不同親水膠體對(duì)芒果汁飲料穩(wěn)定性的影響

趙 蕓，張連慧，應(yīng) 欣，吳偉莉，鐘 鳴，李 慧

（中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院，營(yíng)養(yǎng)健康與食品安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102209）

芒果是一種原產(chǎn)于印度的漆樹(shù)科常綠大喬木，芒果性喜溫暖，不耐寒霜，最適生長(zhǎng)溫度為25～ 30 ℃，芒果為熱帶水果，果實(shí)含有糖、蛋白質(zhì)、粗纖維等，其中所含有的維生素A的前體胡蘿卜素成分很高，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。隨著社會(huì)的快節(jié)奏發(fā)展，水果類(lèi)加工產(chǎn)品的消費(fèi)量在整個(gè)水果消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占的比重逐漸提高[1]，其中芒果原漿、芒果濃縮汁和芒果果汁飲料是目前國(guó)內(nèi)外最大的芒果加工類(lèi)產(chǎn)品[2]。隨著我國(guó)居民消費(fèi)觀念的逐步提升與轉(zhuǎn)變，消費(fèi)者對(duì)食品飲料的健康、安全、口味更為注重，對(duì)中高濃度的飲料需求逐漸提升，對(duì)其產(chǎn)品的風(fēng)味、口感、穩(wěn)定性有了更高的要求[3]。但目前市售的中高濃度果肉型飲料產(chǎn)品中存在易出現(xiàn)果肉沉淀，上層析水澄清等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了飲料的外觀、口感和組織狀態(tài)。如何改善果肉型飲料的穩(wěn)定性，提高其產(chǎn)品的感官品質(zhì)一直是備受?chē)?guó)內(nèi)外行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[4-5]。

本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^(guò)添加黃原膠、果膠、大豆多糖、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、結(jié)冷膠等5種親水膠體在單因素條件下對(duì)芒果果汁飲料穩(wěn)定性的影響，并從中選取2種親水膠體進(jìn)行穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)及感官測(cè)評(píng)分析，得到適宜的復(fù)配親水膠體添加量，為果肉型飲料的生產(chǎn)企業(yè)選擇親水膠體及復(fù)配膠體提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白砂糖：太古股份有限公司；芒果濃縮漿，按芒果濃縮漿比例還原成50%果汁飲料：由德樂(lè)食品有限公司提供；黃原膠、果膠：杜邦中國(guó)集團(tuán)有限公司；大豆多糖：日本不二產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社；羧甲基纖維素鈉：北京中柏創(chuàng)業(yè)化工產(chǎn)品有限公司；結(jié)冷膠：美國(guó)CP Kelco公司；檸檬酸、檸檬酸鈉：安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司；上述原料均為食品級(jí)原料。

1.2 儀器與設(shè)備

APV1000高壓均質(zhì)機(jī)：APV有限公司；T-18分散器：德國(guó)IKA有限公司；Tm5料理機(jī)：美善品多功能食品料理機(jī)；Millpore純水儀：密理博儀器公司；Bsa2202s- cw/bsa323s-cw天平：德國(guó)賽多利斯儀器公司；Biofuge primo離心機(jī)：美國(guó)Thermo公司；DV-II PRO粘度計(jì)：美國(guó)Brookfield公司；Turbiscan AGS穩(wěn)定性分析：法國(guó)Formulation公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程白砂糖、芒果濃縮漿等主料溶解→親水膠體熱溶解→檸檬酸、檸檬酸鈉、香精等輔料溶解→調(diào)配→料液預(yù)熱→均質(zhì)→常壓殺菌→灌裝→冷卻→成品。

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 親水膠體的制備 將親水膠體緩慢加入70～80 ℃的水中，勻速攪拌，保證親水膠體充分溶解，制成膠溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.3.2.2 調(diào)配 按照設(shè)計(jì)比例和配料順序添加，在主料中依次加入親水膠體、酸味劑，每種原料加入時(shí)應(yīng)充分?jǐn)嚢?，以便混合均勻?/p>

1.3.2.3 均質(zhì) 使用分散器進(jìn)行高速剪切，12 000 r/min下剪切5 min，后進(jìn)行高壓均質(zhì)，均質(zhì)溫度在60 ℃，均質(zhì)壓力為20 MPa，均質(zhì)一次，使果肉顆粒微細(xì)化，均勻化，并增加帶肉果汁的懸浮穩(wěn)定性。

1.3.2.4 殺菌 將調(diào)配好的芒果果汁進(jìn)行常壓殺菌，在95～100 ℃條件下，維持10 min。

1.3.3 測(cè)定方法

1.3.3.1 親水膠體對(duì)穩(wěn)定性的影響實(shí)驗(yàn) 在制備好的芒果果汁中添加黃原膠、果膠、大豆多糖、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、結(jié)冷膠5種不同親水膠體，分別選取3個(gè)不同濃度，在55 ℃條件下靜置7 d進(jìn)行加速破壞性實(shí)驗(yàn)[6]。通過(guò)測(cè)定離心沉淀率和黏度的變化觀察親水膠體對(duì)芒果汁穩(wěn)定性影響，確定較適宜的親水膠體種類(lèi)及其用量，并進(jìn)行復(fù)配確定穩(wěn)定劑復(fù)配比例。

1.3.3.2 離心沉淀率的測(cè)定 稱(chēng)量離心管的重量W1，稱(chēng)取30.00 g飲料樣品，放入離心機(jī)中，在轉(zhuǎn)速5 000 r/min，下離心10 min，將離心管中上清液倒出，并稱(chēng)其重量W2，代入計(jì)算公式[7]。

每個(gè)樣品進(jìn)行3次平行測(cè)定，離心沉淀率取平均值。

1.3.3.3 粘度測(cè)定 選用低粘型粘度計(jì)，選用61#轉(zhuǎn)子，測(cè)試溫度為室溫25 ℃，剪切速度為50 rpm，粘度選取通過(guò)每組實(shí)驗(yàn)3次平均值。

1.3.3.4 感官評(píng)定 對(duì)不同復(fù)配型親水膠體的芒果果汁在室溫條件下靜置7 d，通過(guò)對(duì)感官評(píng)價(jià)員測(cè)試的消費(fèi)者接受程度，了解產(chǎn)品穩(wěn)定性。

研究方法采用評(píng)分法，評(píng)價(jià)員測(cè)試3個(gè)產(chǎn)品；3個(gè)產(chǎn)品循環(huán)測(cè)試順序，這樣可以避免因測(cè)試順序帶來(lái)的偏頗。評(píng)價(jià)員是感官評(píng)價(jià)小組成員，并且在過(guò)去三個(gè)月內(nèi)喝過(guò)且購(gòu)買(mǎi)過(guò)果汁飲料產(chǎn)品，飲用頻率在每月一次及以上的。測(cè)試基數(shù)：42人（27個(gè)女生和15個(gè)男生）。評(píng)價(jià)員在評(píng)定樣品后可以將樣品吐出在水槽內(nèi)，在每個(gè)樣品品嘗間隙休息大約1 min，以此來(lái)減少上次品嘗樣品余味的影響。評(píng)定時(shí)使用純凈水或蘇打餅干來(lái)去除樣品殘留味道[8]。

表1 產(chǎn)品測(cè)試具體評(píng)價(jià)指標(biāo)表

1.3.3.5 Turbiscan穩(wěn)定性分析 穩(wěn)定性分析測(cè)試儀是采用近紅外光作為光源，有一個(gè)透射光檢測(cè)器和一個(gè)背散射光檢測(cè)器。光源與透射光檢測(cè)器和背散射光檢測(cè)器組成測(cè)量探頭[9]。測(cè)量探頭從樣品池的底部到樣品池的頂部每40 μm測(cè)量一次，完成樣品池從底部到頂部的測(cè)量稱(chēng)為一次掃描。隨著時(shí)間的變化，由于樣品的不穩(wěn)定性，透射光和背散射光都會(huì)發(fā)生變化，這說(shuō)明樣品顆粒的粒徑、濃度發(fā)生了變化[10]。

對(duì)不同復(fù)配型親水膠體的芒果果汁靜置7 d，進(jìn)行穩(wěn)定性分析觀察其變化情況。透射光檢測(cè)器用于研究清澈透明的樣品，背散射光檢測(cè)器用于研究濃度較高樣品[11]。由于該芒果果汁飲料樣品的濃度比較高，在這種情況下，采用背散光ΔBS對(duì)樣品進(jìn)行分析，并采用多次掃描模式，掃描溫度為室溫25 ℃，總掃描時(shí)間為24 h[12]。

根據(jù)多重光散射原理，當(dāng)體系分散相體積和粒子的平均直徑發(fā)生變化時(shí)，背散射光強(qiáng)度和透射光強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化，而這種變化用TSI是穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)指數(shù)來(lái)衡量，它反映的是樣品在整個(gè)放置時(shí)間濃度和顆粒粒徑的變化幅度的綜合指標(biāo)[13]。變化幅度越大，TSI穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)指數(shù)越大，體系就越不穩(wěn)定，反之變化幅度越小，TSI穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)指數(shù)越小，體系就越穩(wěn)定[14-15]。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素親水膠體對(duì)芒果果汁穩(wěn)定性的影響

不同添加量的親水膠體對(duì)芒果果汁穩(wěn)定性的影響，見(jiàn)表2所示。選取黃原膠加入50%芒果果汁中，在高溫55 ℃破壞條件下靜置7 d觀察其穩(wěn)定性，并進(jìn)行離心沉淀率和粘度測(cè)定，當(dāng)黃原膠添加量在0.7 g/kg時(shí)，產(chǎn)品沉淀量較少，當(dāng)添加量達(dá)到1.0～1.3 g/kg時(shí)粘度增加明顯，在靜置后產(chǎn)品的流動(dòng)性變化較大，流動(dòng)性較差，從結(jié)果來(lái)看黃原膠的適宜添加量為0.7 g/kg。添加果膠和大豆多糖的芒果果汁產(chǎn)品穩(wěn)定性明顯提高，但當(dāng)其添加量達(dá)到1.4 g/kg和1.2 g/kg時(shí)并且在高溫55 ℃靜置7 d后出現(xiàn)絮狀沉淀。芒果果汁粘度隨羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）添加量增大而逐漸增大，離心沉淀率隨CMC-Na添加量的增加而減小，當(dāng)CMC-Na添加量為2.0 g/kg時(shí)產(chǎn)品的穩(wěn)定性較好。隨著結(jié)冷膠添加量的增加，芒果果汁的粘度顯著增加，其離心沉淀率隨著結(jié)冷膠的增加而減小，當(dāng)結(jié)冷膠的添加量為1.5 g/kg時(shí)，芒果果汁未出現(xiàn)分層現(xiàn)象，但是產(chǎn)品口感不佳。

表2 不同親水膠體對(duì)芒果果汁穩(wěn)定性的影響

添加親水膠體的產(chǎn)品粘度適當(dāng)，穩(wěn)定性得到一定的提高，品質(zhì)得到改善，但添加單一親水膠體對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定作用有限，不能達(dá)到使產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定的目的，需要復(fù)配親水膠體的使用，使之達(dá)到滿(mǎn)足貨架期穩(wěn)定性的要求[16]。

2.2 復(fù)配型親水膠體對(duì)芒果果汁的感官影響

由單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出黃原膠和羧甲基纖維素鈉對(duì)芒果果汁飲料穩(wěn)定性較為明顯，因此對(duì)芒果果汁飲料穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)中用黃原膠、羧甲基纖維素鈉進(jìn)行復(fù)配，觀察其穩(wěn)定效果，并通過(guò)感官評(píng)價(jià)員測(cè)試的消費(fèi)者接受程度，考察其口感得出最佳的復(fù)合配方。

通過(guò)親水膠體復(fù)配實(shí)驗(yàn)和感官實(shí)驗(yàn)的綜合考慮，得出最佳復(fù)配比例黃原膠添加量為0.7 g/kg，羧甲基纖維素鈉添加量為1.8 g/kg時(shí)，與感官評(píng)價(jià)員測(cè)試結(jié)果相符合，3個(gè)樣品的接受度得分均介于有點(diǎn)接受和接受之間且在95%置信度下有顯著性差異。

表3 復(fù)配親水膠體對(duì)穩(wěn)定性的影響

表4 復(fù)配親水膠體對(duì)消費(fèi)者的感官影響

2.3 不同親水膠體芒果果汁飲料的Turbiscan穩(wěn)定性比較

樣品為不同親水膠體復(fù)配比列的芒果果汁產(chǎn)品，由于產(chǎn)品的濃度比較高，在這種情況下，可以采用背散光對(duì)樣品進(jìn)行分析。下圖圖譜是樣品的背散射光的掃描圖。圖的左邊部分代表樣品池的底部，圖的右邊代表樣品池的頂部，中間部分代表樣品池的中間。第一次掃描是顯示藍(lán)色，最后一次掃描顯示是紅色。分析背散射光光強(qiáng)變化，背散射光光強(qiáng)增加為正，反之背散射光光強(qiáng)降低為負(fù)。通過(guò)對(duì)樣品的整體背散射光光強(qiáng)變化值看出芒果果汁飲料存在不穩(wěn)定現(xiàn)象，A樣品存在微量頂部析水澄清和底部微量沉淀，B樣品存在少量頂部析水澄清和底部微量沉淀，C樣品的背散射光光強(qiáng)變化值變化比較明顯，C樣品存在頂部析水澄清和底部少量沉淀。

通過(guò)比較不同復(fù)配比例芒果果汁產(chǎn)品的穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)指數(shù)（TSI），它反映的是樣品在整個(gè)放置時(shí)間濃度和顆粒粒徑的變化幅度的綜合指標(biāo)。由表5中得到，黃原膠和羧甲基纖維素鈉的不同添加比例對(duì)芒果果汁產(chǎn)品穩(wěn)定性有一定影響，C樣品的TSI變化幅度較大，穩(wěn)定性動(dòng)力學(xué)指數(shù)大，產(chǎn)品穩(wěn)定性較差，A樣品的TSI變化幅度較小，樣品的穩(wěn)定性較好。

圖1 A樣品穩(wěn)定性?huà)呙鑸D

圖2 B樣品穩(wěn)定性?huà)呙鑸D

圖3 C樣品穩(wěn)定性?huà)呙鑸D

表5 不同復(fù)配樣品24 h的TSI值

3 結(jié)論

黃原膠和羧甲基纖維素鈉作為穩(wěn)定劑對(duì)芒果果汁飲料有很好的穩(wěn)定作用，兩種親水膠體復(fù)配的穩(wěn)定效果比單一添加親水膠體效果好。芒果果汁飲料穩(wěn)定劑最佳添加量為0.7 g/kg黃原膠和1.8 g/kg羧甲基纖維素鈉的穩(wěn)定性相對(duì)較理想，此條件下所得芒果果汁飲料口感細(xì)膩，TSI穩(wěn)定性指數(shù)最小。因此，本實(shí)驗(yàn)研究所得的穩(wěn)定劑復(fù)配方案可為果肉型飲料的實(shí)際規(guī)?；a(chǎn)提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

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