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嗜熱鏈球菌發(fā)酵乳對全蛋液起泡性、pH、黏度、表面張力的影響（二）
來源：食品與發(fā)酵工業(yè) 瀏覽 702 次 發(fā)布時間:2024-12-24
2結(jié)果與分析
2.1全蛋液與發(fā)酵乳混合液的pH變化
新鮮全蛋液的pH值在pH 7.5左右，通過改變pH可以影響不同種類蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化。本研究中嗜熱鏈球菌利用乳粉中的乳糖進(jìn)行同型發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，隨著乳酸的增加，發(fā)酵乳的pH逐漸降低。ST5-24 h發(fā)酵乳的pH值為pH 3.84，添加不同量的發(fā)酵乳對全蛋液pH值和Zeta電位的影響如圖1所示。
圖1全蛋液與發(fā)酵乳混合液樣品的pH和Zeta電位變化
由圖1可知，隨著發(fā)酵乳含量的增加，全蛋液與ST5-24 h發(fā)酵乳混合液的pH值由pH 7.75下降至pH 4.95。此外，混合物的Zeta電位均表現(xiàn)為負(fù)電荷，且小幅下降后逐漸增大，并在發(fā)酵乳含量為25%時達(dá)到最小值。對混合物起泡性質(zhì)起主要作用的是全蛋液中的蛋清蛋白和脫脂乳中的乳清蛋白質(zhì)，其中蛋清蛋白的起泡性能力取決于球蛋白G1、G2和卵轉(zhuǎn)鐵蛋白，卵粘蛋白和溶菌酶起穩(wěn)定作用。蛋清中大部分蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)主要分布在pI 4.0～6.0之間，且球蛋白G1、G2的等電點(diǎn)分別為pI 5.5和5.8。隨著pH值的降低，逐漸接近蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，暴露更多的疏水基團(tuán)，促進(jìn)蛋白質(zhì)在界面上的吸附，從而影響其泡沫性質(zhì)。
2.2全蛋液與發(fā)酵乳混合液的黏度變化
實驗室先前的研究表明ST5菌株為黏性菌株，可以合成胞外多糖，其對發(fā)酵乳起到天然增稠作用。ST5發(fā)酵乳經(jīng)過24 h的發(fā)酵，黏度可以達(dá)到6 253 mPa·s，遠(yuǎn)大于新鮮蛋液的黏度。圖2為全蛋液與發(fā)酵乳混合后的黏度變化情況。
圖2全蛋液與發(fā)酵乳混合液樣品的黏度變化
由圖2可知，新鮮全蛋液的黏度為18 mPa·s，并且隨著發(fā)酵乳含量的增加，二者混合液的黏度不斷增加。當(dāng)發(fā)酵乳含量小于15%時，全蛋液與ST5-24 h發(fā)酵乳混合液的黏度上升較慢，處于23～35 mPa·s之間。隨著發(fā)酵乳含量的增加，pH值降低，逐漸達(dá)到部分蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，使少量蛋白質(zhì)開始發(fā)生聚集，但由于發(fā)酵乳中大量酪蛋白聚集體的增稠作用，混合物黏度直線上升至197.3 mPa·s。
2.3全蛋液與發(fā)酵乳混合液的表面張力變化
圖3為全蛋液與發(fā)酵乳混合后的表面張力變化情況。從圖3中可以看出，全蛋液的表面張力為50.5 mN/m左右，發(fā)酵乳的添加可以不同程度的改變二者混合物的表面張力。發(fā)酵乳中的酪蛋白由于其兩親結(jié)構(gòu)可以作為一種表面活性劑降低表面張力，所以當(dāng)加入少量發(fā)酵乳時，即可明顯降低混合物的表面張力。此外，蛋清蛋白和乳清蛋白混合物有相互協(xié)同作用，且乳清蛋白對界面性質(zhì)的作用較大。但表面張力在發(fā)酵乳含量為5%～30%變化不大(49.5～49.8 mN/m)，說明發(fā)酵乳在混合物表面性質(zhì)上的作用已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)。當(dāng)發(fā)酵乳含量在35%～50%，混合物pH值降至pH 5.5以下，大部分蛋白質(zhì)已經(jīng)開始變性，表面張力上升至50.4 mN/m左右。
圖3全蛋液與發(fā)酵乳混合液樣品的表面張力變化
2.4發(fā)酵乳對全蛋液起泡性的影響
圖4為發(fā)酵乳對全蛋液起泡能力的影響。由圖可知，隨著發(fā)酵乳添加量的增加，全蛋液與發(fā)酵乳混合物的起泡性整體呈下降趨勢。生成泡沫時，液體表面積增加，體系能量也相應(yīng)的增加。因此，從熱力學(xué)的角度來看，低表面張力有利于泡沫的生成。發(fā)酵乳含量在0%～30%時，混合液的表面張力小于全蛋液且相對穩(wěn)定，但是黏度的增加卻抑制蛋液的起泡性，并且pH的改變也會影響其起泡性。因此，在這個范圍內(nèi)全蛋液與ST5-24 h發(fā)酵乳混合液起泡性有降低的趨勢但變化不大，其充氣能力維持在700%～730%之間。當(dāng)發(fā)酵乳含量大于30%時，混合物中的蛋白質(zhì)由于pH值的降低開始大量聚集，表面張力與全蛋液相差不大，黏度則由于胞外多糖的作用繼續(xù)增大，所以其起泡性開始急劇下降，且在發(fā)酵乳與全蛋液1∶1時降到477%。由此可以說明，ST5-24 h發(fā)酵乳添加到全蛋液中可以改變蛋液的表面張力、pH和黏度，從而3者相互作用影響混合物的起泡性。
圖4全蛋液與發(fā)酵乳混合液樣品的起泡性變化