酶解马铃薯全粉对酸奶的品质特性,微观结构及贮藏性能的影响研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shanlai_lu
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长久以来,以酸奶为代表的发酵乳制品已成为健康饮食的重要组成部分,在世界各地深受消费者喜爱。目前,发酵乳制品的研究主要集中在通过丰富风味物质来改善酸奶的感官特性,同时,也有研究表明向发酵乳中添加营养生物活性物质,可以有效预防和减少与营养缺乏相关疾病的发生,也会改变发酵乳制品的理化性质、质地和风味,从而影响消费者对产品的接受程度。马铃薯全粉的氨基酸种类齐全,营养价值高,保持了新鲜马铃薯的全部营养和风味,易于储存和运输。以马铃薯全粉和乳粉为原料经发酵制成的马铃薯酸奶,不仅具有丰富的膳食结构,较低的生产成本,而且乳糖含量低,有利于乳糖不耐症消费人群。由于马铃薯全粉中的淀粉溶解性差,制得的产品口感粗糙、质地不均匀,关于如何提高马铃薯酸奶的品质鲜有研究报道。本研究利用α-淀粉酶预处理马铃薯全粉,并添加一定量乳粉进行发酵,制得酶解马铃薯酸奶,研究其品质、风味和贮藏特性,为马铃薯资源的开发利用提供了新的思路。主要研究内容及结果如下:1.研究了马铃薯全粉(PP)和酶解马铃薯全粉(EHPP)的理化性质、流变特性、宏观及微观结构。结果表明,相比于PP,EHPP的溶胀力、水溶性指数、直链淀粉含量和葡萄糖当量增加;Zeta电位和粒径结果显示,EHPP的稳定性和分散性得到改善;流变特性分析表明,EHPP的表观粘度和剪切应力均低于PP,但弹性模量高于PP,表明EHPP具有更细腻的口感;XRD和FTIR分析显示,马铃薯淀粉无定形区被α-淀粉酶有效的酶解,结晶区的支链淀粉也可能被分解;微观结构分析显示,与PP相比,EHPP具有粗糙的表面和多孔结构,这是由于α-淀粉酶引起了PP的溶胀,使表面空隙增多,有助于酶进入颗粒内部形成通道。本研究结果表明酶解反应改善了马铃薯全粉的品质特性,为开发具有特定流变和功能特性的马铃薯酸奶提供了依据。2.探索了酶解马铃薯全粉(EHPP)与全脂乳粉(WMP)的不同配比对马铃薯酸奶的理化性质、抗氧化性、质构、感官及微观结构的影响。将不同质量分数的EHPP(0、10%、15%、20%、25%、35%,50%,w/w)和WMP混合经发酵制备马铃薯酸奶,并在4℃下贮藏24 h,结果表明,相比于未添加EHPP的样品,添加组的p H值、蛋白质含量、脂肪含量降低,而酸度、水分含量和灰分升高;添加组的L*值和a*值降低,b*值升高,可能是酶解马铃薯全粉含有花青素和胡萝卜素所导致;抗氧化特性表明,添加组的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-l-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力和铁离子总还原能力(Ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)增强,这与马铃薯全粉富含多酚、咖啡酸和香草酸有关;质构分析表明,添加EHPP降低了酸奶的硬度,提高了粘性,且对弹性和内聚性无显著影响,赋予产品细腻的口感;微观结构分析表明,加入EHPP促进了凝胶中微小孔隙形成,降低了硬度,使产品具有均匀致密的颗粒结构;此外,25%EHPP的酸奶样品在可接受度(4.06)、口味(4.37)、香气(3.67)和质地(3.54)方面得分较高。以上研究结果表明,添加25%EHPP的酸奶的理化性质、抗氧化性、质构、感官和微观结构得到了改善,在工业上具有潜在的应用价值。3.研究了酶解马铃薯全粉(EHPP)添加量对酸奶理化性质、流变特性、水分分布及宏观和微观结构的影响。将不同质量分数的EHPP(0、10%、25%和50%,w/w)与WMP混合经发酵制备马铃薯酸奶,结果表明,随着EHPP含量的增加,酸奶的酸度增加、p H值降低,表明添加EHPP对乳酸菌发酵产酸率有一定影响;随着EHPP含量从0增加到50%,酸奶脱水率从5.80%下降至4.89%;Zeta电位和粒径结果显示,随着EHPP含量的增加,电荷没有显著差异,平均粒径从36.82μm增加到103.74μm,这可能是因为EHPP与酪蛋白之间发生了相互作用导致分子间聚集;质构特性显示,随着EHPP含量从0增加到50%,酸奶的硬度从147.84 g下降到127.54 g、粘性从-508.60上升到-342.63;流变特性分析表明,随着EHPP含量从0增加到50%,酸奶表观粘度呈现出下降的趋势;LF-NMR显示,随着EHPP含量从0增加到25%,酸奶水分分布图的两个峰的弛豫时间增加,表明添加EHPP,增强了凝胶中水分的移动能力;FTIR显示,随着EHPP含量从0增加到50%,在红外光谱图中,酸奶-NH峰和-OH峰没有明显变化;XRD研究显示,随着EHPP含量从0增加到50%,酸奶的衍射峰强度展现出增大的趋势;微观结构显示,未添加EHPP的酸奶的表面具有紧密的凝胶网状结构,而添加EHPP的酸奶的表面网状结构变得松散,具有均匀间隙的颗粒状结构,符合搅拌型酸奶特性。以上研究结果表明,添加EHHP,改善了马铃薯酸奶的品质,提高了酸奶的综合性能。4.研究了普通酸奶(CY)、非酶解马铃薯全粉酸奶(PPY)和酶解马铃薯全粉酸奶(EHPPY)的贮藏特性(4℃,28天)。结果表明,在贮藏过程中,CY、PPY和EHPPY的酸度由0.67、0.77和0.84分别增加至0.94、0.94和1.05;p H值由4.68、4.62和4.65分别降低至4.26、4.26和4.03,这表明添加PP和EHPP对乳酸菌发酵产酸率有一定影响;色泽方面,CY、PPY和EHPPY的L*值和a*值变化不明显,而b*值由4.17、4.31和4.17分别增加至4.91、5.84和4.95,这可能与马铃薯全粉中含有的花青素和胡萝卜素有关;在整个贮藏期内,EHPPY和PPY的持水力高于CY;抗氧化性研究表明,相对于CY,PPY和EHPPY的DPPH和FRAP明显提高,这可能与马铃薯中含有咖啡酸和香草酸等抗氧化性物质有关;乳酸菌活菌总数分析表明,随着贮藏时间的延长,三种酸奶的乳酸菌活菌总数逐渐增加,PPY和EHPPY的活菌数高于CY,这表明添加PP和EHPP可以提高益生菌含量;质构特性分析表明,在贮藏过程中,与CY相比,PPY和EHPPY硬度缓慢下降,弹性和内聚性没有明显变化;流变特性结果表明,在整个贮藏过程中,三种酸奶的弹性模量(G′)均大于黏性模量(G′′),表明酸奶具有类似凝胶的性质,且PPY和EHPPY的G′均小于CY;感官特性分析表明,与CY和PPY相比,EHPPY的口感(3.50~4.20)和香气(3.14~4.20)得分相对较高;微观结构显示,PPY和EHPPY的表面具有更多的孔隙和更松散的网络结构。5.探索了在贮藏过程中,酶解马铃薯全粉(EHPP)与脱脂乳粉(SMP)的不同配比对马铃薯酸奶的理化性质、乳酸菌活菌总数(LAB)、质构、流变及感官特性的影响。将不同质量分数的EHPP(0、10%、25%和50%,w/w)与SMP混合经发酵制备马铃薯酸奶,并在4℃下,贮藏28天,结果表明,在整个贮藏期间,对照组p H值和酸度无显著变化,而EHPP含量为25%的酸奶在贮藏期间酸度增加,p H值降低;对照组L*值和b*值增加,a*值变化不明显,而添加EHPP的酸奶的L*值和a*值变化不明显,b*值增加,这可能与马铃薯全粉中含有的花青素和胡萝卜素有关;与对照组相比,添加EHPP的马铃薯酸奶的抗氧化活性DPPH和FRAP增加更明显,可能与马铃薯全粉中含有的酚类物质有关;乳酸菌活菌总数分析表明,在贮藏期间,对照组LAB值变化不明显,而添加EHPP的酸奶的LAB值增加,含25%EHPP的酸奶具有最高的LAB值,并且,所有添加EHPP的酸奶的乳酸菌在贮藏期间显示出足够的活力(>6.0 log CFU/m L),这表明添加EHPP可以提高马铃薯酸奶益生菌含量;质构分析表明,在整个贮藏期间,与对照组相比,马铃薯酸奶弹性无显著差异,而硬度、黏附性和粘性降低;流变特性显示,所有酸奶的G’值均高于G’’,表明酸奶具有类似凝胶的特性;感官测试表明,在整个储存期间,含25%EHPP的酸奶的外观(4.00~4.30)和香气(3.0)得分较高。以上研究结果表明,添加EHPP提高了酸奶的保水性、抗氧化性、降低了硬度,提高了酸奶的适口性,并在贮藏中表现出更好的稳定性。
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