不同灭菌方法对紫米奶冻品质等特性的影响

2021-03-08申姣姣郑博研张娜宁云少君

中国乳品工业 2021年2期

申姣姣，郑博研，张娜宁，云少君

（山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷030801）

0 引言

奶冻是由食用明胶加糖、果汁、水、牛奶研制出的一种口感细腻，呈凝胶状态的新型奶制品，其含有蛋白质、乳脂肪等丰富的营养成分。紫米具有改变体内酶活性、提高机体免疫力、改善微循环、抗氧化和延缓衰老等功效[1-2]。谷物多酚具有良好的抗氧化能力[3-5]，而以紫米为原料加工而成的奶冻，作为一种新型的健康休闲食品，其是否具有比其他普通奶冻更高的营养价值或者抗氧化特性，对于其进一步深加工具有重要的意义。此外，产品的理化性质、营养成分以及抗氧化特性[6-8]，会因为灭菌方式的不同受到影响。

因此，本试验拟以紫米粉和奶粉为主要原料，以琼脂粉、卡拉胶及柠檬酸为辅料制备得到紫米奶冻，并采用不同灭菌方式对产品进行处理，研究其对紫米奶冻质构特性、营养成分及抗氧化特性的影响。结果可以为实际应用提供一定的理论依据。

1 实验

1.1 材料与试剂

紫米粉，市售；奶粉，山西省古城乳业集团有限公司；DPPH，ABTS，福林酚试剂，北京索莱宝科技有限公司；魔芋粉，卡拉胶，琼脂，河南万邦实业有限公司；柠檬酸、盐酸、氢氧化钠、浓硫酸等均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

美国FTC TMS-Pilot质构仪，河南英纳丽德电子科技有限公司；凯氏定氮仪，福斯特卡公司；旋转蒸发仪，郑州长城科工贸有限公司；上海菁华721可见分光光度计，上海重逢科学仪器有限公司；高压蒸汽灭菌锅，上海博讯实业有限公司；电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗有限公司。

1.3 方法

1.3.1 紫米奶冻的制备

将亲水胶体1.2%(琼脂粉∶魔芋粉∶卡拉胶=9∶2∶1)、紫米粉4 g和奶粉1 g、白砂糖7%混合均匀，加200～300 m L纯净水于40℃下溶解，保证胶体充分水化溶解后，加热至沸腾，再加入0.1 g柠檬酸，使紫米奶冻呈现出鲜艳的颜色。继续加热5 min，使亲水胶体充分发挥作用，用60目的纱布过滤杂质和泡沫，趁热将液体倒入准备好的模具中，初步冷却，得到成品。

对制得的紫米奶冻进行灭菌处理，灭菌方法为：巴氏灭菌：80℃/45 min；常压沸水灭菌：100℃/30 min；高压蒸汽灭菌：121℃/15 min。

1.3.2 紫米奶冻品质的测定

（1）感官评定。采用感官评分的方法，对灭菌后的紫米奶冻进行感官评定。评分标准如表1所示[9-11]。

表1 感官评定评分

（2）质构测定。将不同灭菌方法处理好的紫米奶冻常温下放置2 h后切成2 cm×2 cm×2 cm的正方体，参考文献[12]，通过美国FTC TMS-Pilot质构仪检测其弹性、硬度、胶黏性和咀嚼性。

1.3.3 营养成分测定

（1）蛋白质质量分数测定。参照国家标准GB/T 5009.5-2010《食品中蛋白质的测定》进行测定[13]。

（2）脂肪质量分数测定。参照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》进行测定[14]。

（3）总糖质量分数测定。参照GB 5009.9-2013《食品中总糖的测定》进行测定[15]。

1.3.4 紫米奶冻中总酚的抗氧化性的测定

（1）紫米奶冻多酚提取物的制备。取20 g样品，加入100 m L体积分数为40%的乙醇，在60℃下提取3 h，提取方法参照魏银花等人的方法[16]。

（2）总酚含量的测定及没食子酸标准曲线的绘制。参照贾桂云等人的方法[17]进行测定。

（3）清除DPPH自由基的能力。参考Thaipong K等人的方法[18]，并将其进行改进：用体积分数为60%的乙醇配置DPPH溶液，取少量DPPH溶液在519 nm下测定其吸光度，使其吸光度在1.2～1.3即可；将样品稀释成不同的质量浓度（0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6 m g/m L），取2 m L的DPPH溶液，加入2 m L不同质量浓度的样品稀释液，用分光光度计在519 nm下测定其吸光度A1，同时测定由2 m L无水乙醇和2 m L DPPH组成的混合液的吸光值A c；再将2 m L提取物样液与2 m L无水乙醇混匀，测定其吸光度A2，并重复上述试验3次，通过以下公式计算紫米奶冻的多酚提取物对DPPH自由基的清除率：

式中：IR为样品对DPPH的抑制率；A1为加样品液时DPPH溶液的吸光率；A2为样品液与空白试剂的吸光度；AC为未加样品液时DPPH溶液的吸光度。

（4）清除ABTS自由基的能力。参考文献[19]中的方法，略加改进：实验前需要制备ABTS母液，用乙醇稀释ABTS母液至吸光度为0.7±0.002即可，测定时在比色皿中加入2.4 m L的ABTS工作液，再加入0.64 m L的样品液，将样品分别稀释成 0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6 m g/m L的质量浓度，并平行做3组实验，设置波长为734 nm，测吸光度A，取乙醇0.64 m L作为提取物的代替物，并在734 nm处测得吸光度为A0。根据以下公式计算，得到样品对ABTS自由基的清除率。

式中：IR为ABTS自由基清除率；A0为未加样品的ABTS液的吸光值；A为样品与ABTS液反应后的吸光值。

2 结果与分析

2.1 不同灭菌方法对紫米奶冻品质的影响

2.1.1 对感官品质的影响

经常压沸水灭菌处理的样品，有紫米特殊的粉紫色，有光泽，其硬度、弹性以及咀嚼性好，感官品质最佳，其次是经巴氏灭菌处理的样品，而未灭菌的样品感官品质较差。高压蒸汽灭菌处理的样品感官品质最差，不耐咀嚼，且色泽发黄，有一股烧焦羽毛的味道，令人没有食欲。

2.1.2 对质构特性的影响

如表2所示。结果表明[20-21]，对于常压沸水灭菌以及巴氏灭菌处理的紫米奶冻，其弹性和硬度与对照组均无明显差别（P＞0.05），常压沸水灭菌组的紫米奶冻的弹性最大，巴氏灭菌组的紫米奶冻硬度最大，而采用高压蒸汽灭菌的紫米奶冻，其硬度及弹性明显下降（P＜0.05）。经过不同的灭菌方法处理的紫米奶冻的胶黏性大小依次为：高压蒸汽灭菌组＜对照组＜巴氏灭菌组＜常压沸水灭菌组，高压蒸汽灭菌组的紫米奶冻的胶黏性显著下降（P＜0.05）。

表2 不同灭菌方法对紫米奶冻质构特性的影响

2.2 不同灭菌方法对紫米奶冻营养成分的影响

2.2.1 对紫米奶冻蛋白质的影响

由图1可知，常压沸水灭菌后的紫米奶冻蛋白质质量分数较高，但和对照组没有明显差别（P＞0.05）；巴氏灭菌后的紫米奶冻蛋白质质量分数略有下降；高压蒸汽灭菌后的紫米奶冻蛋白质质量分数明显低于对照组(P＜0.05)。图1中，不同字母表示差异具有统计学意义（P＞0.05），下同。

图1 不同灭菌方法对紫米奶冻蛋白质质量分数的影响

2.2.2 对紫米奶冻的脂肪质量的影响

由图2可知，高压蒸汽灭菌后紫米奶冻的脂肪质量分数最高，对照组、巴氏灭菌组和常压沸水灭菌组的粗脂肪质量分数较低。

图2 不同灭菌方法对紫米奶冻脂肪质量分数的影响

2.2.3 对紫米奶冻的总糖质量分数的影响

由图3可知，经巴氏灭菌后紫米奶冻的总糖质量分数明显升高（P＜0.05），与此相比，常压沸水灭菌和高压蒸汽灭菌的方法下所测得总糖质量分数并未产生明显变化（P＞0.05）。

在两天的军训活动中，我不仅收获了友谊和成长，还学会了感恩，感恩三位带队老师的辛勤付出，感恩一路欢声笑语、互相帮助的伙伴们，感恩爸爸妈妈给我这次锻炼的机会。我一定会将“小八路”的坚强、不怕苦、独立的精神带到生活、学习中去。（指导老师：周碧红）

图3 不同灭菌方法对紫米奶冻总糖质量分数的影响

2.3 不同灭菌方法对紫米奶冻总酚的抗氧化特性的影响

2.3.1 提取物多酚的质量分数

利用Folin-C iocalteu法，以没食子酸计算不同灭菌方法处理的紫米奶冻的多酚质量分数。实验结果如表3所示。

表3 提取物的多酚质量分数

2.3.2 对紫米奶冻多酚提取物的DPPH清除能力

结果表明，提取物的浓度越大，DPPH的清除能力越强。DPPH清除能力大小依次为常压沸水灭菌（IC50值=0.41±0.04）＞巴氏灭菌（IC50值=0.42±0.10）＞高压蒸汽灭菌（IC50值=0.43±0.08）＞对照组（IC50值=0.45±0.21）。

2.3.3 不同灭菌方法对紫米奶冻清除ABTS自由基的影响

结果表明，不同灭菌方法处理后紫米奶冻清除ABTS自由基的能力依次为巴氏灭菌组（IC50值=0.234±0.06）＞常压沸水灭菌组（IC50值=0.246±0.11）＞对照组（IC50值=0.256±0.13）＞高压蒸汽灭菌组（IC50值=0.266±0.05）。

3 讨论

在感官与质构测定中，发现不同灭菌方法对紫米奶冻的感官品质及质构特性影响较大，紫米奶冻经常压沸水灭菌处理后，呈现粉紫色，具有光泽，硬度和弹性等质构特性较好，因此选择100℃/30 min的灭菌条件能获得质构特性较好的紫米奶冻。而高压蒸汽灭菌处理的紫米奶冻颜色发黄，其可能原因是由于灭菌

的温度较高，紫米奶冻发生了美拉德反应，且其硬度下降，弹性和咀嚼性都较差，有烧焦羽毛的味道，口感较差，在灭菌过程中，当温度从75℃上升到100℃时，紫米奶冻的咀嚼性以及弹性等质构特性，随着温度的上升而增大，温度超过110℃时，紫米奶冻的硬度、弹性等质构特性下降。

此外，营养成分的测定发现常压沸水灭菌后紫米奶冻的蛋白质含量最高，总糖含量适中，脂肪含量较低；高压蒸汽灭菌后紫米奶冻的营养成分下降。（1）有研究表明[22]，在升温过程中（15～100℃），蛋白质的伸展的肽链结构变多[23]，同时肽链中所包含的氢键个数明显变少，蛋白质水解成诸多小分子物质。温度的变化也会影响肽链的水解，过高时会加速水解，提高液体中氮以及氨基酸的含量[24]，而高温会促使糖和蛋白质或游离氨基酸发生非酶促褐变。因此，紫米奶冻经121℃/15 min处理后蛋白质的含量降低。（2）研究表明[25]，在紫米的脂肪酸成分中，含量最多的是亚油酸，占紫米脂肪酸总量的41.24%，其次是棕榈酸和油酸，分别占36.44%和19.08%，高压蒸汽灭菌后，紫米奶冻的脂肪含量上升可能是由于温度达到121℃时，紫米脂肪酸部分分解，并且产生了原有脂肪酸的异构体，所以脂肪含量略有上升。（3）温度升高时乳糖会出现焦化现象，产生焦糖，导致总糖含量升高。常压沸水灭菌和高压蒸汽灭菌后的紫米奶冻总糖含量没有显著差异的原因可能是：在80℃以上时，糖类和蛋白发生的美拉德反应受温度影响较小，所以对总糖含量影响不大。

抗氧化特性中，常压沸水灭菌后紫米奶冻清除DPPH自由基的能力最强，其IC50为（0.41±0.04）m g/g；巴氏灭菌后的紫米奶冻清除ABTS自由基能力最强，其IC50为（0.234±0.06）m g/g；而高压蒸汽灭菌后的紫米奶冻抗氧化能力降低。可能是由于高压蒸汽灭菌的温度达到121℃，对紫米多酚的结构造成破坏，影响了紫米多酚清除DPPH、ABTS自由基的能力。