CN111011534A - 一种改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法，本发明以曲拉为原料，对其进行超微粉碎后，利用超声波辅助弱碱溶解曲拉，有效提高曲拉的溶解度，抑制强碱环境中美拉德反应的发生程度，从而有效降低干酪素的色泽劣变；利用二次脱脂方法，有效脱除脂肪，以降低干酪素在制作及贮藏过程中脂肪的氧化酸败程度；同时，采用二次脱水的方式，最大限度除去干酪素的水分含量，缩短脱水时间，抑制脱水过程中美拉德反应的发生，降低脱水过程中干酪素的褐变程度，从而提高干酪素的品质，让牧民及生产企业获得更高的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及乳品加工制作领域，尤其涉及一种改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法。
背景技术
干酪素的主要成分为酪蛋白，是鲜奶经离心、脱脂、沉淀、干燥等方法生产加工的一种乳制品，呈白色或微黄色，无臭味的粉状或颗粒状物料，主要作为食品添加剂或品质改良剂被广泛应用于食品、医药、烟草、化妆品、皮革、轻纺、造纸等行业，是重要的食品、化工原料。国外生产干酪素均以鲜奶为原料，国内生产干酪素的原料有鲜奶和曲拉两种，由于我国鲜奶奶源不足，用鲜奶生产干酪素的企业很少，故我国干酪素的生产主要以曲拉为原料。
曲拉是青藏高原地区牧民将牦牛乳脱脂后，使其在自然条件下发酵使酪蛋白凝固，分离乳清，再经脱水干燥所制的奶干渣，是藏区牧民主要的生活资料和生产资料。上世纪80年代起，国内建立了许多干酪素生产企业，这些企业相继开发了利用曲拉生产干酪素的技术并开始推广，曲拉逐渐成为我国干酪素生产的主要原料，牧民生产的曲拉90％以上都作为干酪素的生产原料。目前，在我国生产干酪素系列产品的生产企业主要分布在甘肃、青海、山东、内蒙、新疆、浙江、江苏、河北等省区，其中甘肃及青海居多，为我国干酪素的主要产地。
目前，我国曲拉的制作还是沿用牧区传统方式，曲拉在自然条件下发酵与晾晒，使其存在环境卫生条件差，品质差异大，色泽发黄发褐，脂肪氧化酸败，有酸臭味，杂质含量高等诸多缺陷，加之较高的乳糖和水分含量，导致曲拉在加工及贮藏过程中极易发生美拉德反应，引起品质劣变，而这些劣变主要表现在曲拉的色泽方面。品质较差的曲拉原料，导致我国生产加工的干酪素品质也存在诸多问题，例如干酪素色泽差，酸度低，粘度低，气味不佳，产品质量不合格，不能满足市场对高质量干酪素的需求。因而降低曲拉原料在加工干酪素过程中的乳糖和水分含量，对改善曲拉干酪素的色泽，提高曲拉干酪素品质具有重要作用。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明包括以下步骤：
(1)原料处理利用研磨式超微粉碎机将曲拉原料粉碎至过140～160目筛的粉末；
(2)原料溶解将步骤(1)所得曲拉粉末与水按料液比1:8～1:15的比例投入容器中，升温至35～50℃，边搅拌边缓慢加入0.5～1.0mol/L的氢氧化钠溶液，使料液的pH值达到7.5～8.0；搅拌均匀后送入功率为650～950W的超声波粉碎机进行辅助溶解，直至曲拉溶解完全，约需超声时间10～20min。传统曲拉溶解是在pH9.5左右的碱性条件下进行，本发明将曲拉原料超微粉碎后，采用弱碱加超声波辅助溶解曲拉，改善曲拉干酪素在溶解阶段美拉德反应所引起的色泽劣变。
(3)过滤除杂将步骤(2)所得料液过滤除去杂质及不溶物。
(4)将(3)所得料液加入离心机中，离心温度为30～50℃，离心转速为4500～6500r/min，离心时间为5～15min；在一次脱脂结束后立即对料液进行二次脱脂，选取有机溶剂乙酸乙酯、正己烷及二氯甲烷按体积比1:1:2的比例进行复配，与一次脱脂后的料液按体积比1:1～5的比例进行混合，以45～55次/min不断搅拌混合溶液，利用复合有机溶剂萃取除脂肪，搅拌10～20min后，使溶液进行静置分层，并回收有机溶剂。离心虽能除去大部分脂肪，但随着脂肪含量的减少，离心效率也随之降低，故离心后在仅有少量脂肪残留的情况下，再采用复合有机溶剂萃取脂肪，可有效除去残留的脂肪，使曲拉原料的脱脂效果更好，并能抑制干酪素后续加工过程中的脂质过氧化程度，提高干酪素的色泽品质。
(5)等电点沉淀向步骤(4)的溶液中缓慢加入1.0～2.0mol/L的盐酸，滴加时以55～70次/min不断搅拌混合溶液，当pH值为5.0左右时，停止加酸，静置4～10min；继续加酸，使最终的pH值为酪蛋白的等电点4.6，加酸至乳清呈清澈透明状态，且沉淀的酪蛋白呈均匀颗粒状态，终止加酸，静置沉淀5～15min，除去乳清，得到酪蛋白凝固物。
(6)脱水一次脱水，将步骤(5)所得凝固物放入带孔不锈钢篮中，然后在衬于钢篮内的重物上施加10～40公斤的压力，利用重力挤压使大量水分快速被挤压出去，挤压时间为10～20min，当凝固物体积不再减小，无水滴滴落，用手触摸无明显水分，容易分散成颗粒为止，使进行一次脱水的凝固物水分含量低于30％；在一次脱水结束后立即对凝固物进行二次脱水，将凝固物分散成30～45目的颗粒，放入有机玻璃厚壁容器中，利用微波真空干燥机对凝固物进行脱水，微波功率密度为0.5～2.5W/g，脱水压力为4.0～5.5kPa，脱水温度为30～40℃，脱水时间为25～40min，采用二次脱水工艺，使干酪素颗粒的水分含量最终降至4.5％以下。
(7)粉碎将步骤(6)的干酪素粉碎至40～60目，得到曲拉干酪素产品，并对其进行包装，置于避光阴凉处贮藏。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法，与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
(1)本发明将曲拉进行超微粉碎，减小其粒径，保证曲拉能够溶解完全，并利用超声波辅助弱碱溶解曲拉，有效降低曲拉在溶解过程中因强碱性条件所致美拉德反应加剧的发生，与传统干酪素生产加工方法相比，所制干酪素的亮度值L*提高了8.9％～10.9％，红度值a*降低了43.2％～46.2％，黄度值b*降低了23.9％～27.8％，有效改善了干酪素的色泽品质。
(2)本发明将离心法与有机溶剂萃取法相结合除脂肪，有效降低了干酪素的脂肪含量，与传统方法所制干酪素相比，此法所制干酪素的脂肪含量降低了47％～54.5％，POV值和TBARS值分别降低了49％～57.8％和47.5％～50.5％，说明本发明方法所制干酪素的脂质过氧化程度较传统方法低，产品的脂肪氧化酸败程度较弱。现有干酪素生产加工方法，多采用一步离心法对曲拉进行脱脂，此法虽能除去曲拉原料的大部分脂肪，但还会有少部分脂肪残留，从而造成干酪素在后续加工及贮藏过程中脂肪氧化酸败的发生，影响产品品质。本发明方法采用离心脱脂与有机溶剂萃取除脂肪相结合，在有效降低干酪素产品脂肪含量的同时，还降低了产品的脂肪氧化酸败程度，提高了产品品质。
(3)本发明方法利用重力挤压对干酪素凝固物进行一步脱水处理，使凝固物的水分含量降至30％以下，再利用微波真空干燥法对干酪素颗粒进行二次脱水，最终使产品的水分含量在4.5％以下，且二次脱水时间仅为25～40min，脱水温度为30～40℃，与传统方法相比脱水温度降低了15℃～20℃，脱水时间缩短了25min～35min，产品水分含量降低了53.64％～58.26％，明显降低了产品温度，提高了脱水速度；5-羟甲基糠醛(5-HMF)含量与传统相比降低了83％～84.6％，说明此法所制干酪素产品的美拉德反应较传统方法弱，产品的色泽有所改善。传统方法多采用鼓风干燥对干酪素产品进行脱水，脱水时间1.5～2.0h，温度在55℃左右，虽能除去干酪素的大部分水分，但因脱水时间长，温度高，美拉德反应较易发生，致使干酪素产品的水分含量高，色泽差，产品质量差。
(4)本发明所制的干酪素，为发亮乳白色均匀粉末，风味较好，无酸败味，无肉眼可见杂质；水分含量≤4.5％，蛋白质含量≥93％，脂肪含量≤0.75％，乳糖含量≤0.5％，亮度值L*≥85.0，红色度a*≤1.80，黄色度b*≤16.5；过氧化氢值(POV)≤0.28g/100g，硫代苯巴比妥酸反应底物值(TBARS)≤1.25mg/kg；5-羟甲基糠醛(5-HMF)≤1.80mg/L，各项指标均优于优化前干酪素的各项指标。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明：
实施例1：
(1)原料处理利用研磨式超微粉碎机将曲拉原料粉碎至过140目筛的粉末；
(2)原料溶解将步骤(1)所得曲拉粉末与水按料液比1:8的比例投入容器中，升温至50℃，边搅拌边缓慢加入0.5mol/L的氢氧化钠溶液，使料液的pH值达到7.5，快速对物料进行搅拌，搅拌均匀后送入超声波粉碎机中，利用超声波辅助溶解曲拉原料，超声功率为650W，直至曲拉溶解完全，约需超声时间20min。
(3)过滤除杂将步骤(2)所得料液过滤除去杂质及不溶物。
(4)脱脂一次脱脂，将(3)所得料液加入离心机中，离心温度为30℃，离心转速为6500r/min，离心时间为5min；在一次脱脂结束后立即对料液进行二次脱脂，选取有机溶剂乙酸乙酯、正己烷及二氯甲烷按体积比1:1:2的比例进行复配，与一次脱脂后的料液按体积比1:3的比例进行混合，以45次/min不断搅拌混合溶液，利用复合有机溶剂萃取除脂肪，搅拌20min后，使溶液进行静置分层，并回收有机溶剂。
(5)等电点沉淀将步骤(4)的溶液进行点酸，向溶液中缓慢加入1.0mol/L的盐酸，滴加时以55次/min不断搅拌混合溶液，当pH值为5.0左右时，停止加酸，静置10min；继续加酸，使最终的pH值为酪蛋白的等电点4.6，加酸至乳清呈清澈透明状态，且沉淀的酪蛋白呈均匀颗粒状态，终止加酸，静置沉淀5min，除去乳清，得到酪蛋白凝固物。
(6)脱水一次脱水，将步骤(5)所得凝固物放入带孔不锈钢篮中，然后在衬于钢篮内的重物上施加25公斤的压力，利用重力挤压使大量水分快速被挤压出去，挤压时间为15min，使凝固物体积不再减小，无水滴滴落，用手触摸无明显水分，容易分散成颗粒为止，使进行一次脱水的凝固物水分含量低于30％；在一次脱水结束后立即对凝固物进行二次脱水，将凝固物分散成30目的颗粒，放入有机玻璃厚壁容器中，利用微波真空干燥机对凝固物进行脱水，微波功率密度为0.5W/g，脱水压力为5.5kPa，脱水温度为30℃，脱水时间为40min，采用二次脱水工艺，使干酪素颗粒的水分含量最终降至4.5％以下。
(7)粉碎干酪素粉粒粉碎至40目，得到曲拉干酪素产品，并对其进行包装，置于避光阴凉处贮藏。
实施例2：
(1)原料处理利用研磨式超微粉碎机将曲拉原料粉碎至过160目筛的粉末；
(2)原料溶解将步骤(1)所得曲拉原料与水按料液比1:15的比例投入容器中，升温至35℃，边搅拌边缓慢加入1.0mol/L的氢氧化钠溶液，使料液的pH值达到8.0，快速对物料进行搅拌，搅拌均匀后送入超声波粉碎机中，利用超声波辅助溶解物料，超声功率为950W，直至曲拉溶解完全，约需超声时间15min。
(3)除杂将步骤(2)所得料液过滤除去杂质及不溶物。
(4)脱脂一次脱脂，将(3)所得料液加入离心机中，离心温度为50℃，离心转速为4500r/min，离心时间为15min；在一次脱脂结束后立即对料液进行二次脱脂，选取有机溶剂乙酸乙酯、正己烷及二氯甲烷按体积比1:1:2的比例进行复配，与一次脱脂后的料液按体积比1:5的比例进行混合，以55次/min不断搅拌混合溶液，利用复合有机溶剂萃取除脂肪，搅拌10min后，使溶液进行静置分层，并回收有机溶剂。
(5)等电点沉淀将步骤(4)的溶液进行点酸，向溶液中缓慢加入2.0mol/L的盐酸，滴加时以70次/min不断搅拌混合溶液，当pH值为5.0左右时，停止加酸，静置6min；继续加酸，使最终的pH值为酪蛋白的等电点4.6，加酸至乳清呈清澈透明状态，且沉淀的酪蛋白呈均匀颗粒状态，终止加酸，静置沉淀15min，除去乳清，得到酪蛋白凝固物。
(6)脱水一次脱水，将步骤(5)所得凝固物放入带孔不锈钢篮中，然后在衬于钢篮内的重物上施加40公斤的压力，利用重力挤压使大量水分快速被挤压出去，挤压时间为10min，使凝固物体积不再减小，无水滴滴落，用手触摸无明显水分，容易分散成颗粒为止，使进行一次脱水的凝固物水分含量低于30％；在一次脱水结束后立即对凝固物进行二次脱水，将凝固物分散成45目的颗粒，放入有机玻璃厚壁容器中，利用微波真空干燥机对凝固物进行脱水，微波功率密度为2.5W/g，脱水压力为4.0kPa，脱水温度为40℃，脱水时间为25min，采用二次脱水工艺，使干酪素颗粒的水分含量最终降至4.5％以下。
(7)粉碎干酪素粉粒粉碎至60目，得到曲拉干酪素产品，并对其进行包装，置于避光阴凉处贮藏。
对利用本发明方法所制曲拉干酪素的品质进行评价，结果如下：
(1)本发明所制曲拉干酪素感官评价
采用20人感官打分的方法对曲拉干酪素进行感官评定，以市售曲拉干酪素为对照组，按统一标准(见表1)打分，打分后取其平均值，结果见表1。
表1感官评价标准
表2曲拉干酪素感官评分结果
(2)本发明所制曲拉干酪素营养成分测定
采用本发明的方法生产曲拉干酪素，对所制曲拉干酪素的营养成分按国标方法进行了测定，结果如表3所示。
表3曲拉干酪素营养成分测定结果
(3)本发明所制曲拉干酪素氧化性能及褐变程度测定
将实施例1、实施例2所制曲拉干酪素的过氧化氢值(POV)、硫代苯巴比妥酸反应底物值(TBARS)及5-羟甲基糠醛(5-HMF)含量进行了测定。以市售曲拉干酪素为对照样品。POV值的测定参照GB/T 5009.37-2003《食用植物油卫生标准的分析方法》；5-HMF含量的测定参照NY/T 1332-2007《乳与乳制品中5-羟甲基糠醛含量的测定》，测定结果见表4。
表4曲拉干酪素氧化性能及褐变程度测定结果
(4)本发明所制曲拉干酪素色度指标测定
将实施例1、实施例2所制曲拉干酪素用CR-10型色差仪进行色度值(L*、a*、b*值)测定。以市售曲拉干酪素为对照样品。其中，L*值越大，表示产品亮度值越高，品质越好；a*和b*值越小，表示红色与黄色度越低，产品品质越优，结果见表5。
表5曲拉干酪素色度值测定结果
(5)本发明所制曲拉干酪素卫生指标测定
采用本发明的方法生产曲拉干酪素，对所制曲拉干酪素的微生物情况进行了检测，结果如表6所示。
表6曲拉干酪素色度值测定结果
上述结果表明，与市售曲拉干酪素相比，本发明方法所制曲拉干酪素的感官、理化及卫生检测结果均符合QB/T 3781-1999，同时POV/(meq/kg)、TBARS/(mg/kg)及5-HMF值都显著低于对照组，说明本发明所制曲拉干酪素具有良好的感官表现、理化及卫生品质且抗氧化性能较好。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料处理：利用研磨式超微粉碎机将曲拉原料粉碎至过140～160目筛的粉末；
(2)原料溶解：将步骤(1)所得曲拉粉末与水按料液比1:8～1:15的比例投入容器中，升温至35～50℃，边搅拌边缓慢加入0.5～1.0mol/L的氢氧化钠溶液，使料液的pH值达到7.5～8.0；搅拌均匀后送入功率为650～950W的超声波粉碎机进行辅助溶解，直至曲拉溶解完全，需超声时间10～20min；
(3)过滤除杂：将步骤(2)所得料液过滤除去杂质及不溶物；
(4)将(3)所得料液加入离心机中，离心温度为30～50℃，离心转速为4500～6500r/min，离心时间为5～15min；在一次脱脂结束后立即对料液进行二次脱脂，选取有机溶剂乙酸乙酯、正己烷及二氯甲烷按体积比1:1:2的比例进行复配，与一次脱脂后的料液按体积比1:1～5的比例进行混合，以45～55次/min不断搅拌混合溶液，利用复合有机溶剂萃取除脂肪，搅拌10～20min后，使溶液进行静置分层，并回收有机溶剂；
(5)等电点沉淀：向步骤(4)的溶液中缓慢加入1.0～2.0mol/L的盐酸，滴加时以55～70次/min不断搅拌混合溶液，当pH值为5.0时，停止加酸，静置4～10min；继续加酸，使最终的pH值为酪蛋白的等电点4.6，加酸至乳清呈清澈透明状态，且沉淀的酪蛋白呈均匀颗粒状态，终止加酸，静置沉淀5～15min，除去乳清，得到酪蛋白凝固物；
(6)脱水：一次脱水，将步骤(5)所得凝固物放入带孔不锈钢篮中，然后在衬于钢篮内的重物上施加10～40公斤的压力，利用重力挤压使大量水分快速被挤压出去，挤压时间为10～20min，当凝固物体积不再减小，无水滴滴落，用手触摸无明显水分，容易分散成颗粒为止，使进行一次脱水的凝固物水分含量低于30％；在一次脱水结束后立即对凝固物进行二次脱水，将凝固物分散成30～45目的颗粒，放入有机玻璃厚壁容器中，利用微波真空干燥机对凝固物进行脱水，微波功率密度为0.5～2.5W/g，脱水压力为4.0～5.5kPa，脱水温度为30～40℃，脱水时间为25～40min，采用二次脱水工艺，使干酪素颗粒的水分含量最终降至4.5％以下；
(7)粉碎：将步骤(6)的干酪素粉碎至40～60目，得到曲拉干酪素产品，并对其进行包装，置于避光阴凉处贮藏。
2.根据权利要求1所述的改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法，其特征在于：所述步骤(1)中曲拉原料粉碎至过160目筛的粉末。
3.根据权利要求1所述的改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法，其特征在于：所述步骤(2)中曲拉原料与水料液比为1:15；升温至35℃；氢氧化钠溶液为1.0mol/L；料液的pH值达到8.0；超声功率为950W；超声时间15min。
4.根据权利要求1所述的改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法，其特征在于：所述步骤(4)中离心温度为50℃；离心转速为4500r/min；离心时间为15min；与一次脱脂后的料液体积比为1:5；搅拌混合溶液次数为55次/min；搅拌时间为10min。
5.根据权利要求1所述的改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法，其特征在于：所述步骤(5)中盐酸加入量为2.0mol/L；滴加时搅拌混合溶液速率为70次/min；静置时间为6min；静置沉淀时间为15min。
6.根据权利要求1所述的改善牦牛曲拉干酪素色泽的方法，其特征在于：所述步骤(6)中施加压力为40公斤；挤压时间为10min；分散颗粒大小为45目；微波功率密度为2.5W/g；脱水压力为4.0kPa；脱水温度为40℃；脱水时间为25min。
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