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新型开菲尔花生酸乳中的营养价值、功能特性并测定其可能存在的生物活性成分的研究

作　者: Bensmira Mertem
导　师: 江波
学　校: 江南大学
专　业: 食品科学
关键词: 开菲尔 花生乳 加工条件 品质特性 抗氧化性质 超滤 总酚类化合物
分类号: TS252.54
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


发酵乳制品是世界上最普遍的发酵食品，它们由各种动物奶制成。开菲尔是一种发酵牛奶，它虽然没有酸奶出名，但也为广大消费者所熟悉，且在不同的国家以不种名字闻名于世。开菲尔的传统制法是在牛奶中接种各种开菲尔菌，这些菌种包含有益的共生混合微生物，如乳酸菌(实验室)、酵母菌、醋酸菌等。在开菲尔的商业生产中，如果采用接种作为初始培养是非常困难的，因为它的菌种组成很复杂，且初始菌种在不同的储藏和处理条件下有不同的变化，此外，要维持开菲尔菌群的菌种组成稳定也比较困难，尤其是在批次生产过程中，更加明显。尽管传统的商业生产开菲尔都是采用牛奶、母羊奶、山羊奶或水牛牛奶，然而在一些国家，动物奶很稀有、昂贵，或者是由于饮食约束、习惯、宗教风俗而导致消费人群很小。改善这种处境最有效的方法是采用植物来源的蛋白比如花生蛋白来制作开菲尔，由于花生的蛋白、矿物质、必需氨基酸（如亚麻油酸和油酸）含量很高，因此它所含的营养适合于所有年龄阶段的人。尽管目前有关开菲尔菌群的研究报导很多，但是与加工过程中开菲尔的品质特性相关的研究并不多。本课题旨在研究当采用混合的花生/脱脂牛奶为原料时加工条件对开菲尔菌的影响。开菲尔菌样品在24°C分别培养18、22、26和30h，时间对其流变学、质地、脱水收缩作用和水的承受力等方面没有明显的影响。因此，在开菲尔制备过程中选择18h为最佳培养时间，然后将发酵的花生/脱脂牛奶在不同的温度下培养18h，实验结果表明，培养温度为28°C的时候，产品品质最佳，由此将28°C定为最佳培养温度。相对于其他比例条件，当开菲尔样品采取10:0和9:1（花生/脱脂牛奶）的比例时品质最高。而且，当花生/脱脂牛奶比例为7:3时会抑制开菲尔发酵过程最佳物理力学性能和微观结构的形成。研究过程中分别比较了采用花生乳(PMK)和(7/3)花生乳/脱脂牛奶(70%PMK)制成的开菲尔以及采用全牛奶制备的开菲尔的理化性质和感官特性的不同。PMK的存储模量(G′)，损失模量和复粘度(η*)值明显高于70%PMK和WMK，而70%PMK和WMK之前的差别并不显著。此外，PMK样品还拥有最低的粘附性和最强的韧性。但是70%PMK和WMK的矿物质、氨基酸和总固体量比PMK高，而PMK的蛋白含量和脂类水平比较高。PMK和70%PMK中WHCs显著高于WMK。但是它们的保水性明显低于WMK。最新研究表明，NMK比其他产品具有高湿度和高灰度。对于有机酸含量而言，70%PMK富含醋酸和丙酮酸，而WMK中富含乳酸、丁酸和丙酸，一般情况下，WMK中的总氨基酸含量低于PMK和70%PMK。PMK制备的开菲尔的显微结构显示为一种紧密的小分支结构。而采用70%PMK制备的开菲尔与WMK制备的开菲尔两者显微结构相似，呈现规则孔径的海绵状。研究同时对花生乳发酵剂样品在冷冻贮存过程中的微生物及理化特性进行了测定。结果表明，贮存时间对花生乳发酵剂的流变特性有显著影响。此外，在花生酸乳中，牢固度和脱水收缩作用值在样品随后的存储过程中逐渐增大。花生牛奶酸乳的pH值在储藏过程中逐渐降低。样品中微生物变化趋势为当储藏至7-14天时，乳酸菌含量降低，而酵母菌保持不变。分别对花生乳发酵剂的抗氧化性能、花生乳中的可溶性酚醛含量及其开菲尔产品风味提取物进行了研究。花生乳发酵剂抗氧化活性的研究通过2,2-二苯基-1-picrylhydrazyl自由基(DPPH)的清除能力、降低功率及硫氰酸盐方法。结果表明，花生乳或花生乳发酵剂清除能力和还原力随着浓度的增加而增加。此外，在低浓度，发酵花生乳比非发酵花生乳的DPPH展示了更强的清除能力。同样，非发酵花生乳提取物比发酵花生乳提取物的还原力要弱。发酵花生乳提取物的抗氧化活性很好，它的DPPH自由基清除活性的IC50值(5.15±0.4毫克/毫升)低于花生乳的IC50值(7.28±0.5毫克/毫升)。此外，与花生乳相比，花生牛奶发酵剂（PMK）更强地表现出对亚油酸过氧化的保护作用。花生乳中总的可溶性酚醛含量明显低于开菲尔发酵物。最后对花生乳开菲尔产品中多酚的超滤分离回收进行了分析研究，采用限制分子量大小为10、5、3KDa的Millipore超滤纤维膜进行连续超滤分离花生乳开菲尔酸奶。结果表明，小肽的清除力和还原能力和小肽含量相关。此外，超滤作为潜在的一种技术来恢复从花生乳发酵剂中提取的酚醛的抗氧化性。当截留肽段2(10-5KDa)时其抗氧化能力高于其他部分，能提高酚类化合物含量。此外，在截留肽段为2(10-5KDa)时，可溶性酚醛含量明显高于肽段1(≥10KDa)。酚类化合物在第二部分的主要成分为儿茶素和对香豆酸。

全文目录


ACKNOWLEDGEMENTS  4-5
ABSTRACT  5-8
摘要  8-10
LIST OF FIGURES  10-12
LIST OF TABLES  12-13
TABLE OF CONTENTS  13-17
CHAPTER 1: GENERAL INTRODUCTION AND LITERATURE REVIEW  17-37
  1.1. General Introduction  17
  1.2. Literature Review  17-32
    1.2.1. Liquid milk and dry milk  17-21
      1.2.1.1. Liquid milk  17-18
        1.2.1.1.1. Milk composition  17-18
        1.2.1.1.2. World-wide milk consumption and production  18
      1.2.1.2. Milk powder  18-21
        1.2.1.2.1. Types of dry milk  18-20
        1.2.1.2.2. Manufacturing of milk powder  20-21
    1.2.2. Fermented milk products  21-28
      1.2.2.1. Lactic fermentations  21-25
      1.2.2.2. Yeast-lactic fermentations  25-28
        1.2.2.2.1. Kefir  26-27
        1.2.2.2.2. Koumiss, kumiss, kumys, or coomys  27-28
        1.2.2.2.3. Miscellaneous products  28
      1.2.2.3. Mold-lactic fermentations  28
    1.2.3. Oilseeds milk  28-32
      1.2.3.1. Peanut-milk  28-32
        1.2.3.1.2. Peanut-milk production  29
        1.2.3.1.3. Composition of peanut-milk  29-30
        1.2.3.1.4. Peanut-milk based products production  30-32
  1.3. Objectives of this Research  32
  1.4. References  32-37
CHAPTER 2: EFFECT OF SOME OPERATING VARIABLES ON THE MICROSTRUCTURE AND PHYSICAL PROPERTIES OF A NOVEL KEFIR FORMULATION  37-55
  2.1. Introduction  37-38
  2.2. Materials and methods  38-41
    2.2.1. Materials  38
    2.2.2. Experimental instruments and equipments  38
    2.2.3. Methods  38-41
      2.2.3.1. The preparation of the Kefir working culture  38
      2.2.3.2. Peanut-milk preparation  38-39
      2.2.3.3. Kefir processing  39
        2.2.3.3.1. The effect of fermentation time  39
        2.2.3.3.2. The effect of incubation temperature  39
        2.2.3.3.3. The effect of peanut/skimmed milk ratio  39
      2.2.3.4. Rheological analysis  39-40
      2.2.3.5. Textural properties  40
      2.2.3.6. Water-holding capacity (WHC)  40
      2.2.3.7. Syneresis  40
      2.2.3.8. The crude EPS level determination  40-41
      2.2.3.9. Microstructure  41
      2.2.3.10. Statistical analysis  41
  2.3. Results and discussion  41-50
    2.3.1. Effect of processing conditions on the rheological characteristics of Kefir  41-43
    2.3.2. Effect of processing conditions on the textural properties of Kefir  43-44
    2.3.3. Effect of processing conditions on the WHC and syneresis of Kefir  44-47
    2.3.4. Effect of processing conditions on the EPS content in Kefir  47
    2.3.5. Effect of processing conditions on the microstructure of Kefir  47-50
  2.4. Conclusion  50
  2.5. References  50-55
CHAPTER 3: MICROSTRUCTURE AND RHEOLOGICAL, PHYSICOCHEMICAL,AND SENSORIAL PROPERTIES OF NOVEL PEANUT-MILK BASED KEFIR AND WHOLE MILK KEFIR  55-73
  3.1. Introduction  55-56
  3.2. Materials and methods  56-58
    3.2.1. Materials  56
    3.2.2. Experimental instruments and equipments  56
    3.2.3. Methods  56-58
      3.2.3.1. Preparation of Kefir working-culture  56
      3.2.3.2. Milks preparation  56
      3.2.3.3. Kefir production  56-57
      3.2.3.4. Analysis of Kefir rheology  57
      3.2.3.5. Texture profile analysis  57
      3.2.3.6. Water holding capacity (WHC) and syneresis measurements  57
      3.2.3.7. Proximate composition of Kefir  57
      3.2.3.8. HPLC analysis for organic acids determination  57-58
      3.2.3.9. Mineral elements  58
      3.2.3.10. Composition of amino acids  58
      3.2.3.11. Microstructure  58
      3.2.3.12. Sensory evaluation  58
      3.2.3.13. Statistical analysis  58
  3.3. Results and Discussion  58-68
    3.3.1. Dynamic rheology of Kefir  58-59
    3.3.2. Textural characteristics of Kefir  59-61
    3.3.3. Water-holding capacity (WHC) and syneresis  61-62
    3.3.4. Proximate composition  62-64
    3.3.5. Organic acids  64
    3.3.6. Mineral elements  64-65
    3.3.7. Composition of amino acids  65-66
    3.3.8. Microstructure  66-67
    3.3.9. Sensory analysis  67-68
  3.4. Conclusion  68
  3.5. References  68-73
CHAPTER 4: EVOLUTION OF MICROBIOLOGICAL AND PHYSICOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF PEANUT-MILK BASED KEFIR DURING STORAGE  73-87
  4.1. Introduction  73-74
  4.2. Materials and methods  74-76
    4.2.1. Materials  74
    4.2.2. Experimental instruments and equipments  74
    4.2.3. Methods  74-76
      4.2.3.1. Preparation of Kefir working-culture  74
      4.2.3.2. Milk preparation  74-75
      4.2.3.3. Kefir production  75
      4.2.3.4. Analysis of Kefir rheology  75
      4.2.3.5. Texture profile analysis  75
      4.2.3.6. Syneresis measurement  75
      4.2.3.7. Measurement of pH  75
      4.2.3.8. Microbiological test  75
      4.2.3.9. Statistical analysis  75-76
  4.3. Results and Discussion  76-83
    4.3.1. Dynamic rheology of stored Kefir  76-78
    4.3.2. Firmness of Kefir  78-79
    4.3.3. Syneresis of stored Kefir  79-80
    4.3.4. Evolution of pH in stored Kefir  80-81
    4.3.5. Microbiological quality of stored Kefir  81-83
  4.4. Conclusion  83
  4.5. References  83-87
CHAPTER 5: TOTAL PHENOLIC COMPOUNDS AND ANTIOXIDANT ACTIVITY OF PEANUT-MILK BASED KEFIR  87-99
  5.1. Introduction  87-88
  5.2. Materials and methods  88-91
    5.2.1. Materials and chemicals  88
    5.2.2. Experimental instruments and equipments  88-89
    5.2.3. Methods  89-91
      5.2.3.1. Preparation of Kefir working-culture  89
      5.2.3.2. Milk preparation  89
      5.2.3.3. Samples preparation  89
      5.2.3.4. DPPH assay  89
      5.2.3.5. Reducing power  89-90
      5.2.3.6. Linoleic acid emulsion system-thiocyanate method  90
      5.2.3.7. Total soluble phenolic content assay  90
      5.2.3.8. Statistical analysis  90-91
  5.3. Results and Discussion  91-96
    5.3.1. DPPH assay  91-92
    5.3.2. IC50values of peanut-milk (PM) and peanut-milk Kefir (PMK)  92-93
    5.3.3. Reducing power  93
    5.3.4. Linoleic acid emulsion system-thiocyanate method  93-95
    5.3.5. Total soluble phenolic content  95-96
  5.4. Conclusion  96
  5.5. References  96-99
CHAPTER 6: RECOVERY OF PHENOLIC COMPOUNDS IN PEANUT-MILK BASED KEFIR EXTRACT BY ULTRAFILTRATION  99-111
  6.1. Introduction  99-100
  6.2. Materials and methods  100-103
    6.2.1. Materials and chemicals  100
    6.2.2. Experimental instruments and equipments  100-101
    6.2.3. Methods  101-103
      6.2.3.1. Preparation of Kefir working-culture  101
      6.2.3.2. Milk preparation  101
      6.2.3.3. Sample preparation  101
      6.2.3.4. Experimental design  101
      6.2.3.5. Fractionation of peanut-milk Kefir extract by ultra-filtration  101-102
      6.2.3.6. DPPH assay  102
      6.2.3.7. Reducing power  102
      6.2.3.8. Total soluble phenolic content assay  102
      6.2.3.9. Identification of phenolic compounds by HPLC/ESI/MS  102-103
      6.2.3.10. Statistical analysis  103
  6.3. Results and discussions  103-108
    6.3.1. DPPH assay  103
    6.3.2. IC50values of peanut-milk Kefir (PMK) fractions obtained by Ultrafiltration  103-104
    6.3.3. Reducing power  104-105
    6.3.4. Total soluble phenolic content  105-106
    6.3.5. Identification of phenolic compounds by HPLC/ESI/MS  106-108
  6.4. Conclusion  108-109
  6.5. References  109-111
CHAPTER 7: GENERAL CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS  111-113
  7.1. GENERAL CONCLUSION  111-112
  7.2. RECOMMENDATIONS  112-113
LIST OF PUBLICATIONS  113

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 乳品加工工业 > 各种乳制品 > 发酵乳制品
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