乳清蛋白變性和清酪蛋白比對(duì)再制稀奶油穩(wěn)定性和攪打特性的影響

李 月，謝羽斐，李 揚(yáng)，李 妍 ，張列兵，閆建國(guó)

（1.北京工商大學(xué)食品與健康學(xué)院，北京 100048；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；3.寧夏塞尚乳業(yè)有限公司，寧夏 銀川 750200）

再制稀奶油是一種以無(wú)水奶油為脂肪來(lái)源，添加乳蛋白、乳化劑等經(jīng)乳化再制而成的水包油型乳濁液，攪打充氣后可膨脹發(fā)泡，進(jìn)而轉(zhuǎn)變成具有可塑性的泡沫體系[1-2]。再制稀奶油的特殊性使之需要具有良好的乳液穩(wěn)定性和攪打起泡能力，這與蛋白質(zhì)的性質(zhì)和其在界面的吸附情況有著重要關(guān)聯(lián)。乳蛋白是稀奶油中重要的組成成分，因具有良好的表面活性，可吸附在油水界面降低界面張力[3]，并能在脂肪球表面形成界面膜，通過(guò)空間位阻和靜電排斥作用減少脂肪球間的聚合，維持乳液穩(wěn)定[4]。在攪打過(guò)程中，乳蛋白可吸附在氣泡表面，與部分聚結(jié)的脂肪球一起形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)泡沫的穩(wěn)定性[3]。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)種類、用量以及天然結(jié)構(gòu)的改變都會(huì)影響稀奶油乳液的穩(wěn)定性和攪打特性[5-6]。

乳蛋白主要分為乳清蛋白（whey protein，WP）和酪蛋白（casein，CN）兩大類，二者分別占乳蛋白總質(zhì)量的20%和80%左右，其中CN是一組異質(zhì)的磷酸化蛋白（αS1-，αS2-，β-和κ-CN），主要以高度水合的膠束形式存在于乳液中，具有優(yōu)良的起泡性；WP是一種較小的球狀蛋白，其分子間的交互作用和黏彈性能夠賦予泡沫良好的穩(wěn)定性[7]。Dalgleish[8]研究發(fā)現(xiàn)不同蛋白質(zhì)在油水界面的吸附情況不同，WP形成的界面膜厚度為2 nm左右，而CN能形成約12 nm厚的界面膜。Segall等[9]利用乳清分離蛋白和酪蛋白酸鈉制備水包油型乳液，結(jié)果表明蛋白質(zhì)含量在0.3%以上時(shí)二者均表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，但乳清分離蛋白所穩(wěn)定的乳液在攪打過(guò)程中更容易發(fā)生脂肪球的部分聚結(jié)。趙強(qiáng)忠[5]發(fā)現(xiàn)控制乳蛋白總量不變，CN用量越大覆蓋在脂肪球上形成的氣泡膜越厚，泡沫的硬挺性和穩(wěn)定性均有所提升，但膨脹率下降，且難以在口腔中破泡，增加WP用量可改善稀奶油的口感和光澤度。上述研究表明蛋白質(zhì)特性不同，對(duì)稀奶油穩(wěn)定性和攪打性能的影響也不一樣，可以通過(guò)調(diào)整乳蛋白中WP與CN比例改善稀奶油的功能特性。

除此之外，WP還是一種熱不穩(wěn)定性蛋白，在加工熱處理過(guò)程中會(huì)發(fā)生不同程度的變性，表現(xiàn)為高級(jí)結(jié)構(gòu)展開，內(nèi)部疏水基團(tuán)暴露，蛋白質(zhì)分子間發(fā)生聚集和絮凝[10-11]，進(jìn)而導(dǎo)致其功能特性也發(fā)生改變。Sajedi等[12]發(fā)現(xiàn)變性的WP增加了乳濁液的黏度，減少了攪打稀奶油脫水收縮的現(xiàn)象，使最終產(chǎn)品具有更好的穩(wěn)定性。Relkin等[13]用預(yù)變性WP部分替代天然WP制備水包油型乳液，發(fā)現(xiàn)攪打后氣泡尺寸更均勻，脂肪球更多地附著到氣泡表面，脂肪球間的聚集程度也更大。孫顏君等[14]通過(guò)熱處理對(duì)WP濃縮物進(jìn)行改性處理，用其制備低脂稀奶油時(shí)發(fā)現(xiàn)改善了奶油的攪打性質(zhì)。這些研究表明變性的WP確實(shí)會(huì)影響稀奶油的靜態(tài)穩(wěn)定和攪打特性，但不同變性程度WP的乳粉在稀奶油中的差異尚有待探究。

本實(shí)驗(yàn)探究WP變性程度和WP與CN比例兩方面因素變化對(duì)再制稀奶油乳液穩(wěn)定性和攪打特性的影響，旨在為再制稀奶油開發(fā)提供理論和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

無(wú)水奶油（含脂99.99%）新西蘭恒天然有限公司；全乳蛋白濃縮物（milk protein concentrate 70，MPC70）寧夏塞尚乳業(yè)；WP濃縮物（whey protein concentrate 34，WPC34）美國(guó)Hilmar Ingredients公司；脫脂乳 北京三元食品股份有限公司；單硬脂酸甘油酯 美國(guó)FMC公司；微晶纖維素（microcrystalline cellulose，MCC）美國(guó)FMC公司。

1.2 儀器與設(shè)備

高壓均質(zhì)機(jī) 丹麥APV公司；LX-B35L滅菌鍋合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司；1112-120 LUMiFuge穩(wěn)定性分析儀 德國(guó)LUM公司；Mastersizer 3000激光粒徑儀、Zetasizer Nano-ZS90電位儀 英國(guó)Malvern公司；Physica MCR 30流變儀 奧地利Anton Paar公司；K9860全自動(dòng)凱氏定氮儀 濟(jì)南海能儀器股份有限公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀 北京盈盛泰科技有限責(zé)任公司；FE28pH計(jì)瑞士Mettler Toledo公司；756CRT紫外-可見光分光光度計(jì) 上海菁華科技儀器有限公司；TGL-20M冷凍離心機(jī)長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

1.3.1.1 乳粉WP未變性程度測(cè)定

參考陳立紅[15]的分析方法。用分光光度計(jì)測(cè)定樣品在420 nm波長(zhǎng)處的透光率并帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到樣品中未變性WP氮含量，再通過(guò)公式修正得到樣品在含水量為3.16%時(shí)未變性WP氮指數(shù)，根據(jù)樣品中WP總含量求得含水量為3.16%時(shí)WP未變性程度（%）。

1.3.1.2 不同WP變性程度稀奶油配方設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)所用MPC70原有的WP變性程度為40.21%。將MPC70蛋白粉水化后經(jīng)95 ℃熱處理30 min使其WP完全變性，未處理蛋白與加熱變性蛋白分別按3∶0、2∶1、1∶2、0∶3的質(zhì)量比混合，得到WP變性程度為40.21%、60.14%、80.07%、100%的MPC，以此為蛋白源制備稀奶油。

1.3.1.3 不同WP與CN比例稀奶油配方設(shè)計(jì)

在總蛋白含量保持2%不變的前提下，用WPC34對(duì)MPC中蛋白組成的比例進(jìn)行調(diào)整，使稀奶油中WP與CN質(zhì)量比分別為1∶4、2∶4和3∶4，以此為蛋白源制備稀奶油。

1.3.1.4 稀奶油制備工藝

脂肪含量35.5%、蛋白總量2%的稀奶油制備如下：將無(wú)水奶油升溫至70 ℃，稱取1 g單硬脂酸甘油酯加入無(wú)水奶油中，攪拌溶解，作為油相；稱取上述調(diào)整好的蛋白粉20 g在45 ℃水溫下攪拌水化（乳蛋白的加熱變性在其水化后、與膠體混合前）30 min左右，稱取1 g MCC高溫高速剪切溶解，然后與蛋白、油相混合乳化制備乳濁液，加水定質(zhì)量至1 000 g，經(jīng)均質(zhì)、滅菌、二次均質(zhì)、冷卻后于4 ℃冷藏待測(cè)。

1.3.2 乳液穩(wěn)定性分析

1.3.2.1 平均粒徑D3,2

使用粒徑分析儀濕法測(cè)量稀奶油的平均粒徑D3,2。在樣品池中滴加樣品，使遮光度處于10%～20%之間。檢測(cè)器為Hydro LV，攪拌速率2 500 r/min；設(shè)置分散物質(zhì)為脂肪，折射率1.6，顆粒密度1，吸收率0.1；設(shè)置分散劑為水，折射率1.330。

1.3.2.2 表觀黏度

使用流變儀CC27探頭測(cè)定乳濁液表觀黏度。應(yīng)用程序?yàn)镽HEOPLUS/32 V3.21 21003635-33024。測(cè)試溫度為25 ℃，剪切速率逐漸從0 s-1升至200 s-1，升速測(cè)試時(shí)間為420 s。

1.3.2.3 Zeta電位

取少量熟化后的奶油樣品稀釋500 倍，置于Model DTS 1070C電位樣品池中，采用電位分析儀測(cè)定其表面電位。測(cè)試參數(shù)設(shè)定：25 ℃，平衡時(shí)間120 s。

1.3.2.4 界面蛋白濃度

參考Yan Guosen等[16]的方法，并稍作修改。取10 g樣品，在10 000×g、4 ℃條件下離心1 h。離心后，上層為油相，吸取中層清液和下層蛋白，用凱氏定氮法測(cè)量液相中蛋白質(zhì)含量，按式（1）計(jì)算界面蛋白濃度：

式中：比表面積由MasterSizer 3000測(cè)定平均粒徑D3,2時(shí)測(cè)定。

1.3.2.5 失穩(wěn)系數(shù)

失穩(wěn)系數(shù)由LU Mi Fuge 穩(wěn)定性分析儀測(cè)得。測(cè)試參數(shù)：25 ℃，4 000 r/min，光源近紅外波長(zhǎng)（865±5）nm；每30 s測(cè)量一次透光率，取值241 次，測(cè)量時(shí)間為120 min。

1.3.3 攪打特性分析

1.3.3.1 攪打時(shí)間

稱取4 ℃存放3 d后的稀奶油200 g左右，置于低溫冷卻的不銹鋼缸中攪打。前30 s開攪拌器一檔，30 s后轉(zhuǎn)速開至最大繼續(xù)攪打，直至稀奶油能夠形成挺立的錐形，停止打發(fā)并記錄時(shí)間。

1.3.3.2 攪打起泡率

參考李揚(yáng)等[17]的測(cè)定方法。攪打起泡率按式（2）計(jì)算：

式中：m1為同體積未攪打稀奶油的質(zhì)量/g；m2為同體積已攪打稀奶油的質(zhì)量/g。

1.3.3.3 乳清泄漏率

參考李揚(yáng)等[17]的測(cè)定方法。乳清泄漏率按式（3）計(jì)算：

式中：m1為稱取打發(fā)稀奶油的質(zhì)量/g；m2為泄漏液體的質(zhì)量/g。

1.3.3.4 泡沫硬度

用質(zhì)構(gòu)儀擠壓測(cè)試泡沫的硬度。測(cè)試量程250 N，觸發(fā)力2.5 N，測(cè)試前速率50 mm/min，測(cè)試速率10 mm/min，擠壓距離30 mm，回程速率50 mm/min，回程距離40 mm。

1.3.3.5 泡沫塌陷率

將打發(fā)后稀奶油裱花到盛滿打發(fā)后稀奶油的糕點(diǎn)杯上，量取裱花奶油高度，與2 h后高度對(duì)比，按式（4）計(jì)算奶油的泡沫塌陷率：

式中：H1為裱花后奶油高度/cm；H2為裱花2 h后的奶油高度/cm。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Excel 2016軟件繪制數(shù)據(jù)圖；利用SPSS 20.0軟件中的單因素方差分析方法和T-檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05，差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 WP變性程度對(duì)再制稀奶油穩(wěn)定性的影響

2.1.1 理化性質(zhì)

將具有不同WP變性程度的MPC作為蛋白源制備稀奶油，分析體系pH值、平均粒徑、表觀黏度和失穩(wěn)系數(shù)的變化，考察WP變性度對(duì)稀奶油穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如圖1所示。隨WP變性程度增加，稀奶油pH值在6.85～6.95之間，總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖1a）；稀奶油粒徑變大，變性程度為80.07%時(shí)粒徑達(dá)（2.27±0.13）μm，顯著高于變性程度為40.21%時(shí)的（1.69±0.65）μm，體系平均粒徑均趨向2.1 μm左右（圖1b）。由圖1c可知，稀奶油為假塑性流體，表觀黏度隨剪切速率的增大而降低，呈現(xiàn)剪切稀化的流變行為[18]，隨著WP變性程度增加，稀奶油黏度呈先增加后減小的趨勢(shì)，變性程度為60.14%時(shí)，體系的黏度最大。稀奶油體系的失穩(wěn)系數(shù)（圖1d）隨WP變性程度的增加而增大，當(dāng)變性程度大于80%時(shí)，失穩(wěn)系數(shù)顯著增加，稀奶油穩(wěn)定性下降。

MPC熱處理會(huì)導(dǎo)致乳液中溶解態(tài)的鈣和磷部分轉(zhuǎn)變成膠體態(tài)的磷酸鈣，此過(guò)程中會(huì)釋放H＋，因而造成乳液體系pH值下降[19]。由于pH值降低，蛋白更加傾向于收縮狀態(tài)，同時(shí)變性WP自身聚集及其與CN的交聯(lián)絮凝，導(dǎo)致乳化效果減弱，脂肪球容易發(fā)生聚結(jié)和聚集，脂肪球粒徑的增加驗(yàn)證了這一點(diǎn)。依據(jù)斯托克斯定律，稀奶油體系中乳脂肪球粒徑的大小對(duì)體系穩(wěn)定性至關(guān)重要，粒徑過(guò)大，容易產(chǎn)生脂肪上浮現(xiàn)象[18]，使稀奶油體系不穩(wěn)定，本實(shí)驗(yàn)中失穩(wěn)系數(shù)的升高也驗(yàn)證了此結(jié)論。蛋白質(zhì)分子間交聯(lián)程度隨WP變性程度的增加而增大，這給剪切帶來(lái)更大的阻力，所以低WP變性程度的乳液黏度呈上升趨勢(shì)；當(dāng)WP變性程度達(dá)到80.07%時(shí)，稀奶油粒徑顯著增加，在分散相同一體積分?jǐn)?shù)條件下液滴數(shù)目減少，間距增大，分子間牽引力減弱[20]，且此時(shí)液相中蛋白濃度較低，導(dǎo)致乳液黏度減小。通常乳狀液黏度越高，體系阻力越大，脂肪球相互碰撞的幾率越小，因脂肪球聚集而引起分層失穩(wěn)的概率也越低，攪打前乳狀液越穩(wěn)定。結(jié)合高WP變性程度稀奶油黏度減小的同時(shí)失穩(wěn)系數(shù)增加，印證了乳液穩(wěn)定性下降的事實(shí)。

通過(guò)加速穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)表征原始濃度的乳液重力分離情況，由失穩(wěn)系數(shù)表示，其主要參考指標(biāo)是顆粒的沉降速度，失穩(wěn)系數(shù)越大代表該體系經(jīng)離心越容易分層，穩(wěn)定性越差。在本實(shí)驗(yàn)中，變性程度為60%的WP制備的稀奶油平均粒徑適中，體系黏度較大，同時(shí)具有較高的電位絕對(duì)值，故其穩(wěn)定性佳；而高變性程度WP在加熱過(guò)程中發(fā)生聚集，形成的脂肪球粒徑過(guò)大，且此時(shí)體系黏度也減小，故穩(wěn)定性降低。綜上所述，WP變性程度為60%的乳粉更適用于稀奶油的制備以保證乳液的穩(wěn)定性。

2.1.2 界面特性

稀奶油的界面特性與奶油的穩(wěn)定性和打發(fā)性密切相關(guān)。Zeta電位常用來(lái)表征乳狀液液滴表面的帶電特性，它是對(duì)顆粒之間相互排斥或吸引力強(qiáng)度的度量[21]。如圖2a所示，隨WP變性程度增加，稀奶油電位先升后降，變性程度為40%～60%時(shí)，體系的電位絕對(duì)值未有顯著變化；當(dāng)WP變性增加至80%時(shí)，電位絕對(duì)值減小，隨變性程度的增加電位絕對(duì)值也增大。此變化主要是受到乳脂肪球表面蛋白帶電特性的影響，蛋白質(zhì)是一種兩性電解質(zhì)，當(dāng)乳液pH值高于其等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)帶負(fù)電。結(jié)合圖1a，體系pH值下降時(shí)，電位呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；pH值上升時(shí)，電位呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，符合蛋白質(zhì)在不同pH值條件下的帶電規(guī)律。通常，處于高Zeta電位的粒子所帶的表面電荷能夠抑制粒子聚集而增強(qiáng)穩(wěn)定性，使乳液中的顆粒以穩(wěn)定狀態(tài)存在[22]。當(dāng)WP變性程度為80%時(shí)，稀奶油體系的電位絕對(duì)值最小，其失穩(wěn)系數(shù)也較高；而當(dāng)WP完全變性時(shí)電位絕對(duì)值最大，但其穩(wěn)定性并非最佳，是因?yàn)槿橐旱姆€(wěn)定性受多因素影響而非單一電位的作用結(jié)果。

圖2 WP變性程度對(duì)再制稀奶油界面特性的影響Fig.2 Effect of WP denaturation degree on interface characteristics of recombined cream

界面吸附蛋白量和吸附層的尺寸也會(huì)影響乳濁液的穩(wěn)定性。蛋白質(zhì)分子的兩親性使之在稀奶油體系中具有較好的乳化性，其分子的疏水端能夠靠近并接觸脂肪球，親水端暴露在水溶液體系中，從而乳化脂肪球，使之不易上浮。由圖2b可知，隨WP變性程度增加，稀奶油界面蛋白濃度先增加后減小，液相中蛋白含量呈先減小后增加的趨勢(shì)。這是由于WP發(fā)生熱變性時(shí)，WP自身及其與CN間會(huì)通過(guò)SH與S—S交換反應(yīng)形成聚合物[23]，使吸附在乳脂肪球表面的蛋白含量增加。結(jié)合稀奶油粒徑變化，WP變性程度較低時(shí)脂肪球粒徑小，比表面積大，單位面積上的界面蛋白濃度相應(yīng)較低；當(dāng)變性程度達(dá)到80%時(shí)，脂肪球粒徑明顯增大，比表面積減小，單位面積蛋白濃度顯著增加；WP完全變性時(shí)，形成的蛋白聚集體較大，不易吸附在脂肪球表面，故表現(xiàn)為液相蛋白含量增加，界面蛋白濃度降低。WP變性的發(fā)生增加了脂肪球表面界面膜的厚度，可以防止脂肪球間的聚集或聚結(jié)，但也造成平均粒徑增大，使得體系穩(wěn)定性下降。

2.2 WP變性程度對(duì)再制稀奶油攪打特性的影響

由表1可知，隨WP變性程度的增加，稀奶油攪打時(shí)間縮短，攪打起泡率先下降后增加，維持在170%～182%的范圍內(nèi)。Boekel等[24]研究發(fā)現(xiàn)，較大的液滴在碰撞時(shí)更容易發(fā)生部分聚結(jié)。Relkin等[13]的研究也發(fā)現(xiàn)用加熱變性的WP替代部分天然WP，會(huì)使攪打產(chǎn)生的氣泡尺寸更小更均勻，并且能促進(jìn)脂肪球間的聚集。由表1可知，隨WP變性程度的增加，脂肪球粒徑增大，容易發(fā)生部分聚結(jié)，因而縮短攪打時(shí)間。同時(shí)，稀奶油攪打起泡率的波動(dòng)可能與體系黏度的波動(dòng)有關(guān)，當(dāng)乳液黏度較大時(shí)不利于空氣混入，導(dǎo)致起泡率較低。通常稀奶油起泡率大于150%視為具有較好起泡性[25]，本研究中各組樣品的起泡率雖有波動(dòng)，但仍處于良好發(fā)泡范圍內(nèi)。

表1 不同WP變性程度的再制稀奶油攪打特性Table 1 Whipping characteristics of recombined cream with different degrees of WP denaturation

由表1可知，WP變性程度增加有效降低稀奶油乳清泄漏率，且在變性程度為60.14%和80.07%時(shí)無(wú)泄漏。泡沫硬度受WP變性程度的影響較大，變性程度為40.21%和80.07%時(shí)泡沫硬度較大，分別為（12.43±3.41）N和（10.88±1.92）N，而變性程度為60.14%和100%時(shí)泡沫硬度顯著下降至（7.29±0.33）N和（6.31±1.17）N。WP的變性程度對(duì)泡沫塌陷率無(wú)顯著影響（P＞0.05）。

乳清泄漏率在一定程度上能反映泡沫的持水性和穩(wěn)定性，本實(shí)驗(yàn)中乳清泄漏率的減小說(shuō)明中高熱變性WP使稀奶油體系的氣泡結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，不易發(fā)生液體泄漏、持水性能提升。結(jié)合攪打時(shí)間的縮短，表明脂肪部分聚結(jié)容易發(fā)生，而中高變性的WP間及與CN間形成聚集體，改變蛋白的吸附特性，所以乳清泄漏率下降可能與蛋白質(zhì)和部分聚結(jié)的脂肪所形成穩(wěn)固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)。泡沫塌陷率可反映稀奶油攪打后體系包裹氣泡完整性所持續(xù)的能力[26]，稀奶油攪打成型2 h后，泡沫塌陷率保持在25%～33%范圍內(nèi)，即WP變性程度基本不影響稀奶油維持完整氣泡的能力。

綜上所述，WP變性程度為60%乳粉制備的稀奶油同時(shí)具有較好的乳液穩(wěn)定性和攪打特性，更適合應(yīng)用于再制稀奶油制備中。

2.3 WP與CN比例對(duì)再制稀奶油穩(wěn)定性的影響

2.3.1 理化特性

利用WP濃縮物調(diào)整MPC中WP與CN比例并用于制備稀奶油，分析體系pH值、平均粒徑、表觀黏度和失穩(wěn)系數(shù)的變化，考察WP與CN比例對(duì)稀奶油穩(wěn)定性的影響，結(jié)果如圖3所示。在WP∶CN＝1∶4的基礎(chǔ)上，增加WP的比例會(huì)使乳液pH值降低，由6.85±0.01明顯下降至WP∶CN為2∶4時(shí)的6.71±0.01，接近乳的正常pH值6.7（圖3a）。隨WP比例的增加，脂肪球的平均粒徑明顯減?。▓D3b），乳液黏度略微提升（圖3c），體系的失穩(wěn)系數(shù)先減小后增大，但均小于WP∶CN＝1∶4時(shí)體系的失穩(wěn)系數(shù)，即乳濁液的穩(wěn)定性提升（圖3d）。

圖3 清酪蛋白比例對(duì)再制稀奶油理化性質(zhì)的影響Fig.3 Effect of WP/CN ratio on physicochemical properties of recombined cream

2.3.2 界面特性

如圖4a所示，體系的電位絕對(duì)值隨WP比例的增加而增大，WP∶CN＝1∶4時(shí)電位的絕對(duì)值最小，這可能與高比例CN中所含的鈣離子濃度有關(guān)，高濃度Ca2＋會(huì)降低電雙層排斥，從而減少空間排斥，導(dǎo)致電位相應(yīng)較低[27]。隨WP比例增加，CN含量減少，Ca2＋濃度相應(yīng)降低，稀奶油體系的電位絕對(duì)值增大，失穩(wěn)系數(shù)也有所減小，即乳液穩(wěn)定性提升。

圖4 清酪蛋白比例對(duì)再制稀奶油界面特性的影響Fig.4 Effect of WP/CN ratio on interface characteristics of recombined cream

在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，WP∶CN＝1∶4時(shí)的界面蛋白濃度最大，隨著WP比例增加，稀奶油界面蛋白濃度減小，液相蛋白含量沒有明顯變化（圖4b）。這可能與脂肪球粒徑的變化有關(guān)，增加體系中WP比例，脂肪球粒徑減小，比表面積增加，使得單位面積上的界面蛋白濃度減小。脂肪球粒徑的減小同時(shí)也說(shuō)明相比于膠束態(tài)的CN，WP具有更好的乳化效果，能穩(wěn)定更多表面積[28]。結(jié)合稀奶油連續(xù)相、分散相乳脂肪球的狀態(tài)以及顆粒與連續(xù)相間相互作用，隨WP比例增加，稀奶油pH值趨向于乳的正常值6.7，脂肪球平均粒徑減小、體系黏度和電位絕對(duì)值均增大，故體系穩(wěn)定性提升。

2.4 WP與CN比例對(duì)再制稀奶油攪打特性的影響

2.4.1 攪打起泡性

由表2可知，在WP∶CN＝1∶4的基礎(chǔ)上，增加WP比例，攪打時(shí)間縮短，起泡率下降。蛋白質(zhì)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成和乳濁液的穩(wěn)定具有關(guān)鍵作用，它能夠與乳脂肪球共同形成具有一定黏彈性的界面膜以保護(hù)泡沫結(jié)構(gòu)，但過(guò)度穩(wěn)定則不利于在攪打過(guò)程中發(fā)生部分聚結(jié)。當(dāng)WP∶CN＝1∶4時(shí)，較高的CN含量使得脂肪球界面蛋白濃度較大，界面膜更穩(wěn)定，使得攪打過(guò)程中因碰撞發(fā)生的脂肪球部分聚結(jié)相對(duì)較慢，所以攪打時(shí)間更久，隨WP比例增加，界面吸附蛋白濃度降低，部分聚結(jié)更容易發(fā)生，攪打時(shí)間也相應(yīng)縮短，這與Segall等[9]的研究相似。WP比例增加，體系黏度也隨之增大，空氣不易進(jìn)入乳液[29]，導(dǎo)致攪打起泡率下降。

表2 不同清酪蛋白比例再制稀奶油的攪打特性Table 2 Whipping characteristics of cream recombined with different WP/CN ratios

2.4.2 泡沫穩(wěn)定性

由表2可知，WP∶CN為1∶4時(shí)乳清泄漏率較大，增加體系中WP的比例能顯著降低稀奶油的乳清泄漏率（P＜0.05），即泡沫持水性提升。改變WP與CN比例對(duì)稀奶油泡沫硬度基本上沒有影響。攪打稀奶油的泡沫塌陷率在WP∶CN＝1∶4時(shí)最小，即泡沫的穩(wěn)定性較好，隨著體系中WP比例的增加，泡沫塌陷率明顯增大，結(jié)合圖4b，可能是此時(shí)的界面蛋白濃度較小，所構(gòu)成的泡沫結(jié)構(gòu)易崩塌，導(dǎo)致相同時(shí)間內(nèi)稀奶油泡沫塌陷率增加，這也說(shuō)明CN含量高時(shí)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更能穩(wěn)定泡沫。

結(jié)果表明，不同清酪蛋白比例對(duì)再制稀奶油乳液穩(wěn)定性和攪打特性的影響不一致，可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整WP與CN比例，達(dá)到改善稀奶油產(chǎn)品功能特性的目的。如當(dāng)制作蛋撻、布丁和奶油濃湯等產(chǎn)品時(shí)，稀奶油無(wú)需攪打，WP∶CN＝2∶4的乳粉能提供較好的乳液的穩(wěn)定性，更適合用于制備稀奶油；但當(dāng)稀奶油用于蛋糕裝裱和制備奶油蓋等用途時(shí)，需要稀奶油具有較好攪打起泡性和泡沫保形性，所以WP∶CN＝1∶4的乳粉更適合。

3 結(jié)論

WP變性程度和WP/CN變化均對(duì)稀奶油乳化穩(wěn)定性和打發(fā)性能產(chǎn)生不同程度的影響。WP變性程度為60%制備的稀奶油具有較好的乳液穩(wěn)定性（伴隨較大黏度），隨著變性程度進(jìn)一步增加，乳液穩(wěn)定性下降；WP變性程度增加，有助于縮短打發(fā)時(shí)間，減輕乳清泄漏率，改善泡沫持水性。結(jié)果表明，WP變性程度為60%的乳粉同時(shí)具有較好的乳液穩(wěn)定性和攪打特性，更適合應(yīng)用于再制稀奶油制備中。在牛乳自然清酪蛋白比例（WP∶CN＝1∶4）基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加WP比例可提高乳液穩(wěn)定性，WP∶CN＝2∶4時(shí)稀奶油的穩(wěn)定性最好；隨著WP比例的增加，稀奶油攪打時(shí)間縮短，泡沫持水性提高，但起泡率下降，泡沫塌陷率也隨之增大，即保形性下降，研究認(rèn)為WP∶CN＝1∶4時(shí)稀奶油的起泡性和泡沫穩(wěn)定性更佳。可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整WP與CN的比例，以改善稀奶油產(chǎn)品的功能特性。