性的影響見圖4。

圖4 不同酪蛋白種類及其添加量對(duì)攪打酥油穩(wěn)定性的影響

由圖4 可知，在同一時(shí)間下，添加CaC 的酥油樣品析出的水分較多，出現(xiàn)了不同程度的分層現(xiàn)象；增加CaC 添加量至2.0%時(shí)，析出水分的含量減小，分層現(xiàn)象降低。這可能是由于蛋白質(zhì)用量的增大，使得界面吸附蛋白質(zhì)分子排列更緊密，以此形成的多層膜結(jié)構(gòu)抗聚集能力較強(qiáng)[22]。而加入曲拉的自制酥油樣品在7 d 內(nèi)都具有良好的穩(wěn)定性，析出水分較少。結(jié)果表明，添加曲拉的穩(wěn)定性較CaC 好，且添加2.0%曲拉自制酥油樣品的穩(wěn)定性最佳。此外，在該范圍內(nèi)，酪蛋白添加量越高，穩(wěn)定性越好。在滅菌過程中可能會(huì)出現(xiàn)分子間的交互作用，即酪蛋白分子間、其他蛋白分子間和非吸附蛋白分子間的交互，這是影響酥油穩(wěn)定性的重要原因之一。袁佩佩等人[23]認(rèn)為，隨著蛋白質(zhì)添加量的增大，黃油基攪打稀奶油液相中固形物增多，表觀黏度增大，因而抗水析能力提高，這與試驗(yàn)結(jié)果相似。

3 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，酪蛋白添加量的增加利于增大酥油攪打起泡率、蛋白質(zhì)含量和黏度，添加CaC 的效果較曲拉好，2.0% CaC 自制酥油的攪打起泡率、蛋白質(zhì)含量和黏度均最高。酪蛋白添加量的增加能夠增大酥油的穩(wěn)定性，添加曲拉的效果較CaC 好，2.0%曲拉自制酥油的穩(wěn)定性最好。CaC 和曲拉自制酥油對(duì)加工工藝敏感性不同，CaC 自制酥油對(duì)均質(zhì)工藝較敏感，均質(zhì)后CaC 對(duì)攪打酥油物理性質(zhì)的影響較曲拉大。因此，以酪蛋白酸鈣為原料制備酥油時(shí)，可采用均質(zhì)工藝，以提高酥油產(chǎn)品的品質(zhì)。反之，以曲拉為原料時(shí)可以只采用滅菌過程，減少工藝操作，降低產(chǎn)品成本。