表1 超声和压力处理编号
Table 1 Ultrasound and pressure treatment groups
序号超声组压力组130 W10 MPa260 W15 MPa390 W20 MPa4120 W25 MPa5150 W30 MPa
DONG Chuang,ZHOU Xiaobo,ZHU Yahui, et al.Effects of different treatments on physicochemical properties of yak milk and yogurt[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(14):97-105.
牦牛主要分布于我国西南部高原地区,牦牛乳及制品是藏区农牧民主要的营养和经济来源。牦牛乳蕴含丰富的蛋白质、脂肪、乳糖以及矿物质等多种营养元素[1],素有“天然浓缩奶”的美誉。目前,西藏特色传统乳制品的生产方式主要以农牧民手工制作为主,导致牦牛乳得不到有效的深加工,企业生产无系统性,产品质量参差不齐等问题,所以生产技术革新、关键参数优化及加快牦牛乳产业体系的建立是我国牦牛乳产业发展的必由之路。
目前,牦牛乳理化性质的研究主要集中于贮藏期间的变化,雷昌贵等[2]将牦牛乳置于不同贮藏温度下,监测了牦牛乳贮藏期间各项理化指标的变化。结果发现,-80 ℃条件下贮藏的牦牛乳pH、色泽等指标最稳定;宋雪梅等[3]运用高通量测序等技术比较了4 ℃下贮藏24、72 h的牦牛乳在细菌群落特征和理化特性之间的关系。结果表明,72 h的低温贮藏更利于抑制牦牛乳细菌繁殖,维持乳品质。不同物理加工方式对牦牛乳理化性质的研究相对较少。将牦牛乳制作成酸奶,不仅可以弱化牦牛乳膻味,其营养物质更易被人体吸收。但牦牛酸奶在运输、贮藏过程中容易出现乳清析出、组织松散等现象。KENARI等[4]探究不同超声功率、时间和温度对酸奶各项理化指标的影响。发现随着超声功率、温度的增加和时间的延长,酸奶的表观黏度、硬度和亮度增加,显著改善了酸奶品质。根据理化和感官分析得出,55 ℃、10 min、75%振幅的超声处理可有效改善酸奶品质。SFAKIANAKIS等[5]对比了高强度超声与压力对酸奶发酵动力学的影响,发现超声处理的酸奶在发酵动力学、pH值和黏度方面明显优于压力处理的效果。结果表明,超声和压力处理均能够改善酸奶的理化性质。
因此,本研究旨在运用超声、压力处理牦牛乳,分别测定牦牛乳和牦牛酸奶的pH值、滴定酸度、颜色等理化指标,以及牦牛酸奶的抗氧化性、持水力、脱水收缩、表观黏度和质构等物理特性,并结合相关性分析,预期阐明不同物理加工对牦牛乳及酸奶品质的影响,调控牦牛酸奶品质,为牛乳初加工和改善酸奶品质及稳定性提供理论依据和新思路。
采集西藏拉萨市墨竹工卡县(海拔约4 200 m)相邻3户牧民家的牦牛乳,以1∶1∶1体积比混合后,装于灭菌塑料容器内4 ℃下冷藏备用。
保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌混合菌种,丹尼斯克(中国)有限公司;酚酞,国药集团化学试剂有限公司;氢氧化钠(分析纯),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;无水乙醇(分析纯),天津市致远化学试剂有限公司;盐酸(分析纯),深圳铖远科技有限公司;邻苯三酚(分析纯),安徽酷尔生物工程有限公司;DPPH,合肥博美生物科技有限责任公司;Tris-Hcl缓冲液,北京博奥拓达科技有限公司。
JY96-ⅡDN超声波细胞粉碎机,宁波新芝生物科技股份有限公司;LRH-150生化培养箱,上海一恒科学仪器有限公司;GJJ-0.02/40高压压力机,上海台驰轻工装备有限公司;UV-5 200PC紫外可见分光光度计,上海元析仪器有限公司;PHS j-4A实验室pH计,上海仪电科学仪器股份有限公司;NH310+色差仪,深圳三恩时科技有限公司;TDZ5-WS台式离心机,湖南赫西仪器装备有限公司;NDJ-5SN表观黏度计、FA1 004实验室精密天平,上海析牛莱伯仪器有限公司;TA.XTC-18质构仪,上海保圣实业发展有限公司;HH-S-12L恒温定时单孔分体式油浴锅,深圳市鼎鑫宜实验设备有限公司;HH-1G数显恒温水浴锅,常州越新仪器制造有限公司;ULPX-RO-100 J优普超纯水仪,四川优普超纯科技有限公司;BCD-166TNADZ冷藏冷冻冰箱,青岛海尔股份有限公司。
1.3.1 样品处理
首先将牦牛乳分成5份(表1)。使用超声波细胞粉碎机,选择频率为20 kHz的6 mm钛探头,将探头放入液面下2.5 cm处。处理条件:将200 mL牦牛乳分别在30、60、90、120、150 W(对应处理器的20%、40%、60%、80%、100%)下处理15 min。超声脉冲模式采用:工作时间7 s,停歇时间3 s。压力处理采用高压均质机,将其在10、15、20、25、30 MPa这5个梯度下进行处理。
表1 超声和压力处理编号
Table 1 Ultrasound and pressure treatment groups
序号超声组压力组130 W10 MPa260 W15 MPa390 W20 MPa4120 W25 MPa5150 W30 MPa
1.3.2 酸奶制备
牦牛乳样品(超声或压力处理)在95 ℃下加热5 min。随后将样品迅速冷却至40 ℃左右,接种20 DCU/100 L(DCU:Danisco Culture Unit,丹尼斯克公司菌体活力标准单位)的发酵剂。在40 ℃下孵育6.5 h使其凝固,然后放于4 ℃下贮藏24 h后熟。
1.3.3 pH和滴定酸度测定
采用pH计测定牦牛乳及酸奶的pH值。滴定酸度根据GB 5009.239—2016《食品安全国家标准 食品酸度的测定》,所得结果单位用°T表示。
1.3.4 颜色和浊度测定
牦牛乳及酸奶颜色测定:取适量样品置于比色皿中,运用标准白板进行卡利校准,对酸奶的L*、a*和b*值进行测定。其中L*值代表样品明亮度,0表示黑色,100表示白色;a*值和b*值代表样品色度,a*表示红绿色,b*表示黄蓝色,根据得到的L*、a*、b*值计算ΔE*,计算如公式(1)所示:
(1)
式中:ΔL*表示L*的测量值与对照组测量值的差值;Δa*表示a*的测量值与对照组测量值的差值;Δb*表示b*的测量值与对照组测量值的差值。
牦牛乳浊度测定方法,参照CHOI等[6]方法稍作修改。摇匀乳液,准确取200 μL,用去离子水稀释至10 mL备用,测定860 nm处不同处理乳液的吸光度。
1.3.5 抗氧化性测定
样品处理参考卢野[7]方法,稍作改编:取2.5 g牦牛酸奶于15 mL离心管中,加入5 mL无水乙醇,充分混匀后,在5 000 r/min下离心30 min,收集上清液用于抗氧化性测定。
1.3.5.1 DPPH自由基清除率测定
参考罗丽等[8]方法稍作修改:0.2 mmol/L DPPH溶液的配制:称取7.9 mg的DPPH粉末溶于无水乙醇,混匀后定容至100 mL棕色容量瓶中。将2 mL提取液与2 mL 0.2 mmol/L DPPH混匀,室温下避光反应30 min,然后以5 000 r/min离心10 min,最后取上清液于517 nm测定吸光度值。DPPH自由基清除率计算如公式(2)所示:
DPPH自由基清除率
(2)
式中:Ai表示样品溶液与DPPH溶液混合后测定的吸光度值;Aj表示无水乙醇和样品混合后的吸光度值;A0表示无水乙醇和DPPH混合后的吸光度值。
1.3.5.2 超氧阴离子自由基清除率测定
按照李爽等[9]方法:吸取4.5 mL 50 mmol/L的Tris-HCl溶液(pH 8.2)和1 mL不同处理牦牛酸奶提取液,混匀,室温反应25 min,然后分别加入1 mL 3.0 mmol/L邻苯三酚溶液反应5 min。经波长扫描,试液在325 nm处有最大吸收,测得其吸光度值(Ax);用等量蒸馏水代替牦牛酸奶,得空白值(A0);用等量蒸馏水代替邻苯三酚溶液测得吸光度值(Ax0)。超氧阴离子自由基清除率计算如公式(3)所示:
超氧阴离子自由基清除率
(3)
1.3.6 持水力(water holding capacity,WHC)和脱水收缩敏感性(susceptibility to syneresis,STS)测定
WHC测定,取10 g牦牛酸奶,在室温下以5 000 r/min离心30 min,离心管倒置10 min后立即称重。计算如公式(4)所示:
(4)
STS测定,在温度4 ℃下,称取m1=30 g牦牛酸奶置于漏斗中过滤5 h,用烧杯收集析出的乳清,称取滤液质量,记为m2。计算如公式(5)所示:
(5)
1.3.7 表观黏度和质构特性测定
用旋转黏度计测定牦牛酸奶表观黏度,使用3号探头,转速为12 r/min,样品计数均在第30 s开始。
牦牛酸奶质构测定参考车皞祺等[10]方法,稍作修改。测试条件:5.00 mm/s测试前速度;1.00 mm/s试验速度;5.00 mm/s试验后速度;目标位移:15.00 mm;采用35 mm圆柱形探头;接触点数值:5 gf。
采用Microsoft Excel 2010处理数据,数值以“平均值±标准差”表示,以SPSS 21.0进行显著性分析(P<0.05),图像制作运用Origin 2021软件。所有实验重复3次。
pH表示体系中H+的数量,而滴定酸度则表示在酸碱中和过程中与强碱反应H+的数量,包括已电离和即将电离H+的数量。pH值越低,表示游离的氢离子浓度越高,滴定酸度也越高。由表2可知,超声或压力处理后的牦牛乳pH值均低于对照组,其中压力组的pH值高于超声组,表明2种处理方式均对牦牛乳pH值产生影响。压力组和对照组pH值之间具有显著性差异(P<0.05),但各个压力处理之间差异性不显著(P>0.05),说明不同压力处理对牦牛乳的pH值影响较小。超声组的pH值随着超声功率的增加而降低,其中150 W功率下的牦牛乳pH值下降最多,从6.8下降至6.67,这是由于声空化作用激发了牛乳中的H+所致。
表2 超声、压力处理对牦牛乳pH值和滴定酸度的影响
Table 2 The effect of ultrasound and pressure treatment on pH and titratable acidity of yak milk
处理方式理化指标pH滴定酸度/°T对照组6.80±0.02a 18.00±1.00b超声组30 W6.79±0.02ab18.33±0.58b60 W6.76±0.00c18.83±0.29b90 W6.70±0.03d19.33±0.58a120 W6.70±0.03d19.83±1.15a150 W6.67±0.02e20.67±1.53a压力组10 MPa6.75±0.02c18.00±1.00b15 MPa6.77±0.01bc18.17±0.29b20 MPa6.76±0.01c18.33±1.15b25 MPa6.76±0.01bc18.00±0.00b30 MPa6.75±0.01c18.83±0.76b
注:表中不同小写字母表示处理之间具有显著性差异(P<0.05)(下同)。
CALAMARI等[11]认为牛乳中酸度主要来源于酪蛋白中酸性基团,磷酸盐、碳酸和其他矿物阴离子,有机酸等,另外也与牛乳中的乳糖、脂肪含量有关。由表2可知,超声组的酸度随着超声功率的增加而增加,可能是由于声空化作用破坏了牦牛乳中酪蛋白的酸性基团,导致胶体磷酸钙结构变得松散,从而释放出更多的游离氢离子。超声组中高于90 W处理的牦牛乳与对照组酸度之间具有显著性差异(P<0.05),而低于90 W处理的牦牛乳与对照组之间没有显著性差异(P>0.05),说明90 W可能是超声影响牦牛乳酸度的临界值。压力组与对照组酸度之间差异性不显著(P>0.05),压力组中不同处理水平之间也没有显著性差异(P>0.05)。相比于超声处理,压力处理对牦牛乳酸度影响小,更适合牦牛乳的初加工。
牛奶的颜色由分散的脂肪球、酪蛋白钙、磷酸钙和色素等对可见光光谱的散射和吸收构成[12]。由图1得出,色差值随着超声功率和压力的增加而增加;30 W 超声处理乳的色差值最小为0.1,其颜色最接近对照组;而150 W超声处理乳的色差值最大为3.63,其颜色偏离程度较大。因牦牛乳脂肪含量较高,颜色呈淡黄色。随着超声功率的增加,乳脂肪球尺寸减小,颜色逐渐变白。压力组色差值低于超声组,压力组色差值随着压力的增加而增加,其增幅程度小于超声组,说明压力处理对牦牛乳颜色影响更小。
a-超声、压力处理对牦牛乳色差的影响; b-超声、压力处理对牦牛乳浊度的影响
图1 超声、压力处理对牦牛乳色差和浊度的影响
Fig.1 Effect of ultrasound and pressure treatment on color difference and turbidity of yak milk
注:图中不同小写字母表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)(下同)。
浊度与乳中颗粒大小、含量和形状有关,反映了蛋白质的解离与聚集程度[13]。如图1所示,牦牛乳的浊度随着超声功率和压力的增加而增加,其中超声处理水平之间具有显著性差异(P<0.05),150 W超声处理乳的浊度比对照组增加了28.9%,这是由于超声过程中的声空化作用或升温导致蛋白质发生聚集,当蛋白质聚集到一定程度会发生光散射,使浊度增加[14]。压力组中20、25 MPa处理与对照组之间没有显著性差异(P>0.05),说明20、25 MPa压力处理对牦牛乳破坏程度小,适合牦牛乳初加工。
表3、图2是超声、压力处理对牦牛酸奶pH值、滴定酸度和颜色的影响。由表3可知,2种处理方式对牦牛酸奶的颜色影响较小,超声组牦牛酸奶(ultrasound group yak yogurt,UGYY)、压力组牦牛酸奶(pressure group yak yogurt,PGYY)和对照组的颜色之间差异性不显著(P>0.05),整体上UGYY和PGYY的L*值和b*值比对照组大,a*值比对照组小,表明UGYY和PGYY在感官方面更易被消费者接受。
表3 超声、压力处理对牦牛酸奶颜色的影响
Table 3 Effect of ultrasound and pressure treatment on the color of yak yogurt
处理方式颜色指标L*a*b*对照组98.67±1.28b -2.12±0.29a 7.16±1.77b 超声组30 W99.59±0.67ab-2.21±0.12abc7.64±0.35ab60 W99.86±0.31ab-2.34±0.05abc7.71±0.38ab90 W99.78±0.31ab-2.17±0.10ab7.74±0.43ab120 W99.90±0.86ab-2.13±0.08b7.57±0.91ab150 W99.55±1.07ab-2.26±0.15abc7.65±1.02ab压力组10 MPa99.60±0.15ab-2.60±0.14d 8.15±0.50ab15 MPa99.96±0.27a-2.41±0.03bcd8.16±0.31ab20 MPa99.56±0.34ab-2.23±0.05abc8.68±0.39a25 MPa99.99±0.35a-2.33±0.08cd8.50±0.26ab30 MPa99.72±0.24ab-2.38±0.12bcd8.10±0.51ab
a-超声、压力处理对牦牛酸奶pH值的影响;b-超声、压力处理对牦牛酸奶滴定酸度的影响
图2 超声、压力处理对牦牛酸奶pH值和滴定酸度的影响
Fig.2 Effect of ultrasound and pressure treatment on pH and titratable acidity of yak yogurt
pH值是评价酸奶产酸水平的重要指标,酸奶中的乳酸菌会将乳糖分解成乳酸、有机酸以及其他小分子化合物,导致酸奶pH值下降[15]。由图2可知,UGYY的pH值随着超声功率的增加呈现先降低后升高的趋势。PGYY的pH值随着压力的增加呈现先升高后降低的趋势。酸度过高会导致酸奶产生不愉快风味、块状物过多以及乳清析出等现象[16]。UGYY和PGYY的酸度均低于对照组,说明超声、压力处理能够改善牦牛酸奶风味。
PGYY的酸度随着压力的增加而增加,但PGYY的酸度均低于对照组。UGYY的酸度随着超声功率的增加而降低,与pH变化趋势相反。RIENER等[17]发现脱脂乳、低脂乳和全脂乳经过热超声处理后,酸凝胶pH值逐渐增加,结果表明乳脂肪含量能影响酸凝胶的pH值。超声处理过程中由于声空化作用乳脂肪含量可能增加,导致UGYY的酸度下降。另外KENARI等[4]发现酸奶的pH值随着超声时间的延长和振幅的增加而降低,酸度随超声时间的延长和振幅的增加而增加,但温度升高对酸度有抑制作用,本研究得出pH值和酸度的变化趋势与此相反,可能是因为超声过程中未控制样品温度,导致温度上升,从而使得牦牛酸奶的pH值上升,酸度下降。
DPPH自由基清除法和超氧阴离子自由基清除法是评价物质体外抗氧化活性常用的化学方法[18]。图3为超声、压力处理对牦牛酸奶抗氧化性的影响。与对照组相比,30 W的超声处理能够显著增强牦牛酸奶对超氧阴离子自由基的清除效果,其清除率为36.38%;90 W超声处理对DPPH自由基的清除率为74.34%。压力处理中20 MPa能够显著增强牦牛酸奶对超氧阴离子自由基的清除效果,其清除率为40.74%;30 MPa的压力处理对DPPH自由基的清除率为80.62%,是对照组的1.23倍。说明2种处理方式均能显著提高牦牛酸奶的总抗氧化性。
a-超声处理对牦牛酸奶抗氧化性的影响;b-压力处理对牦牛酸奶抗氧化性的影响
图3 超声、压力处理对牦牛酸奶抗氧化性的影响
Fig.3 Effect of ultrasound and pressure treatment on antioxidant properties of yak yogurt
注:图中不同大写字母表示不同处理之间存在显著差异(P<0.05)(下同)。
GHOLAMHOSSEINPOUR等[19]发现酸奶发酵期间抗氧化活性增加,可能是由于细胞裂解、外代谢产物和蛋白肽以及其他成分水解所致。乳酸菌蛋白水解活性的增加,提高了抗氧化肽和游离氨基酸的水平,从而改善了酸奶的总体抗氧化性[20]。牦牛酸奶的总抗氧化性随着超声功率和压力的增加而增加,这是由于超声和压力处理提高了发酵过程中乳酸菌的蛋白水解活性,导致抗氧化肽和游离氨基酸水平上升,总抗氧化性提高;另外,HATMAL等[21]认为超声作用的增加将破坏部分β-乳球蛋白分子间和分子内的氢键来增加抗氧化活性。
WHC是评价酸奶品质的一项重要指标,能够体现酸奶的凝胶强度。WHC越高,酸奶越稳定,乳清析出就越少。STS与酸奶的组织结构有关,STS越低,酸奶稳定性越好,组织结构越致密[22]。图4为超声、压力处理对牦牛酸奶WHC和STS的影响。
a-超声处理对牦牛酸奶WHC和STS的影响;b-压力处理对牦牛酸奶WHC和STS的影响
图4 超声、压力处理对牦牛酸奶WHC和STS的影响
Fig.4 Effect of ultrasound and pressure treatment on WHC and STS of yak yogurt
SARKER等[23]发现超声处理能够明显改善酸奶的WHC,减少STS,提高贮藏期间的稳定性。另外KENARI等[4]探究了超声时间、振幅和温度对酸奶WHC和STS的影响。结果表明,随着超声时间的延长或功率的增加,WHC和STS均得到有效改善。如图4所示,UGYY的WHC随着超声功率的增加,呈现先降低后增加的趋势。STS与WHC变化趋势相反,150 W处理的牦牛酸奶的WHC比对照组提高了22.33%,STS下降了8.83%,而30 W处理的牦牛酸奶的WHC比对照组降低了3.62%,STS上升了13.01%。高超声功率具有较强的声空化作用,增加了脂肪表面积、酪蛋白与乳脂肪膜之间的结合率,使酸奶的WHC增加[24]。
PGYY的WHC随着压力的增大,呈现先增加后降低,逐渐趋于平稳的趋势。STS与WHC变化趋势相反。其中20 MPa处理的牦牛酸奶WHC最高为34.59%、STS最低为26.17%,其中WHC比对照组提高了5.61%,STS比对照组降低了8.93%,说明20 MPa的压力处理更利于提高牦牛酸奶的稳定性。在压力作用下,脂肪球受到挤压使得脂肪表面积增加,导致脂肪球表面被酪蛋白和变性乳清蛋白部分或完全覆盖,从而提高牦牛酸奶的WHC,减少乳清分离。
黏度是反映酸奶品质的一项重要指标,如表4所示,UGYY和PGYY的黏度均比对照组高,UGYY和PGYY的黏度随着超声功率或压力的增加而增加。其中150 W超声处理的牦牛酸奶的黏度比对照组提高了17.08 Pa·s,30 MPa压力处理的牦牛酸奶的黏度比对照组提高了9.97 Pa·s。UGYY的黏度提高可能是由于超声过程中温度升高导致部分乳清蛋白变性;PGYY的黏度提高可能是由于部分酪蛋白胶束的三级结构被改变,增加了酪蛋白胶束的水合作用[25]。
表4 超声、压力处理对牦牛酸奶表观黏度和质构特性的影响
Table 4 Effect of ultrasound and pressure treatment on apparent viscosity and textural properties of yak yogurt
组别处理方式表观黏度/(Pa·s)硬度/g弹性内聚性对照组9.36±0.05f92.28±0.41j0.899±0.01de0.413±0.01c超声组30 W9.69±0.06f87.78±0.41k0.846±0.02g0.329±0.00d60 W16.62±0.29e158.09±0.69d0.881±0.00f0.323±0.00d90 W17.72±0.18d175.54±0.57c0.820±0.00h0.316±0.01d120 W19.58±0.29b178.33±0.49b0.885±0.00ef0.315±0.01d150 W26.44±0.39a183.79±1.20a0.829±0.00h0.298±0.01e压力组10 MPa9.81±0.05f102.07±0.18i 0.953±0.01a0.443±0.00b15 MPa16.25±0.26e117.36±0.21f0.927±0.01b0.447±0.00b20 MPa16.35±0.57e128.98±2.63e0.907±0.01cd0.449±0.00b25 MPa18.24±0.11c114.26±0.03g0.914±0.01bcd0.485±0.00a30 MPa19.33±0.41b107.17±0.67h0.923±0.02bc0.492±0.02a
硬度能够反映酸奶的凝乳性能,硬度越高,酸奶形态越稳定。由表4可知,不同超声、压力处理的牦牛酸奶的硬度之间具有显著性影响(P<0.05),UGYY在硬度方面明显高于对照组,硬度随着超声功率的增加而增加,与WHC的变化趋势相同,其中150 W超声处理的牦牛酸奶的硬度比对照组提高了91.51 g。JOON等[26]认为超声处理后酸奶的硬度提高是由于脂质含量和脂肪球尺寸减小所致,实验过程中保持样品脂肪含量一致,得到脂肪球大小是影响酸奶硬度的主要原因,本研究与JALILZADEH等[27]结果一致。弹性反映酸奶凝胶结构的完整程度[28]。由表4可知,PGYY的弹性高于UGYY和对照组,UGYY低于对照组。说明超声处理可能会降低酸凝胶的完整性,而压力处理保持并提高了酸凝胶结构的完整性。内聚性一定程度上反映了酸奶的质地,内聚性越高,酸奶的质地越均匀、细腻[29]。PGYY的内聚性高于UGYY和对照组;UGYY的内聚性低于对照组,并且随着超声功率的增加而降低,同样DELGADO等[30]研究山羊酸奶时也发现其内聚性随着超声功率的增加而降低。
牦牛酸奶的理化性质与品质之间存在着紧密的联系,对UGYY和PGYY的各项理化指标进行相关性分析,图中红色代表正相关,蓝色代表负相关,颜色越深相关性系数越大,反之则越小。如图5-a所示,UGYY中pH和酸度与质构之间的相关性较高,其中pH与WHC、表观黏度和硬度之间存在较强的正相关,与滴定酸度和STS之间存在较强的负相关;酸度与弹性和内聚性之间存在正相关,与表观黏度和硬度呈负相关,说明通过控制pH和酸度能有效改善牦牛酸奶的质构、抗氧化性和稳定性。总抗氧化性与质构之间也存在较高相关性,其中DPPH自由基清除率与硬度呈正相关,相关系数为0.91。此外UGYY的稳定性和质构特性之间存在强相关性,其中持WHC与STS呈负相关,相关系数为-0.85,与KENARI等[4]研究结果一致;WHC与表观黏度和硬度呈正相关,而STS与表观黏度和硬度呈负相关;表观黏度与硬度之间呈正相关,相关性系数为0.91。
a-超声组牦牛酸奶各项理化指标之间的相关性矩阵图;b-压力组牦牛酸奶各项理化指标之间的相关性矩阵图
图5 超声、压力处理的牦牛酸奶各项理化指标之间的相关性矩阵图
Fig.5 Correlation matrix between various physicochemical indicators of yak yogurt treated by ultrasound and pressure
由图5-b可知,PGYY的颜色与质构特性之间存在相关性,其中b*值与硬度之间呈正相关,相关系数为0.87;a*值与弹性之间呈负相关,相关系数为-0.92;L*值与b*值之间呈正相关,相关系数为0.81。pH、酸度与其他理化指标之间存在较强的负相关,其中pH与DPPH自由基清除率、表观黏度和内聚性之间存在负相关;酸度与弹性之间呈负相关,相关系数为-0.79。抗氧化性与质构、稳定性之间也存在较强的相关性,其中总抗氧化性与表观黏度、硬度、持水力和内聚性之间存在较强的正相关;WHC与表观黏度、硬度之间存在正相关;表观黏度与内聚性之间呈正相关,相关系数为0.86。
综上所述,UGYY和PGYY的各项理化指标之间具有密切的关联性,各指标之间的相互影响较为复杂,因此可以通过调控某个指标的变化来改善牦牛酸奶的品质和功能特性。
牦牛乳及酸奶作为我国高原地区特色畜产品,因独特的地理位置,导致其开发程度低、加工技术不成熟。本研究运用超声、压力处理对牦牛乳初加工,经发酵后制备牦牛酸奶。分析了牦牛乳的pH值、滴定酸度、色差以及浊度等理化指标,发现压力处理对牦牛乳破化程度更小,适合液态牦牛乳的初加工,而超声处理破化程度较大,可能是超声过程中的声空化作用和升温,破坏部分酪蛋白胶束结构以及乳清蛋白变性。此外,通过测定UGYY和PGYY的pH值、滴定酸度、颜色、抗氧化性、稳定性、表观黏度以及质构特性等指标并结合相关性分析,综合评价了UGYY和PGYY各项理化指标之间的关系,为调控牦牛酸奶的品质和功能特性提供理论指导。乳清析出、组织松散是酸奶在运输过程中的常见问题,超声预处理显著改善了牦牛酸奶的稳定性和质构特性,声空化作用增加了脂肪表面积、酪蛋白与乳脂肪膜之间的结合率,是提高牦牛酸奶WHC,降低STS的主要原因;脂肪球粒径降低是提高牦牛酸奶质构特性的重要原因之一。该研究为牛乳初加工、改善酸奶品质和稳定性提供理论依据,后续研究可以通过超声处理调控酸奶风味、探究对发酵动力学的影响,以期为酸奶工业化生产提供更多的数据和理论支撑。
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