干酪乳清澄清工艺研发范文

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《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