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螺旋藻酸奶的研制

文章來(lái)源:未知 發(fā)布日期:2014-08-27 16:29:47作者:admin 點(diǎn)擊次數: 次
摘要：對螺旋藻的脫腥工藝進(jìn)行了探討， 通過(guò)比較萃取法和遮蔽法的脫腥效果， 確定了螺旋藻脫腥的工藝為萃取法， 萃取劑為體積濃度 95%的乙醇。 以螺旋藻的添加量、 菌種添加量、 發(fā)酵溫度、 發(fā)酵時(shí)間為參數， 采用單因素試驗和正交試驗對螺旋藻酸乳的加工制作工藝進(jìn)行了研究。 確定了其原料的配比與工藝條件為： 全脂乳粉 10.2 g/100g、 白砂糖 8 g/100g、 菌種添加量 5 g/100g、 螺旋藻添加量 0.2 g/100g、 發(fā)酵溫度 38 ℃、 發(fā)酵時(shí)間 6 h。 在此條件下得到的產(chǎn)品呈淺綠色， 且色澤勻， 凝乳狀態(tài)， 無(wú)乳清析出，口感細膩， 品質(zhì)較好。
螺旋藻是一類(lèi)低等植物， 屬于藍藻門(mén)， 顫藻科， 與細菌一樣無(wú)真正的細胞核， 又稱(chēng)藍細菌。
螺旋藻營(yíng)養價(jià)值很高： 含豐富的蛋白質(zhì)， 蛋白質(zhì)含量高達 60 g/100g， 并具有合理的氨基酸組成，蛋氨酸 1.59 g/100g， 亮氨酸 3.98 g/100g， 異亮氨酸2.66 g/100g， 纈氨酸 2.87 g/100g， 賴(lài)氨酸 2.42 g/100g，苯丙氨酸 2.48 g/100g 等； 含豐富的維生素， 其中β- 胡蘿卜素含量， 每 100 g 藻體中含有50.5 mg， 為胡蘿卜的 15 倍， 為菠菜的 40~60 倍含 B 族維生素齊全， 具有的生理功能； 含鈣、鎂、 鈉、 鉀、 磷、 碘、 硒、 銅、 鐵、 鋅等多種人體必需的微量元素， 其中硒能激活 DNA 修復酶， 刺激免疫球蛋白抗體的產(chǎn)生， 從而捕獲自由基， 降低或抵抗體內某些重金屬的毒性， 抑制一些致癌物質(zhì)的致癌作用。 另外， 螺旋藻多糖還有抗輻射的功能， 能提高血漿中 SOD 的活性， 減少脂質(zhì)過(guò)氧化物的生成， 有抗衰老的作用。 螺旋藻被世界糧農組織稱(chēng)為“人類(lèi)理想的食品” 和“21 世紀食品” 即綠色食品。
酸奶是利用微生物對乳或再制乳進(jìn)行乳酸發(fā)酵作用而得到的發(fā)酵乳制品， 具有獨特的風(fēng)味和很高的營(yíng)養保健功能， 深受人們喜愛(ài)。 適合老年人、 兒童及乳糖不耐癥患者飲用， 是值得大力推廣的健康飲品。 酸奶具有抗衰老， 延年益壽， 降低血清中膽固醇， 對抗腫瘤等作用。 酸奶中的乳酸菌能將牛奶中的乳糖和蛋白質(zhì)分解， 使人體更易消化吸收， 可促進(jìn)胃液分泌， 提高食欲， 加強消化。 乳酸菌能減少某些致癌物質(zhì)的產(chǎn)生， 因而有防癌的作用， 還可抑制腸道內腐敗菌的繁殖， 并減弱腐敗菌在腸道內產(chǎn)生毒素， 從而提高人體免疫功能。
本研究通過(guò)在發(fā)酵乳原料中添加天然的螺旋藻制劑， 使酸奶制品中含有螺旋藻多糖、 多種維生素、 藻藍蛋白等營(yíng)養和生物活性， 一方面改變了酸奶的單一發(fā)酵乳風(fēng)味， 另一方面又為螺旋藻的深加工開(kāi)辟了一條新的途徑。 獲得一種富含蛋白質(zhì)、 維生素、 生理活性物質(zhì)、 乳酸菌等， 集營(yíng)養、 保健于一體， 高生物活性的新型螺旋藻營(yíng)養保健酸奶。
1 材料與方法
1.1 材料
全脂乳粉， 黑龍江飛鶴乳業(yè)有限公司； 螺旋藻粉， 濟寧生力源生物科技有限公司； 乳酸菌， 河南花花牛乳業(yè)有限公司； β- 環(huán)狀糊精， 北京雙旋微生物培養基制品廠(chǎng)； 乙醚， 開(kāi)封市芳晶化學(xué)試劑有限公司； 乙醇， 開(kāi)封市芳晶化學(xué)試劑有限公司； 丙酮， 煙臺市雙雙化工廠(chǎng)有限公司； 白砂糖， 市售。
1.2 儀器與設備
S03-004 恒溫培養箱， 廣州市白云區井美天廚具電器廠(chǎng)； Y80-2 膠體磨， 溫州市南洋輕械設備有限公司； BCD-2067SD2 冰箱， 青島海爾股份有限公司； 電子秤， 上海東南衡器有限公司； 開(kāi)水器，北京市永光明醫療儀器廠(chǎng)； 電爐， 北京市永興醫療儀器廠(chǎng)； 煤氣灶， 市售； 一次性紙杯、 封杯紙、 橡皮筋， 若干； 不銹鋼鍋、 溫度計、研缽， 各 1 個(gè)；不銹鋼盆， 4 個(gè)； 不銹鋼勺， 2 個(gè)； 燒杯， 6 個(gè)； 玻璃棒， 3 個(gè)； 三角瓶： 3 個(gè)； 燒杯， 3 個(gè)。
1.3 方法
1.3.1 螺旋藻酸奶工藝流程
白砂糖 花花牛酸奶
↓ ↓
全脂乳粉→調配→質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→灌裝→
↑脫腥后的螺旋藻粉發(fā)酵→后熟→成品
1.3.2 操作要點(diǎn)
1.3.2.1 原料乳的驗收
生產(chǎn)酸乳的原料乳必須新鮮、 優(yōu)質(zhì)， 酸度不高于 18 °T， 總乳固體含量不低于 12 g/100g， 因為乳固體在 11.1 g/100g～11.8 g/100g 品質(zhì)較好。 如果乳固體含量低， 在配料時(shí)候可添加適量的乳粉， 以促進(jìn)凝乳的形成。 原料乳中不得含有抗菌素、 殺菌劑、 洗滌劑、 噬菌體等阻礙因子， 否則會(huì )抑制乳酸菌的生長(cháng)， 使發(fā)酵難以進(jìn)行。
1.3.2.2 調配
首先要嚴格按照生產(chǎn)配方準確稱(chēng)量各物料，其次將全脂乳粉、 螺旋藻干粉與 65 ℃的熱水按照一定的比例充分溶解勻， 白砂糖與溫度 90 ℃～95 ℃的熱水充分攪拌勻， 后將兩者混合液在不銹鋼盆中攪拌混合勻即可。
1.3.2.3 質(zhì)
將混合料置于膠體磨中反復磨 3 次。
1.3.2.4 殺菌
質(zhì)后的物料立即進(jìn)行殺菌， 溫度為 90 ℃，時(shí)間 5 min~10 min。
1.3.2.5 冷卻
殺菌后的物料應迅速冷卻到菌種適繁殖溫度范圍 40 ℃～43 ℃， 不宜大于 45 ℃， 否則對產(chǎn)酸及酸凝乳狀態(tài)有不利影響， 嚴重的甚至出現乳清析出。
1.3.2.6 接種
將活化后的混合生產(chǎn)發(fā)酵劑充分攪拌， 根據活力， 以適當的比例加入。 加入的發(fā)酵劑不應有大的凝塊， 以免影響成品的質(zhì)量。
1.3.2.7 灌裝接種后立即進(jìn)行灌裝， 每杯 140 g 左右并用紙、橡皮筋封口。
1.3.2.8 發(fā)酵
發(fā)酵溫度保持在 38 ℃~43 ℃之間， 濕度 50％左右。
1.3.2.9 后熟
發(fā)酵結束后將產(chǎn)品移入冰箱， 溫度為 0 ℃ ~4 ℃， 時(shí)間為 12 h~24 h。
2 結果與討論
2.1 脫腥工藝的探討
螺旋藻干粉中的腥味成分： 三甲胺、 2- 甲基四氧呋喃、 3， 5， 5- 三甲基 -2- 環(huán)乙稀 -1- 酮、 甲苯、 1， 3- 二氯苯和 1- 辛稀 -3- 醇。 螺旋藻有很多的脫腥方法， 應用多的是萃取法和遮蔽法。 通過(guò)比較兩種方法的脫腥效果， 從而得到的脫腥工藝應用于試驗。 在試驗中以 5 人感官評定的結果表示脫腥效果， 總分為 100 分， 分為腥味、 顏色、穩定性 3 大類(lèi)。2.1.1 萃取法脫腥取 3 份 5 g 螺旋藻干粉， 分別研磨 10 min 后分別加入體積濃度為 95％的乙醇、 體積濃度為 100％的丙酮、 體積濃度為 100％的乙醚各 20 mL， 振蕩10 min， 靜置 72 h， 傾去上清液， 自然干燥得到。體積濃度 95%的乙醇脫腥效果。 體積濃度 95%的乙醇、 體積濃度 乙醚具有脫色的作用， 體積濃度 丙酮處理后顏色不變。 但乙醚的沸點(diǎn)低， 易揮發(fā)， 易燃燒， 液體受熱后體積急劇膨脹， 有低毒； 丙酮主要是對中樞神經(jīng)系統的抑制、 麻醉作用， 有毒性； 乙醇易揮發(fā)， 沒(méi)有毒性， 安全系數比較高。 綜上所述， 比較好的脫腥法為體積濃度 95%的乙醇萃取法。
2.1.2 遮掩法脫腥
β- 環(huán)糊精作為一種遮蔽劑， 它不會(huì )使螺旋藻溶液變色， 也不會(huì )產(chǎn)生沉淀， 分析其脫腥的原因是 β- 環(huán)糊精是環(huán)狀低聚糖同系物， 由 7 個(gè)葡萄糖單體經(jīng) α-1， 4 糖苷鍵結合生成的環(huán)狀物， 其分子間存在 0.7 nm ~ 0.8 nm 的含有 CH 和糖苷結合的含有 -O- 原子的環(huán)狀空穴， 可以將腥味物質(zhì)包埋起來(lái)， 起到物理脫腥的作用。 并能保持產(chǎn)品性能的穩定性防止吸潮和潮解， 預防腐敗。 本試取 4 份 100 mL 0.1 g/100g 的螺旋藻溶液， 分別加入0.1 g、 0.2 g、 0.3 g、 0.4 g 的 β- 環(huán)狀糊精， 進(jìn)行脫腥效果比較，添加量為 0.3 g/100mL 較為合適，可有效地遮掩螺旋藻腥味， 隨著(zhù)其添加量的增加，螺旋藻的顏色變淺， 腥味較淡， 并且保留了其特有的色、 香、 味。 但此方法屬于物理方法， 而螺旋藻的腥味物質(zhì)主要由螺旋藻蛋白產(chǎn)生， 由于其分子較大， 環(huán)狀糊精對其包埋效果不理想， 脫腥效果受到限制， 當其經(jīng)過(guò)膠體磨進(jìn)行質(zhì)時(shí)， 其本身與被包裹的物質(zhì)會(huì )被破碎分離， 脫腥作用不大。
2.1.3 脫腥工藝的確定
螺旋藻脫腥的工藝為萃取法， 萃取劑為體積濃度 95%的乙醇。 乙醇易揮發(fā)且氣味會(huì )隨著(zhù)揮發(fā)而消失， 無(wú)毒無(wú)害， 對人體無(wú)傷害， 操作簡(jiǎn)單， 比 β- 環(huán)狀糊精的脫腥效果明顯。綜上所述， 該試驗選擇乙醇萃取法對螺旋藻進(jìn)行脫腥處理。
2.2 螺旋藻酸奶各影響因素的確定
由 10 個(gè)人組成評定小組， 根據感官評定標準對成品進(jìn)行評定打分， 并對結果進(jìn)行統計， 得出總分。
2.2.1 螺旋藻添加量對酸奶品質(zhì)影響
螺旋藻的添加賦予酸奶的的保健功能， 但是螺旋藻本身為墨綠色， 脫腥后仍然帶有一定的腥味， 加入酸奶中會(huì )對其氣味、 顏色、 組織狀態(tài)等感官質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。
研究中螺旋藻選取 6 個(gè)添加量， 通過(guò)感官評定。隨著(zhù)螺旋藻的添加量的增加， 產(chǎn)品的品質(zhì)先上升后下降， 添加量為 0.2 g/100g 時(shí)達到。 螺旋藻的添加量對酸奶的色澤影響， 其次是影響酸奶的風(fēng)味。 螺旋藻本身就是墨綠色， 適當的添加螺旋藻可以改善酸奶的色澤， 賦予酸奶良好的淺綠色。 隨著(zhù)螺旋藻添加量的增加， 酸奶的色澤也在加深， 并且會(huì )產(chǎn)生螺旋藻的腥味。
2.2.2 菌種添加量對酸奶品質(zhì)的影響
在螺旋藻添加量、 全脂乳粉添加量、 白砂糖的添加量、 發(fā)酵溫度 （40 ℃）、 發(fā)酵時(shí)間 （6 h） 不變的情況下， 改變菌種添加量進(jìn)行單因素試驗，隨著(zhù)菌種添加量不斷增加， 酸奶的品質(zhì)越好， 當添加量為 4 g/100g 和 5 g/100g時(shí)各項指標， 以后逐漸降低。 由此可知菌種的添加量對酸奶的色澤、 滋味氣味、 組織狀態(tài)都有一定的影響。 影響的是酸奶的狀態(tài)和風(fēng)味， 這是因為菌種在發(fā)酵的過(guò)程中把牛乳中的蛋白質(zhì)、 脂肪、糖分解， 產(chǎn)生乳酸使酪蛋白相互聚合形酸乳凝塊， 同時(shí)還產(chǎn)生芳香物質(zhì)形成酸乳的特有香味， 菌種的添加量過(guò)多或過(guò)少都會(huì )影響酸奶的凝固及芳香物質(zhì)的產(chǎn)生。
2.2.3 發(fā)酵溫度對酸奶品質(zhì)的影響
在螺旋藻添加量為 0.2 g/100g， 全脂乳粉、 白砂糖和菌種的添加量、 發(fā)酵時(shí)間 6 h 不變的情況下，改變發(fā)酵溫度進(jìn)行單因素試驗，隨著(zhù)發(fā)酵溫度的升高酸奶的品質(zhì)變好， 當發(fā)酵溫度為 38 ℃和 40 ℃時(shí)各項指標， 以后逐漸降低。 從試驗結果來(lái)看， 發(fā)酵溫度對酸奶的滋味氣味和組織狀態(tài)影響。 發(fā)酵溫度是菌種生長(cháng)的必要條件， 發(fā)酵溫度依所采用的菌種不同而異， 若發(fā)酵溫度過(guò)低， 乳酸菌活力下降，凝乳能力下降， 使酸乳凝固性降低； 若發(fā)酵溫度過(guò)高， 會(huì )影響酸乳的正常發(fā)酵， 導致發(fā)酵過(guò)度， 乳清析出。
2.2.4 發(fā)酵時(shí)間對酸奶品質(zhì)的影響
在螺旋藻添加量為 0.2%， 全脂乳粉、 白砂糖和菌種的添加量， 發(fā)酵溫度為 40 ℃不變的情況下，改變發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行單因素試驗，隨著(zhù)發(fā)酵時(shí)間的延長(cháng)， 酸奶的品質(zhì)變好， 當發(fā)酵時(shí)間達到 6 h 時(shí)， 酸奶各項指標， 但發(fā)酵時(shí)間過(guò) 6 h 后， 酸奶感官品質(zhì)又有所下降。 從試驗結果來(lái)看， 發(fā)酵時(shí)間對滋味氣味、 組織狀態(tài)影響。 發(fā)酵時(shí)間掌握不當， 會(huì )造成酸乳凝固性降低。 發(fā)酵時(shí)間過(guò)短， 發(fā)酵不充分， 導致酸度不夠， 凝固性不好， 酸奶風(fēng)味不好， 乳蛋白質(zhì)的膠體結構不能充分形成， 不能包裹乳中原有的水分， 也會(huì )形成乳清析出； 發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(cháng)， 產(chǎn)酸量不斷增加， 酸性增強破壞了原料已形成的膠體結構，導致乳清析出。
2.3 正交試驗
在單因素試驗基礎上， 可以確定正交表的 4 個(gè)因素， 分別是螺旋藻添加量、 菌種添加量、 發(fā)酵溫度、 發(fā)酵時(shí)間， 并分別確定出 3 個(gè)較優(yōu)水平， 選用L9（34）正交試驗表進(jìn)行正交試驗，對正交試驗得到的數據進(jìn)行差分析發(fā)現， 4個(gè)因素對感官評定結果的影響主次順序為： 發(fā)酵時(shí)間 > 發(fā)酵溫度 > 螺旋藻添加量 > 菌種添加量， 得到的較優(yōu)組合為 A2B3C1D2。 因此得到螺旋藻酸奶的工藝條件為： 螺旋藻添加量為 0.2 g/100g、 菌種添加量為 5 g/100g、 發(fā)酵溫度為 38 ℃、 發(fā)酵時(shí)間為6 h。
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