不同蛋白质浓度对燕麦发酵乳品质的影响

何巧艳1,2,李海波1,2,罗小虎3,李亚男1,2,冯伟1,2,王涛1,2,张昊1,2,王韧1,2*

1(江南大学,粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心,江苏 无锡,214122) 2(江南大学 食品学院,江苏 无锡,214122)3(宁波大学 食品与药学学院,浙江 宁波,315832)

摘 要 近年来,随着人们对健康和环保意识的提高,全球消费者对植物基饮食越来越感兴趣并给予支持。为了制备口感和品质均衡的燕麦发酵乳,研究了不同蛋白质质量分数(1.0%~2.5%)对产品的酸度、流变特性、摩擦特性和感官特性等方面的影响。结果表明,随着蛋白质浓度的提高,燕麦发酵乳的酸度也相应增加。在发酵2 h后,pH值显著下降,酸度大幅度提升,发酵6 h后体系的酸度与蛋白质浓度呈正相关(R2>0.981 3)。流变学结果表明,该发酵乳呈现出剪切变稀的假塑性流体特性,且蛋白质浓度越高,表观黏度也越大。摩擦学结果表明,在混合润滑状态下,不同蛋白质浓度样品的摩擦系数随着夹带速度的增加而降低,且黏度越大,摩擦系数越小,具有更好的润滑特性。感官评估结果显示,2.0%蛋白质量分数的发酵乳得到了更高的感官评分。综上所述,通过该研究,可以选择2.0%蛋白质质量分数来制备燕麦发酵乳,所得产品色泽均匀、口感酸甜适中、黏稠度适度,并具有浓郁的燕麦发酵香气。

关键词 燕麦;蛋白质浓度;发酵特性;流变特性;摩擦特性

随着人们对环境保护和可持续发展意识的增强,导致西方国家对动物源性蛋白的需求减少[1],植物蛋白作为食品成分越来越受到人们的关注。而与现代生活方式相关的慢性疾病,如肥胖、胰岛素抵抗和糖尿病等,是21世纪的健康挑战。因此,食品行业旨在开发功能性食品和功能性食品成分(例如益生菌和植物蛋白),对消费者的健康产生积极影响。植物基发酵乳不含乳制品,满足了乳制品过敏消费者的需求[2]。在用于发酵乳生产的植物来源中,大豆被认为是富含蛋白质、脂肪、纤维、维生素和矿物质的更好来源。更重要的是,大豆蛋白是唯一类似于动物蛋白的完整植物蛋白[3]。而燕麦也是优质蛋白质、不饱和脂质、可溶性纤维(如β-葡聚糖[4])和抗氧化剂[5]的宝贵来源。燕麦,又称为莜麦,属于一年生禾本科类植物,有裸燕麦和皮燕麦两种。我国主要种植裸燕麦,已有2 500年的种植历史,其营养价值高且成分均衡[6]。众所周知,燕麦在谷物中是独一无二的,因为它对糖尿病、血脂异常、高血压、炎症状态和血管损伤具有治疗活性[7]。目前,对于燕麦作为乳制品的研究主要集中在燕麦奶[8]和燕麦酸奶(燕麦乳与牛乳复配发酵)[9-11]上。如BRUCKNER-GUHMANN等[12]将燕麦蛋白和牛奶混合,以增加植物蛋白的摄入量,最近刘瑞山等[13]研究了不同菌种混合发酵模式更有利于提高酶解燕麦浆的品质。而目前对于全燕麦乳的发酵研究还很少,单纯的燕麦乳能否可以发酵形成燕麦酸奶以及所获得的产品的质量仍然未知。本文以全燕麦为原料制备纯植物基发酵乳,根据发酵特性、流变特性、摩擦特性和感官特性选出适用于全燕麦乳发酵的蛋白质浓度,研究燕麦发酵乳的配方工艺,以期为燕麦发酵乳产品的开发提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料与试剂

全燕麦粉,内蒙古燕谷坊生态农业科技(集团)股份有限公司;蔗糖(食品级),市售;直投式植物发酵剂VEGE 036(德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌),丹尼斯克(中国)有限公司;氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、盐酸、碳酸钠、琼脂粉,国药集团化学试剂有限公司,均为分析纯;MRS肉汤,广州环凯微生物科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

球磨机,瑞安市善源机械有限公司;ZHJH-C1109B超净工作台,上海智城分析仪器制造有限公司;电子天平,奥豪斯仪器(常州)有限公司;PB-10数显pH计,赛多利斯有限公司;JRJ300-1剪切乳化搅拌机,上海标本模型厂制造;VOSHIN-A6数显恒温磁力搅拌水浴锅,锡沃信仪器制造有限公司;生化培养箱,上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;DISCOVERY HR-3旋转流变仪,美国TA仪器公司;MTM2微牵引力测定仪,英国PCS instrument公司。

1.2 实验方法

1.2.1 燕麦发酵乳的制备工艺流程

前处理工艺如下:

全燕麦粉→球磨(4 000 Hz,15 min)→130 ℃焙烤25 min→燕麦超微粉。

制备不同蛋白质浓度的全燕麦发酵乳:调整燕麦超微粉与水的比例制备蛋白质质量分数为1.0%~2.5%的全燕麦乳,糊化、调配(添加7%蔗糖)、高速剪切和灭菌,接种(20 DCU/100 L)后43 ℃发酵,4 ℃冷藏后熟。

1.3 理化指标的测定

1.3.1 蛋白质的测定

根据GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》执行,选用凯氏定氮法。

1.3.2 pH值的测定

pH值用PB-10型高精密酸度计测定。

1.3.3 可滴定酸度的测定

根据GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品中酸度的测定》执行,选用第一法酚酞指示剂法测定发酵乳的酸度。

1.3.4 缓冲能力的测定

根据SALAUN等[14]的方法,用0.1 mol/L的盐酸测定缓冲能力。准备30 mL左右燕麦乳,记录样品体积V1。从样品初始pH滴定至pH值为3.9,pH每变化0.2左右,记录ΔpH以及滴定消耗的体积V2,每次加入后60 s平衡。根据盐酸用量和pH变化程度,按照公式(1)计算缓冲能力:

(1)

式中:dB/dpH,燕麦乳的缓冲能力;V1,燕麦乳的体积,mL;V2,盐酸用量,mL;CHCl,盐酸标准溶液的浓度,mol/L;ΔpH,样品pH值的变化。

1.3.5 流变特性的测定

利用DISCOVERY HR-3旋转流变仪对燕麦发酵乳流变特性进行评估。选用直径为40 mm的测试平板,设定夹具间距为1 mm。取适量样品置于样品台上,测试平板下压后小心刮去多余样品,每次测试均要更换样品。

剪切扫描:在流动模式下进行剪切扫描(0.01~100 s-1),以剪切速率为横坐标,表观黏度为纵坐标得到表观黏度变化曲线;

频率扫描和应变扫描:在25 ℃下进行频率扫描(0.01~10 Hz,0.1%应变)和应变扫描(0.01%~10%应变,1 Hz),以表征不同发酵乳样品的黏弹性特征。储能模量G′和损耗模量G″以对数斜率对频率/应变作图。其中G′值表示样品在剪切过程中由于弹性形变而储存能量的大小,反映样品的弹性行为;G″指由于粘性形变而损耗的能力大小,反应样品的黏性行为[15]

1.3.6 摩擦特性的测试

参考DU等[16]的方法,使用微牵引力测定仪评估燕麦发酵乳的摩擦特性。在测试过程中,将3/4软硅胶球加载到硅胶片的表面上,选择该材料以在口腔反应和摩擦数据之间提供强的相关性。在每次测试之前,用超纯水和无水乙醇完全清洁软硅胶球、板和样品室的表面,然后用足够的样品(约40 mL)填充样品室,以确保它们覆盖整个板。设定2 N的正常负荷,以模拟口腔活动中的口腔内作用力,在50%的滑动滚动比(slide-roll ratio,SSR)下,夹带速度为1~300 mm/s,设定温度为37 ℃,获得特征牵引系数-速度曲线(即Stribeck曲线)。

1.3.7 乳酸菌活菌数的测定

根据GB 4789.35—2016《食品安全国家标准 食品微生物检验 乳酸菌检验》中的方法测定乳酸菌活菌数。

1.3.8 持水力的测定

称取10 g发酵至终点的燕麦发酵乳,然后25 ℃下5 000×g离心15 min。持水力以样品离心后沉淀的质量与样品质量的比值来表示。

1.3.9 感官评价

参考RHB 104—2020《发酵乳感官评鉴细则》,选取10名食品专业的学生对后熟后的燕麦发酵乳进行品尝,按色泽、滋味、气味和组织状态制定评分表进行打分。去除各组最大值和最小值后计算各个指标的平均值,感官评价各指标分值如表1所示。

表1 燕麦发酵乳感官评分表
Table 1 Rating table of sensory test for oat fermented milk

指标标准分值/分色泽均匀一致,黄棕色16~20色泽(20分)色泽均匀一致,淡棕色11~15色泽不均匀,非添加原料来源的有色斑点或杂质0~10酸甜比适中,无苦涩味16~20滋味(20分)略酸或略甜,有轻微苦涩味11~15过酸或过甜,苦涩味较重6~10其他异常滋味0~5具有自然的燕麦发酵香气16~20气味(20分)自然的燕麦发酵香气不够11~15燕麦发酵香气弱,具有其他气味6~10特征香气错误,不愉悦气味0~5组织细腻、均匀,良好的粘稠度,顺滑、无粉涩感,无乳清析出31~40组织状态(40分)稍有粉涩感,有少量气泡,轻微的乳清析出21~30组织粗糙,较明显的粉涩感,肉眼可见轻微的颗粒,明显乳清析出11~20组织粗糙,严重的粉涩感,严重的肉眼可见的颗粒感,乳清析出严重0~10

1.4 数据分析

所有样品均重复测定3次,结果以平均值±标准偏差表示,用Origin软件进行绘图。使用IBM SPSS Statistics 21进行Duncan显著性差异分析,P<0.05认为差异显著性。

2 结果与分析

2.1 蛋白质浓度对燕麦发酵乳品质的影响

2.1.1 发酵特性

图1为不同蛋白质浓度的燕麦乳的发酵特性。由图1-a可知,蛋白质浓度对燕麦乳发酵过程中体系pH的变化无较大影响,各个蛋白质浓度在发酵过程中pH的变化趋势一样,并且在发酵6 h时均可达到发酵终点(pH≤4.5)。由图1-b可知,蛋白质质量分数为2.5%的燕麦乳体系在发酵过程中酸度一直高于低蛋白质浓度(1.0%、1.5%、2.0%)燕麦乳体系的酸度。且仅有蛋白质质量分数为2.0%和2.5%的燕麦乳酸度≥30.0 °T,达到发酵终点。综上可知,燕麦乳蛋白质浓度越高,体系的酸度变化速率越快,在发酵前2 h,4种燕麦乳发酵体系的pH和酸度并无较大差距;但在2 h后,pH显著下降,产酸量明显提高,酸度大幅度升高,且不同蛋白质浓度的燕麦乳体系发酵终点酸度出现了较大的差距。这是因为随着蛋白质浓度的提高,相同体积中体系的固形物含量增加,进而促进乳酸菌产酸,这与马文艺[17]在豌豆酸奶中的研究结果一致。由图2可知,蛋白质浓度越高,酸度也越高,且两者呈线性正相关(R2>0.981 3)。

a-pH;b-酸度

图1 蛋白质质量分数对燕麦发酵乳pH值和酸度的影响
Fig.1 Effects of protein concentration on the pH value and acidity characteristics of the oat fermented milk

图2 燕麦乳蛋白质质量分数与发酵6 h体系酸度的关系
Fig.2 Relationship between protein concentration and acidity of the oat fermented milk at a fermentation duration of 6 h

2.1.2 蛋白质浓度对燕麦乳缓冲能力的影响

发酵体系的缓冲能力越高,更适宜乳酸菌的生长[18],对于发酵而言,菌株通常对特定的pH条件有较好的适应性,过高或过低的pH值都可能抑制其生长和代谢。缓冲体系可以在发酵过程中维持适宜的酸碱平衡,为菌的生长和代谢提供合适的环境,从而影响发酵的进行。由图3可知,在pH 3.9~6.0,随着燕麦乳蛋白质浓度的增大,体系缓冲能力也增强,且在pH 4.75~5.25的缓冲能力最大,与GRANATA等[19]的研究结果一致,即随着燕麦乳蛋白质浓度的增加,较高的固形物含量可能产生较强的缓冲能力。这也与发酵特性中pH的变化结果一致,蛋白质质量分数为2.0%和2.5%的燕麦乳体系由于具有较高的缓冲能力使其在发酵过程中的pH值下降缓慢。

图3 不同蛋白质质量分数下的全燕麦乳的缓冲能力
Fig.3 Buffering capacity of whole oat milk at different protein concentrations

2.1.3 乳酸菌落数

表2为不同蛋白质浓度的燕麦乳的活菌数。随着蛋白质浓度的提高,燕麦乳体系的缓冲能力增强,更有利于微生物的生长,从而燕麦发酵乳的活菌数也增加,4组不同蛋白浓度样品中的活菌数均大于107 CFU/g。

表2 不同蛋白质浓度的发酵乳的活菌数
Table 2 The amount of microbial counts in fermented milk with different protein concentrations

蛋白质质量分数/%1.01.52.02.5活菌数/(CFU/g)7.9×107b1.2×108ab1.3×108ab2.1×108a

注:同行不同上标字母表示样本间存在显著差异(P<0.05)(下同)。

2.1.4 持水力

持水力对燕麦发酵乳的组织状态、口感及其稳定性有一定影响,是表征其质构特性的指标之一。由表3可知,随着蛋白质浓度的增加,持水力整体呈增加趋势,各个浓度之间具有显著性差异(P<0.05)。这是因为蛋白质浓度越高,到达发酵终点时燕麦发酵乳的酸度越大,其凝胶强度越大。而且高蛋白体系中存在的糊化的淀粉部分也能够支持此凝胶结构。这与BRUCKNER-GUHMANN等[20]的研究结果一致,糊化的淀粉部分很可能能够与整合的燕麦蛋白形成网络,从而产生优异的质地特性。

表3 不同蛋白质浓度的发酵乳的持水力
Table 3 Water holding capacity of oat fermented milk with different protein concentrations

蛋白质质量分数/%1.0 1.5 2.0 2.5持水力/%36.28±0.49d45.88±1.53c56.83±0.64b67.80±0.13a

2.1.5 流变特性

图4为不同蛋白质浓度对燕麦发酵乳流变特性的影响。燕麦发酵乳在口腔中流动与吞咽的感觉是非常重要的感官特性,其与发酵乳的流变特性密切相关。流动行为反映流体黏度随剪切速率变化的规律,通过测量发酵乳的流动行为可反映其网络结构的强度以及在品尝过程中的流体特性[21]。由图4-a可知,燕麦发酵乳的G′和G″在应变(0.1%~1%)范围内不随应变的增加而变化,基本保持不变,因此确定将应变条件设置为0.1%。

a-应变扫描;b-频率扫描;c-表观黏度

图4 不同蛋白质质量分数下燕麦发酵乳的流变特性
Fig.4 Rheological properties of oat fermented milk at different protein concentrations

图4-b可知,不同浓度梯度下的发酵乳样品的G′和G″均随扫描频率的增加而增加。蛋白质质量分数为2.5%的燕麦发酵乳的G′始终大于G″,这表明蛋白质质量分数为2.5%的燕麦发酵乳凝胶具有近似固态糊状的黏弹性行为[22];蛋白质质量分数为1.0%~2.0%的发酵乳样品在扫描频率(0.01~1 Hz)范围内都满足G′>G″,但随着扫描频率的增加(1~10 Hz),G′和G″出现相交点,且在相交点之后,出现G″>G′的情况,此相交点定义为流动点,表示发酵乳出现了流动现象,流动点对应的频率值越大样品越不易流动。由图4可得随着蛋白浓度的增加,流动点出现在更高的幅度,表明蛋白质浓度越高,发酵乳体系越不易流动,能更好的维持近似固态的黏弹性状态。剪切扫描结果如图4-c所示,随着剪切速率的上升,所有样品的表观黏度表现出不同程度的降低,呈现剪切变稀的假塑形行为。随着蛋白浓度的增加,燕麦发酵乳的表观黏度也随着增加,且蛋白质质量分数为1.0%和1.5%的燕麦发酵乳体系具有相似的黏度。综述所述,蛋白质浓度的提高,有利于增强发酵乳体系的凝胶结构,且黏度随其提高而增加,4组样品中2.5%蛋白质质量分数呈现更好的状态。

2.1.6 摩擦特性

模仿口腔摩擦学的研究越来越多地吸引了食品研究人员地兴趣,因为它们与口腔纹理感觉有关,还可以将摩擦特性与感官特性、流变特性联系起来。图5为不同蛋白质浓度下燕麦发酵乳的摩擦特性。由于该发酵乳体系是非牛顿流体,所有样品的摩擦系数对轧制速度的依赖性并不完全符合显示不同状态的经典Stribeck曲线。然而所有样品的摩擦系数(coefficient of friction,COF)普遍偏低,表现出理想的润滑效果。根据Stribeck曲线理论,食品在口腔中的摩擦状态大致分为3种,分别是边界润滑状态(0.83 mm/s)、混合润滑状态(6.39、25.55 mm/s)以及弹性流体动力润滑状态(76.97 mm/s)[23]。由于仪器的限制,启动速度只能从1 mm/s开始,在混合润滑状态中,流体夹带现象变得显著,润滑膜得到进一步发展,从而COF呈下降趋势,其中蛋白质浓度越高,下降趋势越大,COF的降低可能是由于淀粉颗粒能够在混合润滑状态下充当滚珠轴承的作用。这与YAKUBOV等[24]的一项研究一致,当系统中存在完整的颗粒时,低速下摩擦的减少与颗粒进入接触以及随后从滑动为主的摩擦到滚动为主的摩擦的变化有关,由此夹带的颗粒提供了滚珠轴承效应。涩感被认为是由于黏膜表面润滑程度的降低和摩擦的增加导致的干燥粗糙和褶皱的感觉[25]。颗粒大小对涩味起着重要作用,较大的颗粒通过减少润滑和增加摩擦来增强涩感[26],发现在高速区的弹流润滑状态下(60~100 mm/s)的摩擦系数与涩感具有较强的相关性。与蛋白质质量分数1.5%和2.0%相比,2.5%蛋白质的燕麦发酵乳体系COF显著增加,所以该体系可能含有较多大的颗粒。而在高速区(100~300 mm/s),COF将由流体黏度主导,蛋白浓度越高淀粉含量也相应增加,将对该状态下的流体食品摩擦特性带来负面影响[27],所以呈现出2.0%和2.5%蛋白质的样品具有更高的COF。研究还发现,在高速区1.0%和1.5%蛋白质质量分数下的燕麦发酵乳有重叠的摩擦曲线,证明两者具有相似的黏度特性,这与流变特性中测的表观黏度结果一致。

图5 不同蛋白质质量分数下燕麦发酵乳的摩擦特性
Fig.5 Tribological characteristics of oat fermented milk at different protein concentrations

2.1.7 感官特性

图6为不同蛋白质质量分数(1.0%~2.5%)燕麦发酵乳的感官特性。由图6可知,在色泽、滋味和气味上,所有样品均无显著性差异(P>0.05),燕麦发酵乳呈黄棕色,且色泽均匀一致,酸甜适中,具有燕麦发酵香气。在组织状态上,蛋白质质量分数为2.5%的燕麦发酵乳得分最低,与其他样品间有显著性差异(P<0.05),有粉涩感,且有结块产生,这是因为较高的蛋白浓度燕麦乳中大量淀粉在糊化过程中结块导致,从而组织不均匀,且太过黏稠。结合理化性质、流变特性、摩擦特性和感官特性,选择2.0%蛋白质质量分数制备的燕麦发酵乳,其色泽均匀,酸甜、黏稠度适中,燕麦的发酵香气浓郁。

图6 不同蛋白质质量分数燕麦发酵乳的感官评价
Fig.6 Sensory evaluation of oat fermented milk with different protein concentrations

3 结论

通过本文的研究,得出以下结论:a)蛋白质浓度的提高加快了微生物的生长和代谢,从而产生更多的有机酸,导致发酵乳酸度提高;b)流变和摩擦特性分析表明,随着蛋白质浓度的增加,发酵乳表观黏性也增大,但是2.5%蛋白质质量分数发酵乳中的大颗粒导致了COF大幅度增加,从而表现出较为粗糙的口感;c)综合发酵、流变、摩擦和感官特性分析结果,优选出2.0%蛋白质质量分数的全燕麦乳作为发酵基料,制备的发酵乳色泽均匀、酸甜粘稠度适中。这为开发以燕麦为原料的食品提供了理论依据。

参考文献

[1] ISLAM N, SHAFIEE M, VATANPARAST H.Trends in the consumption of conventional dairy milk and plant-based beverages and their contribution to nutrient intake among Canadians[J].Journal of Human Nutrition and Dietetics, 2021, 34(6):1022-1034.

[2] GRASSO N, ALONSO-MIRAVALLES L, O′MAHONY J A.Composition, physicochemical and sensorial properties of commercial plant-based yogurts[J].Foods, 2020, 9(3):252.

[3] CLEGG M E, TARRADO RIBES A, REYNOLDS R, et al.A comparative assessment of the nutritional composition of dairy and plant-based dairy alternatives available for sale in the UK and the implications for consumers′ dietary intakes[J].Food Research International, 2021, 148:110586.

[4] 孟续, 李言, 钱海峰, 等.燕麦β-葡聚糖的提取制备及纯化研究进展[J].食品与发酵工业, 2021, 47(21):268-274.
MENG X, LI Y, QIAN H F, et al.Research progress on extraction, preparation and purification of oat β-glucan[J].Food and Fermentation Industries, 2021, 47(21):268-274.

[5] GANGOPADHYAY N, HOSSAIN M B, RAI D K, et al.A review of extraction and analysis of bioactives in oat and barley and scope for use of novel food processing technologies[J].Molecules, 2015, 20(6):10884-10909.

[6] RASANE P, JHA A, SABIKHI L, et al.Nutritional advantages of oats and opportunities for its processing as value added foods-a review[J].Journal of Food Science and Technology, 2015, 52(2):662-675.

[7] ANGELOV A, YANEVA-MARINOVA T, GOTCHEVA V.Oats as a matrix of choice for developing fermented functional beverages[J].Journal of Food Science and Technology, 2018, 55(7):2351-2360.

[8] 陶欣然. 燕麦奶的开发、功能性及货架期研究[D].武汉:华中农业大学, 2022.
TAO X R.Study on the exploitation, function and shelf life of oat-stabilized emulsion[D].Wuhan:Huazhong Agricultural University, 2022.

[9] 唐惠奇. 燕麦发酵乳的研制及其风味和贮藏期的分析研究[D].广州:华南理工大学, 2019.
TANG H Q.The development of oat fermented milk and study of its flavor and storage period[D].Guangzhou:South China University of Technology, 2019.

[10] 王海林. 改性燕麦粉在发酵型燕麦乳中的应用及机理研究[D].福州:福建师范大学, 2018.
WANG H L.Application of modified oat powder in fermented oat milk and study on its mechanism[D].Fuzhou:Fujian Normal University, 2018.

[11] 吴赟靓. 含燕麦膳食纤维酸奶的研制[D].太谷:山西农业大学, 2018.
WU Y L.Development of oat dietary fiber yogurt[D].Taigu:Shanxi Agricultural University, 2018.

[12] BRÜCKNER-GÜHMANN M, BENTHIN A, DRUSCH S.Enrichment of yoghurt with oat protein fractions:Structure formation, textural properties and sensory evaluation[J].Food Hydrocolloids, 2019, 86:146-153.

[13] 刘瑞山, 罗悦, 李雅楠, 等.不同乳酸菌发酵燕麦浆的营养特性和风味品质分析[J].食品与发酵工业, 2024,50(10):205-212.
LIU R S, LUO Y, LI Y N, et al.Analysis of nutritional characteristics and flavor quality of oat pulp fermented by different lactic acid bacteria[J].Food and Fermentation Industries, 2024,50(10):205-212.

[14] SALAUN F, MIETTON B, GAUCHERON F.Buffering capacity of dairy products[J].International Dairy Journal, 2005, 15(2):95-109.

[15] CASTRO W F, CRUZ A G, BISINOTTO M S, et al.Development of probiotic dairy beverages:Rheological properties and application of mathematical models in sensory evaluation[J].Journal of Dairy Science, 2013, 96(1):16-25.

[16] DU L Y, MENG Z.Oleofoams and emulsion foams stabilized by sodium stearoyl lactylate:Insight into their relations based on microstructure, rheology and tribology[J].Food Hydrocolloids, 2023, 137:108317.

[17] 马文艺. 豌豆酸奶制备工艺及产品品质影响因素研究[D].无锡:江南大学, 2021.
MA W Y.Study on preparation technology of pea Yogurt and Influencing factors of product quality[D].Wuxi:Jiangnan University, 2021.

[18] 斯梦, 孔祥珍, 张彩猛, 等.不同糖类和蛋白质浓度对核桃乳发酵及其感官特性的影响[J].食品与发酵工业, 2022, 48(21):111-117.
SI M, KONG X Z, ZHANG C M, et al.Effects of sugar varieties and protein concentration on fermentation and sensory characteristics of fermented walnut milk[J].Food and Fermentation Industries, 2022, 48(21):111-117.

[19] GRANATA L A, MORR C V.Improved acid, flavor and volatile compound production in a high protein and fiber soymilk yogurt-like product[J].Journal of Food Science, 1996, 61(2):331-336.

[20] BRÜCKNER-GÜHMANN M, BANOVIC M, DRUSCH S.Towards an increased plant protein intake:Rheological properties, sensory perception and consumer acceptability of lactic acid fermented, oat-based gels[J].Food Hydrocolloids, 2019, 96:201-208.

[21] KITAZAWA H, HARATA T, UEMURA J, et al.Phosphate group requirement for mitogenic activation of lymphocytes by an extracellular phosphopolysaccharide from Lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus[J].International Journal of Food Microbiology, 1998, 40(3):169-175.

[22] 刘潇. 小麦蛋白基乳液凝胶的构建、应用及机理研究[D].广州:华南理工大学, 2019.
LIU X.Study on construction, application, and mechanism of whear gluten based emulsion gels[D].Guangzhou:South China University of Technology, 2019.

[23] 王亮. 基于摩擦学的流体食品部分口感属性评价方法研究[D].无锡:江南大学, 2022.
WANG L.Research on the evaluation method of Partial taste properties of fluid food based on tribology[D].Wuxi:Jiangnan University, 2022.

[24] YAKUBOV G E, ZHONG L, LI M, et al.Lubrication of starch in ionic liquid-water mixtures:Soluble carbohydrate polymers form a boundary film on hydrophobic surfaces[J].Carbohydrate Polymers, 2015, 133:507-516.

[25] 汪琦, 朱扬, 陈建设.口腔软摩擦理论与测量技术及其在食品感官感知研究中的应用[J].食品科学, 2021, 42(9):222-232. WANG Q, ZHU Y, CHEN J S.Application of oral soft friction theory and experimental methods in studying food sensory perception[J].Food Science, 2021, 42(9):222-232.

[26] LI Y, JOYNER H S, CARTER B G, et al.Effects of fat content, pasteurization method, homogenization pressure, and storage time on the mechanical and sensory properties of bovine milk[J].Journal of Dairy Science, 2018, 101(4):2941-2955.

[27] MORELL P, CHEN J S, FISZMAN S.The role of starch and saliva in tribology studies and the sensory perception of protein-added yogurts[J].Food &Function, 2017, 8(2):545-553.

Effects of different protein concentrations on qualities of oat fermented milk

HE Qiaoyan1,2, LI Haibo1,2, LUO Xiaohu3, LI Yanan1,2, FENG Wei1,2, WANG Tao1,2, ZHANG Hao1,2, WANG Ren1,2*

1(National Engineering Research Center for Cereal Fermentation and Food Biomanufacturing, Jiangnan University, Wuxi 214122, China) 2(School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China) 3(College of Food and Pharmaceutical Sciences, Ningbo University, Ningbo 315832, China)

ABSTRACT In recent years, with the increasing awareness of health and environmental protection, global consumers have become more interested in and supportive of plant-based diets.To prepare oat fermented milk with a balanced taste and quality, the effects of different protein concentrations (1.0%-2.5%) on the acidity, rheological properties, tribological properties, and sensory properties of the product were studied.The results indicated that increasing the protein concentration improved the oat fermented milk’s acidity.After 2 hours of fermentation, there was a significant decrease in pH and a substantial increase in acidity of the fermented milk, and the acidity was positively correlated with the protein concentration (R2>0.981 3) when the fermentation reached 6 hours.Results from rheological tests reveal that the fermented milk exhibited a pseudo shear-thinning behavior, and the higher concentration of protein, the higher apparent viscosity of the oat fermented milk.Tribological results indicated that under mixed lubrication conditions, the friction coefficient of the fermented milk decreased with increasing of rolling speed.Moreover, a higher viscosity led to lower friction coefficient, implying a better lubrication property.Sensory measurement showed that the highest sensory score was obtained with a protein concentration of 2.0%.In conclusion, results from the present study suggest that the oat-fermented milk can be prepared with a protein concentration of 2.0%, ensuring the product with a uniform color, balanced sweet and sour taste, moderate viscosity, and enrichment of oat fermentation aroma.

Key words oats; protein concentrations; fermentation properties; rheological properties; tribological properties

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037153

引用格式:何巧艳,李海波,罗小虎,等.不同蛋白质浓度对燕麦发酵乳品质的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(14):180-186.HE Qiaoyan,LI Haibo,LUO Xiaohu, et al.Effects of different protein concentrations on qualities of oat fermented milk[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(14):180-186.

第一作者:硕士研究生(王韧教授为通信作者,E-mail:nedved_wr@jiangnan.edu.cn)

基金项目:内蒙古自治区科技重大专项(2021ZD0002)

收稿日期:2023-08-25,改回日期:2023-09-06