交聯(lián)羥丙基木薯淀粉對凝固型酸奶品質(zhì)影響研究

交聯(lián)羥丙基木薯淀粉對凝固型酸奶品質(zhì)影響研究鄒建（河南牧業(yè)經(jīng)濟學院 450045 鄭州）摘要：本論文將實驗室制備的交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加到凝固型酸奶中，研究了交聯(lián)羥丙基木薯淀粉對凝固型酸奶品質(zhì)改善情況。結(jié)果顯示：交聯(lián)羥丙基木薯淀粉能夠很好地提高凝固型酸奶的表觀粘度，抑制酸奶貯藏期間酸度的升高，提高酸奶的持水率，降低酸奶的析水率，抵御酸奶運輸過程中的顛簸性破壞，在凝固型酸奶的質(zhì)量改良方面效果顯著。交聯(lián)羥丙基木薯淀粉可以作為凝固型酸奶改良劑使用。關(guān)鍵詞：交聯(lián)羥丙基；凝固型酸奶；品質(zhì)Improvement ofCross-linked Hydroxypropylated Tapioca Starchon Quality ofSet YogurtZou Jian(Henan University Of Animal Husbandry And Economy, Zhengzhou,450045,China)Abstruct:Improvement ofcross-linked hydroxypropylated tapioca starchon quality ofset yogurt was studied. The results showed that cross-linked hydroxypropylated tapioca starchcould improve apparent viscosity ofset yoghurt, inhibit increaseof acidity of set yogurt. Also could improvewater holding,reduce watercondensate, resist bump destruction in process of transportion. Cross-linked hydroxypropylated tapioca starch could be applied as a type of set yogurt modifier.Keywords: cross-linked hydroxypropylated; set yoghurt; quality隨著人們健康消費意識的提高，酸奶由于營養(yǎng)全面、具有消化率更高的蛋白質(zhì)和乳酸鈣而越來越受到人們的歡迎。在酸奶產(chǎn)品線中凝固型酸奶由于其感官特性較高，近年來在酸奶市場中的份額逐年增加。但是凝固型酸奶進入流通市場后，因貯存條件的變化、貨架時間的延長，常有乳清的析出，嚴重影響了酸奶的感官特性，甚至有部分消費者認為是產(chǎn)品的質(zhì)量問題1，解決凝固型酸奶乳清析出問題就成了一項亟待解決的課題。乳品生產(chǎn)廠家常規(guī)的做法是添加一定量的穩(wěn)定劑，如卡拉膠、果膠、黃原膠等，但這些穩(wěn)定劑的添加一方面成本過高、另一方面效果也不是很理想。本論文在之前對改性淀粉應用性質(zhì)的大量研究基礎(chǔ)上，選擇了實驗室制備的交聯(lián)羥丙基木薯淀粉為添加物研究其對凝固型酸奶乳清析出的改善，主要原因基于交聯(lián)羥丙基木薯淀粉在耐剪切性、抗酸性和凍融穩(wěn)定性等方面較高，在低溫酸性食品中的穩(wěn)定效果明顯2。所以，本課題以交聯(lián)羥丙基木薯淀粉作為添加物研究其對凝固型酸奶的影響，為進一步提高凝固型酸奶的感官性狀、擴展交聯(lián)羥丙基木薯淀粉的應用范圍提供參考。1 材料與方法1.1材料與試劑木薯淀粉（河南領(lǐng)航化工產(chǎn)品發(fā)展有限公司），乳粉（黑龍江飛鶴乳業(yè)有限公司），保加利亞乳桿菌（丹尼斯克（中國）有限公司）、嗜熱鏈球菌（丹尼斯克（中國）有限公司）1.2儀器與設(shè)備TDL-5-A型低速離心機 上海安亭科學儀器廠FJ-200高速分散均質(zhì)機 上海碩光電子科技有限公司LQZ-211型落地式全溫搖床 上海?，攲嶒炘O(shè)備有限公司HS-840u型水平層流單人凈化工作臺 上海金鵬分析儀器有限公司HWS-250型恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海精宏實驗室設(shè)備有限公司。1.3測定方法1.3.1交聯(lián)羥丙基木薯淀粉的制備稱取一定量木薯淀粉(含水量 12.07%)均勻分散于硫酸鈉溶液中，攪拌下緩慢加入一定量氫氧化鈉，再快速加入環(huán)氧丙烷，密閉容器，置于恒溫攪拌器上進行反應，反應若干小時后，用氫氧化鈉溶液(3%)調(diào)至交聯(lián)反應所需pH，加入3% 的氯化鈉(相對于干基)和一定量的三偏磷酸鈉，在一定溫度下反應若干小時后，用稀鹽酸(3%)調(diào)節(jié)體系的 pH 值至6.7 左右，終止反應，離心機離心脫水，水洗三次，常溫干燥，即得到交聯(lián)羥丙基木薯淀粉3。1.3.2交聯(lián)羥丙基木薯淀粉的取代度、交聯(lián)度羥丙基淀粉取代度的測定：是依據(jù) Johnson D P的分光光度法4。交聯(lián)羥丙基淀粉交聯(lián)度的測定：交聯(lián)度以變性淀粉中含磷量來間接反映。準確稱取3.4g 變性淀粉樣品(干基)，放入一坩堝內(nèi)，用乙醇浸濕，碳化。碳化后的樣品在馬福爐中550灰化，冷卻，沿壁加入10ml(1:2)硝酸，混合均勻，蓋好。在100保持30min，使磷變?yōu)榱姿岷蠖哭D(zhuǎn)移到 100ml 容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。吸取 20ml 上述溶液于100ml容量瓶中，加入(1:2)硝酸，0.25%釩酸銨和5% 鉬酸銨溶液各 10ml，用蒸餾水稀釋至刻度，充分混合后室溫放置 2h。以試劑為空白，在 460nm 處測定其吸光度(減去原木薯淀粉中所含磷后的吸光度)，從標準曲線得到含磷濃度。標準曲線：分別吸取 2、5、10、15、20、25ml0.1mg/ml 磷標準溶液于 100ml 容量瓶中，測定同樣品，得到標準曲線。含磷量=m稀釋總體積/(取樣體積樣品質(zhì)量)其中，m 為從標準曲線上求得的待測樣品中磷的量5本論文使用的交聯(lián)羥丙基木薯淀粉取代度為0.067，交聯(lián)度為0.25。1.3.3凝固型酸奶制備工藝流程（1）配料：配置質(zhì)量分數(shù)為25%的乳粉同業(yè)，經(jīng)過凈化處理，添加不同比例的交聯(lián)羥丙基木薯淀粉。（2）均質(zhì)、殺菌：均質(zhì)后直接升溫至95，殺菌5min。（3）發(fā)酵：冷卻至45，接入直投菌種，分裝后在42的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5-6h，待pH值達到4.4-4.6時終止發(fā)酵。（4）后熟：終止發(fā)酵后置于2-6的冰箱中，后熟24h以上。1.3.4凝固型酸度的測定酸度的測定根據(jù)酸堿中和原理：使用0.1mol/L氫氧化鈉中和酸乳中的乳酸，以酚酞為指示劑。樣品酸度的測定每隔12h、24h、7d、15d、30d各測一次。1.3.5凝固型酸奶持水性的測定在10以下，將40g凝固型酸奶放入離心管中進行離心，每個樣品取2個平行樣，然后4000r/min離心20min，量取上清液體積，稱取沉淀物質(zhì)的質(zhì)量，測得析水率X。測定過程中，分別以質(zhì)量分數(shù)和體積分數(shù)計算，公式如下：式中：M1為凝固型酸奶質(zhì)量/g；M2為沉淀物質(zhì)質(zhì)量/g；V1為凝固型酸奶的體積/mL；V2為上清液的體積/mL。1.3.6 凝固型酸奶析水率測定取40mL樣品置于離心管中，稱取總質(zhì)量，在18冷凍24h，取出自然解凍6h，反復凍融3次。3000r/min，20min離心，量取上清液體積，稱取沉淀物質(zhì)的質(zhì)量，測得析水率X/%，計算公式如下：式中：m1為凝固型酸奶質(zhì)量/g；m2為沉淀物質(zhì)質(zhì)量/g。1.3.7凝固型酸奶的顛簸試驗不同添加量的交聯(lián)羥丙基木薯淀粉制備的凝固型酸奶兩個，平整并正面向上裝在一個周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，冷鏈運輸?shù)竭_目的地后，觀察酸奶凝乳狀態(tài)是否破碎、是否有明顯乳清析出等不良現(xiàn)象。本實驗選擇300KM的運輸半徑檢驗凝固型酸奶的抗顛簸能力和穩(wěn)定性。2.結(jié)果與分析2. 1交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量對凝固型酸奶表觀粘度的影響從圖1可以看出,加入交聯(lián)羥丙基木薯淀粉后酸奶的表觀粘度增加,并且隨著交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量的增加表觀粘度逐漸增大，但增大的趨勢逐漸平緩。分析原因可能是交聯(lián)羥丙基木薯淀粉在糊化膨脹過程中吸收體系中水分來增加水相中的蛋白質(zhì)濃度;隨后,膨脹的淀粉顆粒嵌入到蛋白凝膠網(wǎng)絡中,最終增加酸奶體系的表觀粘度。隨著改性淀粉的添加量的增加，淀粉糊化過程中吸收水分,糊化后仍保持膨脹的顆粒狀態(tài)，從而使得酸奶體系表觀粘度逐漸增大，而表觀粘度是對凝固型酸奶各種成分在一定溫度下形成的混合體組織狀態(tài)的綜合表現(xiàn)，表觀粘度的增大從另一個方面也表示出了交聯(lián)羥丙基木薯淀粉可以較好的改善凝固型酸奶的組織狀態(tài)。圖1 交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量對表觀粘度的影響Fig1. effects of cross-linked hydroxypropylated tapioca starchon apparent viscosity ofset yoghurt2.2交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量對凝固型酸奶酸度的影響圖2 交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量對凝固型酸奶酸度的影響Fig2. effects of cross-linked hydroxypropylated tapioca starchon acidity of set yogurt可由圖2看出，所有凝固型酸奶樣品的酸度都隨著貯藏時間的增加呈上升趨勢，這是由于酸奶中的菌株生長導致酸奶進一步發(fā)酵造成的。由圖2也可以看出在貯藏時間相同的狀態(tài)下，樣品的酸度隨著交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量的增加呈現(xiàn)下降的趨勢，這表明交聯(lián)羥丙基木薯淀粉可以抑制菌種的生長，原因可能是由于交聯(lián)羥丙基木薯淀粉糊化后顆粒之間的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變得致密，粘度增大，不利于菌種進一步生長，從而可以延長凝固型酸奶的貯存時間，提高凝固型酸奶貯存品質(zhì)。2.3交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量對凝固型酸奶持水力的影響圖3 交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量對凝固型酸奶持水率的影響Fig3. effects of cross-linked hydroxypropylated tapioca starchon water holding of set yogurt從圖3可看出，凝固型酸奶持水率隨交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量的增加而呈現(xiàn)上升趨勢，并且隨雙重改性淀粉的增加，持水率逐漸增大，但增大趨勢變得平緩。分析原因可能是，木薯淀粉經(jīng)過交聯(lián)和羥丙基雙重改性后親水性進一步提高6，同時交聯(lián)羥丙基木薯淀粉可與牛奶蛋白相互作用形成更加穩(wěn)固的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，可以吸附更多的小分子物質(zhì)7，從而使得凝固型酸奶的持水率增加，但當交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量過高時，淀粉自身糊化時網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)變得致密，又會擠出部分水分，導致隨著交聯(lián)羥丙基木薯淀粉的增大，持水率增大的趨勢變得平緩。2.4交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量對凝固型酸奶析水率的影響圖4 交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量對凝固型酸奶析水率的影響Fig4. effects of cross-linked hydroxypropylated tapioca starchon watercondensate of set yogurt凝固型酸奶在儲藏過程中因為溫度變化會引起凝固型酸奶網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的坍塌，進而導致水分的析出，影響酸奶的質(zhì)構(gòu)8。圖4顯示了交聯(lián)羥丙基木薯淀粉不同添加量對凝固型酸奶析水率的影響，從圖中可以看出，沒有添加雙重改性淀粉的樣品凍融后很不穩(wěn)定，析水率達到59.0%，隨著交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加添加量的增加，酸奶的析水率逐漸降低，當添加量為2.5%時析水率下降為37.0%。這主要是由于交聯(lián)羥丙基木薯淀粉通過溶脹形成了分子外一層厚的水化層，增加酪蛋白膠束的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，并且其所攜帶的負電荷對鄰緊的水分子有固定作用，從而限制了水分子流動，使其轉(zhuǎn)移形成冰晶的困難加大，使得凝固型酸奶的析水率得到降低，提高了酸奶的凍融穩(wěn)定性9-10。2.5 凝固型酸奶的顛簸試驗分析表1 添加交聯(lián)羥丙基木薯淀粉酸奶顛簸實驗結(jié)果Table1 bump test results after being added cross-linked hydroxypropylated tapioca starch 交聯(lián)羥丙基木薯淀粉添加量（%）顛簸后狀態(tài)0較軟，有不規(guī)則碎塊和明顯的乳清析出0.5較軟，有不規(guī)則碎塊和明顯的乳清析出1表面平整，四周有微小碎塊，無明顯乳清析出1.5表面平整，四周有微小碎塊，無明顯乳清析出2表面平整，無乳清析出2.5表面平整，無乳清析出從表1可以看出，隨著交聯(lián)羥丙基木薯淀粉的添加量增加，酸奶的組織狀態(tài)逐漸優(yōu)化，乳清析出情況得到提高，當交聯(lián)羥丙基木薯淀粉的添加量達到2%以后，酸奶的表面變得平整，無乳清析出，這表明交聯(lián)羥丙基木薯淀粉具有很好的抵御運輸過程中的顛簸性破壞，能夠達到酸奶質(zhì)量穩(wěn)定性的要求，可以作為凝固型酸奶的改良劑進一步進行市場開發(fā)。3 結(jié) 論交聯(lián)羥丙基木薯淀粉能夠很好地提高凝固型酸奶的表觀粘度，抑制酸奶貯藏期間酸度的升高，提高酸奶的持水率，降低酸奶的析水率，抵御酸奶運輸過程中的顛簸性破壞，在凝固型酸奶的質(zhì)量改良方面效果顯著。參考文獻1Lucy J A. Formation and physical properties of milk protein gelsJ.Journal of Dairy Science,2002(85):281-294.2 Liu Jia, Chen Jia, Dong Nan, et al. Determination of degree of substitution of carboxym ethyl starch by Fourier transform mid-infrared spectroscopy coupled with partial least squaresJ.FoodChemistry,2012, 132(4): 2224-2230.3Kyungsoo woo, Paul A Seib. Cross-linking of wheat starch and hydroxypropylated wheat starch in alkaline slurry with sodium trimetaphosphateJ.CarbohydratePolymers,1997,33:263-271.4Johnson DP. Spectrophotometric determination of hydroxypropyl group in starch ethersJ.Anal Chem,1969,41(6):859-860.5Julie B Hirsch, Jozef L. Kokini. Understanding the mechanism of crosslinking agents (POCl3, STMP, and EPI) through swelling behavior and pasting properties of cross-linked waxy maize starchesJ.Cereal Chem,2002,79(1):102-107.6 何楚瑩, 鄭小平, 徐致遠. 幾種單體膠在酸奶中的應用研究J. 乳業(yè)科學與技術(shù), 2008, 132(5): 219-2