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[成果]
1700240545
广西
TS2
应用技术
液体乳及乳制品制造
公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:南宁市科学技术局下达的南宁市科学研究与技术开发计划项目《水牛乳活性肽发酵功能乳制品的研究开发与产业化示范》,任务书编号为:20141282。该区水牛乳制品主要以液态奶、酸奶为主,巴氏杀菌和灭菌水牛乳占全区水牛乳制品的80%以上,未能充分利用水牛乳的乳源优势,急需通过一系列基础与技术研发,开发特色、功能的水牛乳制品,改变加工技术落后、产品品种少、附加值不高的现状,促进该区高附加值液态乳(乳饮料)的研发。技术原理及性能指标:技术原理:通过在商业菌种中筛选高产抗氧化活性肽发酵菌种,研究直接发酵技术和复合酶解与发酵技术及其对乳酸菌发酵产物中肽含量、肽的抗氧化活性以及品质与风味的影响,以开发具有高含量抗氧化生物活性肽的水牛乳新型发酵乳制品。性能指标:高产抗氧化活性肽发酵菌种的筛选:通过还原能力、DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力以及12%酸溶性氮含量为综合评价指标,从10种经典的商业化酸奶菌种中,筛选得到1种抗氧化活性较高的菌种,作为该项目产品研发的发酵剂。高产抗氧化活性肽直接发酵技术的研究及工艺条件的优化:采用筛选出的高产抗氧化活性肽菌种,通过单因素试验和正交试验,研究菌种添加量、发酵温度、以及白砂糖添加量对12%酸溶性氮含量、DPPH自由基清除率、感官评分指标的影响,最终确定高产活性肽直接发酵条件为砂糖添加量6%;菌种添加量0.004%;发酵温度39℃。在该条件下制备的蛋白肽发酵乳其DPPH自由基清除率平均值比市售酸水牛乳高4.39%~13.07%,酸溶性氮含量平均值高6.82%~14.63%。高产抗氧化活性肽复合酶解与发酵技术的研究及工艺条件的优化:通过单因素试验和正交试验,研究酶的添加量、pH、酶解时间、酶解温度对水解度、DPPH自由基清除率、感官评分的影响,最终得到酶解制备抗氧化多肽基料的最佳工艺为水牛乳中加酶量5000U/g底物,酶解时间90min,酶解温度60℃,过程中不调控pH值,得到的水牛乳液态抗氧化多肽基料,酸溶性蛋白(TCA-SN)含量达3.82%,DPPH自由基清除IC50值为0.071±0.008mL,将直接酶解液多肽基料中的多肽进行提取,测定氨基酸组成及其分子量分布,其中天门冬氨酸、谷氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、酪氨酸等,这些氨基酸的含量超过50%,肽的分子量大多在5733Da以内,其中分子量在1000Da以内的接近90%。基料的色泽乳白至乳黄、无苦味、无涩味、无碱味、含极微的咸味,应用前无需进行脱色、脱苦、脱盐处理,可直接在含肽食品中添加应用。水牛乳蛋白肽风味发酵乳的工艺:通过单因素试验和正交试验,研究酶解基料的添加量、发酵温度、菌种添加量以及白砂糖的添加量对产品的感官评分和DPPH自由基清除率为指标,得出最佳条件为酶解液添加量20%、白砂糖添加量7%、菌种接种量0.006%、发酵温度39℃。该工艺条件下,酶解肽酸奶的DPPH清除率为77.76%,酸溶性氮含量为21.85%,与商业纯水牛奶酸奶相比有显著的提升,其中,DPPH自由基清除能力增加32.33%-43.34%,多肽含量增加97.73%-112.20%,符合课题组预期的研发目标。水牛乳蛋白肽乳酸菌饮料的工艺:将直接酶解技术得到的多肽液态乳基料作为辅料直接添加至企业现有成熟的乳酸菌乳饮料工艺中(发酵活菌型),添加量为25%,产品能够维持较好的滋味和气味,与市售乳酸菌饮料进行对比,其IC50值为0.177mL,显著低于市售的0.321mL。产品的开发与备案:由于直接酶解抗氧化多肽液态基料,本身无苦涩味、咸味极微、风味良好,无需额外的脱苦、脱盐工艺,该功能基料高效、节能的制备技术已经被广西壮牛水牛乳业有限公司应用,生产了水牛乳蛋白肽风味发酵乳以及水牛乳蛋白肽乳酸菌饮料“多肽美”等产品。其中“多肽美”系列产品已经完成了产品企业标准备案,并试产试销32.5吨。项目实施期间,已生产了2种活性肽特色功能乳制品共16.25万瓶,实现产值105.63万元,实现利税28.52万元。已在国内核心期刊发表论文2篇,申请国家发明专利1项。联合培养本科生3名,引进硕士人才1人。技术的创造性与先进性:利用水牛乳蛋白为原料,将酶解技术直接应用于标准化后的水牛乳中,制备得到1种苦、涩、咸味以及色泽可控可接受的活性肽基料,该基料肽含量达到3.82%,感官品质达到蛋白肽添加剂要求,且在酸、热条件,以及人体消化酶模拟系统中活性稳定,可在低酸度发酵型乳制品中添加应用,以开发复合酶解与发酵多肽乳品研发,且添加量可达20%以上;首次在国内将具有抗氧化活性的水牛乳酶解肽基料直接添加于水牛乳中,制备水牛乳蛋白肽风味发酵乳,添加量20%,产品的肽含量达到0.87%,DPPH自由基清除率达到77%以上,且组织结构相对于纯发酵水牛乳更细腻爽滑;同时,将该基料应用于乳酸菌饮料,开发水牛乳蛋白肽乳酸菌饮料,添加量25%,产品多肽含量可到达0.96%,DPPH自由基清除率IC50值为0.177mL。备案“水牛乳蛋白肽乳酸菌饮料”产品企业标准,并对水牛乳蛋白肽乳酸菌饮料“多肽美”产品进行了试产试销。技术的成熟程度,适用范围和安全性:所生产产品,质量稳定,产品口味清新,营养丰富,市场前景非常广阔;该项目技术成熟,已通过专家组查定。适用于中国水牛乳加工企业,应用前景广阔。应用情况及存在的问题:乳源性抗氧化活性肽是一种食源性抗氧化剂,相对于抗氧化药物,副作用小,安全无毒。水牛乳蛋白质含量丰富,特别适合乳源肽的制备。近年,广西皇氏甲天下乳业股份有限公司、广西壮牛水牛乳业有限责任公司等该区水牛乳加工龙头企业,均有进行水牛乳多肽液态乳、酸奶以及乳饮料等高附加值产品的研发。课题组研发的水牛乳抗氧化多肽功能基料,可应用于某些水牛乳加工龙头企业在多肽乳饮料、液态乳、发酵乳等产品的生产,产品可备案并进入市场。应加大宣传力度,加快含肽水牛乳制品生产技术应用,提高市场转化率。