活性炭國家專精特新“小巨人”企業(yè)活性炭產(chǎn)學(xué)研合作

　　活性炭在酸奶生產(chǎn)中的作用

　　酸奶一直是發(fā)酵乳制品的主要消費(fèi)產(chǎn)品之一，對品質(zhì)和產(chǎn)量都是有很大需求的。活性炭通過吸附可以去除重金屬，并減緩微生物的生長。為了生產(chǎn)品質(zhì)更好的酸奶，研究了活性炭對酸奶形成的影響。并且分析了添加活性炭后制成的酸奶有些什么特性。

　　試制酸奶的生產(chǎn)

　　試用酸奶是通過考慮以前的方法制成的。研究中使用了同一天擠奶的牛奶(巴氏殺菌、半脫脂、均質(zhì)的牛奶)。總共20升牛奶被放入2個(gè)獨(dú)立的鍋爐中，每個(gè)鍋爐10升。在其中一個(gè)鍋爐加入10g食品級活性炭并混合4分鐘。

　　兩組中的牛奶均在90℃下進(jìn)行巴氏殺菌。讓純牛奶冷卻發(fā)酵。將活性炭牛奶從爐中取出后，通過無菌牛奶過濾過濾器過濾，共過濾3次，15分鐘和30分鐘一次。在47℃下，以3%的比率(0.26g/10L)在兩組中使用起動(dòng)器。加入發(fā)酵劑后，將牛奶輕輕混合4分鐘，然后放置4分鐘。然后將牛奶放入標(biāo)準(zhǔn)酸奶杯中。在此過程之后，將牛奶放入烤箱 (47±2℃) 進(jìn)行孵育。具有酸奶稠度的產(chǎn)品在4小時(shí)10分鐘后檢查并從烤箱中取出。將容器口關(guān)閉并移至±4℃冷藏，無需等待。

　　酸奶發(fā)酵用活性炭的掃描電鏡圖像

　　活性炭有著耐用且良好的粘合結(jié)構(gòu)，在獲得的SEM圖像中，活性炭具有孔徑在250nm之間的中孔和超過50nm的大孔結(jié)構(gòu)(圖1)。

　　圖1：活性炭顆粒的SEM圖像。

　　電子研究

　　在這項(xiàng)研究中，進(jìn)行了分子對接以檢查活性炭與乳糖以及離子：鈣的原子間相互作用。如圖2a所示，乳糖分子在其結(jié)構(gòu)中的吡喃半乳糖環(huán)的第三個(gè)碳原子上與活性碳的六角碳環(huán)形成一個(gè)疏水π-σ接觸。雖然這種非鍵合接觸的長度為3.40Å，但乳糖與活性炭的結(jié)合自由能是有利的。鈣(Ca+2)離子與三個(gè)相鄰的活性炭六角碳環(huán)形成三個(gè)鍵相互作用(圖2b)。

　　圖2：與乳糖和鈣離子復(fù)合的活性炭的頂級分子對接構(gòu)象。(a)活性炭-乳糖復(fù)合物(b)活性炭-鈣絡(luò)合物。

　　總之，我們從分子對接研究中獲得的數(shù)據(jù)表明，活性炭和乳糖之間的分子間相互作用是有利的，但是，由于活性炭結(jié)構(gòu)中沒有電負(fù)性基團(tuán)(缺乏部分負(fù)電荷)，與陽離子(Ca+2)比它可以忽略的要弱得多。

　　酸奶風(fēng)味測試

　　從研究中獲得的酸奶的質(zhì)地(第1天、第5天和第10天)和風(fēng)味(第5天和第10天)導(dǎo)致含有活性炭的酸奶的感官測量更高。然而，這些值沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在第5天和第10天，一般需求在統(tǒng)計(jì)上顯著有利于活性炭。原味酸奶和活性炭酸奶中沒有檢測到酸味、咸味和苦味，并且沒有發(fā)現(xiàn)差異。但是帶有活性炭的酸奶會(huì)有點(diǎn)灰色，不過都比較喜歡帶活性炭的酸奶在風(fēng)味和質(zhì)地更高。

　　酸奶中微生物測試結(jié)果

　　經(jīng)測定，在含有活性炭的酸奶和原味酸奶樣品的第0天、第5天和第10天，沒有菌群和總酵母霉菌(PDA)生長。測定了總?cè)樗峋?圖3)。

　　圖3：原味酸奶和含活性炭酸奶的總?cè)樗峋?cfu/gr：菌落形成單位)天數(shù)。

　　活性炭在酸奶生產(chǎn)中的作用，發(fā)現(xiàn)活性炭酸奶的特性在酸奶所需的范圍內(nèi)與物理、化學(xué)、微生物和香氣測試。據(jù)觀察，在牛奶發(fā)酵前向​​牛奶中添加活性炭以形成酸奶并沒有破壞酸奶的結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生了積極的影響。在我們這個(gè)酸奶消費(fèi)如此普遍的世界里，活性炭酸奶可以成為一種健康的替代酸奶選擇。

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