代克克,陳碧芬,黃麗華,蔡勇建,趙秀杰,鄧欣倫,趙謀明,趙強(qiáng)忠,*

(1.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 510640;2.廣州市穩(wěn)邦生物科技有限公司,廣東 廣州 511458)

淡奶油是一種以乳脂肪、蛋白質(zhì)為原料,制成相對(duì)穩(wěn)定的水包油型乳液,經(jīng)攪打充氣后形成由蛋白質(zhì)穩(wěn)定液相和脂肪球穩(wěn)定氣泡共存的泡沫結(jié)構(gòu)產(chǎn)品[1],淡奶油與普通乳液相比更容易出現(xiàn)聚結(jié)、絮凝、乳析、奧氏熟化等不穩(wěn)定現(xiàn)象[2],嚴(yán)重影響貨架期。普通乳液只需在靜置條件下保持穩(wěn)定,而淡奶油既要滿足在靜置時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定,又要在攪打過程中發(fā)生去穩(wěn)定作用,促使脂肪球發(fā)生部分聚結(jié)[3]。

傳統(tǒng)淡奶油是以鮮稀奶油為原料,鮮稀奶油常溫下為液態(tài),不便于貯藏和運(yùn)輸,且成本高。黃油是從牛乳中分離得到的脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于80%的乳脂肪,常溫下以固體狀態(tài)存在,具有貯存期長(zhǎng)、運(yùn)輸方便等優(yōu)勢(shì),使黃油基奶油成為近些年研發(fā)的熱點(diǎn)[4-8]。蛋白質(zhì)是淡奶油的重要成分之一,研究表明,它可以吸附水油界面形成茹彈性界面膜以穩(wěn)定乳液[9],還能與小分子乳化劑發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性吸附作用促進(jìn)脂肪部分聚結(jié)以穩(wěn)定泡沫結(jié)構(gòu)[10]。趙謀明等[11]研究表明酪蛋白酸鈉添加量對(duì)淡奶油乳液的粒度分布、界面蛋白及流變學(xué)特性均有較大影響;Matsumiya等[12]證明了脂肪球膜上吸附蛋白質(zhì)的含量是影響乳液穩(wěn)定性的主要因素;Long Zhao等[13]研究表明酪蛋白酸鈉和乳清蛋白的組合可以提高淡奶油泡沫的穩(wěn)定性;Sajedi等[14]研究發(fā)現(xiàn)濃縮乳清蛋白可以增加攪打稀奶油的茹度、堅(jiān)固性,改善其攪打性能;因此,研究蛋白質(zhì)用量對(duì)黃油基淡奶油乳液性質(zhì)及攪打性能的影響可為深入研究黃油基淡奶油提供理論指導(dǎo)。

本實(shí)驗(yàn)以黃油基淡奶油為研究對(duì)象,探究蛋白質(zhì)用量對(duì)其攪打前乳液性質(zhì)及攪打性能的影響。通過表征攪打前乳液的界面蛋白濃度、脂肪部分聚結(jié)率、微觀結(jié)構(gòu)、粒度分布、表觀茹度,明晰蛋白質(zhì)用量對(duì)乳液性質(zhì)的影響,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究蛋白質(zhì)用量對(duì)攪打過程中脂肪部分聚結(jié)率、平均粒徑、攪打起泡率及泡沫穩(wěn)定性的影響,并初步建立起乳液性質(zhì)與攪打性能之間的聯(lián)系,旨在為開發(fā)高品質(zhì)、低成本的黃油基淡奶油產(chǎn)品提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

安佳無鹽黃油(油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)82.9%)、酪蛋白酸鈉(蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%) 新西蘭恒天然集團(tuán);全脂奶粉(蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)24%) 雀巢(中國(guó))有限公司;吐溫80、大豆磷脂 丹尼斯克有限公司;卡拉膠肇慶海星生物科技有限公司;聚甘油脂肪酸酯 帕斯嘉(上海)食品添加劑有限公司;金龍魚玉米油 益海嘉里糧油工業(yè)有限公司;油紅O(分析純) 上海麥克林生化科技有限公司;濃硫酸、氫氧化鈉(均為分析純)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

AH-BASIC II高壓均質(zhì)機(jī) 德國(guó)ATS工程公司;FD50A立式壓力蒸汽滅菌器 上海創(chuàng)萌生物科技有限公司;Mastersizer 2000型激光粒度分析儀 英國(guó)Malvern公司;SorvaII ST 16R高速離心機(jī) 德國(guó)Thermo Fisher科技公司;UV754N紫外-可見分光光度計(jì) 上海佑科儀器儀表有限公司;KDN-2C型凱氏定氮儀 上海纖檢儀器有限公司;HAAKE MARS III旋轉(zhuǎn)流變儀 德國(guó)Thermo Haake公司;CX31光學(xué)顯微鏡 日本奧林巴斯公司;WT-L01A型依時(shí)發(fā)奶油專用打發(fā)機(jī) 深圳市偉程日用品有限公司。

1.3 方法

1.3.1 黃油基淡奶油的基本配方

本實(shí)驗(yàn)用黃油基淡奶油配方如表1所示,其中蛋白質(zhì)由酪蛋白酸鈉和全脂奶粉以1∶3的質(zhì)量比組成,其中酪蛋白酸鈉中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%,全脂奶粉中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)24%。

表1 黃油基淡奶油的基本配方Table 1Formulation of butter-based whipping cream

1.3.2 黃油基淡奶油的制備

黃油在60 ℃條件下融化,將混合均勻的酪蛋白酸鈉、全脂奶粉、吐溫80、大豆磷脂、卡拉膠等加入黃油中,攪拌均勻后,加入去離子水,于(60±1)℃恒溫水箱中水化30 min,在30 MPa的壓力下均質(zhì)一次,然后灌裝和滅菌(115 ℃,20 min),冷卻后得到黃油基淡奶油乳液。將乳液放置在4 ℃冰箱中貯存24 h后,一部分用來測(cè)定乳液性質(zhì);另一部分用奶油打發(fā)機(jī)以160 r/min的速率進(jìn)行攪打,每隔40 s取樣一次進(jìn)行攪打性能的測(cè)定。

1.3.3 界面蛋白濃度測(cè)定

參照Long Zhao等[15]的方法,準(zhǔn)確稱取20 g乳液,在30 ℃、10 000 r/min條件下離心30 min。由于未乳化的油脂密度最小,其次是乳化的油脂,而水的密度最大,故離心后從上至下形成游離油脂層、乳相層和水相層;離心結(jié)束時(shí)溫度較高,迅速將離心管置于0 ℃左右的環(huán)境下,待上層游離油脂凝固后,用藥匙小心將其移除,收集乳相層并準(zhǔn)確稱其質(zhì)量,用凱氏定氮法測(cè)定乳相層中的蛋白質(zhì),界面蛋白濃度的計(jì)算公式如下:

式中:SSA為比表面積,由Mastersizer 2000型激光粒度分析儀測(cè)得。

1.3.4 脂肪部分聚結(jié)率測(cè)定

稱取油紅O色素0.015 g,加入1 000 g玉米油中,在(25±1)℃的條件下慢速攪拌12 h以上,確保油紅O色素充分溶解,制備的油紅O溶液需避光保存。準(zhǔn)確稱取乳液20 g和油紅O溶液10 g置于100 mL離心管中,混合均勻,在(30±1)℃、10 000 r/min條件下離心30 min。離心后移取上層澄清透明的紅色油液倒入比色皿,以未經(jīng)處理的玉米油作為空白對(duì)照,在520 nm波長(zhǎng)條件下測(cè)定吸光度[16]。計(jì)算公式如下:

式中:φd為脂肪部分聚結(jié)率/%;?為乳液中脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%;m0為加入的油紅O溶液的質(zhì)量/g;me為乳液的質(zhì)量/g;A1為離心前油紅O溶液的吸光度;A2為離心后油紅O溶液的吸光度。

1.3.5 粒度分布測(cè)定

參照Z(yǔ)hao Qiangzhong等[17]的方法,將乳液樣品按體積比1∶1 000用去離子水稀釋,激光粒度分析儀的參數(shù)設(shè)定如下:分析模式為通用模式,進(jìn)樣器Hydro 2000MU(A),顆粒折射率1.414,顆粒吸收率為0.001,分散劑為水,分散劑折射率1.330,泵的轉(zhuǎn)速2 500 r/min。體積平均直徑d4,3的計(jì)算公式如下:

式中:ni為直徑di脂肪球的數(shù)量;di為脂肪球的直徑/μm。

1.3.6 顯微結(jié)構(gòu)測(cè)定

乳液樣品用去離子水稀釋10 倍,混合均勻,吸取稀釋液滴在載玻片中心,并附上蓋玻片,確保沒有氣泡產(chǎn)生。通過光學(xué)顯微鏡觀察乳液的微觀結(jié)構(gòu)(目鏡10×,物鏡40×)。

1.3.7 表觀茹度測(cè)定

參照鄺婉湄[18]的方法,采用P35 TiL Polished轉(zhuǎn)子(拋光型,直徑為35 mm),設(shè)置參數(shù)如下:測(cè)量溫度為(25±1)℃,板測(cè)試間距為1 mm,設(shè)定控制速率模式,剪切速率為0.1～100 s-1,測(cè)試時(shí)間為300 s,以線性取點(diǎn)方式采集數(shù)據(jù),采集數(shù)為60;測(cè)試的數(shù)據(jù)均采用軟件Rheowin Data Manager software Version 4.30對(duì)剪切應(yīng)力和剪切速率之間的流變曲線進(jìn)行分析處理,選擇Herschel-Bulkley模型進(jìn)行擬合分析。

1.3.8 攪打起泡率測(cè)定

在(25±1)℃條件下,奶油打發(fā)機(jī)以160 r/min的速率進(jìn)行攪打,時(shí)間為0～200 s,每隔40 s取樣一次并記錄此時(shí)的質(zhì)量。攪打起泡率的計(jì)算公式[19]如下:

式中:M1為同體積攪打前乳液的質(zhì)量/g;M2為同體積攪打后淡奶油的質(zhì)量/g。

1.3.9 泡沫穩(wěn)定性測(cè)定

參照Sajedi等[14]的方法稍作修改,稱取一定量攪打好的淡奶油(即達(dá)到最大打發(fā)率)放在漏斗上,然后將漏斗置于25 ℃的培養(yǎng)箱中3 h,用燒杯收集奶油水析的質(zhì)量。泡沫穩(wěn)定性的計(jì)算公式如下:

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白質(zhì)用量對(duì)攪打前黃油基淡奶油乳液性質(zhì)的影響

2.1.1 乳液界面蛋白濃度和脂肪部分聚結(jié)率

圖1 蛋白質(zhì)用量對(duì)乳液界面蛋白濃度和脂肪部分聚結(jié)率的影響Fig. 1 Effect of protein concentration on interfacial protein concentration and partial coalescence of fat in the emulsion

如圖1所示,蛋白質(zhì)用量在1.0%～2.5%范圍內(nèi),隨蛋白質(zhì)用量的增加,界面蛋白濃度以較快速度增加,由(4.87±0.03)mg/m2增加至(8.91±0.38)mg/m2,而脂肪部分聚結(jié)率則不斷降低,由(4.47±0.36)%降低至(1.57±0.15)%;蛋白質(zhì)用量由2.5%增加至3.0%時(shí),界面蛋白濃度緩慢增加,脂肪部分聚結(jié)率出現(xiàn)增高現(xiàn)象。在乳液的均質(zhì)過程中,蛋白質(zhì)迅速?gòu)倪B續(xù)相吸附到新形成的小油滴表面上,阻止液滴間的重新聚結(jié),進(jìn)而起到降低脂肪部分聚結(jié)率的作用[20]。蛋白質(zhì)用量由1.0%增加至2.5%,吸附到脂肪球界面的蛋白質(zhì)不斷增多,引起界面蛋白濃度的快速增加;而蛋白質(zhì)是兩親分子,具有一定的乳化作用,在界面膜上可以通過空間位阻和靜電排斥作用達(dá)到穩(wěn)定和分散脂肪球的目的[21],故脂肪部分聚結(jié)率不斷降低。蛋白質(zhì)用量由2.5%增加至3.0%時(shí),可能是脂肪球界面膜上吸附的蛋白質(zhì)己逐漸達(dá)到飽和,繼續(xù)增加蛋白質(zhì)用量,界面蛋白濃度緩慢增加;而未被吸附的蛋白質(zhì)與乳液中的其他物質(zhì)發(fā)生相互作用或蛋白質(zhì)自身結(jié)構(gòu)的改變與重組,增加乳液的不穩(wěn)定性,使得脂肪球發(fā)生排斥絮凝[22],從而脂肪部分聚結(jié)率增高。

2.1.2 乳液顯微結(jié)構(gòu)及粒度分布

圖2 蛋白質(zhì)用量對(duì)乳液顯微結(jié)構(gòu)和粒度分布的影響Fig. 2 Effect of protein concentration on microstructure and particle size distribution of the emulsion

如圖2所示,顯微結(jié)構(gòu)圖中,蛋白質(zhì)用量在1.0%～2.5%范圍內(nèi),隨著蛋白質(zhì)用量的增加,脂肪球不斷變小;蛋白質(zhì)用量為3.0%時(shí),出現(xiàn)大脂肪球。同時(shí),粒度分布曲線進(jìn)一步顯示了蛋白質(zhì)用量對(duì)乳液中脂肪球粒徑的影響。蛋白質(zhì)用量在1.0%～2.0%范圍內(nèi),粒度分布曲線呈現(xiàn)三峰分布,由一個(gè)小峰、主峰和拖尾峰組成,且隨蛋白質(zhì)用量的增加,拖尾峰的面積不斷減小;當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)用量增加至2.5%時(shí),拖尾峰消失,說明拖尾峰主要是由大脂肪球形成的;而蛋白質(zhì)用量由2.5%增加至3.0%時(shí),粒度分布曲線整體向右偏移,總分布范圍由0.32～19.95 μm變?yōu)?.28～34.67 μm,表明乳液中大粒徑的脂肪球增多。

微觀結(jié)構(gòu)和粒徑分布是衡量乳液穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)用量在1.0%～2.5%范圍內(nèi),隨蛋白質(zhì)用量的增加,界面蛋白濃度增加,脂肪部分聚結(jié)率降低(圖1),故乳液脂肪球不斷變小;而脂肪球的變化是造成粒度分布曲線中拖尾峰面積變化的主要原因,隨蛋白質(zhì)用量的增加,脂肪球不斷減小,拖尾峰面積不斷減小;當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)用量為2.5%時(shí),乳液的脂肪部分聚結(jié)率最低,形成的脂肪球最小,導(dǎo)致拖尾峰消失;當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)用量由2.5%增加至3.0%時(shí),脂肪部分聚結(jié)率升高,大脂肪球的數(shù)量增多,粒度分布曲線向大粒徑方向偏移。

2.1.3 乳液表觀茹度

由圖3可知,表觀茹度均隨剪切速率的增大而降低,高剪切速率下表觀茹度趨于定值,樣品都呈現(xiàn)剪切稀化的性質(zhì)。在相同剪切速率的作用下,蛋白質(zhì)用量在1.0%～2.5%范圍內(nèi),隨著蛋白質(zhì)用量的增加,表觀茹度不斷升高;當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)用量由2.5%升高至3.0%時(shí),表觀茹度出現(xiàn)降低現(xiàn)象。表2為不同蛋白質(zhì)用量的乳液剪切流變特性擬合Herschel-Bulkley模型的參數(shù)。R2＞0.997 3可知模型擬合程度良好;n為流動(dòng)指數(shù),所有樣品n＜1,即呈現(xiàn)剪切稀化特點(diǎn);K為稠度系數(shù),其值越大代表樣品越茹稠;τ0為屈服應(yīng)力,即樣品開始流動(dòng)時(shí)所需要的最小應(yīng)力,其值越大表示樣品越難流動(dòng);隨蛋白質(zhì)用量的增加,τ0和K都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),與表觀茹度的變化保持一致。

圖3 蛋白質(zhì)用量對(duì)乳液表觀黏度的影響Fig. 3 Effect of protein concentration on apparent viscosity of the emulsion

表2 蛋白質(zhì)用量對(duì)乳液Herschel-Bulkley模型參數(shù)的影響Table 2Effect of protein concentration on parameters of Herschel-Bulkley model of the emulsion

脂肪球粒度對(duì)乳液表觀茹度有很大的影響,粒度越小,分散相體積分?jǐn)?shù)相同的情況下,液滴數(shù)目會(huì)增多且液滴間的平均距離減小,液滴之間的相互作用越強(qiáng),乳液表觀茹度越高[23]。蛋白質(zhì)用量在1.0%～2.5%范圍內(nèi),隨蛋白質(zhì)用量的增加,脂肪部分聚結(jié)率不斷降低(圖1),脂肪球減小,液滴間的流動(dòng)阻力增大,故表觀茹度不斷升高;而蛋白質(zhì)用量由2.5%增加至3.0%時(shí),顯微結(jié)構(gòu)圖中大脂肪球數(shù)量增多(圖2),液滴之間的相互作用減弱,故表觀茹度降低。屈服應(yīng)力可以抵消一部分脂肪球的重力沉降作用,防止乳液在攪打前發(fā)生相分離[24],蛋白質(zhì)用量(1.0%～2.5%)的增加,屈服力不斷增大,乳液抗水析能力不斷提高。

黃油基淡奶油乳液性質(zhì)的測(cè)定結(jié)果表明:隨蛋白質(zhì)用量(1.0%～2.5%)的增加,界面蛋白濃度不斷增加,脂肪部分聚結(jié)率降低,脂肪球減小,表觀茹度升高,乳液的穩(wěn)定性不斷提高;而蛋白質(zhì)用量由2.5%增加至3.0%時(shí),脂肪部分聚結(jié)率升高,大脂肪球增多,乳液穩(wěn)定性降低。

2.2 蛋白質(zhì)用量對(duì)攪打過程中黃油基淡奶油攪打性能的影響

2.2.1 脂肪部分聚結(jié)率

圖4 蛋白質(zhì)用量對(duì)攪打過程中黃油基淡奶油脂肪部分聚結(jié)率的影響Fig. 4 Effect of protein concentration on partial coalescence of fat in butter-based whipping cream during whipping

如圖4所示,隨攪打時(shí)間的延長(zhǎng),黃油基淡奶油脂肪部分聚結(jié)率均不斷升高,且在蛋白質(zhì)用量為1.0%～1.5%范圍內(nèi)快速增加,在2.5%～3.0%范圍內(nèi)緩慢增加。在0～80 s攪打階段,隨蛋白質(zhì)用量的增加,脂肪部分聚結(jié)率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì),蛋白質(zhì)用量在2.5%時(shí)出現(xiàn)最小值;蛋白質(zhì)用量增加至3.0%時(shí),攪打200 s后的脂肪部分聚結(jié)率僅有26.45%;而120～200 s攪打階段,隨蛋白質(zhì)用量的增加,脂肪部分聚結(jié)率則不斷降低。

攪打過程中,導(dǎo)致脂肪部分聚結(jié)率不斷升高的原因主要有兩方面。一方面機(jī)械攪打和充氣作用易引起結(jié)晶脂肪刺破相互之間的脂肪球膜,加劇脂肪球的部分聚結(jié)[25];另一方面乳化劑與蛋白質(zhì)在脂肪球界面膜上發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性吸附,部分蛋白質(zhì)被解析[10],界面穩(wěn)定性下降,促進(jìn)脂肪球部分聚結(jié)。蛋白質(zhì)用量在1.0%～1.5%范圍內(nèi)時(shí),乳液的界面蛋白濃度較低(圖1),界面穩(wěn)定性相對(duì)差,攪打過程中更容易發(fā)生脂肪部分聚結(jié),故脂肪部分聚結(jié)率快度增加;而在2.5%～3.0%范圍內(nèi),界面蛋白濃度較高,且表觀茹度較高(圖3),攪打過程脂肪球膜不易被刺破,脂肪部分聚結(jié)率緩慢增加。在0～80 s攪打階段,隨蛋白質(zhì)用量的增加,脂肪部分聚結(jié)率先降低后升高,主要是此階段脂肪部分聚結(jié)的發(fā)生受乳液穩(wěn)定性的影響較大,乳液越穩(wěn)定,抗機(jī)械攪打能力越強(qiáng),脂肪球部分聚結(jié)率越低;而80～200 s攪打階段,可能是隨蛋白質(zhì)用量的增加,界面蛋白濃度增加,界面膜穩(wěn)定性升高,脂肪部分聚結(jié)率降低。

2.2.2 平均粒徑

如表3所示,隨攪打時(shí)間的延長(zhǎng),平均粒徑d4,3都呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。在0～40 s攪打階段,d4,3出現(xiàn)減小,且乳液越穩(wěn)定,d4,3減小的幅度越小;蛋白質(zhì)用量1.0%時(shí)的d4,3由(6.538±0.286)μm降至(2.223±0.019)μm,而蛋白質(zhì)用量2.5%時(shí),d4,3僅由(4.059±0.163)μm降至(4.054±0.074)μm;在80～200 s攪打階段,d4,3不斷增大,且d4,3在蛋白質(zhì)用量為1.0%～1.5%范圍內(nèi)快速增大,在2.5%～3.0%范圍內(nèi)緩慢增大。

表3 蛋白質(zhì)用量對(duì)攪打過程中黃油基淡奶油平均粒徑（d4,3）的影響Table 3 Effect of protein concentration on average particle size (d4,3) of butter-based whipping cream during whipping μm

在0～40 s攪打階段內(nèi),d4,3出現(xiàn)減小現(xiàn)象,主要是由于攪打機(jī)械作用將分布緊密的脂肪球迅速分開[26],短期內(nèi)造成脂肪球粒徑減小。而乳液穩(wěn)定性越高,脂肪部分聚結(jié)率越低,脂肪球越小,表觀茹度越高(圖1～3),故攪打機(jī)械作用促使脂肪球分散的效果越差,d4,3減小的幅度越小。在80～200 s攪打階段,由于脂肪部分聚結(jié)率不斷增高,界面膜由以蛋白質(zhì)為主的吸附層,逐漸成為一個(gè)脂肪球聚集的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[27],促使d4,3不斷增大;而脂肪部分聚結(jié)率在蛋白質(zhì)用量在1.0%～1.5%范圍內(nèi)快速增加,在2.5%～3.0%范圍內(nèi)緩慢增加(圖4),故d4,3也呈現(xiàn)一致性的變化趨勢(shì)。

2.2.3 攪打起泡率

圖5 蛋白質(zhì)用量對(duì)攪打過程中黃油基淡奶油攪打起泡率的影響Fig. 5 Effect of protein concentration on overrun of butter-based whipping cream during whipping

如圖5所示,隨攪打時(shí)間的延長(zhǎng),攪打起泡率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),且蛋白質(zhì)用量越少,越早出現(xiàn)攪打起泡率降低的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)用量1.0%在120 s時(shí)就出現(xiàn)明顯降低,而蛋白質(zhì)用量3.0%在200 s時(shí)才出現(xiàn)降低。隨蛋白質(zhì)用量的增加,最大攪打起泡率不斷降低,蛋白質(zhì)用量1.5%的最大起泡率達(dá)到(173.44±2.29)%,而蛋白質(zhì)用量3.0%的只有(127.16±3.75)%。

攪打起泡率不僅取決于液相中的蛋白質(zhì)濃度,還與脂肪部分聚結(jié)的速度和程度相關(guān)[28]。攪打過程中,乳化劑與蛋白質(zhì)在界面膜上發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性吸附,液相中蛋白質(zhì)濃度增大,起泡性增加[20],同時(shí)脂肪球部分聚結(jié)的增加,形成的界面膜能夠穩(wěn)定氣泡,故攪打起泡率不斷增加。攪打起泡率降低是進(jìn)入了過度攪打階段,過多的機(jī)械攪打會(huì)破壞奶油內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致脂肪球過度聚結(jié),泡沫破裂;而蛋白質(zhì)用量越少越早出現(xiàn)過度攪打現(xiàn)象,可能是界面蛋白濃度低,界面膜薄弱,脂肪球部分聚結(jié)率較高(圖4),過度攪打會(huì)破壞泡沫結(jié)構(gòu),導(dǎo)致攪打起泡率下降。攪打過程中,隨蛋白質(zhì)用量的增加,最大攪打起泡率不斷降低,一方面由于脂肪部分聚結(jié)率隨蛋白質(zhì)用量的增加而降低,脂肪聚結(jié)率過低不足以穩(wěn)定氣泡,攪打起泡率降低;另一方面蛋白質(zhì)用量的增加,表觀茹度升高、乳液穩(wěn)定性提高,攪打過程中空氣不易快速充入[29],攪打起泡率降低。

2.3 蛋白質(zhì)用量對(duì)黃油基淡奶油泡沫穩(wěn)定性的影響

圖6 蛋白質(zhì)用量對(duì)黃油基淡奶油泡沫穩(wěn)定性的影響Fig. 6 Effect of protein concentration on foam stability of butter-based whipping cream

如圖6所示,隨蛋白質(zhì)用量的增加,黃油基淡奶油的泡沫穩(wěn)定性不斷提高,蛋白質(zhì)用量為1.0%時(shí)泡沫穩(wěn)定性只有(22.09±3.73)%;蛋白質(zhì)用量3.0%時(shí)泡沫穩(wěn)定性提高至(74.79±3.61)%;蛋白質(zhì)用量超過2.0%后泡沫穩(wěn)定性不再顯著提高(P＞0.05)。

泡沫穩(wěn)定性也被稱作抗塌陷性,泡沫坍塌的原因主要是泡沫結(jié)構(gòu)的水析、氣泡的聚合及氣體的擴(kuò)散。泡沫穩(wěn)定性不僅與液相的流變性質(zhì)和界面膜茹彈性相關(guān)[30],同時(shí)也受脂肪部分聚結(jié)程度的影響。隨蛋白質(zhì)用量的增加,一方面黃油基淡奶油液相中的固形物增多,表觀茹度升高,屈服應(yīng)力增加,抗水析的能力提高[31];另一方面界面蛋白濃度增加,界面膜穩(wěn)定性提高,且最大攪打起泡率較低,形成的泡沫較小,氣泡不容易聚合和擴(kuò)散[21],故泡沫穩(wěn)定性不斷提高。黃油基淡奶油中的氣泡主要由脂肪部分聚結(jié)形成的脂肪球膜穩(wěn)定,在室溫放置過程中,蛋白質(zhì)用量低,脂肪部分聚結(jié)率較高,更容易刺破氣泡間的界面膜,故其泡沫穩(wěn)定性較差。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過研究蛋白質(zhì)用量對(duì)黃油基淡奶油攪打前乳液性質(zhì)及攪打性能的影響,發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)用量在1.0%～2.5%范圍內(nèi),隨著蛋白質(zhì)用量的增加,乳液的穩(wěn)定性不斷提高,主要表現(xiàn)為脂肪部分聚結(jié)率降低,脂肪球粒徑減小;當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)用量由2.5%增加至3.0%時(shí),乳液的穩(wěn)定性降低。當(dāng)乳液穩(wěn)定性提高時(shí),黃油基淡奶油的脂肪部分聚結(jié)率和攪打起泡率不斷降低,攪打性能變差,泡沫穩(wěn)定性增加。蛋白質(zhì)用量為1.0%～1.5%時(shí),脂肪部分聚結(jié)率和攪打起泡率高,攪打性能好,但泡沫穩(wěn)定性差;蛋白質(zhì)用量為2.0%～2.5%時(shí),攪打性能下降,而泡沫穩(wěn)定性不斷提高;蛋白質(zhì)用量為3.0%時(shí),脂肪部分聚結(jié)率和攪打起泡率最低,攪打性能最差。而在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中既要滿足攪打性能好,又要保證泡沫穩(wěn)定性高,故蛋白質(zhì)用量控制在2.0%～2.5%范圍內(nèi)較適宜。這為生產(chǎn)品質(zhì)好、成本低的黃油基淡奶油提供了理論指導(dǎo)。