一种利用高压加工制备植物酸奶的新方法

一.背景介绍

随着大众生活水平的提高，人们对肉类和奶制品的植物替代品的需求与日俱增。在乳制品替代品中，植物基酸奶因其低热量、高蛋白的特点，受到消费者的广泛关注。通过有效改善植物酸奶的质地和风味可以提高消费者的接受度，但其该产品仍存在均一性差和风味不明显的问题。

目前，植物基酸奶产品仍采用传统的酸奶制作工艺，通过植物基乳液发酵而成。虽然发酵过程可以产生乳酸菌等益生菌，但此过程形成的凝胶强度较弱甚至会发生相分离。亲水胶体通常可以稳定和增强酸奶质地，但其并不符合“洁净标签”的理念。与市面上的其他乳制品相比，植物基酸奶除了发酵时间更长外，蛋白质含量也低于其同类型乳制品。因此，传统的发酵方法可能并不适合植物酸奶。

本文采用高压加工HPP方式取代传统的发酵方法有效改善了植物酸奶的质地，并探讨使用HPP开发植物酸奶的可行性, 提出一种优化风味和质地的方法，从而使高蛋白植物基酸奶产品具有理想的质地、风味和营养。

二.研究方法

本文采用HPP(一种非热处理方法，压强条件在200-800 MPa之间高压加工以延长食品的货架期)处理植物蛋白的方式优化植物基酸奶的质构。以绿豆(MB)、鹰嘴豆（CP)、豌豆（PP)、扁豆(LP)和蚕豆(FB)蛋白为原料，比较植物蛋白含量为12%时凝胶特性以及葵花籽油（SO,5%)单因素对酸奶质构及风味的影响。

三.结果与分析

(1）振幅扫描数据如图1和图2所示。G’和G”的值分别表示样品的类固体和类液体特征，tanδ是粘性与弹性行为的比率，流动结构的破坏程度可以用交叉应变γco表示。总的来说，HPP可使所有植物蛋白样品形成粘弹性凝胶且形成的凝胶强度（G’为102–103 Pa和tanδ为0.2–0.3）与市售乳制品酸奶相当（图2(a),(b))。然而，植物基酸奶蛋白凝胶的γco值比乳制品酸奶略高（图2(c))，表明其增强了酸奶的粘弹性。研究证明了可以在不添加亲水胶体的情况下制备质地稳定的产品。

(2）流变曲线数据如图3所示。由于剪切速率的增加，蛋白质网络结构破裂，蛋白质聚集体和油滴重新排列使所有样品表现出剪切依赖行为（图3(a),(b))。此外研究人员还将植物蛋白的粘度和其凝胶强度进行了拟合（图3(c),(d))，其中乳制品酸奶的粘度较低，这可能是因为其总固体含量较低。植物蛋白凝胶通常比水凝胶具有更高的粘度，且其粘度值与乳制品酸奶处于同一数量级。在这项研究中，PP（不含葵花籽油的豌豆蛋白）和PPSO（含葵花籽油的豌豆蛋白）制备的酸奶粘度分别与脱脂酸奶和全脂酸奶最接近。

(3）仍然需要对植物基酸奶的风味进行优化。这是因为植物基酸奶制备过程中的加压处理会使微生物失活，加之微生物培养物可能与不同来源的植物奶不匹配。而单独使用生物转化（发酵）和HPP工艺进行分离可以改善植物基酸奶的风味和质地，同时可以探索来源更广的微生物，挖掘低成本高效率地发酵不同来源的植物原料。这也提高了植物纤维的利用价值。如图4所示,除了添加典型的乳制品酸奶风味挥发物质（双乙酰和乳酸等），还可以生产和探索新的风味化合物。一种潜在的植物酸奶制作工艺结合了这些实验方法。

图1 市售普通脱脂和全脂牛奶希腊酸奶与高压处理的12%绿豆、鹰嘴豆、豌豆、扁豆和蚕豆蛋白样品的振幅扫描曲线

图2 市售普通脱脂和全脂希腊酸奶与高压处理的12%绿豆、鹰嘴豆、豌豆、扁豆和蚕豆蛋白质样品的振幅扫描数据。（a）0.1%应变时的储能模量（G’）;(b) 0.1%应变时的损耗角正切（tanδ）；（c）当G’= G”时的交叉应变（γco）

图3 与市售普通脱脂和全脂希腊酸奶相比，高压处理的12%（w/w）绿豆、鹰嘴豆、豌豆、扁豆和蚕豆蛋白样品在1 s-1 （(a),（b))下的流变曲线((c）,（d))和粘度曲线

图4 一种植物基酸奶制作工艺，使用发酵来优化风味生产和高压加工（HPP）,图为HPP制备的绿豆酸奶

四.结论

此研究证明了高压加工植物蛋白凝胶的粘度和粘弹性与市售乳制品酸奶相当。为了克服当前植物酸奶制作的低效率，提出了一种用于优化风味产生的单独发酵和高压处理工艺。下一步将有效开发其他具有理想质地、风味和营养的高蛋白植物酸奶产品的制作工艺。