馬 雪，董依迪

（綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，黑龍江綏化 152061）

穩(wěn)定劑對(duì)玉米汁水溶性膳食纖維飲料影響的研究

馬 雪，董依迪

（綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，黑龍江綏化 152061）

研究穩(wěn)定劑對(duì)玉米汁水溶性膳食纖維飲料穩(wěn)定性的影響，確定最佳穩(wěn)定劑添加量。利用酶法分離提取水溶性膳食纖維，并加入玉米汁飲料中，以產(chǎn)品的感官評(píng)分和混濁穩(wěn)定系數(shù)為指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)穩(wěn)定劑進(jìn)行篩選，確定提高產(chǎn)品穩(wěn)定性的最佳穩(wěn)定劑添加量。穩(wěn)定性研究表明，黃原膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉對(duì)玉米汁水溶性膳食纖維飲料的影響較大；單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，黃原膠最佳添加量為0.12%，海藻酸鈉最佳添加量為0.10%，羧甲基纖維素鈉最佳添加量為0.15%；正交試驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)配穩(wěn)定劑最佳配方為黃原膠添加量0.12%，海藻酸鈉添加量0.20%，羧甲基纖維素鈉添加量0.15%，此時(shí)產(chǎn)品的穩(wěn)定性較好。穩(wěn)定劑復(fù)配使用可以增加玉米汁水溶性纖維飲料的穩(wěn)定性，并能得到良好的感官性狀。

玉米；水溶性膳食纖維；穩(wěn)定劑；飲料

玉米汁水溶性膳食纖維飲料（以下簡(jiǎn)稱玉米纖維飲料）是一種淀粉和蛋白質(zhì)含量都較高的飲品，淀粉和蛋白質(zhì)都是大分子物質(zhì)，其分散在水介質(zhì)中制得的飲料屬懸浮液水溶膠[1]，是一種典型的熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，在加工和貯藏過程中會(huì)出現(xiàn)膠凝結(jié)塊和沉淀分層等不穩(wěn)定現(xiàn)象[2]。根據(jù)膳食纖維溶解性的不同，可分成水溶性膳食纖維（SDF）和水不溶性膳食纖維（IDF）兩大類，它們?cè)谑称分衅鹬煌饔肹3]，水不溶性膳食纖維添加到飲料中可能會(huì)造成產(chǎn)品口感粗糙、不細(xì)膩，感官品質(zhì)影響較大；而水溶性膳食纖維的添加不僅可以增加膳食纖維的攝入量，對(duì)產(chǎn)品的口感影響也大大降低[4]。乳化劑和增稠劑復(fù)合使用可以穩(wěn)定體系、延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，選擇合適的穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品的感官品質(zhì)及穩(wěn)定性有決定性作用。

若使用不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)“糊口”“掛壁”等現(xiàn)象，從而影響產(chǎn)品感官品質(zhì)，增加成本。根據(jù)斯托克斯定律可知，為了提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，在盡可能減小微粒直徑的同時(shí)增大分散介質(zhì)的黏度，可提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性[5-6]。試驗(yàn)在確定了玉米纖維飲料基本配方的前提下，研究了穩(wěn)定劑對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，選用幾種穩(wěn)定劑進(jìn)行穩(wěn)定劑篩選試驗(yàn)，再將可行的穩(wěn)定劑進(jìn)行單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，最終進(jìn)行穩(wěn)定劑復(fù)配篩選研究，確定穩(wěn)定劑添加的最佳配比，為玉米纖維飲料的開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及玉米產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮玉米，購(gòu)自黑龍江省綏化市當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)；α-淀粉酶（酶活力為4 000 U/mg）、糖化酶（酶活力為3 000 U/mg）、中性蛋白酶（酶活力為30 000 U/mg），北京奧博星生物技術(shù)有限公司提供；黃原膠、果膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、單甘脂，均為食品級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

PHB-2型酸度計(jì)、BS 224S型電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司產(chǎn)品；TU-1901型紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；JJ-2型高速組織搗碎機(jī)，江蘇金壇市雙捷實(shí)驗(yàn)儀器廠產(chǎn)品；80-2B型臺(tái)式離心機(jī)，湖南星科科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；JM-L50型膠體磨，杭州惠合機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 水溶性玉米膳食纖維制備工藝流程

原料→加水→攪拌制成混懸液→調(diào)節(jié)pH值→α-淀粉酶酶解→調(diào)節(jié)pH值→糖化酶酶解→調(diào)節(jié)pH值→中性蛋白酶酶解→離心分離→提取液→醇析→沉淀→水溶性玉米膳食纖維。

1.3.2 水溶性玉米膳食纖維制備操作要點(diǎn)

取一定量玉米皮渣為原料，加水稀釋至料液比1∶10（g∶mL），由于原料中含有一定量的淀粉和蛋白質(zhì)等成分，為了得到高品質(zhì)膳食纖維，需要對(duì)玉米皮渣進(jìn)行蛋白酶、α-淀粉酶酶解處理，由于淀粉酶酶解后會(huì)產(chǎn)生一些大分子糖類，如糊精等，在后期醇析分離時(shí)會(huì)進(jìn)入醇析物中，影響SDF的純度，故還要用糖化酶，酶解為小分子糖類在醇析時(shí)分離出去。首先進(jìn)行脫淀粉處理，調(diào)節(jié)pH值至5.0，溫度60℃，加α-淀粉酶10 mg/g底物，酶解45 min；再調(diào)節(jié)pH值至4.5，溫度60℃，加糖化酶10 mg/g底物，酶解60 min；處理后的玉米皮懸浮液調(diào)節(jié)pH值至7.0，溫度40℃，加中性蛋白酶10 mg/g底物，酶解90 min。將樣品提取液用無水乙醇提取，得到的沉淀烘干即為水溶性玉米膳食纖維[7-9]。

1.3.3 玉米纖維飲料工藝流程

1.3.4 玉米纖維飲料操作要點(diǎn)

（1）玉米預(yù)煮。預(yù)煮時(shí)間12 min，水和玉米粒質(zhì)量比2∶1，預(yù)煮溫度100℃。

（2）膳食纖維與輔料的添加量。水溶性玉米膳食纖維添加量6%，白砂糖添加量10%，檸檬酸添加量0.10%，食鹽添加量0.05%。

（3）均質(zhì)。將調(diào)配好的料液加熱到74±2℃，保溫10 min，經(jīng)膠體磨通過0.05～0.075 mm的狹腔細(xì)磨2次后，再用高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)，均質(zhì)壓力為20～30 MPa。

（4）殺菌。殺菌條件為121℃，15 min。

1.3.5 測(cè)定方法

（1）感官評(píng)價(jià)。產(chǎn)品于4℃下冷藏72 h后取出，進(jìn)行綜合評(píng)定。由10名有感官評(píng)定經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員組成評(píng)定小組，在感官評(píng)定室內(nèi)進(jìn)行，按規(guī)定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品的感官品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)分，滿分為100分，取其平均值為最終結(jié)果。

玉米纖維飲料感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 玉米纖維飲料感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

（2）混濁穩(wěn)定系數(shù)。將放置一段時(shí)間的玉米纖維飲料搖勻，稱取一定量并用水1∶20（g∶g） 稀釋，將混勻的稀釋液以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心15 min，在其最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)定離心前后的吸光度A0和A，以A/A0來表示玉米纖維飲料的混濁穩(wěn)定性，吸光度越大說明體系越穩(wěn)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 單體穩(wěn)定劑的篩選

將單體穩(wěn)定劑按使用參考添加量進(jìn)行篩選試驗(yàn)。選擇5種常用穩(wěn)定劑進(jìn)行篩選，穩(wěn)定效果從有無沉淀、絮凝、水析3個(gè)方面進(jìn)行考評(píng)[6]。

不同穩(wěn)定劑對(duì)玉米纖維飲料的作用效果見表2。

表2 不同穩(wěn)定劑對(duì)玉米纖維飲料的作用效果

結(jié)果表明，單體穩(wěn)定劑效果較好的有黃原膠、海藻酸鈉、CMC-Na，不會(huì)產(chǎn)生明顯的沉淀、絮凝和水析現(xiàn)象。對(duì)效果較好的3種穩(wěn)定劑進(jìn)行下一步試驗(yàn)，選擇不同添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，研究其對(duì)玉米纖維飲料穩(wěn)定性的影響。

2.2 不同穩(wěn)定劑對(duì)玉米纖維飲料的影響

2.2.1 黃原膠對(duì)玉米纖維飲料的影響

黃原膠添加量對(duì)玉米纖維飲料的影響見圖1。

圖1 黃原膠添加量對(duì)玉米纖維飲料的影響

由圖1可知，隨著黃原膠添加量的逐漸增加，玉米纖維飲料的混濁穩(wěn)定性先上升后下降，感官評(píng)分先升高后降低，在黃原膠添加量為0.12%時(shí)混濁穩(wěn)定性達(dá)到最大值，感官評(píng)分也最高。黃原膠由高分子雜多糖構(gòu)成，含有螺旋區(qū)，一方面黃原膠通過氫鍵與水相互作用，使膠體大分子分散在液相體系中，增加體系的黏稠度；另一方面利用螺旋區(qū)域包裹顆粒，防止大顆粒聚集下沉。但黃原膠添加量過大時(shí)會(huì)將一些水溶性粉末物質(zhì)（如酪蛋白等）交聯(lián)起來形成一種膠黏物質(zhì)，使玉米纖維飲料穩(wěn)定性下降，并且黏度過大導(dǎo)致玉米纖維飲料的口感黏稠，出現(xiàn)“掛壁”現(xiàn)象，口感下降。因此，玉米纖維飲料中黃原膠最佳添加量為0.12%。

2.2.2 海藻酸鈉對(duì)玉米纖維飲料的影響

海藻酸鈉添加量對(duì)玉米纖維飲料的影響見圖2。

圖2 海藻酸鈉添加量對(duì)玉米纖維飲料的影響

由圖2可知，隨著海藻酸鈉添加量的增加，玉米纖維飲料混濁穩(wěn)定性先上升后下降，感官評(píng)分也呈相同趨勢(shì)，在海藻酸鈉添加量為0.10%時(shí)玉米纖維飲料的混濁穩(wěn)定性最高；感官評(píng)分在海藻酸鈉添加量為0.10%和0.15%時(shí)較高，且差異不大。海藻酸鈉為親水膠體，具有良好的流動(dòng)性，添加后的產(chǎn)品口感柔滑。玉米纖維飲料中的金屬離子可與海藻酸鈉形成高分子網(wǎng)狀體系，起到良好的穩(wěn)定懸浮效果。玉米纖維飲料中的蛋白質(zhì)和淀粉等大分子物質(zhì)可以在網(wǎng)狀體系中更加穩(wěn)定，但海藻酸鈉添加量過高會(huì)使其與金屬離子產(chǎn)生沉淀，穩(wěn)定性下降。因此，玉米纖維飲料中海藻酸鈉的最佳添加量為0.10%。

2.2.3 CMC-Na對(duì)玉米纖維飲料的影響

CMC-Na添加量對(duì)玉米纖維飲料的影響見圖3。

圖3 CMC-Na添加量對(duì)玉米纖維飲料的影響

由圖3可知，隨著CMC-Na添加量的增加，玉米纖維飲料混濁穩(wěn)定性先上升后下降，感官評(píng)分也呈相同趨勢(shì)，在添加量為0.15%時(shí)混濁穩(wěn)定性最高；感官評(píng)分在添加量為0.10%～0.20%時(shí)較高，且差異不大。CMC-Na為增稠劑，加入少量時(shí)能增加飲料的黏稠度，提高飲料的穩(wěn)定性。但高濃度的CMCNa會(huì)與溶液中的金屬離子形成不可逆的海綿狀凝膠結(jié)構(gòu)。因此，玉米纖維飲料中CMC-Na的最佳添加量為0.15%。

2.3 穩(wěn)定劑的復(fù)配

根據(jù)以上試驗(yàn)篩選結(jié)果，并結(jié)合穩(wěn)定劑各自的特性、使用限量及對(duì)產(chǎn)品黏度、口感、風(fēng)味的影響來確定穩(wěn)定劑的添加量范圍，對(duì)玉米纖維飲料的色澤、氣味與滋味及組織狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)定，篩選最佳的復(fù)配穩(wěn)定劑。

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表3。

表3 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/%

進(jìn)行穩(wěn)定劑復(fù)配正交試驗(yàn)時(shí)，先將白砂糖、檸檬酸、食鹽、玉米水溶性膳食纖維、CMC-Na、黃原膠干粉混合，再經(jīng)熱溶，將海藻酸鈉單獨(dú)溶解加入。按玉米纖維飲料的加工工藝制得的產(chǎn)品冷卻后，放入冰箱中72 h后取出進(jìn)行綜合評(píng)定。

穩(wěn)定劑最適正交試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4的極差分析結(jié)果可知，海藻酸鈉添加量和CMC-Na添加量均是影響玉米纖維飲料配方的主要因素，黃原膠添加量為次要因素。通過混濁穩(wěn)定系數(shù)結(jié)果獲得最優(yōu)工藝參數(shù)為A2B2C3，通過感官評(píng)分獲得最優(yōu)工藝參數(shù)為 A2B2C2。經(jīng)過驗(yàn)證試驗(yàn)，A2B2C3混濁穩(wěn)定系數(shù)為 0.914，感官評(píng)分 92分；A2B2C2混濁穩(wěn)定系數(shù)為0.896，感官評(píng)分90分。感官評(píng)分差異不大，從穩(wěn)定性角度考慮，確定A2B2C3為最佳復(fù)配條件，即復(fù)配穩(wěn)定劑的最佳配方為黃原膠添加量0.12%，海藻酸鈉添加量0.20%，CMC-Na添加量0.15%。

表4 穩(wěn)定劑最適正交試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

在水溶性膳食纖維添加量一定的條件下，玉米纖維飲料穩(wěn)定性主要由穩(wěn)定劑決定，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，玉米纖維飲料的穩(wěn)定性受黃原膠、海藻酸鈉、CMC-Na的影響較大，玉米纖維飲料中黃原膠的最佳添加量為0.12%，海藻酸鈉的最佳添加量為0.10%，CMC-Na的最佳添加量為0.15%。為取得更好的穩(wěn)定效果，在不影響感官品質(zhì)的條件下，復(fù)配穩(wěn)定劑的最佳配方為黃原膠添加量0.12%，海藻酸鈉添加量0.20%，CMC-Na添加量0.15%，此時(shí)產(chǎn)品的穩(wěn)定性較好，分層、沉淀現(xiàn)象明顯降低，在此條件下可得到酸甜適口、有玉米香味、穩(wěn)定均一的保健功能型飲料。

[1]岳春.玉米汁纖維飲料穩(wěn)定性的探討 [J].食品科學(xué)，2007，28（4）：368-370.

[2]王蔚瑜，周雪松，馬橋康，等.甜玉米飲料穩(wěn)定性的研究 [J].中國(guó)食品添加劑，2016（1）：109-114.

[3]盧宏科，王琴，區(qū)子弁，等.膳食纖維的功能與應(yīng)用[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（4）：67-70.

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[5]張麗華，韓永斌，顧振新.均質(zhì)壓力和穩(wěn)定劑對(duì)復(fù)合果蔬汁體態(tài)穩(wěn)定性研究 [J].食品科學(xué)，2006，27（1）：112-114.

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Effect on Stability of Corn Soluble Dietary Fiber Beverage from Stabilizer

MA Xue，DONG Yidi

（Food and Pharmaceutical Engineering Institute，Suihua University，Suihua，Heilongjiang 152061，China）

The purpose of this paper is to research the effect on stability of corn fiber beverage of stabilizer，determine the optimum ratio of stabilizer.Separates by enzyme extraction of soluble dietary fiber，added into corn beverage，the result is determined by sensory evaluation and turbidity stability factor.The optimum parameters of pectinase are determined by a series of single factor and orthogonal experiment.The results show that，xanthan gum，sodium alginate，and sodium carboxymethyl cellulose impact on corn soluble fiber beverage obviously.The single factor experiment show that，the best dosage of xanthan gum is 0.12%，the best dosage of sodium alginate is 0.10%，the best dosage of sodium carboxymethyl cellulose is 0.15%.The orthogonal test method result show that，compound stabilizers for the best formula is xanthan gum 0.12%，sodium alginate 0.20%，and sodium carboxymethyl cellulose 0.15%.In this case the stability of the product is better.Stabilizer compound used to increase the stability of the fiber corn juice beverage，and can get a good sensory properties.

corn；soluble dietary fiber；stabilizer；beverage

TS275

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.004

1671-9646（2017）01a-0014-04

2016-11-16

馬 雪（1983— ），女，碩士，講師，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工。