酸性红枣松仁复合蛋白饮料稳定性研究——pH、电解质和均质条件对稳定性的影响

叁 丝 — — 酸性红枣松仁复合蛋白饮料稳定性研究 — — pH、电解质和均质条件对稳定性的影响 饶国华 陈锦屏 赵谋 明 l(华南理工大学食品与生物 程学院 ，广州 ，510640) 2(陕西师范大学食品工程系 ，西安 ，710062) 摘 要 对酸性红枣松仁复合蛋 白饮料 的稳定 性进行 了研究。以离心沉淀率和脂肪分 布系数作 为测定指标 ，通过对 pH值 的选择 、磷酸盐 电解质 的选择及用量和均质工艺 的试验 ，得 出：当 pH 值 为 4．0、NaH2PO4的用量为 O．O5％，并采用 二段均质法(40MPa、5013)，酸性红枣松仁 复合蛋 白饮 料稳定 性最好。 关键词 酸性，红枣，松仁 ，蛋 白饮料，稳定性 红枣 (Zizyphus jujuba Mil1)为 鼠李科 枣属 的多年生落叶果树 ，小乔木。每 100 g干枣中 含有蛋 白质 3．30 g，脂 肪 0．40 g，碳 水 化合物 72．80 g，钙 61mg，磷 55mg，铁 1。60mg，胡萝 卜 素0．01 mg，硫胺素 0．06 mg，核黄素 0．16 mg， 尼克酸 1．20 mg，Vc 12 mg，产热量1 290 kJ／kg。 同时药用价值也比较显著，《本草纲目》载有“大 枣味甘无毒，主心邪气，安中养脾，平胃气，通九 窍，助十二经⋯⋯”应用枣仁、枣叶、枣木心、枣 根皮等治病的药方颇多 ，¨ 。松仁(Pinenut)。 《本草纲目》记载：“松仁性温，味甘，无毒，主治 关节风温，头眩，润五脏，逐风痹寒气，补体虚， 滋润皮肤，久服轻身不老”lL3 J。 本研究以红枣和松仁为主要原料，制成酸 性红枣松仁复合蛋白饮料，并针对 pH值、磷酸 盐电解质、均质条件等因素进行了探讨。 1 试验材料与 1．1 材 料 红枣：陕北佳县木枣 ；松仁：黑龙江省伊春 市产。海藻酸丙二醇酯(PGA)：食品级，青岛江 轩工贸有 限公 司生产 ；六偏 磷酸钠 、磷 酸氢二 钠 、磷酸二氢钠 ：均为食 品级 。 1．2 仪器、设备 均质机：上海东华高压均质机厂；电子分析 第一作者 ：博士研究生。 收稿时间：2004—06—17，改回时间 ：2004—07 26 (54) 天平：奥豪斯国际贸易有限公司(上海)；PHS- 3C型精密 pH计 ：上海雷磁仪器厂。 1．3 试验方法 1．3．1 酸性红枣松仁复合蛋 白饮料生产工艺 松仁浆 全均质 红枣汁 蔗糖、柠檬酸、磷酸盐 溶解}一复合一 均质一脱 气一 装瓶一 杀菌(100℃ ，15min)一冷 却一 贴标一产品 1．3．2 红枣汁的制备【 红枣适度破碎 ，加 10倍红 枣质量的水 ，加 0．05％的液 体果 胶 酶 (Pectinex Smash)，于 5013保温浸提 6 h；200目筛网过滤，滤液中加 入 0．02％的液体果 胶 酶 (Pectinex 5XL)，于 45℃保温 4h澄清，取上清液作为试验用枣汁。 1．3．3 松仁浆的制备l 松仁装载量为 10 kg／m ，在 40℃下烘焙 3 h，将松仁进行去皮处理；去皮后的松仁进行磨 浆，固液质量比为 1 g：17 mL，水温 50℃，过 2 次胶体磨；用复合蛋白酶 ProtamexTM对松仁浆 进行酶解，6．00％的酶浓度(以总蛋白计)，30℃ 水解 1 h；酶解液 200目筛网过滤，液滤为试验 用松仁浆。 1．3．4 离心沉淀 率 的测 定【钊 杀菌后准确称取少量样品，以 3 000 r／min 离心 10 min后，弃上清液，沉淀经烘箱干燥恒 维普资讯 http://www.cqvip.com 重后称量，并以沉淀 占总固形物的百分比作为 离心沉淀率。 1．3．5 脂肪分布 系数的测定 50mL具塞试管 中的样品(成品)经杀菌 后 ，以 4000r／min离心 30min，用 注射器小心吸 取顶部乳状液 5mL，然后用吸管吸取大部分中 间层后再用注射器插入底部吸取底部乳状液 5 mL，得到的上、下层乳状液样品分别用碱性乙 醇法测脂肪含量_7 J，并 以上层脂肪含量与下层 脂肪含量的比值作为脂肪分布系数。 1．3．6 饮料基本参数 蛋 白含量(％)：≥0．50；脂肪含量(％)：2．0 ±0．20 2 结果与分析 2．1 酸性 红枣松仁复合 蛋 白饮料最 适 pH值 的确定 用柠檬酸调节酸性红枣松仁复合蛋白饮料 的pH值 ，经处理后对饮料的滋味和稳定性进 行评价。 从表 1看出：pH值在 4．00时 ，产 品稳定性 好，且酸甜可口，因此酸性红枣松仁复合蛋白饮 料的最适 pH值为4．0(松仁蛋白质等电点 pI= 4．2)。 酸性红枣松仁复合蛋白饮料的稳定性与其 pH值和蛋白质等电点密切相关。当溶液 pH 值较其等电点偏低时，蛋白质呈复杂的正离子 态；氨基的活性居优势，容易与酸性多糖反应， 造成蛋白质的凝聚而沉淀；而且溶液 pH值偏 莴蛋白质等电点越远，蛋白质凝聚沉淀越严重。 但对于某些酸性多糖(稳定剂)而言，这种反应 不仅仅是凝聚反应 ，这些酸性多糖还可以使 pI 附近的不稳定蛋白质进行再分散，在需要稳定 化的溶液，在蛋白质等电点以下的 pH条件下， 酸性多糖可补偿蛋白质的阴离子电荷，由阴离 子电荷产生的复合物由于静电排斥作用引起分 散，起到胶体保护作用而防止蛋 白质沉淀_8 J。 溶液 pH值较蛋白质等电点偏高且相差越大， 蛋白质分子的解离越多，形成蛋白质盐类的亲 水胶体 ，乳状液越稳定。蛋白质分子表面的极 性基团与水分子之间的吸引力，使蛋白质分子 在水溶液中高度水化。在其分子周围结成一层 水化膜，形成稳定的蛋 白质胶体溶液。溶液的 pH值对蛋白质的水化作用有显著影响。在等 电点时，水化作用 最弱，蛋 白质 的溶解度最 小[ 。 表 1 不同 pH值对酸性红枣松仁复合 蛋白饮料滋味及稳定性的影 响 ) 1)“+～ 一”表示在加酸杀菌后常温静置 3个星期观察样 品稳定性 ；“+++”表示稳定性非常好，无沉淀 和分层现象 ； “++”表示稳定性较好 ，无明显沉淀和分层现象；“一一一”表 示稳定性非常差，出现大量蛋白质变性沉淀或分层现象 ；“一 一 ”表示稳定性较差，出现一定蛋 白质变性沉淀或分层现 象。 “加 糖量 6％，聚 甘油酯 加入 量 0．15％，Naid2PO4加 入量 为 0．05％ 2．2 磷酸盐对酸性红枣松仁 复合蛋 白饮料 稳 定性的协 同作用 据资料报道，饮料中的钠、钾等一价金属离 子能减弱钙、镁等二价离子对饮料中植物蛋白 质的凝聚沉淀作用[1 12]。本文采用六偏磷酸 钠、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠 3种钠盐进行试 验 ，结果如表 2所示 。 表 2 六偏磷 酸钠对酸性红枣松仁复合蛋 白 饮料稳定性的协同作用 ’ 1)聚甘油酯加入量 0．15％。 表 2、表 3、表 4表明，相同浓度和种类的磷 酸盐在红枣汁与松仁浆混合前加入红枣汁中较 混合后加入对酸性红枣松仁复合蛋白饮料稳定 性的协同作用好，即离心沉淀率、脂肪分布系数 均比混合后加入低，酸性红枣松仁复合蛋白饮 (55) 维普资讯 http://www.cqvip.com 表 3 磷酸氢二钠对酸性红枣松仁复合 蛋白饮料稳定性 的协 同作用 1)聚甘油酯加入量 0．15％。 表 4 磷酸 二氢钠对酸性红枣松仁复合 蛋 白饮料稳定性 的协 同作用 1)聚甘油 酯加入 量 0．15％。 料稳定性好。磷酸盐在红枣汁与松仁浆混合前 加入红枣汁中对酸性红枣松仁复合蛋白饮料稳 定性的协同作用强，其原因可能是因为磷酸盐 能螫合红枣汁中的 Ca 、Mg 等金属离子，这 些游离的金属离子能引起松仁浆中的离子态蛋 白质粒子间产生十字形键合，即侨联作用而形 成较大的胶团，增加了凝聚沉淀的趋势，降低了 蛋白质的溶解度，从而降低了酸性红枣松仁复 合蛋白饮料的稳定性【10-- ；磷酸盐的加入量 从 0增至0．05％时，酸性红枣松仁复合蛋白饮 料的离心沉淀率和脂肪分布系数越来越小，即 对饮料稳定性的协同作用越来越强；当磷酸盐 加入量再增大时，酸性红枣松仁复合蛋白饮料 的离心沉淀率和脂肪分布系数几乎没有变化 ， 即对其稳定性的协同作用影响不大，其原因可 能是当磷酸盐浓度为 0．05％时，几乎能螯合红 枣汁中的全部金属离子，当磷酸盐浓度再增大 时，对酸性红枣松仁中复合蛋白饮料稳定性的 协同作用影响极小。六偏磷酸钠、磷酸氢二钠 和磷酸二氢钠，这 3种磷酸盐中以 0．05％浓度 的磷酸二氢钠加入时，酸性红枣松仁复合蛋白 (56) 饮料的离心沉淀率和脂肪分布系数均最低，分 别为 0．42％，1．82，即对酸性红枣松仁复合蛋 白饮料稳定性的协同作用最强。 2．3 酸性红枣松仁复合蛋白饮料生产 中均质 工艺的确定 均质作用就是使蛋 白质固体颗粒、脂肪颗 粒微粒化，从而防止蛋白质沉淀；同时通过微粒 半径的减小，增加蛋白质与脂肪的吸附面积，从 而阻止脂肪上浮。研究表明均质效果与均质压 力、料液温度和均质次数等密切相关[ 。 均质压力(MPa)分别采用 10、20、30、40、 50，料液温度为 40℃，均质 2次，分别测定饮料 的离心沉淀率和脂肪分布系数，重复 3次。结果 如表 5所示。 表 5 均质压力对 均质效果的影响 (料液温度 4O℃ 。均质 2次 ) 表 5表明，随着均质压力的提高，饮料的离 心沉淀率和脂肪分布系数逐步降低。均质压力 为 40MPa时，饮料的离心沉淀率和脂肪分布系 数最低，即酸性红枣松仁复合蛋白饮料具有最 佳的乳化稳定性。当均质压力进一步提高时， 产品的乳化稳定性开始下降。 料液温度(℃)分别采用 30、40、50、60、70． 均质压力为 40 MPa，均质 2次，分别测定饮料 的离心沉淀率和脂肪分布系数，重复 3次，结果 如表 6所示 。 表 6 料液温度对均质效果的影响 (均质压力 40MPa。均质 2次 ) 表 6显示，料液温度对均质效果的影响比 较显著。在料液温度 50℃时进行均质，饮料的 维普资讯 http://www.cqvip.com 离心沉淀率和脂肪分布系数均最低 ，分别为 0．10％和 1．11，即酸性红枣松仁复合蛋白饮料 具有最佳的乳化稳定性。料液温度再升高时， 离 t2,沉淀率和脂肪分布系数又上升，即饮料的 乳化稳定性下降。 均质次数分别采用 0、2、4、6次，进行相应 重复试验 ，结果如表 7所示 。 表 7 均质次数对均质效果的影响 (料液温度 50℃、均质压力 40MPa) 均质次数(次) 离心沉淀率／％ 脂肪分布系数 0 15 24． 2 0．10 1．11 4 0．34 2．05 n q 2 74 表 7显示，酸性红枣松仁复合蛋白饮料只 有经过均质方有较好的稳定性。均质 2次时， 酸性红枣松仁复合蛋白饮料乳化稳定性最好 ， 而均质次数再增加时，产品的乳化稳定性下降 显著 。 为了进一步确定均质工艺 的均质压力 、料 液温度和均质次数这 3个参数，按表 8所设置 的因素和水平进行均质操作的正交试验，结果 见表 8。 从极差 分析 可知 ，在 均质工 艺 中，均质压 力 、料液温度和均质次数这 3个因素对酸性红 枣松仁复合蛋白饮料稳定性影响程度依次是： 均质压力>均质次数 >料液温度；最佳工艺为： A2 B2，即均质压力为40MPa，料液温度 50℃， 均质 2次。 均质作用通过影响粒子直径的大小，从而 影响饮料体系的稳定性。植物种子里蛋白质的 主要成分是球 蛋 白、谷蛋 白、醇 溶蛋 白和 白蛋 白。除 白蛋 白外 ，前 3种蛋 白质 均不溶 于水 。 植物蛋 白饮料不是纯溶液 ，没有布 朗运动 以及 与布朗运动有关的性质，如扩散性和动力学稳 定性等。植物蛋白饮料所以能暂时稳定 ，主要 在于双电层的作用。其次介质粒度的大小 ，对 饮料稳定性的影响也至关重要。若粒度较大， 很容易在其重力作用下沉淀析出 。均质能 减d,-~L状液中粒子直径，实现乳状液的沉降平 衡，从而达到饮料体系稳定的目的。在均质过 程中，均质压力对乳状液的乳化稳定性影响非 常显著，均质压力过小，形成的脂肪球过大，理 论上脂肪球上浮的速度与其直径的平方呈正相 关关系，因而饮料在贮藏过程中，在重力作用下 脂肪球上浮较快而出现分层现象，脂肪分布系 数增大；蛋白质粒子直径较大，在重力作用下会 较快下沉，因而离心沉淀率增大；但是均质压力 过高，所形成的微粒直径较小 ，脂肪球也很小， 但整个乳化体系的总界面积较大，贮藏过程中 脂肪球趋向于互相聚集，结果导致体系的稳定 性反而下降l6 J。 表 8 均质工艺正交试 验与结果分析 试验号 (A)均质压力 (B)料 温度 ( 要次数 空 离心沉淀率(T) 1 T ／MP a ／1= (次 ) ／％ (57) 叭 踮 0 0 0 0 0 0 0 0 0 H ¨ ” 0 0 0 0 0 0 0 0 0 。 2 3 。 川 ；号 2 2 2 0 ㈩ ㈤ 0 0 1 2 3 1 2 2 0 ㈣ 。 0。 舛 “ 1 2 2 0 。 。 ㈣。。 朋 “ 2 2 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 K K K R 维普资讯 http://www.cqvip.com 3 结 论 酸性红枣松仁复合蛋白饮料的稳定性研究 表明，pH值、电解质磷酸盐的种类和用量以及 均质条件均直接影响酸性红枣松仁复合蛋白饮 料的稳定性。当饮料 pH值为 4．0、Nail2P04 的用量为 0．05％，并采用二段均质法(40 MPa、 50℃)时，酸性红枣松仁复合蛋白饮料稳定性最 佳。 1 2 3 4 5 6 7 8 参 考 文 献 张苏勤．复方滋补大枣饮料 的研 制[J]．四川I食品工 业科技 ，1994(4)：18～19 许国平 ，刘正 魁 ，王 忠德 ．发挥 资源优势 ，壮 大红枣 产业，加快临县脱贫致富步伐[J]．山西水土保持科 技 ．1996(3)：31～32 张文春 ，白 凡 ，王玉 兰 等．略论松 树 的全树 利 用 [J]．陕西林业科技 ，1998(2)：27～30 张雅 利．红枣 澄清汁 加工 工 艺研究 及其 功 能评 价 [D]．陕西师范大硕士毕业论文，2001：4 饶国华 ，陈锦屏 ，张京芳 等．松仁深加工中提高蛋 白 质提取率工 艺研究 [J]．食 品工业科 技 ，2002(11)： 46——47 钟 芳 ，麻建国，许 时婴等 ．松 子饮料 制备工艺初探 [J]．食 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40MPa at 50℃ for two times． Key words acdic，j uj ube，pine nut，protein beverage，stability (58) 维普资讯 http://www.cqvip.com