酸性含乳飲料復(fù)配穩(wěn)定劑

王婷

上海旺旺食品集團(tuán)有限公司（上海 201103）

酸性配制型含乳飲料是以牛乳為主要原料，經(jīng)酸味調(diào)節(jié)劑調(diào)酸，輔以白砂糖、甜味劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、香精等，經(jīng)乳化、均質(zhì)制成的一種品質(zhì)均一、細(xì)膩滑爽液態(tài)飲料[1]。酸性含乳飲料通過(guò)檸檬酸或乳酸等酸味調(diào)節(jié)劑調(diào)配使pH控制在3.8～4.3且蛋白含量在1%以上[2]。乳是一種穩(wěn)定的膠體體系，當(dāng)這種穩(wěn)定的環(huán)境被破壞就會(huì)出現(xiàn)一種不穩(wěn)定的現(xiàn)象[3]。牛乳中主要成分物質(zhì)是蛋白質(zhì)，而酪蛋白又占乳中蛋白質(zhì)總量的80%以上[4]，如果牛乳中的pH降到酪蛋白等電點(diǎn)4.6時(shí)，占牛乳中蛋白質(zhì)80%以上的酪蛋白就會(huì)出現(xiàn)沉淀[5]。因此，在生產(chǎn)酸性含乳飲料時(shí)，控制乳中酪蛋白沉淀是關(guān)鍵。在酸性含乳飲料的生產(chǎn)過(guò)程中，通常使用復(fù)配穩(wěn)定劑來(lái)提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，以便充分利用各種穩(wěn)定劑單體之間的相互協(xié)同作用以減少穩(wěn)定劑的用量、降低生產(chǎn)成本，同時(shí)可以避免某種穩(wěn)定劑添加量過(guò)大而影響風(fēng)味及口感[6]。

果膠是由D-半乳糖醛酸殘基經(jīng)α（1→4）糖苷鍵相連接聚合而形成的大分子多糖[7]。果膠分子存在極性區(qū)和非極性區(qū)，使果膠具有多種功能性質(zhì)，因此果膠在食品中用作凝膠劑、增稠劑、組織成型劑、乳化劑和穩(wěn)定劑。在酸性乳飲料的pH下果膠能與酪蛋白所帶正電荷發(fā)生靜電作用，形成親水性復(fù)合物，能避免顆粒間的聚合作用，使酪蛋白膠束顆粒得以穩(wěn)定分散[8]。

阿拉伯膠是一種含有鈣、鎂、鉀等多種陽(yáng)離子的弱酸性大分子多糖，相對(duì)分子質(zhì)量在50萬(wàn)～100萬(wàn)，具有以阿拉伯半乳聚糖為主的多支鏈的復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)。溶液的最大黏度在pH 5.0～5.5，但在pH 4.0～8.0范圍內(nèi)變化對(duì)阿拉伯膠性狀影響不大，具有酸環(huán)境較穩(wěn)定的特性[9]。乳化性能是阿拉伯膠最主要的性能，它在很寬的pH范圍內(nèi)對(duì)大多數(shù)油起到穩(wěn)定的乳化作用，是一種有效的乳化劑[10]。

羧甲基纖維素鈉是天然纖維素經(jīng)氯乙酸化學(xué)改性得到的一種陰離子型線性高分子物質(zhì)，溶于水后形成具有吸濕性且對(duì)光熱穩(wěn)定的中性或微堿性溶液，其黏度隨著溫度降低而增大[11]，因具有良好的使結(jié)構(gòu)膨松、增稠、吸水、穩(wěn)定、凝膠化等作用而被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)[12]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

麥芽糖醇；白砂糖；全脂奶粉；精煉椰子油；甘油；單，雙甘油脂肪酸酯；果膠；羧甲基纖維素鈉；阿拉伯膠；酸味調(diào)節(jié)劑；甜味劑；香精；等。

1.2 儀器與設(shè)備

IKA攪拌器；上恒溫水浴鍋，海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；電子天平，梅特勒-托多利儀器（上海）有限公司；GEA NS2002H均質(zhì)機(jī)。

1.3 方法

1.3.1 酸性含乳飲料工藝

1.3.2 羧甲基纖維鈉單因素試驗(yàn)

分別添加不同添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%和0.6%）羧甲基纖維素鈉，制備完成后通過(guò)保存觀察產(chǎn)品蛋白質(zhì)絮凝和分層情況。

1.3.3 果膠單因素試驗(yàn)

分別添加不同添加量（0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%和0.8%）果膠，制備完成后通過(guò)保存觀察產(chǎn)品蛋白質(zhì)絮凝和分層情況。

1.3.4 羧甲基纖維素鈉與果膠復(fù)配試驗(yàn)

試驗(yàn)安排采用如表1方案，制備完成后通過(guò)保存觀察產(chǎn)品蛋白質(zhì)絮凝和分層情況。

表1 羧甲基纖維素鈉與果膠復(fù)配試驗(yàn)方案

1.3.5 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復(fù)配試驗(yàn)

試驗(yàn)安排采用如表2方案，制備完成后通過(guò)保存觀察蛋白質(zhì)絮凝和分層情況。

表2 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復(fù)配試驗(yàn)方案

1.3.6 產(chǎn)品穩(wěn)定性評(píng)估方法

觀察產(chǎn)品組織狀態(tài)是否出現(xiàn)蛋白質(zhì)絮凝，料液靜置24 h后整體分層程度，常溫保存1個(gè)月產(chǎn)品出現(xiàn)蛋白絮凝或分層時(shí)間，以表3方法評(píng)估試驗(yàn)結(jié)果。

表3 產(chǎn)品穩(wěn)定性評(píng)估方法

2 結(jié)果與分析

2.1 羧甲基纖維素鈉對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性影響

根據(jù)表4結(jié)果顯示，羧甲基纖維素鈉添加量0.1%和0.2%時(shí)，噴酸后即出現(xiàn)嚴(yán)重蛋白變性絮凝現(xiàn)象；添加量0.3%時(shí)，均質(zhì)前出現(xiàn)明顯浮油，并未出現(xiàn)蛋白質(zhì)變性絮凝現(xiàn)象，均質(zhì)后浮油消失，靜置24 h未出現(xiàn)分層，靜置4 d出現(xiàn)分層現(xiàn)象；添加量0.4%和0.5%時(shí)，未出現(xiàn)蛋白質(zhì)變性絮凝現(xiàn)象，靜置24 h后未出現(xiàn)分層現(xiàn)象，靜置7 d出現(xiàn)輕微分層現(xiàn)象；添加量0.6%時(shí)，未出現(xiàn)蛋白變性絮凝現(xiàn)象，靜置24 h后未出現(xiàn)分層現(xiàn)象，靜置15 d出現(xiàn)輕微分層現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著羧甲基纖維素鈉添加量增加，其對(duì)體系蛋白穩(wěn)定作用增強(qiáng)，但因羧甲基纖維素鈉水溶液pH較高，對(duì)產(chǎn)品pH影響較大，添加時(shí)需注意pH對(duì)產(chǎn)品的影響。

表4 羧甲基纖維素鈉單因素試驗(yàn)方案試驗(yàn)結(jié)果

圖1 羧甲基纖維素鈉單因素試驗(yàn)方案產(chǎn)品分層時(shí)間結(jié)果

2.2 果膠對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性影響

根據(jù)表5結(jié)果顯示，果膠添加量0.3%，0.4%和0.5%時(shí)均出現(xiàn)嚴(yán)重蛋白變性絮凝現(xiàn)象，該現(xiàn)象隨著添加量增加逐漸減輕；添加量0.6%時(shí)，未出現(xiàn)蛋白質(zhì)變性絮凝現(xiàn)象，靜置24 h后未分層，靜置21 d出現(xiàn)輕微分層現(xiàn)象；添加量0.7%時(shí)，料液中可見(jiàn)輕微蛋白變性顆粒，靜置24 h后未出現(xiàn)分層，靜置15 d出現(xiàn)輕微分層現(xiàn)象；添加量0.8%時(shí)，調(diào)配過(guò)程中出現(xiàn)料液過(guò)于黏稠、攪拌困難等問(wèn)題。

表5 果膠單因素試驗(yàn)方案試驗(yàn)結(jié)果

2.3 羧甲基纖維素鈉與果膠復(fù)配對(duì)產(chǎn)品體系穩(wěn)定性影響

根據(jù)表6結(jié)果表明，羧甲基纖維素鈉與果膠復(fù)配對(duì)蛋白穩(wěn)定性起到明顯作用，試驗(yàn)設(shè)計(jì)的9個(gè)方案均未出現(xiàn)蛋白質(zhì)變性絮凝和靜置24 h后無(wú)分層現(xiàn)象，出現(xiàn)分層現(xiàn)象的時(shí)間也較單一使用羧甲基纖維素鈉更長(zhǎng)；其中，0.5%羧甲基纖維素鈉分別與0.10%和0.15%果膠復(fù)配方案在這組方案中對(duì)蛋白穩(wěn)定作用最佳，未出現(xiàn)蛋白變性絮凝現(xiàn)象，靜置保存20 d時(shí)出現(xiàn)輕微分層。

圖2 果膠單因素試驗(yàn)方案產(chǎn)品分層時(shí)間結(jié)果

表6 羧甲基纖維素鈉與果膠復(fù)配方案試驗(yàn)方案結(jié)果

圖3 羧甲基纖維素鈉與果膠復(fù)配方案試驗(yàn)方案產(chǎn)品分層時(shí)間結(jié)果

2.4 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復(fù)配對(duì)產(chǎn)品體系穩(wěn)定性影響

根據(jù)表7結(jié)果表明，羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復(fù)配方案均未出現(xiàn)蛋白質(zhì)變性絮凝現(xiàn)象，但可看出羧甲基纖維素鈉添加量0.3%和0.4%時(shí)，與阿拉伯膠復(fù)配對(duì)于產(chǎn)品分層現(xiàn)象的控制并未明顯優(yōu)于單一使用羧甲基纖維素鈉。羧甲基纖維素鈉添加量0.5%時(shí)，與阿拉伯膠復(fù)配方案對(duì)產(chǎn)品分層現(xiàn)象的控制顯著提升，其中0.5%羧甲基纖維素鈉與0.05%阿拉伯膠復(fù)配方案最佳，靜置放置1個(gè)月未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

表7 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復(fù)配方案試驗(yàn)方案結(jié)果

圖4 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復(fù)配方案試驗(yàn)產(chǎn)品分層時(shí)間結(jié)果

2.5 不同試驗(yàn)中最佳方案對(duì)比分析

根據(jù)表8結(jié)果表明，羧甲基纖維素鈉和果膠同時(shí)為0.6%添加量時(shí)，添加果膠產(chǎn)品穩(wěn)定性優(yōu)于添加羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品；使用羧甲基纖維素鈉與果膠復(fù)配方案穩(wěn)定性優(yōu)于單一使用羧甲基纖維素鈉；0.5%羧甲基纖維素鈉與0.05%阿拉伯膠復(fù)配方案相較于其他方案最佳。

表8 不同試驗(yàn)最佳方案對(duì)比結(jié)果

圖5 不同試驗(yàn)中最佳方案產(chǎn)品分層時(shí)間結(jié)果

3 結(jié)論

羧甲基纖維素鈉單因素試驗(yàn)表明，添加量0.3%以上對(duì)蛋白質(zhì)即可起到保護(hù)作用，未見(jiàn)蛋白質(zhì)絮凝現(xiàn)象，隨著添加量增加，蛋白穩(wěn)定效果越好。

果膠單因素試驗(yàn)表明，添加量0.6%以上可起到穩(wěn)定蛋白作用，隨著添加量增加，料液黏度明顯增加，但蛋白穩(wěn)定效果并無(wú)顯著提升。

羧甲基纖維素鈉與果膠復(fù)配試驗(yàn)表明，0.5%羧甲基纖維素鈉分別與0.1%和0.15%果膠復(fù)配時(shí)，產(chǎn)品蛋白穩(wěn)定性較其他羧甲基纖維素鈉和果膠復(fù)配方案更好，未出現(xiàn)蛋白絮凝現(xiàn)象，料液常溫靜置20 d出現(xiàn)輕微分層。

羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復(fù)配試驗(yàn)表明，0.5%羧甲基纖維素鈉與0.05%阿拉伯膠復(fù)配方案，經(jīng)過(guò)1個(gè)月常溫保存，均未出現(xiàn)蛋白絮凝和分層現(xiàn)象。

綜上所述，酸性含乳飲料使用0.5%羧甲基纖維素鈉與0.05%阿拉伯膠復(fù)配方案體系蛋白穩(wěn)定性最好，常溫靜置30 d未出現(xiàn)浮油和分層現(xiàn)象。