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葛粉奶糊的制备研究



全 文 :农产品加工 2014 年第 12 期
摘要:葛粉有特定的理化特性可以增强奶糊的口感,工业化生产条件不足。通过配方优化,利用卡拉胶及刺槐豆胶
提高产品的持水性,减少触变性,并且利用合理的加工工艺,制作品质优良的葛粉奶糊。
关键词:葛粉;奶糊;配方;工艺
中图分类号:TS201 文献标志码:A doi:10.3969/jissn.1671-9646(X).2014.12.008
Preparation Research of Puerarise Starch Milk Paste
CHEN Bo-tao1,LU Jian-xian2,*ZHANG You-sheng3
(1. Guangzhou Fengxing Dairy Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong 510510,China;2. Zhaoqing Supply and Marketing
Cooperatives,Zhaoqing,Guangdong 526070,China;3. The Sericulture & Farm Produce Processing Research Institute,
Guangdong Academy of Agriculture Science,Guangzhou,Guangdong 510610,China)
Abstract:Puerarise starch with specific physicochemical properties can enhance milk taste, the industrialized production
conditions. Through the formulation optimization,product water holding capacity is improved and thixotropy is decreased by
carrageenan and locust bean gum. By the use of reasonable processing technology,kudzu powder milk paste of good quality is
made.
Key words:puerarise starch;milk paste;farmula;technology
收稿日期:2014-08-22
作者简介:陈泊韬(1981— ),男,硕士,研究方向为食品科学与工程。
*通讯作者:张友胜(1965— ),男,研究员,研究方向为农产品加工。
粉葛是葛根的一种,以其粉质多、纤维细小、
无渣、清甜质爽而著称。粉葛含人体必需的 13 种氨
基酸及铁、钙、硒、锗等微量元素,还含有黄豆苷
元、葛根素等异黄酮物质,具有清心明目、扩张血
管、降血压、抗癌等作用[1]。研究和开发粉葛,具有
广阔的国内外市场前景。
糖水甜品是广东一种小吃的总称,种类十分多
样,豆类的有红豆沙、绿豆沙;糊类的有芝麻糊、
杏仁糊、花生糊、核桃糊;药材类的有百合糖水、
莲子糖水;牛奶类的有窝蛋奶、姜撞奶、双皮奶。
糖水甜品的销售市场很广,近几年国内大型饮料企
业推出冰糖雪梨、酸梅汤及马蹄甘蔗等糖水系列的
饮料,而且深受消费者喜爱。
因此,运用新的食品加工工艺制成广东特色甜
品有着重要意义。牛奶营养价值丰富、风味独特,
是甜品中主要的原料。葛粉是从粉葛中提取的天然
食材,主要以淀粉为主,含有对人体有益的功能性
成分。葛粉具有糊化温度低、淀粉糊透明度高、黏
性好、稳定性强等特点,可以提升甜品口感[2]。葛粉
运用在食品工业化生产中较少,因此需要进行深入
的研究。
1 材料及方法
1.1 材料
葛粉,广东省肇庆砚洲产品;鲜奶,广州风行
牛奶有限公司提供,理化指标及卫生指标符合国家
标准;白砂糖,市售。
刺槐豆胶、卡拉胶,杜邦丹尼斯克公司产品。
广州风行优质鲜奶:蛋白质质量百分含量≥
2.95%,脂肪质量百分含量≥3.25%,非脂乳固体质
量百分含量≥8.3%,滴定酸度为 12~16 °T,密度
1.028 5 g/mL,无农药残留,无重金属,无抗生素。
1.2 检验仪器及设备
APV型高压均质机、小型离心机、美国 BROOK
FIELD DV-Ⅲ+型流变仪、美国 BROOK FIELD黏度计。
1.3 加工工艺
精选优质葛粉、新鲜牛乳、白砂糖、刺槐豆胶及卡拉胶→
乳化溶解物料→过滤→均质→消毒灭菌→冷却→包装→成品。
葛粉奶糊的制备研究
陈泊韬 1,卢剑娴 2,*张友胜 3
(1. 广州风行牛奶有限公司,广东 广州 510510;2. 肇庆市鼎湖区供销合作联社,广东 肇庆 526070;
3. 广东省农业科学院 蚕业与农产品加工研究所,广东 广州 510610)
文章编号:1671-9646(2014) 12a-0024-04
第 12 期(总第 373 期) 农产品加工 No.12
2014 年 12月 Farm Products Processing Dec.
2014 年第 12 期
表 2 葛粉奶糊配方优化正交试验结果与分析
试验号 A葛粉∶牛奶 B卡拉胶/%
C刺槐豆胶
/%
感官评分
/分
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1(5∶80)
1
1
2(3∶80)
2
2
3(2∶80)
3
3
1(0.5)
2(0.3)
3(0.1)
1
2
3
1
2
3
3(0.1)
1(0.3)
2(0.2)
2
3
1
1
3
2
85
95
90
85
90
85
85
80
85
R 6.67 3.33 3.33
K1
K1
K3
90.00
86.67
83.33
85.00
88.33
86.67
88.33
86.67
85.00
1.4 感官评价
根据葛粉奶糊的组织状态、口感、风味进行评
价,选 20位有经验的品评员进行评判,取平均值。
葛粉牛奶羹感官评分标准见表 1。
1.5 分析方法
1.5.1 持水分析
持水力的测定,称取一定量冷却后的酸奶样品,
在 10 ℃下以 4 800 r/min转速离心 30 min 后,倾去
上清液,使离心管保持倒置状态 10 min,之后立即
测定剩余物体的质量,持水力即为剩余质量占原有
质量的百分比[3]。
1.5.2 流变性质分析
在 4 ℃条件下,检测样品剪切应力随剪切速率
变化的情况。首先转子的剪切率由 0 线性升高至
300 r/min,每 2 s 采集 1 个数据,采集的数据点为
30个;到达 300 r/min 后再线性降速到 0,每 2 s采
集 1个数据,采集的数据点为 30个。
1.5.3 不同温度黏度检测
通过水浴加热并将样品分别从 5 ℃升温到 70 ℃,
每升高 5 ℃保持在恒温的状态下检测产品的黏度。
2 结果与分析
2.1 葛粉持水性分析
产品的持水性与产品的货架日期有关,也是产
品质构的基础。乳制品是水油两相的产品,对于稳
定性的要求更高,水作为乳制品当中主要的成分,其
分布及稳定性会影响产品最终口感。首先分析产品的
持水性,将更加直观及快捷得到产品质构的概况。
首先确定基础配方,鲜牛奶 80%,白砂糖 5%,
葛粉添加量 3%~5%。葛根淀粉与其他淀粉相比,凝
胶力学性能的比较具有良好的力学性能、凝胶强度
和凝胶弹性好等特点,是制备淀粉凝胶类产品理想
的食品配料[4]。葛粉添加量过大,成本高,而且食用
时糊口;添加量少,则无法提升产品的口感。当白
砂糖含量增加,葛粉的起糊温度、峰值黏度随白砂
糖浓度增加而有所增加,而其热稳定性、冷稳定性
均降低,凝沉性增强[5]。作为产品设计白砂糖添加量
5%为相对合理的产品甜度。因此,葛粉添加量为
3%~5%。
葛粉、卡拉胶及刺槐豆胶的持水性见图 1。
由图 1可知,奶糊中添加单一的葛粉(3%~5%)
对于产品的持水性较差,40%的水分析出。
κ型及 ι型卡拉胶是一种亲水胶体,适合在甜品
中使用,κ 型及 ι 型复配卡拉胶与其他胶体复配使
用,可以赋予甜品多样的质地和口感。复配型卡拉
胶溶解后与牛奶中的酪蛋白离子表面结合,形成螺
旋体相连接的网络结构,固定牛奶中的酪蛋白,阻
止体现相的分离 [5]。卡拉胶添加量一般为 0.1%~
0.5%,根据口感需求进行调整。葛粉奶糊在添加卡
拉胶后,产品整体持水性能有了较好的改善,持水
率可以达到 80%。另一方面,原葛粉在 4~6 ℃冷藏
的条件下,葛粉的抗冻性较差,刺槐豆胶一般运用
在冰激凌当中,添加适量的刺槐豆胶将有助于改善
葛粉的缺陷。葛粉奶糊在添加刺槐豆胶后持水性为
75%;葛粉奶糊中添加卡拉胶及刺槐豆胶后产品的持
水性更好,达到 90%。
2.2 葛粉奶糊的配方优化
通过持水性分析,葛粉中添加刺槐豆胶及卡拉
胶而制成的葛粉牛奶羹可保持产品的质构及品质,
提高产品稳定性。卡拉胶添加量为0.1%,0.3%,0.5%;
刺槐豆胶的添加量为 0.1%,0.2%,0.3%;葛粉与鲜
牛奶的比例为 2∶80,3∶80,5∶80。采用 L9(34)正
交试验,找出最佳的配比。
葛粉奶糊配方优化正交试验结果与分析见表 2。
表 1 葛粉牛奶羹感官评分标准
评分项目 评分标准 得分 /分
组织状态
(满分 20 分)
均匀光滑
不均匀块状
析水粗糙
20
15
10
口感
(满分 40 分)
口感饱满、顺滑
口感不够饱满,有沙粒感
粗糙、弹性差
40
30
20
风味
(满分 40 分)
奶香味浓郁
奶香味较淡
有异杂味
40
30
20
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0



/%
葛粉、卡拉胶葛粉 葛粉、刺槐豆胶 葛粉、刺槐豆胶、卡拉胶
图 1 葛粉、卡拉胶及刺槐豆胶的持水性
陈泊韬,等:葛粉奶糊的制备研究 25· ·
农产品加工 2014 年第 12 期
由表 2可知,葛粉与牛奶的比例为 5∶80,卡拉
胶为 0.5%及刺槐豆胶为 0.1%时,葛粉奶糊的口感最
佳。葛粉奶糊中,葛粉对奶糊的口感影响最大。
2.3 葛粉奶糊的流变特性
通过配方优化得出最佳口感的产品配方,同时
在 4 ℃的条件下,分析在相同条件下不同葛粉添加
量产品的触变性,以便有助于分析产品的的抗剪切
性及对产品口感的贡献。
葛粉奶糊 (葛粉添加量为 2%) 触变性曲线见
图 2,葛粉奶糊(葛粉添加量为 3%) 触变性曲线见
图 3,葛粉奶糊(葛粉添加量为 5%) 触变性曲线见
图 4。
由图 2 可知,葛粉添加量为 2%的奶糊,触变
性更强,上升曲线与下降曲线形成的触变环面积为
2 340 N/(s·m2)。
由图 3可知,葛粉添加量为 3%的奶糊,随着转
子转速的增加,剪切应力相应增加;随着转子的转
速降低,剪切应力减少。上升曲线与下降曲线形成
的触变环,面积为 1 788.3 N/(s·m2)。
由图 4可知,随着剪切速率的增加,酸奶剪切应
力增加趋势接近直线,升速和降速的曲线组成的触变
环面积为 716 N/(s·m2)。
葛粉添加量不同的 3 种奶糊都有触变环形成,
说明 3 种葛粉奶糊都是黏性和触变性流体[6-7]。随着
葛粉添加量增加,产品的触变性越小。在触变性试
验中得到的滞后环,其面积的大小可以代表样品触
变性的情况,面积越大说明此样品的结构恢复速度
越慢,越小则恢复速度越快。触变性对口感有着重
要的贡献,触变性越小口感越好。另一方面,触变
性越小,产品在搅拌及其他机械作用力的影响下黏
度损失越少,恢复的速度越快。因为粉葛淀粉具有
的低崩解值和高回复值,反映出在高含量的直链淀
粉作用下,其淀粉分子重结晶的程度较大[8]。葛粉低
崩解值证明产品热稳定性高,淀粉分子重结晶的程度
较大表面葛粉的恢复性强及凝胶性好。因此,葛粉优
良的理化特性在奶糊中的应用有着良好的表现。
2.4 葛粉奶糊加工工艺要点的研究
葛粉奶糊在不同温度下的黏度曲线见图 5。
通过配方的优化及产品特性的分析,基本了解
葛粉奶糊的理化特性,为实现工业化生产需要结合
工艺及设备进行深入研究。由图 5 可知,葛粉奶糊
在高于 10 ℃下,产品黏度呈直线下降趋势,在高于
40 ℃下产品呈液态。因此,在生产过程中物料温度
应该保持在 40 ℃以上,温度过低产品黏度增加,容
易造成物料的损耗加大。温度升高后,物料降温黏
度提升,但是物料的黏度比原来升温时同样温度下
的黏度要低。
2.4.1 物料溶解
葛粉中的淀粉糊化温度为 75 ℃[9]。因此,先将
产品中需要的牛奶加热至 80±2 ℃,然后将所需的
物料加入乳化缸中溶解,时间为 10 min。
2.4.2 物料均质
物料均质温度为 60~70 ℃,均质压力为 14 MPa。
图 5 葛粉奶糊在不同温度下的黏度曲线
图 2 葛粉奶糊(葛粉添加量为 2%) 触变性曲线
140
120
100
80
60
40
20
0




/N
·
m
-2
-升速; -降速◆ ■
剪切速率 / s-1
0 50 100 150 200

■■
■■■■

■■
■■


■■



◆ ◆
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆
图 3 葛粉奶糊(葛粉添加量为 3%) 触变性曲线
图 4 葛粉奶糊(葛粉添加量为 5%) 触变性曲线
140
120
100
80
60
40
20
0




/N
·
m
-2
-升速; -降速◆ ■
剪切速率 / s-1
0 50 100 150 200

■■■
■■■■■■■









◆ ◆
◆ ◆
◆ ◆ ◆
◆ ◆ ◆
140
120
100
80
60
40
20
0




/N
·
m
-2
-升速; -降速◆ ■
剪切速率 / s-1
0 50 100 150 200

■■
■■
■■

■■
■■■ ◆
◆ ◆

◆ ◆
◆ ◆
◆ ◆

■■■
◆◆◆
4 000
3 500
3 000
2 500
2 000
1 500
1 000
500
0


/c
p
-升温; -降温◆ ■
温度 θ /℃
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

■■■



■■


◆ ◆


◆ ◆ ◆ ◆
26· ·
2014 年第 12 期
物料均质压力不宜过高,压力过高物料中的淀粉分
子结构会被破坏,影响产品最终的质构造。
2.4.3 灭菌温度及方式
为了保持产品的稳定性,配方中添加卡拉胶,
卡拉胶与酪蛋白中的离子表面结合形成网状结构,
起到保水的效果。参照酸奶的工艺,为了使得酪蛋
白变性,灭菌温度为 95 ℃,时间为 5 min。酪蛋白
变性后,更多的离子接触面将暴露出来,可以与卡
拉胶结合形成更稳定的结构。
2.4.4 冷却恢复黏度
降温后产品需要快速冷却至 10 ℃以下,提升产
品黏度。为了保持产品口感及黏度,产品在降温过
程中需要通过特制的冷却板片及过 80 目的过冷管
道,产品降温的同时使得细化物料形成凝胶,产生
稠厚细腻的口感。
3 结论
葛粉富含人体有益的成分,葛粉作为奶糊的原
料可以增加产品口感及黏稠度,但是产品难以实现
工业化生产而且保质期短。葛粉奶糊在 4~6 ℃时,
在离心的状态下容易出现水析现象[10]。通过添加卡拉
胶及刺槐豆胶增强产品的保水性及优化了产品口感。
葛粉在改善产品质构上有着明显的效果,可以减少
产品的触变性,产品的黏度随着温度的升高而降低。
产品温度在高于 40 ℃的条件下,流动性好,因
此工业化生产中物料必须保持在 40 ℃,从而减少产
品物料黏度的损失。产品的工艺还需要进一步优化,
细化每一个工艺步骤,并且分析不同工艺参数产品
的口感及组织状态,从而为更好地实现工业化生产
做准备。
通过对奶糊基础配方的初探,产品基本适合工
业化生产,可以进行产品的扩展,例如核桃糊、芝
麻糊等,丰富产品系列。
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陈泊韬,等:葛粉奶糊的制备研究
3 结论
以魔芋精粉和山楂为原料,加入白砂糖、卡拉
胶、黄原胶和氯化钾等,制做出风味独特、色泽美
观、酸甜可口、营养价值丰富,并具有保健功效的
山楂魔芋复合果冻,为山楂和魔芋的深加工以及保
健食品的开发开辟了新途径。结果表明,山楂魔芋
复合果冻的最佳配方为魔芋精粉 0.5%,山楂汁
50%,卡拉胶 0.2%,氯化钾 0.025%,白砂糖 8%。
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