稳定剂对酸豆乳质构特性的影响

崔蕊静 侍朋宝 康维民

(河北科技师范学院食品科技学院，秦皇岛 066004)

稳定剂对酸豆乳质构特性的影响

崔蕊静 侍朋宝 康维民

(河北科技师范学院食品科技学院，秦皇岛 066004)

为了提高凝固型酸豆乳的质构特性，改善发酵豆乳自身的缺陷，研究了明胶、羧甲基纤维素钠(CMC)、卡拉胶对酸豆乳质构的影响。在单因素的基础上，采用{3,2}单纯形格子设计法对明胶、CMC、卡拉胶3种稳定剂进行复配试验，通过检测其硬度、黏度、持水率等，获得较好的稳定剂配比。结果表明，稳定剂添加总量为0.4%，其中明胶、CMC和卡拉胶的质量比为1∶0.75∶1.36时，可使酸豆乳的质构改良。

酸豆乳 稳定剂 复配 质构特性

酸豆乳是以大豆为原料，乳酸菌为发酵剂制成的一种植物性高蛋白食品[1]。乳酸菌不仅能破坏大豆中的抗营养因子，又能提高大豆蛋白质的消化率，具有低脂、低热量、易吸收的特点[2-3]。但豆乳发酵常出现组织较脆、乳清析出多、口感粗糙等缺陷，直接影响外观和货架期。而在生产中，为了提高制品的稳定性及口感，保证产品的品质，需添加适量的稳定剂，不仅可以增加产品稳定性，还可改善其质构[4]。因此，本试验选用明胶、CMC和卡拉胶3种稳定剂，在单因素的基础上采用{3,2}单纯形格子设计法，以硬度、黏度、持水率等为评价指标，对3种稳定剂进行复配试验．以期获得最优的复配稳定剂配比，从而改善酸豆乳的质构特性[5-6]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆：市售；稳定剂：明胶、卡拉胶、黄原胶、羧甲基纤维素钠均为食品级；乳化剂：单甘脂、脂肪酸蔗糖酯均为食品级；保加利亚乳杆菌Lb(Lactobacillusbulgaricus)和嗜热链球菌St(Streptococcusthermophilus)冻干粉：中国工业微生物菌种保藏中心。

1.2 仪器与设备

TMS-Pro质构仪：美国FTC TMS-PRO；TGL-20B高速离心机：上海安亭科学仪器厂；DM-280型自分渣磨浆机：河北铁狮磨浆机机械有限公司；胶体磨：沈阳联华机械厂；LRH-150B型生化培养箱：广东省医疗器械厂。

1.3 工艺流程[7]

试验点X1Z1X2Z2X3Z3110．00500．00300．002200．00310．00510．004300．00300．00310．00441/20．0041/20．00400．00251/20．00400．0031/20．003600．0031/20．0041/20．003

1.4 操作要点

选择无霉变、无虫害、杂质少、颗粒均匀的大豆，清洗后浸泡于3倍的水中12 h，使大豆软化，表皮膨胀至平滑，手搓能去皮为好。将大豆加热至90 ℃以上，加10倍水磨浆2次，再将定量甜味剂、乳化剂及各种稳定剂溶解后加入，调配后加热至85 ℃杀菌30 min，25 MPa压力下均质两次，冷却至43 ℃。接种3%等比混合的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌于豆乳中，43 ℃发酵6 h。发酵产品放入4 ℃冰箱中后熟[8-9]。

1.5 稳定剂添加单因素试验

1.5.1 CMC添加量对酸豆奶质构的影响

豆水质量比1∶10的豆乳，接种乳酸菌3%,添加葡萄糖3%、蔗糖4%，单甘酯0.1%，蔗糖酯0.1%，CMC添加量分别为0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，43 ℃发酵6 h。测产品的硬度、黏度、持水率等指标。

1.5.2 明胶添加量对酸豆奶质构的影响

试验条件按1.5.1，明胶的添加量分别为0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。

1.5.3 卡拉胶添加量对酸豆奶质构的影响

试验条件按1.5.1，卡拉胶的添加量分别为0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。

1.6 稳定剂添加复配试验

1.6.1 复配稳定剂单纯形格子设计

单因素试验的基础上，采用{3，2}单纯形格子设计，测定其硬度、黏度、持水性，以三者得到的综合指标为指标值，采用Excel对试验所得回归方程组求解最大值，从而确定3种稳定剂的最适添加比例[10]，具体试验方案如表1所示。

表1 {3，2}单纯形格子设计

1.6.2 复配稳定剂使用量确定

对采用单纯型格子设计优化所得的明胶、CMC、卡拉胶复配稳定剂的配比进行添加量的确定试验。选择添加量分别为0.0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，从而确定在生产中，复配稳定剂添加总量。

1.7 指标测定方法

1.7.1 硬度及黏度的测定[11-13]

发酵酸豆乳在质构仪上采用挤压变形实验反映凝胶机械性能的变化，采用TMS-50 mm圆盘挤压探头，测定速度为1.0 mm/s，测前速度为2.0 mm/s，返回速率为2.0 mm/s，测试距离60 mm，形变率为30%，中间停留时间为2 s，第一压缩过程中的最大峰值为硬度,以第一压缩后探头回撤时负数峰值下的面积为黏度。做3次平行试验。

1.7.2 持水性的测定[14]

吸取m0g的样品放入离心管中,以4 000 r/min的速度离心20 min,静置1 min之后除去上清液，测残余物的质量mg，则酸豆乳持水率为：

持水率/%=(m/m0)×100

1.8 数据处理

使用DPS软件,对添加不同稳定剂样品的质地等差异进行统计分析，对均值进行F检验，在P<0.05的水平上对偏差采用LSD法多重比较。

2 结果与分析

2.1 CMC添加量对酸豆乳质构特性的影响

图1结果表明，随CMC用量的增加，酸豆乳硬度呈上升趋势，当添加量为0.4%(A5)硬度最高，超过0.4%硬度反而呈下降趋势，可能因为CMC的添加量过大，物料黏性过大而影响乳酸菌正常的发酵。不同处理进行方差分析结果，F=34.99>F0.01=5.06，说明CMC用量对产品硬度有极显著影响。处理间P=0<α=0.01，多重比较结果，在α=0.05水平上，A5与其余处理间差异显著，在α=0.01水平上，A5除与A6间差异不显著外，与其余处理间差异极显著。

图1 CMC添加量对酸豆乳硬度的影响

图2结果表明，CMC对酸豆乳黏度的影响呈现缓慢的上升趋势，当添加量为0.5%(A6)时黏度最大。不同处理进行方差分析结果，F=40.52>F0.01=5.06，说明CMC用量对酸豆乳黏度有极显著影响；处理间P=0<α=0.01，多重比较结果，在α=0.05水平上，A6与其余处理间差异显著，α=0.01水平上，A6与其余处理间差异极显著。

图2 CMC添加量对酸豆乳粘度的影响

图3结果表明，CMC添加量为0.1%～0.4%时，酸豆乳的持水率随添加量的增大而增大，超过0.4%(A5)随添加量的增大反而呈下降的趋势，这是因为CMC的添加量过大，物料黏性过大而影响乳酸菌正常的发酵。不同处理进行方差分析结果，F=9.65>F0.01=5.06，说明CMC用量对酸豆乳持水率有极显著影响；处理间P=0<α=0.01，多重比较结果，在α=0.05水平上，A5除与A6差异不显著外，与其余处理间差异显著，A6除与A4差异不显著外，A6与其余处理间差异显著，α=0.01水平上，A5除与A6间差异极不显著外，与其余处理间差异极显著。

图3 CMC添加量对酸豆乳持水率的影响

综合分析，CMC添加量为0.4%(A5)时，对凝固型酸豆乳的质构有显著性影响。因此，选择CMC添加量为0.4%的前后区间作为CMC添加量的上、下限，即添加量的下限为0.3%，上限为0.5%作为单纯形格子设计实验的添加范围。

2.2 明胶添加量对酸豆乳质构特性的影响

图4结果表明，随明胶用量的增加，酸豆乳的硬度先呈上升趋势，后呈下降趋势，当添加量为0.3%时，酸豆乳的硬度达到最大值。不同处理进行方差分析结果，F=1.07α=0.01，不必进行多重比较。

图4 明胶对酸豆乳硬度的影响

图5结果表明，随明胶用量的增加，酸豆乳的黏度呈先上升后下降的趋势。不同处理进行方差分析结果，F=657.61>F0.01=5.06，说明明胶用量对酸豆乳黏度有极显著影响；处理间P=0<α=0.01，应进行多重比较。在α=0.05水平上，A5(添加量0.4%)与其余处理间差异显著，在α=0.01水平上，A5与其余处理间差异极显著。因此，明胶添加量为0.4%(A5)时黏度较高。

图5 明胶添加量对酸豆乳粘度的影响

图6结果表明，随明胶用量的增加，酸豆乳的持水率呈缓慢上升趋势，当添加量为0.4%时，酸豆乳的持水率最高。不同处理进行方差分析结果，F=17.93>F0.01=5.06，说明明胶用量对酸豆乳持水率有极显著影响；处理间P=0<α=0.01，应进行多重比较。在α=0.05水平上，A5(添加量0.4%)与其余处理间差异显著，在α=0.01水平上，A5除与A6差异不显著外，与其余处理间差异极显著。因此，明胶添加量为0.4%(A5)时黏度较高。

图6 明胶添加量对酸豆乳持水率的影响

综合分析，选择明胶添加量为0.4%的前后区间作为明胶添加量的上、下限，即添加量的下限为0.3%、上限为0.5%作为单纯形格子设计试验的添加范围。

2.3 卡拉胶添加量对酸豆乳质构特性的影响

图7～图9结果表明，随卡拉胶用量的增加，酸豆乳的硬度、黏度和持水率均呈先上升后下降的趋势。当添加量为0.3%时，酸豆乳的硬度达到最大值，不同处理进行方差分析结果，F=70.44>F0.01，说明卡拉胶用量对酸豆乳硬度有极显著影响；处理间P=0<α=0.01，在α=0.05水平上，A4(添加量0.3%)与其余处理间差异显著，在α=0.01水平上，A4与其余处理间差异极显著。因此，卡拉胶添加量为0.3%(A4)时硬度较高。酸豆乳的黏度在卡拉胶添加量为0.4%前后的区间内比较接近，不同处理进行方差分析结果，F0.05F0.01，说明卡拉胶用量对酸豆乳持水率有极显著影响；处理间P=0<α=0.01，在α=0.05水平上，A4(添加量0.3%)与A5差异不显著外，与其余处理间差异显著，在α=0.01水平上，A4除与A5异不显著外与其余处理间差异极显著。

图7 卡拉胶添加量对酸豆乳硬度的影响

图8 卡拉胶添加量对酸豆乳黏度的影响

图9 卡拉胶添加量对酸豆乳持水率的影响

综合分析，选择卡拉胶添加量为0.3%的前后区间作为卡拉胶添加量的上、下限，即添加量的下限为0.2%、上限为0.4%作为单纯形格子设计试验的添加范围。

2.4 稳定剂复配试验

表2 {3,2}单纯形格子设计

注：综合指标=硬度值×35%+黏度值×35%+持水率×30%。

处理表2数据得回归方程系数分别为：

b1=y1=11.69

b2=y2=18.08

b3=y3=14.17

b12=4y12-2y1-2y2=4×14.91-2×11.69-2×18.08)=0.14(代表回归方程X1X2的系数)

b13=4y13-2y1-2y3=4×14.63-2×11.69-2×14.17=6.80(代表回归方程X1X3的系数)

b23=4y23-2y2-2y3=4×16.87-2×18.08-2×14.17=2.98(代表回归方程X2X3的系数)

且X1+X2+X3=1，X1≥0，X2≥0，X3≥0。

采用Excel中“规划求解”对回归方程组求解最大值得：X1=0.42，X2=0.21，X3=0.37时，回归方程取得最大值为18.23。对应3种稳定剂的添加量的配比为1∶0.75∶1.36。

据此进行验证性试验，重复试验3次，得到综合指标的平均值为18.23，与理论值18.83的相对误差约为0.03%，表明回归方程得到的理论值与实际值基本相符，因此明胶、CMC、卡拉胶3种稳定剂复配比为1∶0.75∶1.36。

2.5 复合稳定剂使用量确定试验

图10～图12结果表明，当明胶、CMC、卡拉胶3种稳定剂总添加量为0.4%时，酸豆奶的硬度、黏度、持水率均高于其他浓度和稳定剂单独使用时，且产品的感官指标如色泽均匀一致，有光泽，组织均匀，具有发酵酸豆乳固有的香味，风味纯正，口感细腻滑爽，说明明胶、CMC、卡拉胶复合使用时具有良好的增效性。因此，在实际生产中，复合稳定剂的添加量为0.4%，其中明胶、CMC、卡拉胶的质量比是1∶0.75∶1.36，即三者的实际添加比例为0.193%、0.145%、0.263%。

图10 复配稳定剂用量对酸豆乳硬度的影响

图11 复配稳定剂用量对酸豆乳黏度的影响

图12 复配稳定剂用量对酸豆乳持水率的影响

3 结论

通过对黄原胶、CMC、明胶和卡拉胶对酸豆乳质构特性影响的单因素试验，单独使用CMC和卡拉胶时，产品的硬度较好，黏度一般；单独使用明胶时，产品的黏度较好，硬度一般。通过对黄原胶、CMC、明胶和卡拉胶的复配，可使酸豆乳的质构改良。

采用{3,2}单纯形格子设计进行稳定剂复配，结果表明，明胶、CMC、卡拉胶共同使用时具有增效性，且当三者复配比例为1∶0.75∶1.36，添加总量为0.4%，实际添加量分别为0.193%、0.145%和0.263%时，可使酸豆乳的硬度、黏度及持水性良好。

稳定剂复合使用，能降低单一稳定剂的添加量，不但降低生产成本，且避免酸豆乳发酵过程中因增稠剂添加过多、黏性过大而影响乳酸菌发酵和产品黏口的问题。

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Effect of Stabilizers on Textural Properties of Sour Soybean Milk

Cui Ruijing Shi Pengbao Kang Weimin
(College of Food Science and Technology，Hebei Normal University of Science and Technology，Qinhuangdao 066004)

To improve textural properties of solidified sour soymilk as well as to improve their own shortcomings in water holding capacity, sensory reference index, the sour soymilk has been studied by gelatin, sodium carboxymethyl cellulose (CMC).Carrageenan acid quality of milk and textural analysis has been carried out finally. A single factor adopted based on a {3,2} simplex lattice design method gelatin, CMC, carrageenan complex three stable test agent by detecting its hardness, viscosity, water holding ratio and senses for optimal stability mixture ratio. The result showed 0.4% addition level, gelatin, CMC, and the mass ratio of 1∶0.75∶1.36 carrageenan, the acid milk could reach the optimum sensory evaluation.

sour soybean milk, stabilizers, compound, textural properties

A

1003-0174(2014)06-0087-06

河北科技师范学院计划(CXTD2012)

2012-06-24

崔蕊静，女，1966年出生，教授，农产品加工

康维民，男，1962年出生，教授，发酵工程