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乳铁蛋白在酸奶中的利用钻研2023-10-25

酸奶最初是由北方的游牧民族在保留鲜奶的过程中，鲜奶经过天然发酵而得来，随后慢慢发展至今。酸奶因含有丰硕的益生菌和蛋白质，口感细腻且易于消化，为宽大消费者所喜欢。此表酸奶拥有推进肠蠕动和胃液排泄，降低胆固醇、缓解乳糖不耐、推进钙的吸收等作用。

乳铁蛋白是一种由约690个氨基酸组成的铁结合糖蛋白，分子质量约为80 k Da，天然前提下色彩为淡红色。其不只能够推进机体对于铁的吸收与利用，从而改善血虚，还能够通过竞争铁的方式来抑造多种病毒、真菌的成长滋生。此表乳铁蛋白还有免疫调节、抗炎、抗菌、抗肿瘤、推进骨骼的成长等多沉生物学职能。还有钻研批注，乳铁蛋白可作为营养补充剂，预防以及辅助医治新型冠状病毒。乳铁蛋白原被收录在GB2760中，后又被列入GB14880，认定为食品营养强化剂，在婴幼儿奶粉中，为了使奶粉的营养成分越发靠近于母乳、更好满足婴幼儿需要，奶粉出产厂家会使用乳铁蛋白来强化奶粉中的营养成分（增长量≤1.0 g/kg)，这是目前乳铁蛋白利用最为宽泛的领域。相比之下，乳铁蛋白酸奶的品类及有关钻研较为有限，钻研内容也有待进一步深入。

乳铁蛋白自身拥有热不不变性等个性，酸奶加工工艺对其影响尚不明确。本尝试凭据国标划定乳铁蛋白作为营养强化剂的领域及用量，及其自身个性，通过扭转酸奶造备工艺前提和乳铁蛋白增长量及增长方式，探索乳铁蛋白对酸奶品质个性的影响，并对制品乳铁蛋白酸奶进行贮藏期尝试，确定其货架期，为乳铁蛋白在酸奶中的利用提供肯定的技术凭据。

1 资料与步骤

1.1 资料与仪器

1.1.1 资料与试剂

全脂乳粉；白砂糖；果胶；发酵剂；天然牛乳铁蛋白Hilmar1000；乳铁蛋白酶联免疫检测试剂盒。

1.1.2 仪器与设备

电子分析天平；电热恒温水浴锅；离心理；电子天平：高压均质机；数显黏度计；p H计；多职能酶标仪；涡旋混合器；不变性分析仪。

1.2 尝试步骤

1.2.1 乳铁蛋白酸奶的造备

全脂乳粉、白砂糖→复原乳→参与果胶混合→预热（55℃）→均质（20 MPa）→85℃杀菌10min→冷却至42℃→接种→发酵→4℃冷却后熟24 h→破乳

1.2.2 单成分试验

1.2.2. 1 发酵前提的选择

在8%白砂糖，接种时参与0.03%乳铁蛋白，使用0.004%YF-L 904发酵剂的前提下，别离于30℃12 h、42℃6 h下进行发酵，探索发酵前提对乳铁蛋白酸奶品质的影响。

1.2.2. 2 发酵剂种类的选择

在8%白砂糖，接种时参与0.03%乳铁蛋白，42℃6 h下进行发酵的前提下，别离参与0.004%YF-L 904发酵剂以及YO-MIX 863发酵剂，探索发酵剂种类对乳铁蛋白酸奶品质的影响。

1.2.2. 3 糖增长量的选择

在接种时参与0.03%乳铁蛋白，使用0.004%发酵剂，42℃6 h下进行发酵的前提下，别离增长6%、8%、10%白砂糖，探索糖增长量对乳铁蛋白酸奶品质的影响。

1.2.2. 4 乳铁蛋白增长量的选择

在8%白砂糖，使用0.004% 904发酵剂，42℃6 h下进行发酵的前提下，在接种时辰别增长0%、0.03%、0.05%乳铁蛋白，探索乳铁蛋白增长量对乳铁蛋白酸奶品质的影响。

1.2.2. 5 乳铁蛋白增长阶段的选择

在8%白砂糖，0.03%乳铁蛋白，使用0.004%发酵剂，42℃6 h下进行发酵的前提下，别离在杀菌前、接种时、发酵后参与0.03%乳铁蛋白，探索分歧加工阶段增长乳铁蛋白对乳铁蛋白酸奶品质的影响。

1.3 指标测定

1.3.1 p H

将待测酸奶搅拌均匀，室温下使用p H计进行测定。

1.3.2 黏度

将破乳后的酸奶置于室温下，选取旋转黏度计进行测定。测按时使用3号转子，转速设置为12 r/min。

1.3.3 持水力

取3 g破乳后的酸奶置于5 m L离心管中，在4200 r/min下离心15 min，弃去上清液，称取其渣滓质量。持水力推算公式：

式中：WHC，持水力，%；G1，去除上清液后样品与离心管总质量，g;G2，离心前样品与离心管总质量，g;G，离心管质量，g。

1.3.4 不变性

将20 m L破乳后的酸奶置于Turbiscan Lab专用圆柱形样品瓶中，设定测试参数，测试温度为25℃，每隔30 min扫描一次。4.5 h后得到样品Turbiscan不变性图谱的BS曲线。利用Turbi Soft软件分析推算得到Turbiscan不变性指数（TSI），通过TSI评估样品的不变性。TSI推算公式：

式中：xi，在某以高度单次丈量所获得的样品背散射光强值，%；xBS，样品自上而下扫描后所测得的xi的均匀值，%；n，扫描总次数。

1.3.5 乳铁蛋白含量

使用乳铁蛋白酶联免疫检测试剂盒测定。

1.4 感官评价

感官评分尺度凭据RHB104-2020《发酵乳感官评价细则》进行造订，约请10位食品专业人员对酸奶的色泽、组织状态、韵味、口感进行评分，通过数据的处置以及分析，得出最终了局。评分选取百分造，评分尺度见表1。

表1 乳铁蛋白酸奶感官评分尺度

Table 1 Sensory evaluation standard of lactoferrin yogurt

1.5 数据分析

试验选取Excel 2016和SPSS 24.0对试验数据进行分析处置，了局以“均匀值±尺度差”的大局暗示。选取Origin 2018进行作图。

2 了局与分析

2.1 乳铁蛋白酸奶最优工艺与配方简直定

2.1.1 发酵前提简直定

发酵前提对于酸奶中乳酸菌的成长滋生有肯定影响。由表2可知，30℃12 h组的p H偏高，尚未发酵齐全，口感较稀薄。其原因是发酵温度过低、发酵功夫不及导致乳酸菌未能充分滋生。42℃6 h组有更好的黏度以及持水力，此时酸奶发酵韵味浓郁，组织均匀细腻。这是由于在该发酵前提下乳酸菌发酵优良，酪蛋白胶束整体结构不变，酸奶因而产生更黏稠质地，提高了酸奶的黏杜纂持水力。发酵前提对于酸奶中乳铁蛋白的含量无显著影响（P>0.05）。

表2 发酵前提对乳铁蛋白酸奶品质的影响

Table 2 Effects of fermentation conditions on the quality of lactoferrin yogurt

注：同列角标分歧字母暗示存在显著性差距（P<0.05）。

TSI用以表征样品的不变性。统一功夫下，TSI的值越幼、变动趋向越平缓，样品的分散水平越好，整体不变性越好。由图1可知，随着功夫的增长，二者TSI值均在上涨，批注其不变性在降低。整体了局根基类似，因而发酵前提对乳铁蛋白酸奶的不变性并无影响。综合思考，最终确定发酵前提为：42℃6 h。

2.1.2 发酵剂种类简直定

两种发酵剂均由嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌组成。由表3可知，p H偏高，为4.55。组有更好的黏度以及持水力。发酵剂在发酵过程中产酸较慢，因而p H较高，略有粉涩赣注发酵韵味不及。发酵剂产酸较快，同时产生了更多的能够结合游离水的胞表多糖，酪蛋白网状结构更为不变，使得酸奶黏度、持水力更高。由发酵剂发酵所得酸奶组织均匀，无乳清析出、糊口感。发酵剂种类对于酸奶中乳铁蛋白的含量无显著影响（P>0.05）。

图1 发酵前提对乳铁蛋白酸奶不变性的影响

Figure 1 Effects of fermentation conditions on stability of lactoferrin yogurt

表3 发酵剂种类对乳铁蛋白酸奶品质的影响

Table 3 Effects of starter on the quality of lactoferrin yogurt

注：同列角标分歧字母暗示存在显著性差距（P<0.05）。

由图2可知，YF-L 904组的TSI值比YO-MIX 863组低，因而YF-L 904组越发不变。其原因是乳酸菌在发酵过程中产生的胞表多糖，加强了酸奶中蛋白的凝胶结构，提高了乳铁蛋白酸奶的不变性。综合思考，最终确定发酵剂种类为：YF-L 904。

2.1.3 糖增长量简直定

糖在酸奶中承担着赋予酸奶甜味、为发酵菌种提供碳源、增长固形物含量等多沉角色。由表4可知，黏度随糖增长量的增长而增长。p H和持水力的变动趋向一样，均呈先增长后降落趋向，在8%时达到最高，别离为4.36和66.33%，此时酸奶酸甜适中，口感细腻爽滑。其原因是酸奶中糖含量较低时，无法为菌种提供足够碳源，不能满足发酵需要，糖含量的提高推进了菌种发酵，有利于酸奶形成较好的质构。糖含量偏高时，乳酸菌滋生过度，产生大量乳酸，导致酸奶p H降落，进而抑造了乳酸菌的成长，最终对持水力造成了肯定水平的影响。糖增长量对于酸奶中乳铁蛋白的含量无显著影响（P>0.05）。

图2 发酵剂种类对乳铁蛋白酸奶不变性的影响

Figure 2 Effects of starter on stability of lactoferrin yogurt

表4 糖增长量对乳铁蛋白酸奶品质的影响

Table 4 Effects of sugar content on the quality of lactoferrin yogurt

注：同列角标分歧字母暗示存在显著性差距（P<0.05）。

由图3可知，8%组的TSI值最低，因而最为不变。原因是糖含量的增长提高了酸奶中的固形物含量，对于增长酸奶黏度以及缓开脱水收缩景象有肯定援手。糖含量过低时无法满足乳酸菌发酵，随着糖含量的升高，蛋白质凝胶结构趋于不变。糖含量过高时，乳酸菌大量产酸，粉碎了蛋白质的胶凝固构，不利于提高酸奶不变性。综合思考，最终确定糖增长量为：8%。

2.1.4 乳铁蛋白增长量简直定

乳铁蛋白的含量决定了乳铁蛋白酸奶的饮用价值。由表5可知，0.03%组p H以及黏度最高，别离为4.38和6135 m Pa·s。乳铁蛋白的增长量与酸奶的持水力呈负有关，其原因是在低p H前提下，乳铁蛋白的疏水基团逐步露出，使酸奶持水力降落。乳铁蛋白增长量的增长，导致露出疏水基团的增多，对持水力有显著影响（P<0.05），同时还会使酸奶出现粉涩感。乳铁蛋白增长量与酸奶中乳铁蛋白的含量成正有关。但相迸宗0.03%组，0.05%组乳铁蛋白损失率更高。另表值妥贴心的是，未增长乳铁蛋白的酸奶中仅含有微量乳铁蛋白。

图3 糖增长量对乳铁蛋白酸奶不变性的影响

Figure 3 Effects of sugar content on stability of lactoferrin yogurt

表5 乳铁蛋白增长量对乳铁蛋白酸奶品质的影响

Table 5 Effects of lactoferrin content on the quality of lactoferrin yogurt

注：同列角标分歧字母暗示存在显著性差距（P<0.05）。

由图4可知，乳铁蛋白的增长能够提高酸奶的不变性。随着功夫的增长，分歧乳铁蛋白增长量的酸奶不变性均呈降落趋向，当增长量为0.03%时，不变性最好。增长量为0.05%时，不变性呈颠簸趋向且变动幅度较大，系统较不不变，这可能是由于乳铁蛋白通过静电相互作用与酪蛋白凝胶表表结合，这一作用使得酪蛋白胶束结构松动并产生膨胀，粉碎了酸奶不变性。而在膨胀的过程中，部门乳铁蛋白渗入到酪蛋白胶束内部，增长与胶束的结合水平，酸奶不变性因而有所提升。综合思考，最终确定乳铁蛋白增长量为0.03%。

2.1.5 乳铁蛋白增长阶段简直定

乳铁蛋白的热不不变性对其活性以及生物学职能有着沉要的影响作用。由表6可知，三组的p H、黏度、持水力无显著差距（P>0.05）。接种时增长乳铁蛋白可使酸奶口感更为细腻，发酵香气更为浓郁。杀菌前增长乳铁蛋白，由于高温杀菌过程使得乳铁蛋白变性，导致乳铁蛋白含量大幅降低。接种时以及发酵后增长乳铁蛋白，对其含量影响不显著（P>0.05）。由此可见，菌种发酵过程对于乳铁蛋白的活性并无显著影响，这与Palmano等的试验了局类似。对牛奶进行热加工时，乳铁蛋白的三级结构会在55℃左右产生变动。随着温度的进一步升高，乳铁蛋白二级结构中的α-螺旋结构产生膨胀，蛋白质分子趋于无序化。温度越高，β-转角以及无规定卷曲越多，蛋白质的无序化水平越高，这种变动往往不成逆。因而杀菌冷却后增长乳铁蛋白，能够�；て浠盍�，降低乳铁蛋白的损失。

图4 乳铁蛋白增长量对乳铁蛋白酸奶不变性的影响

Figure 4 Effects of lactoferrin amount on stability of lactoferrin yogurt

表6 乳铁蛋白增长阶段对乳铁蛋白酸奶品质的影响

Table 6 Effect of lactoferrin adding time on the quality of lactoferrin yogurt

注：同列角标分歧字母暗示存在显著性差距（P<0.05）。

由图5可知，杀菌前、接种时组的TSI值根基一致，但发酵后组TSI值较高。由此可见，相迸宗发酵后增长乳铁蛋白，在杀菌前、接种时增长，能够使乳铁蛋白酸奶获得更好的不变性。固然接种时以及发酵后增长乳铁蛋白，对于乳铁蛋白的含量没有显著影响，但发酵后参与乳铁蛋白的过程可能会对酸奶的凝胶结构产生肯定水平的粉碎。综合思考，最终确定在接种时增长乳铁蛋白。

图5 乳铁蛋白增长阶段对乳铁蛋白酸奶不变性的影响

Figure 5 Effects of lactoferrin adding time on stability of lactoferrin yogurt

2.2 乳铁蛋白酸奶在贮存期间的品质变动

2.2.1 p H、乳铁蛋白含量的变动

酸奶在贮存期的品质变动，决定了产品的货架期。作为衡量酸奶曲直的一个沉要指标，贮存期的品质变动肯定水平上也影响了消费者的采办欲望。p H会影响酸奶的口感以及滋味，乳铁蛋白含量直接决定乳铁蛋白酸奶的饮用价值。如图6所示，乳铁蛋白酸奶在贮存期的p H整体呈降落趋向，从4.34降落到了最终的4.10。其中0～7 d大幅降落，这是由于保加利亚乳杆菌利用酸奶中渣滓乳糖持续产酸，使得酸奶产生肯定水平后酸化。7～14 d乳酸菌利用乳糖持续产生乳酸，但由于酸奶中大部门营养成分已被亏损，导致酸奶p H的降落速度放缓。0～14 d随着p H的降落，乳铁蛋白的二级结构产生扭转，α-螺旋以及无规定卷曲结构增多，乳铁蛋白含量呈缓慢降落趋向。14～28 d中p H无显著变动，仅在4.08～4.10之间幼领域颠簸，此时乳酸菌发酵可能已达到阈值。但乳铁蛋白含量产生大幅削减，这可能是由于乳铁蛋白受到微生物滋生或其代谢产品的滋扰和抑造，导致其含量削减。

图6 乳铁蛋白酸奶贮存期间p H、乳铁蛋白含量的变动

Figure 6 Changes of p H and lactoferrin content in lactoferrin yogurt during storage period

2.2.2 黏度、持水力的变动

黏杜纂持水力肯定水平决定了酸奶的组织状态。由图7可知，在贮存期中乳铁蛋白酸奶黏杜纂持水力的变动趋向大体一样，而引起二者变动的原因也较为类似。0～7 d黏杜纂持水力上升，这是由于酸奶中的乳酸菌不休成长滋生，推进了酪蛋白网络结构的形成。酸奶加工阶段中被分离的凝乳微粒沉新回到凝乳网络系统之中，这一过程中更多的蛋白质产生接触，提高了蛋白质的凝胶强度。后酸化过程中由保加利亚乳杆菌产生的胞表多糖对黏度的提升也有肯定推进作用。7～14 d随着酸奶p H的不休降落，胶体磷酸钙溶化，酪蛋白胶束之间的静电作用遭到粉碎，进一步导致酪蛋白胶束内部结构产生变动，黏度、持水力因而降落。14～28 d酸奶的p H变动趋于平缓，乳酸菌发酵达到阈值，此时黏度、持水力仍旧有较大颠簸，这可能是由于微生物滋生、代谢产生各类物质，导致酸奶品质产生颠簸。

图7 乳铁蛋白酸奶贮存期间黏度、持水力的变动

Figure 7 Changes of viscosity and water holding capacity in lactoferrin yogurt during storage period

3 结论

本试验确定了乳铁蛋白酸奶的出产工艺及配方，试验了局批注当糖增长量为8%，使用0.004%YF-L 904发酵剂，在接种时增长0.03%乳铁蛋白，于42℃下发酵6 h所得乳铁蛋白酸奶口感细腻爽滑、酸甜适中，品质最佳。对最优配方及出产工艺出产得到的乳铁蛋白酸奶进行贮存期品质变动观察，发现乳铁蛋白酸奶在0～14 d能够维持优良的品质，14～28 d酸奶各项指标变动显著，品质产生劣化。因而建议将乳铁蛋白酸奶的货架期设置为14 d。在酸奶中增长生物学职能多多的乳铁蛋白，能够赋予酸奶更高的饮用价值，满足消费者对于职能性酸奶的需要，占有较好的市场远景。

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1 资料与步骤

1.1 资料与仪器

1.1.1 资料与试剂

1.1.2 仪器与设备

1.2 尝试步骤

1.2.1 乳铁蛋白酸奶的造备

1.2.2 单成分试验

1.2.2. 1 发酵前提的选择

1.2.2. 2 发酵剂种类的选择

1.2.2. 3 糖增长量的选择

1.2.2. 4 乳铁蛋白增长量的选择

1.2.2. 5 乳铁蛋白增长阶段的选择

1.3 指标测定

1.3.1 p H

1.3.2 黏度

1.3.3 持水力

1.3.4 不变性

1.3.5 乳铁蛋白含量

1.4 感官评价

1.5 数据分析

2 了局与分析

2.1 乳铁蛋白酸奶最优工艺与配方简直定

2.1.1 发酵前提简直定

2.1.2 发酵剂种类简直定

2.1.3 糖增长量简直定

2.1.4 乳铁蛋白增长量简直定

2.1.5 乳铁蛋白增长阶段简直定

2.2 乳铁蛋白酸奶在贮存期间的品质变动

2.2.1 p H、乳铁蛋白含量的变动

2.2.2 黏度、持水力的变动

3 结论