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干酪乳清澄清工艺研发范文

时间:2022-09-09 11:51:12

干酪乳清澄清工艺研发

《食品科技杂志》2014年第八期

1试验方法

1.1样品处理将采集的乳清用纱布过滤其表面物质,冷藏备用。

1.2干酪乳清澄清絮凝离心法:量取定量处理过的乳清,加入1mol/L的CaCl215mL,用NaOH(2mol/L)调乳清的pH为7.0,在60℃水浴锅中缓慢搅拌15min后于4500r/min离心5min,测澄清液的理化指标(蛋白质含量、脂肪含量、浊度)。微滤法:在压力为0.1MPa、温度25℃、流速为25m/s的条件下,用孔径为0.22μm的再生纤维素(RC)膜对处理过的乳清进行膜分离,测透过液的理化指标。絮凝微滤法:量取定量处理过的乳清,絮凝离心法澄清,再用微滤法过滤乳清,测透过液的理化指标。

1.3统计分析所有测定指标做6份平行处理,数据结果用均值±标准差表示,对数据进行多重比较,采用字母标记法,用SPSS19.0来统计分析,确定澄清干酪乳清的最佳方法并作进一步研究。

1.4絮凝澄清单因素试验以蛋白质、脂肪含量和浊度为考察指标,分别取定量乳清,用NaOH(2mol/L)调乳清的pH值(4.5、5、5.5、6、6.0、6.5、7、7.5),加入1mol/L的CaCl2(8、10、12、14、16、18、20mL/L),水浴温度(35、40、45、50、55、60、65℃),缓慢搅拌15min于4500r/min离心5min。

1.5澄清正交试验在单因素的试验基础上,建立因素水平表,采用L9(33)正交试验对絮凝条件进行优化设计,正交试验因素水平见表1。

1.6验证试验在选定的最佳澄清工艺条件下处理干酪乳清,测其理化指标,与乳清原液进行比较分析。

2结果与分析

2.1蛋白质的标准曲线

2.2澄清方法对乳清理化性质的影响由数据分析可知,3种方法均可有效降低乳清的浊度和脂肪含量,但用絮凝离心法澄清时,蛋白质损失率最小,且含量与微滤法和絮凝微滤法相比存在显著差异;絮凝离心法相对微滤法和微滤絮凝法工艺简单,投资少,所以絮凝离心法更适合于干酪乳清的澄清并对其进一步研究。

2.3单因素试验结果与分析

2.3.1pH值对乳清澄清效果的影响由图2可以看出,pH为6.5~7.5范围时,即偏中性环境中乳清蛋白含量最高。乳清中的酪蛋白以胶体状态存在,在等电点4.6附近时几乎不溶。当pH超过7.0时,乳清蛋白溶解度变小,部分乳清蛋白变性。由图3可以看出,pH为6.0~7.5范围时,脂肪含量最低。当pH超过7.0时,含量升高,脂肪的溶解度增加,可能是已发生沉淀的部分脂肪解体所致。由图4可以看出,pH为6.0~7.5范围时,乳清的浊度最低。影响浊度的因素除不溶性的胶体粒外还有不溶性盐,主要是CaPO3。在pH较小的情况下,CaPO3以碱式形式存在,即Ca5(PO4)3,随着pH的升高,CaPO3沉淀生成。但考虑到乳清蛋白的变性问题,pH应控制在6.5~7.5更为适宜。

2.3.2CaCl2添加量对乳清澄清效果的影响由图5可以看出,CaCl2添加量为12~16mL/L范围时,蛋白质含量最高,热钙处理对乳清蛋白的影响不大,但超过18mL/L时,乳清蛋白溶解度变小,部分乳清蛋白变性。由图6可以看出,CaCl2添加量为12~16mL/L范围时,脂肪去除率最高。Ca2+的加入一方面与乳清中的磷酸形成沉淀,另一方面通过降低酪蛋白胶体表面的电势,使酪蛋白处于不稳定状态,酪蛋白颗粒与脂肪颗粒相互碰撞,在离心力作用下共同沉淀。当CaCl2添加量超过16mL/L时,脂肪含量有升高的趋势,可能是已发生沉淀的部分脂肪解体所致。由图7可以看出,CaCl2添加量为12~16mL/L范围时,浊度最低;当CaCl2添加量超过14mL/L时,浊度有升高的趋势。考虑到乳清蛋白的变性和脂肪的解体,CaCl2添加量应控制在12~16mL/L。

2.3.3温度对乳清澄清效果的影响由图8可以看出,热处理对乳清蛋白影响较大,在45~55℃蛋白质含量最高。乳清蛋白是热敏感蛋白,75℃以下β-乳球蛋白和α-乳白蛋白的变性率较小,几乎无损失,在75℃后随着加热温度的升高变性率也随之升高,并且β-乳球蛋白的变性要比α-乳白蛋白迅速[12]。当温度超过50℃时,乳清蛋白的含量有下降趋势,部分乳清蛋白变性,故温度不能超过55℃。由图9可以看出,温度为45~55℃范围时,脂肪含量最低。当温度超过50℃时,脂肪含量有上升趋势,可能是已沉淀的脂肪发生了解体。由图10可以看出,温度越高,乳清的浊度越小。随着温度的升高,分子热运动加剧,一方面有利于酪蛋白颗粒和脂肪球的碰撞,另一方面有利于CaPO的去除。但考虑到乳清蛋白的变性和脂肪的解体,温度应控制在45~55℃更为适宜。

2.4正交试验结果与分析由数据分析可知:以蛋白质含量为考察指标,要求值越高越好,最优水平是A3B1C1,各因素对蛋白含量变化的影响主次顺序为C>A>B,即温度>pH值>CaCl2添加量;以脂肪含量为考察指标,要求值越低越好,最优水平是A3B1C3,各因素对脂肪含量变化的影响主次顺序为A>C>B,即pH值>温度>CaCl2添加量;以透光率为考察指标,值越低越好,最优水平是A3B2C3,各因素对透光率变化的影响主次顺序为C>B>A,即温度>CaCl2添加量>pH值。综合考虑各因素,选取的最优组合为A3B2C3,即pH7.5、1mol/LCaCl2添加量14mL/L、水浴温度55℃。

2.5验证试验结果与分析由表5分析可得,干酪乳清经澄清后蛋白质损失率为6.3%,脂肪去除率为76.5%,浊度显著降低。

3结论

用絮凝离心法、微滤法、絮凝微滤法3种方法澄清干酪乳清,以蛋白质含量、脂肪含量、浊度为考察指标,综合考虑各方面因素,采用絮凝离心法最佳。通过正交试验设计,确立了澄清工艺最佳参数为:pH为7.5,1mol/L的CaCl2添加量为14mL/L,55℃水浴搅拌15min。在最佳澄清工艺条件下,乳清中蛋白质含量为0.599%,脂肪含量为0.117%,浊度为9.65NTU。在最佳澄清工艺条件下进行验证试验,蛋白质损失率为6.3%,脂肪去除率为76.5%,浊度显著降低。

作者:杨雪阿布力米提·伊力热合满·艾拉单位:新疆农业大学食品科学与药学学院中国科学院新疆理化技术研究所

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