改性大豆浓缩蛋白强化对酸奶的流变和感官性质的影响

改性大豆浓缩蛋白强化对酸奶的流变和感官性质的影响
刘晓恒;华欲飞;吕玉翠
【摘要】Rheological, sensory and physicochemical properties of yogurt fortified with modified soybean protein concentrate (SPC) were determined. 10% ,20% ,30% ,40% ,50% ,60% ,70% milk protein of yogurts were replaced by SPC respectively, and the milk protein content of material was kept at 2. 8% constantly to prepare fortified yogurt. The results showed that with the increase of SPC content, acidity of yogurt decreased from 71. 5°T to 39°T, water holding capacity increase d from 51. 85% to 67. 53% , brightness decreased from 84. 92 to 81. 27; storage modulus, viscosity and pseudoplastic increased when the yogurt reached the end of fermentation of pH 4.4. When 40% milk protein of yogurt was replaced by SPC, the rheological properties were very similar to Yili yogurt which had the same content of protein. The yogurt with 30% milk protein replaced by SPC was the best comparing the rheological, physicochemical and sensory properties with different yogurts.%研究了改性大豆浓缩蛋白(SPC)强化型酸奶的流变、感官和一些物化性质.保持原料乳蛋白质含量2.8％不变,分别用SPC替代10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％的酸奶中牛乳蛋白制备强化型酸奶.结果表明:随着原料乳中SPC含量升高,酸奶达到发酵终点pH 4.4时酸度从71.5°T降至39°T,持水率从51.85％上升至67.53％,亮度从84.92降至81.27；储存模量和黏度升高,假塑性增强；用SPC替代40％牛乳蛋白制备出的强化型酸奶与相同蛋白质含量的市售伊利酸奶流变性质类似.通过比较不同酸奶的流变、物化、感官特性,说明用SPC替代30％牛乳蛋白时制备出的酸奶最佳.
【期刊名称】《中国油脂》
【年(卷),期】2013(038)004
【总页数】5页(P26-30)
【关键词】酸奶;改性大豆浓缩蛋白;流变学;感官评定
【作者】刘晓恒;华欲飞;吕玉翠
【作者单位】江南大学食品学院,食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡214122
【正文语种】中文
【中图分类】TQ936.2;TS275.4
大豆浓缩蛋白是一种价格低廉、营养丰富，具有一定功能性质的产品，被广泛应用于食品工业领域。

由于大豆浓缩蛋白具有较大的豆腥味，限制了其应用范围，研究者探讨改变加工工艺从而降低其豆腥味［1］。

近年来，酸奶的消费量逐年增加，但是受“皮革酸奶”的影响，使得人们对酸奶的信任程度明显降低。

工业上向酸奶中添加明胶的目的是增加酸奶的黏度，增强酸奶的口感。

大豆浓缩蛋白具有较高的黏度、持水性和持油性等特性［2］，向酸奶中添加大豆浓缩蛋白有助于改善酸奶的口感。

国外对以豆浆为大豆蛋白原料强化酸奶的物化、感官和质构特性有较多的研究［3－4］。

Drake等［5］研究了大豆浓缩蛋白强化型酸奶的感官、色差(发酵后)和微生物特性，结果表明即使加入1%大豆浓缩蛋白也会明显影响酸奶的风味和质构特性，使其不容易被消费者接受;同时研究了甜味剂种类、添加量对大豆浓缩蛋白强
化型酸奶感官特性的影响，结果表明甜味剂种类对大豆浓缩蛋白强化型酸奶的风味没有影响，但是甜味剂添加量对其风味影响显著，甜味剂越多，豆腥味越少［6］。

刘安让等［7］研究了不同量大豆分离蛋白对其强化酸奶感官性质的影响，结果表明牛乳与大豆分离蛋白比例在5∶0.8 ～4∶0.6 最佳。

杨东升等［8］研究了不同
量豆浆对其强化酸奶感官性质的影响，结果表明豆浆与牛乳比例为3∶4时最佳。

目前国内外对于大豆蛋白强化型酸奶的研究主要集中在大豆分离蛋白和豆浆，对于大豆浓缩蛋白的研究还很少，尤其是对其物化、流变等性质缺乏深入地研究。

本文采用改性大豆浓缩蛋白来强化酸奶，研究其不同取代量下酸奶的酸度、持水率、色差(发酵前后)、流变学特性以及感官特性。

1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 原料、试剂
改性大豆浓缩蛋白(SPC)，实验室自制;新西兰脱脂牛乳粉;蔗糖(分析纯);汉森直投式发酵剂。

1.1.2 仪器、设备
HH－4数显恒温水浴锅，恒温培养箱，pH计，Anton paar MCR301流变仪(奥
地利)，色差仪，Himac CR21GⅡ冷冻离心机。

1.2 实验方法
1.2.1 大豆浓缩蛋白改性
以选取的山东三维大豆浓缩蛋白为原料，经过高温、闪蒸等手段处理，再进行喷雾干燥得到。

1.2.2 原料乳的制备
首先制备蛋白质含量为2.8%的复原牛乳，然后保持蛋白质含量不变分别用 SPC替代10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的牛乳蛋白制备成原料乳，再加
入6%蔗糖;30 MPa均质，分装，90℃杀菌20 min，冷却待用。

1.2.3 酸奶的制备
准确称取0.06 g汉森直投式发酵剂，溶解于60 mL无菌水中制得菌液，然后按200 g原料乳接种5 mL菌液，在42℃恒温培养箱中发酵，当pH达到4.4时转
移到4℃冰箱中后熟24 h，制得酸奶样品。

1.2.4 色泽的测定
色泽采用国际照明组织(CIE)1976年制定的均匀色立体图表色系统即Lab表色系统测定。

L=0表示黑色，L=100表示白色;+a值越大，越接近纯红，－a值越大，越接近纯绿;+b越大，黄色增加，－b值越大，蓝色增加。

采用SC280型色彩色差
计进行测定。

1.2.5 滴定酸度的测定
称量10 g酸奶样品，置于100 mL锥形瓶中，加入20 mL去离子水，再加入0.5 mL 0.5%的酚酞乙醇溶液，摇匀，用0.1 mol/L的氢氧化钠溶液滴定至红色，且
30 s内不褪色。

消耗的氢氧化钠溶液体积(mL)乘以10得到滴定酸度(°T)，取3次测定平均值。

1.2.6 持水率的测定
持水率的测定参考文献［9］。

称量20 g左右的酸奶(m0)，在20℃、669×g下
离心10 min，倒出上清液并称量(m1)，计算持水率:持水率 =(m0－
m1)/m0×100%。

1.2.7 流变学特性测定
储存模量测定:采用Anton paar MCR301流变仪，恒温(5℃)，频率变化范围在
0.1～10 Hz，形变为 0.1%。

黏度测定:恒温(5℃)，剪切速率从0上升到100 s－1(上升曲线)，然后从 100 s－
1降到 0(下降曲线)，剪切速率上升和下降所需的时间都是3 min(总时间为6 min)。

1.2.8 流变模型
用Ostwald－Dewaele方程可以对黏度曲线进行拟合，公式如下:
式中:ηa为表观黏度，Pa·s;τ为剪切应力，Pa;γ为剪切速率，s－1;k为稠度系数，Pa·sn;n为流变指数。

k值越大，样品越稠，黏度越大。

在模型中，n值反映了一种非牛顿流体的物理性质，当n＜1时，流体是假塑性流体。

1.2.9 感官评定
感官评定方法参考文献［10］并进行了一些改动。

选取12名感官评定员，并进行相关培训。

将发酵结束后，在4℃下后熟24 h的样品放置在用3位数编码的塑料杯中，待温度升至7～10℃，供感官评定员品尝。

感官评定涉及5个指标:表观，口感，豆腥味，酸度，总体评价。

评分标准为9分制，相同的感官评定员对产品进行2次品尝。

最终评分结果用方差分析和Tukey's检验进行显著性分析。

2 结果与分析
2.1 滴定酸度(见图1)
图1 用SPC替代牛乳蛋白制备的酸奶发酵过程中酸度变化
由图1可知，所有原料乳在3 h前酸度上升缓慢，3 h后酸度快速上升，并在发酵时间为7 h时达到终点，即pH为4.4±0.05。

随着SPC含量升高，原料乳的酸度从11°T降至6°T，而发酵最终产品的酸度从71.5°T降至39°T。

随着原料乳中SPC含量升高，乳糖含量降低，乳酸菌生长速度变慢，从而导致产酸速度降低;不同的原料乳蛋白质含量都为2.8%，SPC含量越高(SPC蛋白质含量较牛乳粉高)，固形物含量越低，可能导致体系的酸碱缓冲能力降低，从而导致产品不同的酸度具有相同的pH。

2.2 持水率(见表1)
表1 用SPC替代牛乳蛋白制备的酸奶的持水率%酸奶持水率酸奶持水率51.85
40%SPC 66.83 10%SPC 55.76 50%SPC 66.92 20%SPC 61.23 60%SPC 67.26
0 30%SPC 64.97 70%SPC 67.53
由表1可知，当产品中不含SPC时，持水率只有51.85%，随着产品中SPC含量升高，产品的持水率不断增加，当SPC含量为40%时，持水率达到66.83%，继
续增加SPC含量对产品的持水率没有明显影响。

酸奶持水率较低以及乳清析出是
由于不稳定的凝胶网络结构引起的，SPC的添加可能有助于增强酸奶蛋白胶束之
间的连接作用，提高其凝胶网络结构的稳定性，从而降低乳清析出速度。

2.3 色差分析(见表2、表3)
由表2可知，随着原料乳中SPC含量升高，L值由84.29 降至 74.34，即亮度降低，a值由－3.15 上升至－1.1，即颜色由绿色向红色转化，b值由5.20上升至7.44，即颜色由蓝色向黄色转化。

由表3可知，随着酸奶中SPC含量升高，L值
由84.92降至81.27，a值由－1.59 上升至－0.26，b 值基本保持不变。

酸奶与对应原料乳比较得到L值增大明显，a值增大明显，b值增大，但是b值随着SPC 含量增加，增幅逐渐降低。

发酵前后，随着SPC含量增加，ΔE值都呈现上升趋势，但是不同酸奶ΔE值之间的差异程度明显低于不同原料乳ΔE之间的差值，即发酵
可以缩小由于原料本身的颜色不同带来的颜色差异。

表2 用SPC替代牛乳蛋白制备的原料乳的颜色值原料乳L a b ΔE 70%SPC 74.34 －1.10 7.44 10.40
表3 用SPC替代牛乳蛋白制备的酸奶的颜色值酸奶L a b ΔE 70%SPC 81.27 －0.26 7.30 4.37
2.4 酸奶流变特性(见图2、图3)
储存模量(G')是反映凝胶性质类似固体的程度，损失模量(G″)是反映凝胶性质类似
液体的程度。

由图2可知，所有产品的储存模量随着频率的增加而增加，随着产
品中SPC含量升高而不断升高，也就意味着产品的弹性不断增强，这在后面的感官评定(见表5)中也会得到进一步确认。

由图3可知，所有产品的G'值都大于G″值，即都表现出典型的凝胶特性。

2.5 酸奶的流变模型(见表4)
通过拟合剪切速率对表观黏度的曲线得到所有酸奶的流变指数n和稠度系数k。

由表4可知，不同产品的流变系数k值和n值各不相同。

实验数据与Ostwald－Dewaele方程具有很高的拟合度，所有产品的R2值都在0.98～0.99之间。

所有产品的k值都较高而n值都较低(n＜1)，这反映产品具有较高的黏度和假塑性。

随着产品中SPC含量升高，k值不断升高，即黏度增大，而n值不断降低，即假塑性增强。

选取了伊利酸奶(蛋白质含量为2.8%)作对比，发现其流变性质与SPC 含量40%的酸奶非常接近，说明SPC强化型酸奶可以在不添加明胶的情况下与市售酸奶的口感达到一致。

表4 用SPC替代牛乳蛋白制备的酸奶与伊利酸奶的流变性质比较酸奶剪切速率上升k/(Pa·sn)n R2剪切速率下降k/(Pa·sn)n R2 11.09 0.31 0.98 5.57 0.37 0.98 2.6 感官评定(见表5、表6)
表5 用SPC替代牛乳蛋白制备的酸奶的感官评定结果注:abcd说明在相同行有不同上标是具有显著性差异的。

指标 0(牛乳粉)10%SPC 30%SPC 50%SPC
70%SPC表观7.26 ±0.29a 7.17 ±0.33a 6.98 ±0.33a 6.32 ±0.41b 5.89 ±0.42c 口感6.68 ±0.44b 7.06 ±0.58b 7.62 ±0.59a 7.23 ±0.49ab 6.88 ±0.67b豆腥味0 ±0a 0.82 ±0.24b 1.41 ±0.49c 3.15 ±0.33d 5.42 ±0.41e酸度8.04 ±0.44a 7.82 ±0.28ab 7.51 ±0.69b 6.44 ±0.58c 5.19 ±0.41d总体评价7.18 ±0.29b 7.48 ±0.49ab 7.69 ±0.57a 6.68 ±0.56c 5.46 ±0.38d
表6 用SPC替代牛乳蛋白制备的酸奶感官指标的回馈比例评定员回馈总体评价70%SPC极其喜欢/%0(牛乳粉)10%SPC 30%SPC 50%SPC 16.7 25.0 41.7 16.7
8.3非常喜欢 33.3 25.0 16.7 16.7 8.3有点喜欢 33.3 33.3 25.0 33.3 16.7中立16.7 8.3 8.3 16.7 16.7有点不喜欢 0 8.3 8.3 8.3 25.0非常不喜欢 0 0 0 8.3 16.7
极其不喜欢 0 0 0 0 8.3总和100
由表5可知，随着产品中SPC含量升高，表观评分逐渐降低，并在SPC提供的蛋白质含量达到50%时出现显著性差异(p＜0.05)，主要是由于产品的色泽逐渐变暗的缘故，这在色差分析中也有所体现;口感评分先上升后降低，当SPC提供的蛋白质含量达到30%时达到最佳，这主要是因为添加适量的SPC可使产品的黏度增大，口感变得饱满，但是当SPC含量过高时产品砂质感增强，爽滑程度降低，豆腥味
程度不断上升，并且相互间差异显著(p＜0.05)，当SPC提供的蛋白质含量达到70%时豆腥味较大，不易被接受;酸度逐渐降低，在SPC提供的蛋白质含量达到30%时开始发生显著性差异(p＜0.05)，这与酸度测量的结果有一定的联系;总体评价先上升后降低，并在SPC提供的蛋白质含量达到30%时最佳，相比于牛乳粉发酵的产品有显著性提升(p＜0.05)。

由表6可知，所有评定员对牛乳粉发酵的产品都表现为中立或者以上，但是只有16.7%评定员表示极其喜欢;随着产品中SPC含量升高，极其喜欢产品的评定员比
例逐渐增多，当产品中SPC提供的蛋白质含量为30%时达到41.7%，但是也有8.3%的评定员有点不喜欢;随着产品中SPC含量继续升高，表示中立或者以上的评定员所占的比例逐渐减少，当产品中SPC提供的蛋白质含量达到70%时最少，为50%。

3 结论
(1)随着产品中SPC含量升高，酸奶达到发酵终点时的酸度不断降低，持水率逐渐上升，颜色逐渐由亮变暗，由绿变红。

(2)所有酸奶都表现为典型的凝胶特性，随着产品中SPC含量升高，产品的储存模量不断升高，黏度逐渐增大，假塑性逐渐增强。

(3)当产品中SPC提供的蛋白质含量达到30%时，产品得到的评分最高，有高达41.7%的评定员极其喜欢。

参考文献:
【相关文献】
［1］郑恒光，杨晓泉，唐传核.醇法大豆浓缩蛋白加工工艺及实践［J］.中国油脂，2007，
32(4):26 －28.
［2］华欲飞，顾玉兴，黄友如.醇法大豆浓缩蛋白的加工、性能与应用［J］.中国油脂，2004，29(1):65 －67.
［3］KAUR H，MISHRA H N，KUMAR P.Textural properties of mango soy fortified probiotic yoghurt:optimisation of inoculum level of yoghurt and probiotic culture［J］.Int J Food Sci Technol，2009，44(2):415 －424.
［4］KUMAR P，MISHRA H N.Effect of mango pulp and soy milk fortification on the texture profile of set yoghurt made from buffalo milk［J］.J Texture Stud，2003，
34(3):249－269.
［5］DRAKE M A，CHEN X Q，TAMARAPU S.Soy protein fortification affects sensory，chemical，and microbiological properties of dairy yogurts［J］.Food Sci，2000，
65(7):1244－1247.
［6］DRAKE M A，GERARD P D，CHEN X Q.Effects of sweetener，sweetener concentration，and fruit flavor on sensory properties of soy fortified yogurt［J］.J Sensory Stud，2001，16(4):393－405.
［7］刘安让，赵亚萍，左文成.新型双蛋白酸奶的研制［J］.中国食品添加剂，2008(5):143－145. ［8］杨东升，罗先群，李辰阳.大豆代替牛乳生产发酵型酸奶工艺研究［J］.中国食品添加剂，2006(1):44－46.
［9］PYO Y H，SONG S M.Physicochemical and sensory characteristics of a medicinal soy yogurt containing health－benefit ingredients［J］.J Agric Food Chem，2009，57(1):170 －175.
［10］DONKOR O N，HENRIKSSON A，VASILJEVIC T.Rheological properties and sensory characteristics of set－type soy yogurt［J］.J Agric Food Chem，2007，55(24):9868－9876.。