牡蛎蛋白饮料色泽变化及其控制技术研究

论文摘要

牡蛎是一种高蛋白低脂肪的海产贝类,牡蛎肉氨基酸组成完善,其中必需氨基酸完全程度和质量比例优于牛乳和人乳。牡蛎肉经酶法水解后获得牡蛎蛋白酶解液,其具有增强机体免疫力、降血糖、降血脂、抗疲劳、降血压、保护肝脏等生理功能。牡蛎蛋白饮料是利用牡蛎蛋白酶解液经调味,杀菌等工艺研制而成的一款新型功能性饮品。在研究中发现,牡蛎蛋白饮料在加工（酶解、杀菌和贮藏）过程中会产生严重的褐变,影响产品外观并导致饮料品质下降。因此控制色泽变化是牡蛎蛋白饮料加工的关键技术之一。本研究以新鲜近江牡蛎为原料,通过检测牡蛎蛋白饮料加工过程中褐变指数、色差值、游离氨基酸和还原糖等的变化情况,初步探索饮料加工过程中色泽形成的主要原因,并根据其色泽形成机理,采取相应的措施,优化饮料色泽,最终研制出一款色泽白皙,口感爽滑,具有特殊海鲜风味的牡蛎蛋白饮料,为牡蛎蛋白饮料的产业化及牡蛎加工利用新途径提供一定的科学理论依据,促进牡蛎产业的健康快速发展。本论文主要研究内容与结果:1、牡蛎蛋白酶解过程中色泽形成机理的初步探索。实验结果表明:在牡蛎蛋白酶解过程中,褐变指数随酶解时间的延长而不断增长,增幅为104.7%,总游离氨基酸含量由1.73mg/mL增长至2.45mg/mL,还原糖含量由0.17mg/mL增长至0.7mg/mL。牡蛎蛋白酶解液中大量的游离氨基酸和还原糖以及温和的牡蛎蛋白酶解温度（53℃）为美拉德反应的进行提供了充足的条件,由此推断:牡蛎蛋白酶解液中色泽的形成可能与美拉德反应有关。另一方面,牡蛎蛋白酶解过程中,酶解液褐变物质含量在酶解过程中不断增长,与褐变指数的相关系数为0.9885。褐变物质在RP-HPLC图谱284nm处有最大吸收峰,出峰时间为18.4min,对比美拉德反应指示物5-HMF在RP-HPLC图谱284nm处的出峰时间17.5min,相差0.9min,另外LC-MS检测结果显示褐变物质与5-HMF之间分子量相差116,因此,褐变物质与美拉德反应之间的相关性还有待实验进一步证实。2、牡蛎蛋白饮料杀菌及贮藏过程中色泽的形成机理的探索。比较不同贮藏温度（4℃、20℃和37℃）条件下不同pH值（pH 4.9组和pH 6.7组）的牡蛎蛋白饮料在杀菌及贮藏期间褐变指数、游离氨基酸、总糖和还原糖含量以及pH值的变化。试验结果显示,两组饮料的褐变指数在杀菌及贮藏过程中均有明显的上升趋势,但是pH 6.7组的褐变指数总体明显高于pH 4.9组,另外褐变指数总体与贮藏温度呈正相关。成分分析结果显示,两组饮料在贮藏过程中成分变化的规律基本一致,但是pH 6.7组各成分变化的幅度较pH 4.9组大。其中,天门冬氨酸等部分氨基酸呈明显上升趋势,而精氨酸、苏氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、酪氨酸等氨基酸以及还原糖呈明显下降趋势。从以上结果可以推测,精氨酸、苏氨酸、丝氨酸、半胱氨酸和酪氨酸等氨基酸以及还原糖是牡蛎饮料非酶褐变反应的主要因子,温度和pH是牡蛎饮料发生褐变反应的重要条件,高温和高pH值可以促进牡蛎饮料褐变反应的发生。3、以脱色率和蛋白回收率为指标,采用活性炭脱色法对牡蛎蛋白酶解液色泽进行优化。通过单因素实验、正交实验得最优工艺参数为:活性炭用量2%、吸附时间40min、加热温度35℃,酶解液脱色率和蛋白回收率分别为:40.9%和86.2%。牡蛎蛋白饮料添加复合褐变抑制剂（竹叶黄酮的添加量0.06%,中性植酸钠的添加量0.05%,复合稳定剂的添加量0.015%）对饮料在杀菌及贮藏过程中的褐变抑制效果显示::较低贮藏温度（4℃）条件下,是否添加复合褐变抑制剂对饮料色泽的变化无明显影响。复合褐变抑制剂对较高贮藏温度（37℃）下的饮料褐变指数的增长有更显著的抑制效果,褐变程度仅为49.4%,远低于对照组的108.6%。通过饮料贮藏过程中的色差检测发现,复合褐变抑制剂对饮料中b值的增长抑制效果最明显,抑制率分别为:21.0%（4℃）和24.3%（37℃）,对较高温度下的a值的增长也有较好的抑制效果抑制率为23.3%,对L值基本无效。4、牡蛎蛋白饮料的研制。以牡蛎蛋白酶解清液为原料,添加少量辅料及稳定剂。饮料具有独特海鲜风味,色泽白皙,口感爽滑,风味怡人。蛋白含量2.99g/100mL,脂肪含量0.78g/100mL,寡肽含量1.55g/100mL、氨基酸含量1.27g/100mL、灰分含量0.31g/100mL,总糖含量7.54g/100mL,氨基酸组成完善,而且还有大量的牛磺酸,饮料中还含有大量的钙、铁、锌等矿质元素和微量元素。牡蛎蛋白饮料在4℃下贮藏4周时,产品色泽、组织状态和滋气味没有明显变化,微生物指标符合GB 16322-2003标准。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 牡蛎简介
• 1.2 牡蛎药用价值和功能特性研究现状
• 1.3 牡蛎加工利用现状
• 1.4 功能性饮料的研究现状
• 1.5 饮料褐变的国内外研究进展
• 1.6 牡蛎蛋白饮料加工工艺过程中色泽形成关键控制点
• 1.7 本课题的研究意义和研究内容
• 2 牡蛎蛋白酶解过程中色泽形成研究
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.3 实验结果与分析
• 2.4 小结与讨论
• 3 牡蛎蛋白饮料杀菌及贮藏过程中色泽形成的研究
• 3.1 实验材料
• 3.2 试验方法
• 3.3 实验结果与分析
• 3.4 小结与讨论
• 4 牡蛎蛋白饮料色泽控制技术的优化
• 4.1 实验材料
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果与分析
• 4.4 小结与讨论
• 5 牡蛎蛋白饮料的研制及营养成分分析
• 5.1 实验材料
• 5.2 实验方法
• 5.3 实验结果与分析
• 5.4 小结与讨论
• 6 总结论和研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 导师简介