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常温贮藏燕麦干酪食品的研发

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摘要:研究开发了常温贮藏燕麦干酪食品,利用 SAS 软件 Box-Behnken 对产品关键工艺参数进行了优化设计。常温贮藏燕麦干酪食品的最佳配方为: 选择 1 个月快速成熟切达干酪和 Mozzarella 干酪( 按照 1∶2 配比) 共 100g,加入 11.46%燕麦,1.2%NaCl、2.27%乳化盐( 柠檬酸钠) ,大豆分离蛋白添加量为3.76% ,45% 纯净水,融化温度 86℃ ,保温搅拌 8 min。同时,燕麦干酪食品在 90 天的理化、微生物指标,测项目均符合国标要求。

常温贮藏干酪是经灭菌处理后的再制干酪( 也称杀菌融化干酪) ,对于不同灭菌方式及贮藏方法对再制干酪的质构、色泽、微生物等指标的影响,国外仅有几篇文献报道过,且在这方面的研究相对较少。张丽萍、张建强等人研究乳化盐是干酪食品中添加的重要辅料之一,其对干酪食品品质的影响显著,因此,控制成品中乳化盐的含量十分重要。

燕麦营养丰富,其中水溶性膳食纤维分别是小麦和玉米的4.7 倍和7.7 倍,富含 B 族维生素、VE,燕麦中还含有谷类粮食中缺少的皂苷,此外,燕麦富含不饱和脂肪酸,具有降血糖、调节血脂等功能。本试验以燕麦为辅料结合干酪食品,结合植物蛋白与动物蛋白,充分发挥二者营养特点,再利用燕麦特殊的营养价值,开发出具有谷物型常温干酪食品。

1 试验材料与方法

1.1 试剂与材料

快速成熟的切达干酪( 实验室自制) ; Mozza-rella 干酪( 实验室自制) ; 氯化钠、焦磷酸钠、脱壳燕麦( 均为食品级) ; 琼脂、胰蛋白胨、葡萄糖( 均为生物试剂) ; 戊二醛、叔丁醇( 均为分析纯) 。

1.2 仪器与设备

CR-410 型色差仪( 日本柯尼卡美能达) ; E-201-C 型精密 pH 计( 上海精密科学仪器有限公司) ; 电冰箱( Haier 公司) ; SPH-250 型生化培养箱( 上海森信实验仪器有限公司) ; DZ-4002D 型真空包装机 ( 北京余特包装机械有限公司) ;YHW-1102 型干燥箱恒温鼓风干燥箱( 上海精一恒科技有限公司) ; LDZX-75KBS 型立式压力蒸汽灭菌器( 上海申安医疗器械厂) 。

1.3 试验方法

1.3.1 感官评定

通过肉眼观察,观察产品的色泽、组织状态的细腻性、光滑性、是否出现油脂析出等。通过感官评分初步确定常温贮藏干酪食品室温下发生的一些变化,既而评定消费者对常温贮藏再制干酪的接受度。

采用 10 分制评定常温贮藏干酪食品的食品质量,选取 10 名专业人员,分别从干酪外观、质地、气味、滋味等方面对常温贮藏干酪食品进行感官评定,通过求加权平均值得出感官评定结果。

1.3.2 谷物型常温贮藏干酪食品工艺流程

( 1) 工艺流程。

(2) 操作步骤及工艺参数。原辅料配比: 分别取原辅料: 选择 1 个月快速成熟切达干酪和Mozzarella 干酪( 按照 1∶ 2 配比) 共 100g,切成 1cm左右的小块,加入 12% 燕麦,1.2% NaCl、2.0% 乳化盐( 柠檬酸钠) ,大豆分离蛋白添加量为 3%,45% 纯净水,融化锅内搅拌 3min 待用。褐变抑制剂添加量: VE: 0.15g/kg、柠檬酸: 7.17 g/kg、半胱氨酸( L-Cys) : 1.78g/kg。加热融化、乳化: 将步骤 1 中原料辅料在水浴上搅拌加热到 85℃,然后保持 85℃ 保温搅拌 8min; 冷却包装: 将步骤 2中的融化干酪,置于 4℃冷却 24h,然后真空包装;二次高温灭菌: 将步骤 3 中的融化干酪置于灭菌釜中,进行灭菌试验; 冷却: 将步骤 4 中的常温贮藏干酪食品按要求冷却至室温。

1.3.3 高温灭菌工艺优化试验

( 1) 单因素试验。燕麦添加量对成品品质的影响。添 加 量 分 别 为 8%、10%、12%、14%、16% ,其他条件不变,采用 1.3.2 工艺及参数,感官评定为指标,对产品进行感官评价; 乳化盐加量对成品品质的影响。添加量分别为1.0% 、1.5% 、2.0% 、2.5% 、3.0% ,其他条件不变,采用 1.3.2 工艺及参数,感官评定为指标,对产品进行感官评价; 大豆分离蛋白添加量对成品品质的影响。添加量分别为 1%、2%、3% 、4% 、5% ,其他条件不变,采用 1.3.2 工艺及参数,感官评定为指标,对产品进行感官评价; 融化温度对成品品质的影响。温度分别为75℃ 、80℃ 、85℃ 、90℃ 、95℃ ,其他条件不变,采用21.3.2工艺及参数,感官评定为指标,对产品进行感官评价。

( 2) 中心组合设计优化燕麦干酪食品配方。

燕麦添加量( X1) 、乳化盐添加量( X2) 、大豆分离蛋白添加量( X3) 、融化温度( X4) 这 4 个因素添加量运用中心组合试验设计来优化谷物型干酪食品的配方。

1.4 数据处理

各指标值测定均重复 3 次( n = 3) ,用 SAS9.0软件进行组合优化分析,DPS 软件进行 Dun-can’s 新复极差分析。

2 试验结果与分析

2.1 燕麦添加量对常温贮藏干酪食品品质的影响

随着燕麦添加量的增加,其产品感官评分值先增高后下降,当添加量达到 11%时,感官评分达到最大值,产品品质最佳; 当继续添加时,燕麦粒较多,产品口感不细腻,造成干酪食品质构下降,影响干酪食品整体品质。因此选择 11%范围进行后续优化。

2.2 乳化盐添加量对常温贮藏干酪食品品质的影响

随着乳化盐添加量增加,所制得的干酪的产品感官评分值呈先增大后降低的趋势。试验研究表明,低于 2.0% 时,产品乳化性不好,质地不细腻。当乳化盐的添加量大于 2.0%时,产品口味开始下降,乳化盐口味渐浓,说明乳化盐过量。

2.3 大豆分离蛋白添加量对常温贮藏干酪食品品质的影响

随着大豆分离蛋白添加量的增加,干酪食品的感官分值呈现先增后减的趋势,当添加剂量在 3.0%时,产品感官评分达到最大值,大豆分离蛋白具有良好的持油持水性,添加剂量低,产品油析性与组织状态较差,当添加剂量过多时,产品质地和口感变差,影响干酪食品的风味。因此后序考察中,选择 2.0%、3.0%、4.0% 进行进一步优化。

2.4 融化温度对常温贮藏干酪食品品质的影响

随着融化温度增加,所制得的干酪的产品感官评分值呈先增大后降低的趋势。融化温度为 85℃和 90℃时产品感官分值差异不显著( P >0.05) ,试验研究表明,融化温度为 85℃和90℃ 时产品品质最好。当融化温度为 75℃ 时产品品质得分极差,产品得分为 5 ±0.3。当融化温度为 95℃时,产品品质也极差。

2.5 工艺优化结果

2.5.1 试验模型的建立与分析

采用四因素五水平二次回归正交旋转组合法,X1燕麦添加量、X2乳化盐添加量、X3大豆分离蛋白添加量以及 X4融化温度对干酪综合评分的影响。通过 SAS 9.1 软件对试验数据进行二次多项回归拟合,获得燕麦添加量、乳化盐添加量、大豆分离蛋白添加量和融化温度对干酪综合评分的二次多项式初步回归方程为:

Y = 8.946667 - 0.466667X1 1.4125X2 0.6325X3 0.44X4- 0.79X21 0.1325X1X2- 0.21 X1X3 0.0525 X1X4- 0.63125X22 0.4225X2X3-0.0025 X2X4- 0.96125X23 0.42X3X4-0.7475X24。

2.5.2 主模型的失拟性检验和显著性检验

模型的 P 值 <0.0001,表明该模型显著,X1X2、X1X3、X1X4、X2X4、X3X4不同处理间的差异显著; 失拟项 P =0.181565,说明不显著,证明模型的拟合度良好。模型的调整确定系数为 0.9169,说明该模型能解释 96.15% 响应值的变化,因而该模型拟合程度较好,因此该模型合适对燕麦干酪食品品质特性的变化进行分析,试验相对误差较小。

2.5.3 回归系数的显著性检验

四个一次项系数绝对值大小依次为 X4> X1> X2= X3,说明融化温度、燕麦添加量对干酪品质的影响最大,乳化盐次之。对各回归系数进行 t 检验,燕麦添加量、乳化盐添加量、大豆分离蛋白添加量和融化温度一次项及二次项对干酪品质影响显著。

为了得到某两个因素同时对干酪品质的影响,采用降维分析方法,观察在其它因素条件固定不变情况下,某两个因素对感官评分的影响,即乳化盐添加量与大豆分离蛋白添加量交互作用、大豆蛋白添加量与融化温度交互作用对干酪品质影响显著。根据多元回归方程作出的响应曲面图,对这些因素中交互项之间的交互效应进行分析。当 X2与 X3处于高编码值时,二者交互作用显著,Y 值处于较高水平; 随着 X1与 X2编码值的增加,响应值呈现先增大后降低的趋势。同样,从 X3与 X4的交互图可以看出,当 X3与 X4处于高编码值时,二者交互作用显著,Y 值处于较高水平,随着 X1与 X2编码值的增加,响应值也呈现先增加后降低的趋势。

所有响应曲面图均开口向下、凸面,可以看出响应值的大小会随着自变量的大小而改变,而且增减幅度也不一样。比较 2 组响应曲面图及数据可知,X2对影响最为显著,其次是 X3,即焦磷酸钠对干酪品质的影响最为显著,表现为曲线陡度较大。另外,由图得该模型在试验范围内存在最大稳定区域,且稳定点是最佳值。

2.5.4 响应面优化结果与验证

应用 SAS 9.1 软件分析模型给出最佳添加量及干酪品质。求解方程极值得到预测最优配方为: 燕麦添加量 X1( w/w) =11.46%,乳化盐添加量 X2( w/w) = 2.268%,大豆分离蛋白添加量 X3( w/w) = 3.76%,融化温度 X4= 86℃ ,预测最大评分为 9.9283。

2.6 产品指标检测结果

理化指标、微生物指标均符合 GB 25192—2010 国家标准。