火麻保健酸奶关键工艺优化研究

段 楠,赵金海,姚鸿宾,常 存*

(1.黑龙江旅游职业技术学院,哈尔滨 150080; 2.黑龙江省科学院,哈尔滨 150001;3.黑龙江省科学院高技术研究院,哈尔滨 150020)

火麻籽中油脂含量丰富,饱和脂肪酸含量约为10%,不饱和脂肪酸含量近90%,其中多不饱和脂肪酸含量为70%～80%。火麻油中ω-6与ω-3脂肪酸的比例约为3∶1,这种比例平衡在植物油中是独一无二的,有益于人体健康。火麻籽蛋白质含量为20%～25%,而可溶性火麻籽的蛋白质量一般约为30%,脱壳后籽仁的蛋白质含量超过40%。酸奶中的不饱和脂肪含量低,将火麻籽与酸奶结合,可大大增加酸奶的不饱和脂肪酸的含量,令其中含有火麻籽的多种活性成分,且烤制过的火麻籽具有独特的香味,可增加酸奶口感。

1 材料及设备

火麻籽为黑龙江省科学院提供的籽用火麻,菌种为保加利亚乳酸杆菌及嗜热链球菌。加工设备包括高压均质机、紫外灯、真空旋转蒸发仪、剪切机、压力式喷雾干燥机及剪切乳化机。

2 制作方法

2.1 处理火麻籽

将火麻籽通过紫外灯消毒30～35 min,进行微波处理脱毒后与水混合,将处理后的火麻籽用水冲洗,烘干,烤制,得到脱毒烤制的火麻籽。火麻籽与水的质量比为1.5∶20,混合,500～800 W微波处理3～8 min。将脱毒后的烤制火麻籽与水混合打浆,备用。制备的浆料固形物用真空旋转蒸发仪调节料液固形物浓度。脱毒火麻籽与水按照1∶4～6混合打浆,将料液中固形物的质量百分含量调整至13%～18%。

2.2 酶解

2.2.1 固态化酶制作工艺

固态化碱性蛋白酶:使用pH值为6.5的磷酸溶液配置15 mL质量分数为3%的琼脂糖-磷酸溶液,在微波条件下沸腾5 min以上,冷却至室温,加入60 g/L的碱性蛋白质酶溶液2 mL,冷却至13 ℃～16 ℃呈凝胶状,切割成1 cm×1 cm小块,3 ℃～7 ℃保存为固态化碱性蛋白酶。

固态化木瓜蛋白酶:使用pH值为7.5的磷酸溶液配置15 mL质量分数为3%的琼脂糖-磷酸溶液,在微波条件下沸腾5 min以上,冷却至室温,加入65 g/L的碱性蛋白质酶溶液2 mL,冷却至10 ℃～14 ℃呈凝胶状,切割成1 cm×1 cm小块,2 ℃～5 ℃保存为固态化的木瓜蛋白酶。

上述固态化材料低温保存前需分别向其中加入质量分数为0.15%的1,2,3,4,5-戊五醇溶液作为保护剂,浸泡5 min以上。

2.2.2 酶解工艺

一次酶解:混合打浆后加入固态化碱性蛋白酶,在温度55 ℃～65 ℃调节pH值为8～11,加酶量为火麻籽的3%～5%,料液比为1∶5,时间为2～4 h,进行第一次酶解。

图1 不同温度下固态碱性蛋白酶活性对比

图2 不同温度下液态碱性蛋白酶活性对比

二次酶解:达到第一次酶解时间后,高温灭酶,冷却后调节pH为5,加入木瓜蛋白酶,温度70 ℃～80 ℃,加酶量0.4%～0.6%,进行第二次酶解。1～2 h后,高温灭酶,冷却。第一次酶解结束后将琼脂糖块筛出,进行第二次酶解时为固态化的木瓜蛋白酶。

表1 不同酶解反应效果

2.2.3 乳化

向调整好浓度的料液中加入乳化剂,充分搅拌获得混合物,用剪切机对混合物高速剪切进行乳化。乳化剂为变性淀粉、大豆卵磷脂、酪蛋白酸钠、蔗糖酯或乳清蛋白的一种或多种混合。采用剪切乳化机,乳化时间为3～5 min,乳化速度为9000～11 000 r/min。乳化剂基于底物的总质量百分比为5%～10%。

2.2.4 均质

采用二级压力均质机对乳液进行均质,得到乳化液。采用高压均质机进行二级均质,第一次均质压力为40～50 MPa,第二次均质压力为20～30 MPa。

2.2.5 喷雾干燥

采用压力式喷雾干燥机进行乳化液喷雾干燥,得到精制火麻籽粉。喷雾干燥的进口温度为160 ℃～180 ℃,出口温度为75 ℃～85 ℃。

2.2.6 发酵

采用巴氏消毒法将牛奶加热到75 ℃～90 ℃。将牛奶冷却至40 ℃,再加入2～3质量份混合菌种及5质量份,将制得的火麻籽精粉搅拌1～2 min,在42 ℃～45 ℃发酵3～6 h。混合菌种为保加利亚乳酸杆菌及嗜热链球菌,添加比例为3∶2。将得到的产品冷却至8 ℃～10 ℃后用均质机均质,冷却,在2 ℃～4 ℃下冷藏12～24 h,即得到火麻酸奶。

3 结论

固态蛋白酶的活性能够在一定时间内稳定在70%以上,而液态酶解过程的活性下降极快,因为蛋白酶固态化之后很容易脱水,导致蛋白酶的空间结构坍塌而丧失酶活力,因此在冷冻保存前加入质量分数为0.15%的1,2,3,4,5-戊五醇溶液作为保护剂,降低脱水过程对碱性蛋白酶活性的影响,再将琼脂糖胶块放入质量分数为0.15%的1,2,3,4,5-戊五醇溶液中浸泡5 min以上,取出冷藏成琼脂糖胶块,能够有效提高火麻酸奶的口感。