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摘要:本实验用酒药发酵制得米酒,研究米酒对豆乳的凝固作用,探讨了影响其凝固作用的若干条件。结果表明:凝乳是米酒发酵过程中所产生的凝乳酶作用的结果;在一定时间内凝乳剂随保温处理温度的增加,凝乳活力呈一定趋势下降;凝乳最适温度为40℃~45℃;凝乳剂的最适添加量为20%;凝乳的最适pH为6.8,即不添加任何酸碱时的pH;蔗糖的添加对凝乳活力的影响不是很明显;Ca2+,Zn2+对凝乳有促进作用,Na+、K+、Fe2+对凝乳表现为抑制作用。
关键词:酒酿;豆浆;凝固条件;凝乳剂
ABSTRACT:In this experiment rice wine was produced by fermentation of rice starter for laboratory,and junket was then obtained through the coagulation of rice wine.The manufacturing ethnics of dairy cheese and some factors affecting coagulation were observed and compared.The experimental result indicated that the soybean milk coagulation is caused by the protease which is produced in the rice wine fermentative process.The coagulation vitality presents certain trend to drop as the keeping temperature increases;the most appropriate temperature of coagulation is between 45℃ and 50℃;the most appropriate adding amount is20%;the most appropriate pH parameter of soybean milk is 6.8 without any acid or alkali;the influence of adding sugar is not obvious;Ca2+,Zn2+ has the promoter action to the soybean milk coagulation while Na+,K+,Fe2+has inhibitory action.
KEY WORDS:soybean milk coagulant;soybean milk clotting characteristic;condition of soybean milk coagulation
近年来,被誉为“第二代牛乳”的豆乳日益得到重视,采用皱胃酶凝固牛乳酪蛋白在干酪制作中有着悠久的历史,但当人们试图以豆乳部分替代牛乳制作混合乳干酪时则发现皱胃酶并不能使大豆蛋白和牛乳酪蛋白很好的发生胶凝作用,制得的混合乳干酪在微结构上远不如纯牛乳干酪那样呈现出极有规则的网络结构;这在本质上是由于皱胃酶并不能使结构上不同于酪蛋白的大豆蛋白发生胶凝作用而起。这方面研究已经引起了国内外学者的极大兴趣[1],而且对豆乳的研究开发有助于豆乳的腥味及苦澀味的去除。日本一些学者已致力于筛选能使大豆乳凝固的酶类[2]。
酒药中的霉菌菌株是微生物凝乳酶生产菌的潜在源泉,酒酿具有凝固牛乳作用,其凝乳作用是由酒药中的霉菌在发酵过程中产生的酸性蛋白酶引起的,在豆浆中加入凝乳剂米酒,经一定时间作用即可使大豆蛋白凝固。
大豆蛋白质凝胶的形成,受许多因素的影响,如蛋白质溶胶的浓度、加热温度与时间、pH值、有无盐类等。本实验旨在以豆乳为原料,制备米酒作为凝乳剂制得风味及质地独特的,类似酸奶的豆乳制品,并对影响其品质的若干因素进行研究。
1 材料与方法
1.1实验材料
酒药 苏州甜酒药
豆浆 购于当地市场(豆水比为1∶8)
新鲜糯米 购于当地市场
1.2仪器和试剂
PB-20标准型精密pH计 德国赛多利斯股份有限公司
Biofuge stratos冷冻离心机 Heraeus
XW-80A旋涡混合器 江苏海门石麒麟医用仪器厂
HH4-数显恒温水浴锅 国华电器有限公司
电热恒温培养箱
高压灭菌锅
1.3测定指标及方法
1.3.1凝乳剂米酒的制备
1.3.1.1制作工艺
糯米淘洗→浸泡→冲洗→蒸饭→冷却→拌药→保温发酵→提取上清液→冷藏备用
1.3.1.2操作要点
取新鲜糯米浸泡前需淘洗干净,浸泡24小时,若气温偏高是可适当缩短浸泡时间。常压蒸饭20分钟左右,淋饭冷却到30℃左右,取1%酒药碾碎并均匀拌药,30℃下发酵48小时,用双层无菌纱布过滤,滤液经4000r/min0~4℃低温离心15min,上清液即为凝乳剂米酒,0~4℃保存备用。保存时间不可超过一周。
1.3.2凝固活力测定
参考Arima的方法,取定量豆乳,在一定温度下保温5min,加入定量米酒,于旋涡混合器上混合均匀,准确记录从加入酶液到乳凝固的时间(s)。
Su=2400/T×5/0.05
Ru=各因素下的Su/最大的Su×100%
Su表示一个索氏单位,相对活性Ru表示各因素的影响效果。T为凝乳时间[3]。
2.结果与讨论
2.1米酒pH值及凝乳前后豆乳pH值的变化 由数据可知,凝乳前后pH变化不是很大,凝乳后pH有所下降,主要是由于米酒较高的酸含量引起的。
有研究表明豆乳蛋白酸凝的主要机理是使豆乳的pH值接近大豆蛋白的等电点(pH4.5~5.2),引起蛋白质荷电量降低而凝固[4]。而表1表明,米酒凝乳后豆乳pH值大于5.2;在刘丽芬等的研究中[5]证明了米酒的凝乳作用是由一活性物质产生的,其凝乳作用非常迅速,所以可以认为米酒的凝乳不是酸致凝乳也不是盐凝乳,而是酶凝乳。
2.2凝乳剂的热稳定性研究
酶在加温条件下普遍容易失活,实验中将米酒置不同温度下各保持1h,冷到室温,进行凝乳活力测定,以不经加温处理的米酒为对照,得结果如图1。
由图1可看出,凝乳剂随保温处理温度的增加,凝乳活力呈一定趋势下降,70℃条件下保温1h凝乳活力下降约1倍。保温温度越高,酶活力丧失越多,贮存或处理温度升高对酶的凝乳活力有显著影响[6]。
2.3温度对凝乳活力的影响
分别在40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃不同温度下进行凝乳,测定凝乳剂活力,结果如图2所示。
由图2可知,在35℃~40℃范围内,凝乳酶随温度的升高活力增加缓慢,在40℃~60℃之间增加较快,65℃以后则活力增加又趋于平缓。
凝乳酶的活性在20℃~65℃之间随温度的上升而升高,在65℃左右达到最高,但是很快失活[7]。但由于过高的温度会引起蛋白的变性,因此不能为了追求凝乳速度而使用过高的凝乳温度。
由于实验中在较高的温度下凝乳,制得的产品质地疏松易碎,而在45~50℃左右则致密均匀,因此选择45~50℃作为实际操作的凝乳温度。
2.4不同凝乳剂添加量对凝乳活力的影响
凝乳剂添加量不同,也会表现出不同的凝乳活力[8],在豆乳中添加不同比例的凝乳剂,研究其对凝乳活力的影响,结果见图3。
由图3可知,凝乳剂添加量不同,凝乳活力变化显著,添加量为20%时,活力是25%添加量的79.43%,添加量下降到15%时凝乳活力下降较明显。且添加量越少,活力越低,越难形成凝乳,质地也松散易碎。考虑到凝乳速度和凝乳性状的综合要求,选择20%为最佳添加量。
2.5豆乳pH对凝乳活力的影响
用0.1N的NaOH和0.1N的HCl,用来调整豆乳的pH值,分别在不同的pH值下测定米酒的凝乳活力,结果见图4。
由图4可知,豆乳在pH6.8左右的凝乳活力达到最大,而豆乳本身的pH为6.77,即不添加任何酸碱时凝乳活力较高。豆乳pH偏碱时凝乳活力呈下降趋势,豆乳pH略偏酸时凝乳活力也有所下降,可能与大豆蛋白的酸变性有关,且豆乳中有絮状物出现,凝状不均匀,质地不佳。继续加酸,在pH达到5.73时,在未加凝乳剂的情况下豆乳即已出现絮状物,说明豆乳对酸较敏感,大豆蛋白易出现酸变性。在实际生产中不需要添加酸或碱调整豆乳的pH值。
2.6不同Ca2+浓度对凝乳活力的影响
由于豆乳中常会加入Ca2+类的营养强化剂[9],故本实验探讨了不同Ca2+添加量对凝乳活力的影响。在豆乳中添加CaCl2,测定不同CaCl2浓度下的凝乳活力,测定结果见图5。
由图5可知,在豆乳中添加CaCl2对米酒凝乳有促进作用,且在添加量达到0.2g/L时凝乳活力增加较明显,在添加浓度大于0.2g/L后凝乳活力增加的幅度很小,趋于平稳。但钙离子添加越多,质地越不紧密。这与大豆蛋白的组成复杂有关。
2.7不同蔗糖添加量对凝乳活力的影响
豆乳中含糖量很少,口感不甜,因此常在豆乳中添加蔗糖。配制一定浓度的蔗糖溶液,在不同的蔗糖浓度下,测定米酒的凝乳活力,结果见图6。
由图6可知,不同的蔗糖添加量对凝乳活力虽然有影响,但差别不是很明显,可以認为蔗糖的添加对凝乳并没有起到促进作用。且由实验得,不同蔗糖添加量的凝乳性状没有明显差别,但蔗糖的添加,对产品的风味和口感有较明显的改善。
2.8不同金属盐类对凝乳活力的影响
在豆乳中分别加入各种金属盐类,其浓度均为10mmol/L,测定凝乳剂凝乳活力,对比未添加任何物质的豆乳,结果见图7。
从结果可看出,Zn2+对凝乳活力的促进作用最强,其次为Ca2+;Na+、K+、Fe2+则对凝乳活力表现轻微的抑制作用。
3 结论
米酒的凝乳是酒药中的霉菌在发酵过程产生的凝乳酶的作用。凝乳剂随保温处理温度的增加,凝乳活力呈一定趋势下降;在35℃~40℃范围内,凝乳酶随温度的升高活力增加缓慢,在40℃~60℃之间增加较快,60℃以后则活力增加又趋于平缓,可以认为凝乳剂在60度是达到最大凝乳活力;凝乳剂添加量越少,活力越低,越难形成凝乳; 豆乳在pH6.8左右的凝乳活力最大,生产中无需调整pH;CaCl2对米酒凝乳有促进作用;蔗糖的添加对凝乳活力的影响不是很明显;Zn2+对凝乳有促进作用,Na+、K+、Fe2+对凝乳表现为抑制作用。
参考文献:
[1]李里特.大豆加工与利用.化学工业出版社.2003
[2]顾瑞霞,高玉春等.大豆干酪的研制——豆乳凝乳条件的研究.江苏农学院学报.1994,15(3):66~69
[3]马钢,覃荔等.干酪生产中影响凝乳酶活力因素的研究.中国乳品工业.1994,22(4):155~158
[4]宋俊梅,曲静然.脆豆腐老浆液点浆机理的研究.食品科技.2002.No.4
[5]刘丽芬.酒酿浸出液的凝乳特性研究.2003
[6]鲍松林,黄纵苇.豆乳凝固酶凝固豆乳的工艺条件优化.中国调味品.1995,No.4
[7]姜峰,张兰威.我国凝乳酶特性及其替代品的研究现状.食品研究与开发.2003,24(6):3~6
[8]孟领艳.乳酪的制作方法及凝乳机理.食品研究与开发.2001,12(22):37~38
[9]江英,廖小军.豆类薯类贮藏与加工.中国农业出版社.2002
[10]徐艺青,赵萌.影响米酒酸乳品质因素的研究.食品科技.2003,No.3:75~77
[11]刘振民,骆承痒.江米酒乳凝固机理研究.食品科学.2000.21(7).13~15.
[12]李里特.粮食加工新技术——中日食品新技术研讨会论文集.中国轻工业出版社.2001
[13]Fuller,R.1989.Probiotics in man and animal.J.Appl.Bacteriol.66:365-378
关键词:酒酿;豆浆;凝固条件;凝乳剂
ABSTRACT:In this experiment rice wine was produced by fermentation of rice starter for laboratory,and junket was then obtained through the coagulation of rice wine.The manufacturing ethnics of dairy cheese and some factors affecting coagulation were observed and compared.The experimental result indicated that the soybean milk coagulation is caused by the protease which is produced in the rice wine fermentative process.The coagulation vitality presents certain trend to drop as the keeping temperature increases;the most appropriate temperature of coagulation is between 45℃ and 50℃;the most appropriate adding amount is20%;the most appropriate pH parameter of soybean milk is 6.8 without any acid or alkali;the influence of adding sugar is not obvious;Ca2+,Zn2+ has the promoter action to the soybean milk coagulation while Na+,K+,Fe2+has inhibitory action.
KEY WORDS:soybean milk coagulant;soybean milk clotting characteristic;condition of soybean milk coagulation
近年来,被誉为“第二代牛乳”的豆乳日益得到重视,采用皱胃酶凝固牛乳酪蛋白在干酪制作中有着悠久的历史,但当人们试图以豆乳部分替代牛乳制作混合乳干酪时则发现皱胃酶并不能使大豆蛋白和牛乳酪蛋白很好的发生胶凝作用,制得的混合乳干酪在微结构上远不如纯牛乳干酪那样呈现出极有规则的网络结构;这在本质上是由于皱胃酶并不能使结构上不同于酪蛋白的大豆蛋白发生胶凝作用而起。这方面研究已经引起了国内外学者的极大兴趣[1],而且对豆乳的研究开发有助于豆乳的腥味及苦澀味的去除。日本一些学者已致力于筛选能使大豆乳凝固的酶类[2]。
酒药中的霉菌菌株是微生物凝乳酶生产菌的潜在源泉,酒酿具有凝固牛乳作用,其凝乳作用是由酒药中的霉菌在发酵过程中产生的酸性蛋白酶引起的,在豆浆中加入凝乳剂米酒,经一定时间作用即可使大豆蛋白凝固。
大豆蛋白质凝胶的形成,受许多因素的影响,如蛋白质溶胶的浓度、加热温度与时间、pH值、有无盐类等。本实验旨在以豆乳为原料,制备米酒作为凝乳剂制得风味及质地独特的,类似酸奶的豆乳制品,并对影响其品质的若干因素进行研究。
1 材料与方法
1.1实验材料
酒药 苏州甜酒药
豆浆 购于当地市场(豆水比为1∶8)
新鲜糯米 购于当地市场
1.2仪器和试剂
PB-20标准型精密pH计 德国赛多利斯股份有限公司
Biofuge stratos冷冻离心机 Heraeus
XW-80A旋涡混合器 江苏海门石麒麟医用仪器厂
HH4-数显恒温水浴锅 国华电器有限公司
电热恒温培养箱
高压灭菌锅
1.3测定指标及方法
1.3.1凝乳剂米酒的制备
1.3.1.1制作工艺
糯米淘洗→浸泡→冲洗→蒸饭→冷却→拌药→保温发酵→提取上清液→冷藏备用
1.3.1.2操作要点
取新鲜糯米浸泡前需淘洗干净,浸泡24小时,若气温偏高是可适当缩短浸泡时间。常压蒸饭20分钟左右,淋饭冷却到30℃左右,取1%酒药碾碎并均匀拌药,30℃下发酵48小时,用双层无菌纱布过滤,滤液经4000r/min0~4℃低温离心15min,上清液即为凝乳剂米酒,0~4℃保存备用。保存时间不可超过一周。
1.3.2凝固活力测定
参考Arima的方法,取定量豆乳,在一定温度下保温5min,加入定量米酒,于旋涡混合器上混合均匀,准确记录从加入酶液到乳凝固的时间(s)。
Su=2400/T×5/0.05
Ru=各因素下的Su/最大的Su×100%
Su表示一个索氏单位,相对活性Ru表示各因素的影响效果。T为凝乳时间[3]。
2.结果与讨论
2.1米酒pH值及凝乳前后豆乳pH值的变化 由数据可知,凝乳前后pH变化不是很大,凝乳后pH有所下降,主要是由于米酒较高的酸含量引起的。
有研究表明豆乳蛋白酸凝的主要机理是使豆乳的pH值接近大豆蛋白的等电点(pH4.5~5.2),引起蛋白质荷电量降低而凝固[4]。而表1表明,米酒凝乳后豆乳pH值大于5.2;在刘丽芬等的研究中[5]证明了米酒的凝乳作用是由一活性物质产生的,其凝乳作用非常迅速,所以可以认为米酒的凝乳不是酸致凝乳也不是盐凝乳,而是酶凝乳。
2.2凝乳剂的热稳定性研究
酶在加温条件下普遍容易失活,实验中将米酒置不同温度下各保持1h,冷到室温,进行凝乳活力测定,以不经加温处理的米酒为对照,得结果如图1。
由图1可看出,凝乳剂随保温处理温度的增加,凝乳活力呈一定趋势下降,70℃条件下保温1h凝乳活力下降约1倍。保温温度越高,酶活力丧失越多,贮存或处理温度升高对酶的凝乳活力有显著影响[6]。
2.3温度对凝乳活力的影响
分别在40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃不同温度下进行凝乳,测定凝乳剂活力,结果如图2所示。
由图2可知,在35℃~40℃范围内,凝乳酶随温度的升高活力增加缓慢,在40℃~60℃之间增加较快,65℃以后则活力增加又趋于平缓。
凝乳酶的活性在20℃~65℃之间随温度的上升而升高,在65℃左右达到最高,但是很快失活[7]。但由于过高的温度会引起蛋白的变性,因此不能为了追求凝乳速度而使用过高的凝乳温度。
由于实验中在较高的温度下凝乳,制得的产品质地疏松易碎,而在45~50℃左右则致密均匀,因此选择45~50℃作为实际操作的凝乳温度。
2.4不同凝乳剂添加量对凝乳活力的影响
凝乳剂添加量不同,也会表现出不同的凝乳活力[8],在豆乳中添加不同比例的凝乳剂,研究其对凝乳活力的影响,结果见图3。
由图3可知,凝乳剂添加量不同,凝乳活力变化显著,添加量为20%时,活力是25%添加量的79.43%,添加量下降到15%时凝乳活力下降较明显。且添加量越少,活力越低,越难形成凝乳,质地也松散易碎。考虑到凝乳速度和凝乳性状的综合要求,选择20%为最佳添加量。
2.5豆乳pH对凝乳活力的影响
用0.1N的NaOH和0.1N的HCl,用来调整豆乳的pH值,分别在不同的pH值下测定米酒的凝乳活力,结果见图4。
由图4可知,豆乳在pH6.8左右的凝乳活力达到最大,而豆乳本身的pH为6.77,即不添加任何酸碱时凝乳活力较高。豆乳pH偏碱时凝乳活力呈下降趋势,豆乳pH略偏酸时凝乳活力也有所下降,可能与大豆蛋白的酸变性有关,且豆乳中有絮状物出现,凝状不均匀,质地不佳。继续加酸,在pH达到5.73时,在未加凝乳剂的情况下豆乳即已出现絮状物,说明豆乳对酸较敏感,大豆蛋白易出现酸变性。在实际生产中不需要添加酸或碱调整豆乳的pH值。
2.6不同Ca2+浓度对凝乳活力的影响
由于豆乳中常会加入Ca2+类的营养强化剂[9],故本实验探讨了不同Ca2+添加量对凝乳活力的影响。在豆乳中添加CaCl2,测定不同CaCl2浓度下的凝乳活力,测定结果见图5。
由图5可知,在豆乳中添加CaCl2对米酒凝乳有促进作用,且在添加量达到0.2g/L时凝乳活力增加较明显,在添加浓度大于0.2g/L后凝乳活力增加的幅度很小,趋于平稳。但钙离子添加越多,质地越不紧密。这与大豆蛋白的组成复杂有关。
2.7不同蔗糖添加量对凝乳活力的影响
豆乳中含糖量很少,口感不甜,因此常在豆乳中添加蔗糖。配制一定浓度的蔗糖溶液,在不同的蔗糖浓度下,测定米酒的凝乳活力,结果见图6。
由图6可知,不同的蔗糖添加量对凝乳活力虽然有影响,但差别不是很明显,可以認为蔗糖的添加对凝乳并没有起到促进作用。且由实验得,不同蔗糖添加量的凝乳性状没有明显差别,但蔗糖的添加,对产品的风味和口感有较明显的改善。
2.8不同金属盐类对凝乳活力的影响
在豆乳中分别加入各种金属盐类,其浓度均为10mmol/L,测定凝乳剂凝乳活力,对比未添加任何物质的豆乳,结果见图7。
从结果可看出,Zn2+对凝乳活力的促进作用最强,其次为Ca2+;Na+、K+、Fe2+则对凝乳活力表现轻微的抑制作用。
3 结论
米酒的凝乳是酒药中的霉菌在发酵过程产生的凝乳酶的作用。凝乳剂随保温处理温度的增加,凝乳活力呈一定趋势下降;在35℃~40℃范围内,凝乳酶随温度的升高活力增加缓慢,在40℃~60℃之间增加较快,60℃以后则活力增加又趋于平缓,可以认为凝乳剂在60度是达到最大凝乳活力;凝乳剂添加量越少,活力越低,越难形成凝乳; 豆乳在pH6.8左右的凝乳活力最大,生产中无需调整pH;CaCl2对米酒凝乳有促进作用;蔗糖的添加对凝乳活力的影响不是很明显;Zn2+对凝乳有促进作用,Na+、K+、Fe2+对凝乳表现为抑制作用。
参考文献:
[1]李里特.大豆加工与利用.化学工业出版社.2003
[2]顾瑞霞,高玉春等.大豆干酪的研制——豆乳凝乳条件的研究.江苏农学院学报.1994,15(3):66~69
[3]马钢,覃荔等.干酪生产中影响凝乳酶活力因素的研究.中国乳品工业.1994,22(4):155~158
[4]宋俊梅,曲静然.脆豆腐老浆液点浆机理的研究.食品科技.2002.No.4
[5]刘丽芬.酒酿浸出液的凝乳特性研究.2003
[6]鲍松林,黄纵苇.豆乳凝固酶凝固豆乳的工艺条件优化.中国调味品.1995,No.4
[7]姜峰,张兰威.我国凝乳酶特性及其替代品的研究现状.食品研究与开发.2003,24(6):3~6
[8]孟领艳.乳酪的制作方法及凝乳机理.食品研究与开发.2001,12(22):37~38
[9]江英,廖小军.豆类薯类贮藏与加工.中国农业出版社.2002
[10]徐艺青,赵萌.影响米酒酸乳品质因素的研究.食品科技.2003,No.3:75~77
[11]刘振民,骆承痒.江米酒乳凝固机理研究.食品科学.2000.21(7).13~15.
[12]李里特.粮食加工新技术——中日食品新技术研讨会论文集.中国轻工业出版社.2001
[13]Fuller,R.1989.Probiotics in man and animal.J.Appl.Bacteriol.66:365-378