赫慧敏，張秋俊，倪輝，3，4，洪清林，郭東旭，肖安風(fēng)，3，4，*

（1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建廈門361021；2.綠新（福建）食品有限公司，福建漳州363100；3.福建省海洋功能食品工程技術(shù)研究中心，福建廈門361021；4.廈門市海洋功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建廈門361021）

瓊脂能夠提高酸奶的粘度，增加酸奶的結(jié)實(shí)性。由于瓊脂不能完全彌補(bǔ)相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)缺陷，商業(yè)中常與果膠、羧甲基纖維素鈉、海藻酸丙二醇酯、瓜爾豆膠、改性淀粉等增稠穩(wěn)定劑復(fù)配后才應(yīng)用于酸性乳飲料。通過(guò)復(fù)配發(fā)揮增稠穩(wěn)定劑的協(xié)同作用，既提高了產(chǎn)品的品質(zhì)又降低了生產(chǎn)成本。楊洋等[1]研究瓊脂、果膠與羥丙基二淀粉磷酸酯3種穩(wěn)定劑復(fù)配，根據(jù)凝固型酸奶穩(wěn)定性優(yōu)化了瓊脂、果膠和羥丙基二淀粉磷酸酯的配比為 0.07∶0.10∶0.12（質(zhì)量濃度比）。

酸性乳飲料是以牛乳為主要原料，一種品質(zhì)均一、清香醇正，酸甜適口且集營(yíng)養(yǎng)與保健于一體的液態(tài)飲料。隨著我國(guó)居民生活水平的不斷提高，人們消費(fèi)飲料的觀念正在從嗜好型向營(yíng)養(yǎng)保健型轉(zhuǎn)變，因而開(kāi)發(fā)研制酸性乳飲料的市場(chǎng)潛力很大，社會(huì)效益顯著。目前全國(guó)各地市場(chǎng)上出現(xiàn)很多此類飲料備受消費(fèi)者的青睞。由于生產(chǎn)條件的限制和技術(shù)力量的局限，產(chǎn)品的貨架期較短，因而大多廠家只能小規(guī)模的進(jìn)行生產(chǎn)和銷售，制約了酸性乳飲料的發(fā)展。

基于酸性乳飲料是以發(fā)酵乳或人工調(diào)酸的乳溶液為原料制備的一大類飲料制品，其呈酸性，乳濃度低，所以在生產(chǎn)過(guò)程中需要加入一定量的穩(wěn)定劑。目前，用于酸乳生產(chǎn)的穩(wěn)定劑有瓊脂、變性淀粉、明膠、果膠、卡拉膠、刺槐豆膠、瓜爾豆膠、角叉菜膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉以及復(fù)配穩(wěn)定劑。相關(guān)研究表明，羧甲基纖維素鈉在酸性條件下與帶正電荷的酪蛋白發(fā)生靜電作用，從而避免蛋白顆粒間的聚合作用[2-3]。高酯果膠可以有效的穩(wěn)定酸牛奶制品并改善它的口感、風(fēng)味[4-5]。此外，在進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)將黃原膠添加進(jìn)入乳飲料后會(huì)出現(xiàn)白色絲狀物質(zhì)并且滅菌后酸乳組織呈豆花狀，這說(shuō)明在適用范圍內(nèi)黃原膠無(wú)法穩(wěn)定酪蛋白，這與丁甜等、姚晶等的試驗(yàn)結(jié)果一致[5-6]。因此，本試驗(yàn)選擇瓊脂、羧甲基纖維素鈉和高脂果膠進(jìn)行試驗(yàn)，以酸性乳飲料的離心沉淀率為指標(biāo)優(yōu)化復(fù)配穩(wěn)定劑配方。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

瓊脂：福建省綠麒食品膠體有限公司；奶粉（新西蘭全脂奶粉）、蔗糖、羧甲基纖維素鈉、黃原膠、高脂果膠、檸檬酸、單甘脂、六偏磷酸鈉（均為食品級(jí)）：廈門唯康食品科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 酸性乳飲料的制備工藝流程

全脂奶粉復(fù)原→穩(wěn)定劑干混均勻→溶解、混合→乳化→冷卻→調(diào)酸→乳化→分裝→殺菌→冷卻

主要工藝要點(diǎn)如下：

全脂奶粉復(fù)原：4%的全脂奶粉在50℃～55℃的熱水中分散溶解復(fù)原45min。

穩(wěn)定劑干混均勻：穩(wěn)定劑與6%的蔗糖、0.03%的單甘脂、0.02%的六偏磷酸鈉干基混合均勻。（以上添加量為總飲料的質(zhì)量比）

加熱溶解：將混合均勻的穩(wěn)定劑在80℃水中用10 000 r/min的轉(zhuǎn)速剪切分散1min，之后與復(fù)原乳混合均勻。

乳化：將充分混合的料液預(yù)熱到60℃～65℃，在20MPa～22MPa的壓力下均質(zhì)5min。

冷卻：用冷卻水快速將料液冷卻至20℃以下。

調(diào)酸：用5%的檸檬酸溶液，在攪拌狀態(tài)下緩慢逐滴加入酸液將料液pH調(diào)整至4.0。

殺菌：將料液在90℃下水浴保溫10min，冷卻至室溫保藏。

1.2.2 單種穩(wěn)定劑用量對(duì)酸性乳飲料穩(wěn)定性的影響

分別在乳飲料中添加0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%和0.40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的單一穩(wěn)定劑，4℃～6℃下冷藏一周后進(jìn)行離心沉淀率測(cè)定。

1.2.3 瓊脂、CMC-Na與高脂果膠復(fù)配比例的優(yōu)化

固定穩(wěn)定劑的添加總量為0.60%[7-8]，以酸性乳飲料離心沉淀率為指標(biāo)，按照表1的濃度梯度利用Minitab軟件進(jìn)行極端頂點(diǎn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)方案如表2。

表1 單一穩(wěn)定劑濃度梯度Table1 The concentration of single stabilizers %

表2 混料試驗(yàn)方案（穩(wěn)定劑總添加量為0.60%）Table2 The design ofm ixtureexperim ent（totalam ountof stabilizer is0.60%）

1.2.4 分析測(cè)定方法

1.2.4.1 離心沉淀率測(cè)定

精確取10mL酸性乳飲料于10mL的離心管中，然后4 000 r/min離心30min，棄去上清液，準(zhǔn)確稱取沉淀物重量，按照式（1）計(jì)算離心率，每個(gè)樣測(cè)定3次取其平均值為該樣品的離心沉淀率[7，9-10]。

離心率/%=（沉淀物重量/10mL酸乳飲料重量）×100（1）

1.2.4.2 粘度測(cè)定

將酸性乳飲料于25℃條件下用1號(hào)轉(zhuǎn)子60 r/min測(cè)定粘度，每個(gè)樣測(cè)定3次取其平均值即為樣品粘度[11]。

1.2.4.3 感官評(píng)價(jià)

按照《中國(guó)乳制品工業(yè)行業(yè)規(guī)范—酸牛乳感官質(zhì)量評(píng)鑒細(xì)則》由10名專業(yè)人士組成鑒評(píng)小組，對(duì)制作出的酸奶進(jìn)行感官（包括色澤、滋味氣味、組織狀態(tài)）評(píng)價(jià)[12]，評(píng)價(jià)表如表 3。

表3 酸奶感官評(píng)價(jià)表Table3 Sensory evaluation of yogurt

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)為3次平行試驗(yàn)的平均值，用Excel軟件處理平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，SPSS軟件進(jìn)行顯著性分析，采用Minitab軟件進(jìn)行回歸分析和混料模型分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 CMC-Na的添加量對(duì)酸性乳飲料穩(wěn)定性的影響

酸性乳飲料離心沉淀率隨CMC-Na的添加量的變化如圖1。

圖1 CMC-Na的添加量對(duì)酸性乳飲料穩(wěn)定性的影響Fig.1 The influenceof the concentration of CMC-Na on the stability of acidm ilk beverage

圖1 表明，隨CMC-Na添加量的增加，酸性乳飲料的離心沉淀率先增大后減小，添加羧甲基纖維素鈉的量達(dá)到0.15%時(shí)離心沉淀率最高，這是由于架橋絮凝現(xiàn)象，此時(shí)添加的羧甲基纖維素鈉的量不足以充分結(jié)合酪蛋白。這種情況下兩個(gè)或兩個(gè)以上的酪蛋白與一分子CMC-Na連接，從而促進(jìn)了聚集沉降的發(fā)生，使沉淀率升高，隨著CMC-Na添加量的增加，沉淀率下降，當(dāng)CMC-Na的添加量達(dá)到0.20%后，隨濃度的增加，沉淀率基本保持平穩(wěn)，可以推測(cè)CMC-Na對(duì)酪蛋白的穩(wěn)定性存在極限結(jié)合值，在此濃度后體系趨于穩(wěn)定[6，13-14]。因此，CMC-Na的適宜添加量為0.20%～0.40%。

2.2 高酯果膠的添加量對(duì)酸性乳飲料穩(wěn)定性的影響

酸性乳飲料離心沉淀率隨高酯果膠的添加量的變化如圖2所示。

圖2 高酯果膠的添加量對(duì)酸性乳飲料穩(wěn)定性的影響Fig.2 The influenceof the concentration of pectin on the stability of acidm ilk beverage

由圖2可知，隨著高酯果膠添加量的增加，離心沉淀率不斷減小，當(dāng)高酯果膠的添加量達(dá)到0.15%后酸性乳飲料的沉淀量趨于穩(wěn)定。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因主要是高酯果膠添加量在較低水平時(shí)，酪蛋白微粒大部分裸露在外部，存在部分正電荷，酪蛋白相互凝聚形成大微粒而產(chǎn)生沉淀，當(dāng)高酯果膠的量足以將所有酪蛋白都包裹住以后，就能有效阻礙酪蛋白微粒間凝膠沉淀，此時(shí)，沉淀量趨于穩(wěn)定[4，11，13-15]。因此，高酯果膠的適宜添加量為0.15%～0.40%。

2.3 瓊脂添加量對(duì)酸性乳飲料穩(wěn)定性的影響

酸性乳飲料離心沉淀率隨瓊脂的添加量的變化如圖3所示。

圖3顯示酸性乳飲料的沉淀量隨瓊脂添加量的增加而上升。這是由于瓊脂呈電中性，無(wú)法穩(wěn)定帶正電荷的酪蛋白，酪蛋白之間形成大的蛋白質(zhì)微粒；在此情況下，隨著瓊脂濃度的增大乳飲料出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，因此沉淀量增大[16-17]。

圖3顯示酸性乳飲料的沉淀量隨瓊脂添加量的增加而上升。這是由于瓊脂呈電中性，無(wú)法穩(wěn)定帶正電荷的酪蛋白，酪蛋白之間形成大的蛋白質(zhì)微粒；在此情況下，隨著瓊脂濃度的增大乳飲料出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，因此沉淀量增大[16-17]。

圖3 瓊脂添加量對(duì)酸性乳飲料穩(wěn)定性的影響Fig.3 The influenceof the concentration of agar on the stability of acidm ilk beverage

2.4 極端頂點(diǎn)混料試驗(yàn)結(jié)果分析

選擇瓊脂、CMC-Na和高脂果膠三者復(fù)配，酸性乳飲料穩(wěn)定劑混料試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 酸性乳飲料穩(wěn)定劑混料試驗(yàn)結(jié)果Table4 The resultsofm ixtureexperim entof acidm ilk beverage stabilizer

由表4可知7號(hào)試驗(yàn)組的離心沉淀率最低，其原因主要是該試驗(yàn)組中CMC-Na和高酯果膠含量較高，它們均能較好穩(wěn)定酪蛋白；6號(hào)試驗(yàn)的粘度最高，該組試驗(yàn)中瓊脂的添加量較高，是由于瓊脂是已知的凝膠強(qiáng)度最高的凝膠形成劑；所有試驗(yàn)的感官評(píng)分均在85分以上，且差異較小，說(shuō)明不同比例穩(wěn)定劑組合對(duì)感官影響較小。酸性乳飲料粘度混合曲面圖見(jiàn)圖4。

由圖4知，瓊脂、CMC-Na和高酯果膠3種穩(wěn)定劑對(duì)酸性乳飲料的粘度均有貢獻(xiàn)，其中，瓊脂對(duì)粘度的貢獻(xiàn)最大，其次是CMC-Na和高脂果膠。酸性乳飲料離心沉淀率混合曲面圖見(jiàn)圖5。

圖4 酸性乳飲料粘度混合曲面圖Fig.4 Blend surfaceof acidm ilk beverageviscosity

圖5 酸性乳飲料離心沉淀率混合曲面圖Fig.5 Blend surfaceof acidm ilk beverage precipitation rate

由圖5可知，CMC-Na和高脂果膠對(duì)酸性乳飲料的離心沉淀率影響均不顯著，瓊脂對(duì)酸性乳飲料的離心沉淀率的貢獻(xiàn)顯著高于前兩者。該結(jié)果說(shuō)明對(duì)于酸性乳飲料的穩(wěn)定性，瓊脂的影響比CMC-Na和果膠大。通過(guò)回歸分析得到離心沉淀率與3種穩(wěn)定劑（X1、X2、X3為混料試驗(yàn)方案中3種穩(wěn)定劑，添加比例如表2）添加量的關(guān)系為：y=660.2X1+12.3X2-15.4X3-924.5X1X2（R2=94.75，調(diào)整R2=91.60）。通過(guò)響應(yīng)優(yōu)化器求解得出沉淀率最小解為：瓊脂，0.016；CMC-Na，0.356；果膠，0.629（穩(wěn)定劑的總添加量為0.60%），即三者的比例為1.6∶35.6∶62.8（質(zhì)量濃度比）。在此條件下，離心沉淀率預(yù)測(cè)值為0，進(jìn)行6次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，見(jiàn)表5。

表5 酸性乳飲料優(yōu)化穩(wěn)定劑驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table5 Theverification resultsof theoptim ized stabilizer of acid m ilk beverage

獲得的離心沉淀率為1.45%，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果均落在y±1.70（1.70為9組混料試驗(yàn)離心沉淀率試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差）范圍內(nèi)，可知回歸方程的擬合性較好，準(zhǔn)確性較高。此外，酸性乳飲料的粘度適中，穩(wěn)定性較好，感官指標(biāo)優(yōu)良。

3 結(jié)論

隨CMC-Na添加量的增加，酸性乳飲料的離心沉淀率先增大后減??；隨高酯果膠添加量的增加，酸性乳飲料的離心沉淀率不斷減??；隨瓊脂添加量的增加，酸性乳飲料離心沉淀率不斷增高。以離心沉淀率為指標(biāo)，優(yōu)化酸性乳飲料穩(wěn)定劑的配方得到瓊脂、CMC-Na和高酯果膠的配比為1.6∶35.6∶62.8（質(zhì)量濃度比），在此條件下酸性乳飲料的離心沉淀率1.45%，粘度 15.4mPa·s、感官評(píng)分 90。

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