明膠用量及其與卡拉膠復(fù)配對(duì)奶凍品質(zhì)的影響

郭元博，王思婷，張 成，薛 婧，龍 肇

中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410000

0 引言

奶凍是一種凝膠型半固態(tài)乳制品，形態(tài)晶瑩、口感細(xì)膩、營(yíng)養(yǎng)豐富，廣受消費(fèi)者喜愛。奶凍由牛奶加入親水性膠體凝固成型，因各類膠體的凝膠性質(zhì)不同，奶凍的質(zhì)構(gòu)、水析率和感官品質(zhì)等都會(huì)因膠體的類別和添加量而變化[1]。研究表明，單一膠體形成的凝膠均有一定缺陷，如明膠在低濃度下難以在室溫下形成穩(wěn)定凝膠結(jié)構(gòu)，卡拉膠形成的凝膠脆性大、彈性小等[2～4]。

較大的膠體添加量可以保證凝膠食品良好的形態(tài)和口感[5]，但可能對(duì)風(fēng)味有一定掩蓋[6]。謝禮文等[7]對(duì)南酸棗果凍工藝進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)隨著親水膠體的添加量增大，析水率緩慢降低，但感官品質(zhì)則呈現(xiàn)先提升后降低的情況。不少學(xué)者在關(guān)于凝膠食品工藝的研究中也發(fā)現(xiàn)膠體添加量會(huì)影響風(fēng)味，并且復(fù)配膠體時(shí)的配比變化，對(duì)凝膠的質(zhì)地及產(chǎn)品風(fēng)味都有一定的影響[8～13]。試驗(yàn)選取明膠、卡拉膠這兩種食品常見膠體為研究對(duì)象，考察明膠添加量及兩種膠體復(fù)配對(duì)奶凍品質(zhì)的影響，為食品生產(chǎn)中凝膠劑的使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

全脂奶粉，恒天然商貿(mào)（上海）有限公司；白砂糖，市售；明膠，河南萬(wàn)邦化工科技有限公司；卡拉膠，鄭州明瑞化工產(chǎn)品有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 奶凍的制備

稱取全脂奶粉50 g、白砂糖25 g以及適量的親水性膠體（明膠、卡拉膠）混勻，75 ℃水浴攪拌30 min使其充分溶解。將混合均勻的奶凍液罐裝至100 mL布丁瓶中（每瓶90 g液體），密封。90 ℃下滅菌30 min后快速冷卻于4 ℃冷藏。工藝流程如下[14～16]。

圖1 奶凍工藝流程圖

1.2.2 親水性膠體的使用對(duì)奶凍品質(zhì)的影響

（1）不同明膠添加量奶凍的制備按

1.2.1 中配料，分別加入0.9%、1.2%、1.5%、1.8%、2.1%、2.4%（w/v）的明膠。

（2）卡拉膠-明膠復(fù)配奶凍的制備

在1.2.2（1）的試驗(yàn)結(jié)果上，選取合適的膠體總添加量，用一定量的卡拉膠替代明膠，得到卡拉膠占比為0%、1%、2%、4%、7%、10%、15%的卡拉膠-明膠復(fù)配膠體奶凍，冷藏備用。

1.2.3 奶凍質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

參考張秋會(huì)等[17]的方法。采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定冷藏第1天和第7天奶凍的質(zhì)構(gòu)特性，包括硬度、咀嚼度、回復(fù)性、內(nèi)聚性、彈性。并按表1設(shè)定質(zhì)構(gòu)測(cè)量參數(shù)。

表1 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定條件

1.2.4 水析率的測(cè)定

奶凍于4 ℃冷藏7～16 天后，倒出奶凍表面析出水分，稱重。用以下公式計(jì)算水析率：水析率（%）=析水質(zhì)量/奶凍質(zhì)量×100%。

1.2.5 感官評(píng)價(jià)

參考唐蕾[19]的方法，在光線良好的地方觀察奶凍的色澤和凝膠成型情況，鑒別氣味，品嘗口感及后味情況，根據(jù)表2對(duì)第1天和第7天奶凍的感官品質(zhì)作出評(píng)價(jià)。

表2 奶凍感官評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)均重復(fù)3次，結(jié)果取平均值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與討論

2.1 明膠添加量對(duì)奶凍品質(zhì)的影響

2.1.1 明膠添加量對(duì)奶凍質(zhì)構(gòu)特性的影響

明膠添加量對(duì)奶凍質(zhì)構(gòu)特性的影響見表3。由表中可看出，隨著明膠添加量增大，貯藏過(guò)程中奶凍硬度與咀嚼度都逐漸增大，彈性、回復(fù)性和內(nèi)聚性逐漸減小。增大明膠添加量使得溶液中膠體粒子增多，形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加致密，因此硬度和咀嚼度提高。隨著貯存天數(shù)的增加，凝膠中的水部分流失，溶質(zhì)濃度的增大協(xié)同增強(qiáng)了膠體粒子間的疏水相互作用及氫鍵作用力，凝膠強(qiáng)度發(fā)生微弱提高[20，21]。但凝膠強(qiáng)度提升，強(qiáng)相互作用的增強(qiáng)，導(dǎo)致奶凍失去了部分黏彈態(tài)的柔性和回復(fù)性。

表3 明膠添加量對(duì)奶凍質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.1.2 明膠添加量對(duì)奶凍持水性的影響

不同明膠添加量下奶凍分別冷藏7 天和16 天時(shí)水析率變化如圖2所示，可看出明膠添加量越大水析率越低，明膠用量低于1.8%時(shí)水析率隨添加量增大呈大幅降低趨勢(shì)，明膠用量高于1.8%時(shí)水析率隨添加量增大而降低的趨勢(shì)較為平緩。且添加量越大，貯藏期間水析率變化越小。這是因?yàn)榧尤胼^多明膠時(shí)，奶凍中水分子被明膠所形成的堅(jiān)固凝膠網(wǎng)絡(luò)包裹。

圖1 明膠添加量對(duì)奶凍水析率的影響

2.1.3 明膠添加量對(duì)奶凍感官品質(zhì)的影響

表4顯示了不同明膠添加量下奶凍感官品質(zhì)變化，可以看出明膠添加量對(duì)奶凍的外觀與口感得分有著明顯的影響，對(duì)風(fēng)味與后味得分的影響較小。隨著明膠添加量增大，奶凍的外觀品質(zhì)逐漸提高，在2.1%時(shí)達(dá)最高，且貯藏過(guò)程中基本未發(fā)生劣變。后味與口感的得分變化趨勢(shì)相似，明膠用量低于2.1%時(shí)得分隨添加量增大而提高，在2.4%時(shí)有所下降。但在貯藏第7天，明膠添加量0.9%～1.8%的奶凍口感有所提升，而繼續(xù)添加至2.1%和2.4%得分輕微下降，可能是貯藏過(guò)程中部分水的析出，造成氫鍵作用增強(qiáng)使凝膠的硬度增大，較高的硬度導(dǎo)致口感得分降低。風(fēng)味得分隨著添加量增大呈現(xiàn)先提高后降低的趨勢(shì)，在1.8%與2.1%達(dá)到最高得分，其中添加量為2.4%時(shí)，可能是明膠與乳蛋白、乳糖、脂肪等發(fā)生過(guò)密交聯(lián)而對(duì)風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生了包埋作用，使得風(fēng)味得分發(fā)生了較明顯的降低[22]。從感官總分來(lái)看，添加2.1%明膠的鮮奶凍的感官品質(zhì)最好，但在貯藏7 天后添加1.8%明膠的奶凍的感官品質(zhì)最好。

表4 明膠添加量對(duì)奶凍感官品質(zhì)的影響

因此，結(jié)合質(zhì)構(gòu)特征與水析率結(jié)果綜合考慮，1.8%的明膠添加量可以在保證奶凍品質(zhì)的同時(shí)節(jié)約一定的經(jīng)濟(jì)成本。

2.2 卡拉膠-明膠復(fù)配對(duì)奶凍品質(zhì)的影響

2.2.1 卡拉膠-明膠復(fù)配對(duì)奶凍質(zhì)構(gòu)特性的影響

固定膠體總濃度為1.8%，加入0%、1%、2%、4%、7%、10%、15%的卡拉膠替代部分明膠，考察二者復(fù)配對(duì)奶凍質(zhì)構(gòu)特性的影響，結(jié)果見表5。

表5 卡拉膠替代度對(duì)奶凍質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的影響

表5中可以看出隨著卡拉膠比例的增大，奶凍的硬度與咀嚼性隨之提高，均在15%替代度時(shí)達(dá)到最高值，可能是強(qiáng)凝膠的卡拉膠網(wǎng)絡(luò)形成，凝膠結(jié)構(gòu)得到強(qiáng)化，卡拉膠比例提高分子的交聯(lián)程度加深。加入卡拉膠后，奶凍彈性無(wú)明顯變化是由于卡拉膠的比例較低，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)依然以明膠凝膠為主體，所以彈性并未發(fā)生明顯的降低。隨著卡拉膠比例增大，回復(fù)性持續(xù)降低，當(dāng)卡拉膠的替代度高于7%時(shí)回復(fù)性降低的趨勢(shì)大幅減緩。2%卡拉膠替代度時(shí)奶凍內(nèi)聚性在減小，但在4%時(shí)達(dá)到最大值，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)提高卡拉膠替代度內(nèi)聚性下降。整體看來(lái)，卡拉膠與明膠的復(fù)配中，卡拉膠的替代度越大復(fù)配凝膠的強(qiáng)度越強(qiáng)，可能是卡拉膠中的帶負(fù)電的基團(tuán)與明膠中的正電基團(tuán)發(fā)生靜電相互作用令兩種膠體粒子相互緊密交聯(lián)[23]，形成更牢固的凝膠網(wǎng)絡(luò)。伴隨著卡拉膠替代度增大，凝膠網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)卡拉膠膠粒間的交聯(lián)[24]。因此卡拉膠凝膠脆性較大的缺點(diǎn)逐漸顯露，回復(fù)性和內(nèi)聚性下降，并且這種現(xiàn)象在貯藏7 天后更為明顯。

2.2.2 卡拉膠-明膠復(fù)配對(duì)奶凍持水性的影響

從圖2中可以看出，卡拉膠比例增大，水析率呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，從7%開始，水析率主見上升。其中添加了卡拉膠的奶凍貯存7 天后有3組（4%、7%、10%）較未添加的更為優(yōu)良，并且在貯藏16 天后時(shí)這3組依然優(yōu)于未添加組，可以認(rèn)為在這3 個(gè)添加量下有助于提高明膠凝膠的持水力?？梢钥闯鲈诳ɡz組分增多時(shí)，其凝膠結(jié)構(gòu)開始逐漸影響奶凍整體品質(zhì)狀況。

圖2 卡拉膠比例對(duì)奶凍水析率的影響

2.2.3 卡拉膠-明膠復(fù)配對(duì)奶凍感官品質(zhì)的影響

不同卡拉膠替代度的奶凍在感官方面分成較為明顯的兩部分，替代度≤4%的低替代度組中在貯藏過(guò)程中外觀分?jǐn)?shù)有所提高，而替代度≥7%的高替代度組的外觀分?jǐn)?shù)基本不隨貯藏發(fā)生變化。低替代度組的奶凍中明膠主導(dǎo)的凝膠網(wǎng)絡(luò)在貯藏中失水較多改善了硬度，所以其外觀與口感得分提高。高替代組有較多的卡拉膠，卡拉膠是紅藻類植物提取膠體，其特有味道的顯露導(dǎo)致奶凍風(fēng)味的下降。從感官總分來(lái)看，含低比例卡拉膠的奶凍得分更高，其中4%的感官品質(zhì)最好。

在卡拉膠-明膠復(fù)配膠體中，7%卡拉膠比例形成的膠體品質(zhì)更好；4%卡拉膠比例有較好的感官品質(zhì)，但凝膠性能存在些許的不足。因此從生產(chǎn)實(shí)際來(lái)看，7%卡拉膠比例的卡拉膠-明膠制得的奶凍膠為優(yōu)良。

3 結(jié)論

表6 卡拉膠比例對(duì)奶凍感官品質(zhì)的影響

（1）隨著明膠添加量增大，奶凍的硬度、咀嚼性顯著增大，回復(fù)性減弱，對(duì)貯藏過(guò)程中的持水力有較大程度的改善。感官品質(zhì)上，明膠添加量主要影響奶凍的外觀和口感，對(duì)風(fēng)味及后味的影響較小。綜合考慮，1.8%明膠添加量的奶凍品質(zhì)最好。

（2）卡拉膠-明膠復(fù)配可以改善單一使用明膠奶凍的品質(zhì)。少量的卡拉膠與明膠復(fù)配后可改善其感官品質(zhì)，增大卡拉膠替代度后會(huì)導(dǎo)致奶凍變硬變脆且感官品質(zhì)明顯下降。因此，4%卡拉膠比例的卡拉膠-明膠復(fù)配膠體可以制得品質(zhì)較好的奶凍。