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牦牛乳酸凝干酪加工工艺优化研究

时间:2019-09-28 14:00  点击: 次  来源:好文学  作者:佚名  评论:- 小 + 大

  摘    要: 为了优化牦牛乳酸凝干酪生产工艺,以牦牛乳为原料,在单因素试验的基础上,以模糊数学处理牦牛乳酸凝干酪感官评价结果为响应值,采用响应面试验进行分析,确定干酪的最佳工艺参数。对干酪感官品质的影响因素依次为:发酵剂添加量>切割pH值>凝乳温度>氯化钙添加量。最佳工艺参数为:发酵剂添加量0.10%,凝乳温度55℃,氯化钙添加量0.03%,切割pH值4.4,在此条件下,得到的干酪,组织状态细腻,色泽均匀有光泽,滋气味浓郁,牦牛乳酸凝干酪感官评分为95.632,验证试验干酪感官评分为95.517。试验结果可为牦牛乳酸凝干酪的生产加工提供理论基础和参考依据。

  关键词: 响应曲面法; 模糊数学; 牦牛乳酸凝干酪; 工艺优化;

  Abstract: In order to optimize the processing techniques of yak milk acid-coagulated cheese, the yak milk was used as raw material, Based on the single factor test, the sensory evaluation results of yak milk acidcoagulated cheese were evaluated by fuzzy mathematics, and the response surface test was used for analysis to determine the best processing parameters of cheese. The factors influencing the sensory quality of cheese were as follows: starter culture amount>cutting pH>coagulation temperature>calcium chloride amount. The optimum parameters of starter culture amount, coagulation temperature, calcium chloride amount and cutting pH were found to be: 0.10%, 55 ℃, 0.03% and 4.4, respectively. Under these conditions, the cheese was given a delicate texture, a glossy luster and a rich taste. The sensory scores of the yak milk acid-coagulated cheese and tested cheese were 95.632 and 95.517, respectively. The results can provide theoretical basis and reference basis for the production and processing of yak milk acid-coagulated cheese.

  Keyword: response surface; fuzzy mathematics; yak milk acid-coagulated cheese; process optimization;

  牦牛乳是青藏高原的优势资源,绿色无污染,富含天然乳钙、免疫球蛋白以及人体所必需的18种氨基酸、α-亚麻酸、共轭亚油酸、花生四烯酸、维生素H等多种稀有营养成分[1,2,3]。酸凝干酪是通过加入发酵剂乳酸菌(LAB)发酵分解乳糖并产生高浓度的乳酸和其他有机酸或酸化剂来使得酪蛋白在其等电点(pH 4.6)形成酪蛋白胶束的一类干酪[4]。干酪中的几种化合物来源于LAB的代谢,在干酪制造过程中,起重要作用并有助于最终产品的质地和风味的发展。在干酪制造过程中,其酸性环境及细菌素可抑制一些致病菌及有害菌的生长,增加食品安全性。同时生产工艺简单,多数为新鲜干酪,风味清新,质地松软,适合中国人的口味[5]。酸凝干酪的滋气味较好,苦味值低于酶凝干酪,这主要是因为在酸凝干酪成熟过程中,原料乳中不添加凝乳酶,通过发酵剂蛋白酶作用于蛋白质,使其轻微降解,令酸凝干酪的滋气味清淡,苦味值低,并有浓郁的奶香味。而在酶凝干酪的成熟过程中,虽然添加的凝乳酶大部分随乳清排出,但是,残留于干酪中的凝乳酶对蛋白质的降解依然难以控制,很容易降解不当或降解过度,导致干酪产生苦味物质、过于浓郁的风味或其他不良风味[6]。

  目前,国内外对酶法生产干酪的关键工艺研究较多,包括酶凝新鲜干酪[7]。对于酸凝干酪主要集中在农家干酪和Mozzarella干酪的品质特性上,但对于酸凝型干酪生产工艺的研究比较缺乏,特别是牦牛乳酸凝干酪的工艺研究尚属空白。

  在牦牛乳酸凝干酪开发研制过程中,感官评价至关重要,但是由于简单的感官评价依赖各种感官特征,存在明显的主观干扰性,使结果难于准确表达[8]。模糊数学综合评判法兼顾各项指标权重差异以及应用模糊关系综合评判,克服了感官评价的主观性和片面性,使评定结果更趋于合理客观性。
 

牦牛乳酸凝干酪加工工艺优化研究


 

  因此,本试验采用响应面结合模糊感官评价法优化牦牛乳酸凝干酪的加工工艺,为生产牦牛乳酸凝干酪提供技术参数。

  1、 材料与方法

  1.1、 材料与试剂

  新鲜牦牛乳:甘肃甘南藏族自治州合作市夏河县。

  发酵剂:嗜温(乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种)和嗜热发酵剂(嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌)按1∶1组成,均由丹麦丹尼斯克公司生产。

  氯化钙,乳酸等试剂均为分析纯。

  1.2、 仪器与设备

  HWS-26型电热恒温水浴锅,上海一恒科技有限公司;PHS-3C型pH计,上海仪电科学仪器股份有限公司;DZ-450A型真空包装机,温州市大江真空包装机械有限公司。

  1.3、 试验方法

  1.3.1、 干酪制作工艺流程

  参照刘兴龙[9]等人的方法并加以改进。原料乳→检验→巴氏杀菌→冷却→添加发酵剂→添加氯化钙→添加乳酸→凝乳→切割、排乳清→搅拌、加盐→堆酿→压榨成型→真空包装。

  操作要点:

  (1)原料乳:新鲜优质的牦牛乳。

  (2)杀菌:采用巴氏杀菌法,在62-65℃保温杀菌30 min。

  (3)添加发酵剂:将杀菌乳冷却到35℃左右,添加食盐水做溶剂配制的相应浓度的发酵剂,降低原料乳酸度。

  (4)添加氯化钙:为提高加工过程凝块质量,并抑制原料乳中的杂菌,在生产干酪的过程中需添加相应浓度的氯化钙。

  (5)添加乳酸:向经发酵并添加氯化钙后的乳中添加适宜浓度的乳酸,促进凝乳。

  (6)凝块切割、搅拌和加热:凝块达到一定硬度后,切割成立方体小块,轻微搅拌,使凝块颗粒悬浮在乳清中,使乳清分离,加热可使凝块颗粒稍微收缩,有利于乳清从凝块中排出。

  (7)加盐:待排出乳清后,向其中加入2%的食盐。

  (8)堆酿:为提高干酪质地,堆酿2 h。

  (9)压榨:促使干酪中的乳清进一步排出,并让干酪具备一定的组织状态。

  (10)真空包装:干酪成品用LDPE袋进行真空包装。

  1.3.2 凝乳时间的测定

  从添加乳酸开始计时到凝乳点(pH 4.60)所需时间[10]。

  1.3.3、 单因素试验设计

  为了确定各个工艺参数对所制作干酪成品品质的影响,并为确定响应曲面优化法试验的各个因素和水平提供合理的依据。选取发酵剂添加量、氯化钙添加量、切割pH、凝乳温度等4个因素分别进行单因素试验。具体为:

  发酵剂添加量:分别为0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%。

  氯化钙添加量:分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%,0.05%。

  切割pH值:控制凝块最终切割pH值分别为4.2、4.4、4.6、4.8、5.0。

  凝乳温度:控制凝乳温度分别为45、50、55、60、65℃。

  1.3.4、 响应曲面试验设计

  采用Design-Expert 8.0软件,依据Box-Behnken设计原理,以凝乳块的综合得分为响应值,选取发酵剂添加量、氯化钙添加量、切割pH值、凝乳温度这4个因素在3个水平上进行响应面试验。共计29组试验,其中5个为中心点。

  表1 响应面试验设计因素水平表

表1 响应面试验设计因素水平表

  1.3.5 、感官评价方法

  感官评定方法参照GB/T 5420-2010,随机抽取所制作的干酪样品经过培训筛选后的18人评定小组,采用100分制,从色泽(20%)、组织状态(30%)、滋味和气味(50%)进行质量感官评定。

  表2 干酪质量评定标准

表2 干酪质量评定标准

  1.3.6 、评定论域和权重的确定根据样品感官

  质量的指标内容,以及色泽、组织状态、滋气味这3个因素对产品质量影响程度的不同。分别设定感官质量指标集U、评语集V、权重向量A。感官质量指标集U={u1, u2, u3},其中u1、u2、u3分别表示色泽、组织状态、滋气味。感官质量评语集V={v1, v2, v3, v4, u5},其中v1、v2、v3、v4、u5分别对应优等(100)、良好(80)、中等(60)、较差(40)、劣等(20)。各因素的权重向量A=(a1, a2, a3)=(0.2, 0.3, 0.5),并且a1+a2+a3=1。

  2、 结果与讨论

  2.1 、发酵剂添加量对凝乳效果的影响

  牛乳的p H一般为6.7左右,酪蛋白以酪蛋白-磷酸钙复合体形式存在于牛乳溶胶中[11]。小角度X散射试验表明,p H由6.6降到5.3时,胶束内磷酸钙逐渐释放[12]。pH 5.2时,所有磷酸盐溶解,进一步酸化至pH 4.6,钙离子完全释放,影响酪蛋白胶束内外钙、磷平衡。适宜的发酵剂添加量有助于干酪形成良好的凝乳、风味和组织状态。

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关键词:响应曲面法 模糊数学 牦牛乳酸凝干酪 工艺优化 

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