水溶性大豆多糖和果胶作为酸性乳饮料稳定剂的研究

水溶性大豆多糖和果胶作为酸性乳饮料稳定剂的研究 水溶性大豆多糖和果胶作为酸性乳饮料稳 定剂的研究 ?{{1?Ichinadairy.net rpgy@chinajourna1.net.cn 中国乳品工业 da,D’yINDUSTRY 水溶性大豆多糖和果胶作为酸性乳饮料稳定剂的研究 曾令平,常忠义,高红亮 (1.上海佳格食品有限公司研发处,上海201103;2.华东师范大学生命科学学院,上 海200062) 摘要:通过改变酸性乳饮料的加工工艺比较了大豆多糖和果胶在稳定酸性乳饮 料时的差异.结果表明,温度和调酸的顺序对添加了 大豆多糖的酸性乳饮料稳定性的影响比对添加了果胶的酸性乳饮料稳定性的 影响更为显着.在0?时调酸和调酸之后均质的条件下, 添加有0.40%大豆多糖的酸性乳饮料的稳定性最好,沉淀率最低为0.69%;而添 加有0.35%果胶的酸性乳饮料的沉淀率为O.71%.而且进 一 步验证了大豆多糖能在pH值为3.4-4.4范围内稳定酸性乳饮料,而果胶只能在 pH值为3.6,4.4范围内稳定酸性乳饮料. 关键词:水溶性大豆多糖:果胶:酸性乳饮料;稳定性 中图分类号:TS252.54:TS202.3文献标识码:A文章编 号:1001—2230(2008)11—0025-04 Studiesofwatersolublesoybeanpolysaccharidesandpectinonthestabilization ofacidifiedmilkbeverage ZENGLing—ping,CHANGZhong—yi,GAoHong—liang. (1.R&DDepartment,ShanghaiStandardFoodCompany,Shahghai201103,China; 2.SchoolofLifeScience,EastChinaNormalUniversity,Shanghai200062,China) Abstract:Theeffectofwater—solublesoybeanpolysaccharides(SSPS)andpectinonstabilizationofacidifiedmilkbeveragewasstudiedinthis paper.TheresultsshowedthattheconditionoftemperatureandsequenceofadjustingpHweremoreimportantforSSPSinstabilizingacidi— fledmilkbeveragethanpectin.WhenadjustingpHat0? andhomogenizingafteradjustingpH.0.4%ofSSPScanstabilizetheacidifiedmilk beverageandthesedimentationrateis0.69%.Theacidifiedmilkbeveragewhichwasaddedwith0.35%ofpectinhadthelowestsedimenta— tionrateofO.71%.ItwasconfirmedthatSSPSstabilizedtheacidifiedmilkbeveragefrompH3.4tOpH4.4.whilepectinstabilizedtheacidi— fledmilkbeveragefrompH3.6topH4.4. Key:watersolublesoybeanpolysaccharides;pectin;acidifiedmilkbeverage;stabili zation 0引言’ 酸性乳饮料是以牛乳为主要原料的一种品质均 一 , 清香纯正,酸甜适口并集营养与保健于一体的液 态饮料,目前在市场上越来越受到人们的欢迎.但是 其在生产过程中经常会出现蛋白质沉淀和脂肪上浮 的问题.其中的原因主要是因为酸性乳饮料的pH接近 酪蛋白的等电点,酪蛋白胶束因其胶束问的静电排斥 作用减弱而有着形成更大颗粒而沉淀[11.这一问题主 要通过加入亲水性胶体来解决.目前用到的主要的亲 水性胶体有羧甲基纤维素钠和高甲氧基果胶等.徐伟 和马力了高甲氧基果胶对酸性乳饮料的稳定机 理及其影响稳定效果的因素121.陈躬瑞等报道了添加 收稿日期:2008一叭一3() 作者简介:曾令平(1981一),男,高级研究员,研究方向为食品及饮料 开发 羧甲基纤维素稳定酸性乳饮料胶体体系D1. 水溶性大豆多糖(water-solublesoybeanpolysac— chandes,SSPS)是一种从大豆渣中提取的,在酸性条件 下能够稳定牛奶蛋白的多糖,目前已经被用于酸性乳 饮料中[41.大豆多糖的结构和分子组成已经通过酶解 反应得到确定.它是含有18%半乳糖醛酸的酸性多糖. 分子质量为5000~1000000u.并且和果胶的结构相 似.通过进一步的水解酶解反应发现水溶性大豆多 糖的阿拉伯糖侧链和半乳聚糖侧链在稳定酸性乳饮 料时起着重要的作用.它缔合到酪蛋白上再通过中性 侧链的相互排斥避免了酪蛋白在酸性条件下沉淀161. 由于羧甲基纤维素黏度太大,且稳定性效果较差,而 高甲氧基果胶价格太高.SSPS黏度很低,而且价格便 宜,可以弥补这两种稳定剂的不足,是一种优良的酸 性乳饮料的稳定剂141.本文比较了大豆水溶性多糖和 果胶在稳定酸性乳饮料时的区别.并发现了大豆多糖 f36.八,D.112oogo.1216)25 研究报告ResearchPapers 在稳定酸性乳饮料时的加工特性. 1实验 1.1与仪器 1.1.1材料 大豆水溶性多糖(自制),果胶(高甲氧基果胶), 脱脂乳粉,蔗糖,所用试剂均为化学纯. 1.1.2仪器 DELTA320pH计,均质机,721型分光光度计, TDL一5型离心机,立式低温恒温槽,电热恒温水浴锅, AL204电子天平. 1.2方法 1.2.1酸性乳饮料的制备 按照每1O0mL水中添加3.6g脱脂乳粉,8.0g蔗糖 的含量配置溶液并放置4?冰箱中.将大豆水溶性多 糖或果胶按照实验需要量溶解添加,低温恒温槽中采 用质量分数为10.()%柠檬酸调节pI-I值(调酸前均质或 调酸后均质).每1O0mL装瓶再放入水浴锅中9()?灭 菌15rain.低温恒温槽中冷却至常温.倒人灭菌的 100mL具塞试管中,静置于阴凉干燥处两周. 1.2.2酸性乳沉淀率的测定 制备好的酸性乳饮料摇匀后取10.O0g,置于离心 管中,3000r/rain离心】5nfin,去除上清液,并计算沉 淀率.沉淀率=(离心后沉淀和管的总质量一空管的质 量)/(样品和管的总质量一空管的质量).样品封瓶保 存两周后,以同样的方法测定沉淀率. 1.2.3酸性乳饮料稳定系数的测定lal 样品离心前摇匀取0.10g,并取10.00g置于离心 管中,3000r/mingg心15inin后取离心管顶部3cm]2 清液0.10g,然后对取样各稀释1【)(】倍后,以蒸馏水为 对照,在610nm处测定离心前,离心后样品的oD值. 静置两周后离心前摇匀取0.10g,并取10.00g置 于离心管中.3000r/min离心15rain后取离心管顶部 3cn1上清液0.10g,然后对取样各稀释100倍后测稳定 系数.以蒸馏水为对照,在610nm处测定离心前,离心 后样品的oD值. 稳定系数:离心后的oD值(或静置两周后的oD 值)/0g心前的oD值. 1.2.4数据的处理’ 本文所有数据都是3个平行样品的平均值.用Ex— celL~行统计. 2结果与分析 2.1调酸温度对酸性乳饮料稳定性的影响 在酸性乳饮料中分别加入质量分数为0.30%, 0.40%,0.50%0.60%的大豆多糖或0.20%,0.30%, 0.40%,0.50%的果胶,在25?和0?下调酸,测定各自 的沉淀率.得出结果如图1和图2所示. \ 诗 O.14 0.12 0.10 0.08 0.O6 O.O4 0.O2 O 人豆多糖质量分数/% ,第一天;?25?,两星期后 ?25? ?0?,第一天;?0?,两星期后 图1温度对大豆多糖稳定酸性乳饮料的影响 014 O.12 0.1O 0.08 O.06 O.O4 O.O2 O 果胶质量分数/% ?25?,第’天;一25?,两星期后; ,第一天;?O?,两星期后 ?0? 图2温度对果胶稳定酸性乳饮料的影响 由图1可知,加入大豆多糖在25~C下调酸的酸性 乳饮料明显分层,且在不同浓度下都出现了沉淀,沉 淀率约为11.50%;而在0oC下调酸的酸性乳饮料在大 豆多糖质量分数为0.3()%时分层明显,但质量分数为 0.40%时,沉淀率最低为3.08%.两星期后酸性乳饮料的 沉淀情况与第一天类似. 添加果胶的酸性乳饮料在0oC下调酸时稳定性较 好.质量分数为0.40%时沉淀率最低为2.94%.在25?下 调酸时,当果胶质量分数为0.2()%和0.30%时,酸性乳饮 料明显分层;当果胶质量分数为0.40%和0.50%时能够稳 定酸性乳饮料,沉淀率分别为2.73%和2.66%.两个星期 后,酸性乳饮料的沉淀率基本上和第一天时保持一致. 由图1和图2可以看出,在25?下调酸时,加入果 胶的酸性乳饮料的沉淀率比大豆多糖要低,原因是大 豆多糖中分子比果胶所带的电荷相对少,在温度较高 时很难和酪蛋白缔合,包裹住酪蛋白.但是在较低的 温度下可以和酪蛋白发生缔合,通过其特有的支链产 生的空间位阻及其静电斥力稳定酪蛋白Ill. 2.2调酸均质顺序下对酸性乳饮料稳定性的影响 图3和图4是以大豆多糖为稳定剂制作酸性乳饮 料的过程中,改变均质与调酸的顺序然后测定各自的 沉淀率和稳定系数;图5和图6则是加入果胶相应的沉 淀率和稳定系数. 图3和图4表明,酸性乳饮料在调酸前均质需要在 比较高的浓度下才可以稳定,而调酸后均质则只需要 比较低的浓度.在调酸前均质时,大豆多糖质量分数 2620N8.;6卷) ResearchPapers研究报告 1?0 0.8 .一4 0.2 0 大豆多糖质量分数/% 0第?灭沉淀率;?两周后沉淀率; ?第’天稳定系数;?两周后稳定系数 图3调酸前均质对酸性乳饮料稳定性的影响 垛 舶 人豆多糖质量分数/% 0第一天沉淀率;?两周后沉淀率; ?第一天稳定系数;?两周后稳定系数 图4调酸后均质对酸性乳饮料稳定性的影响 0.06 i 螺 . \ 舶 0.3OO.35O.40O.45O.5O0.55 果胶质量分数/% ?第一天沉淀率:?两岗后沉淀率; ?第一天稳定系数;?两周后稳定系数 图5添加果胶调酸前均质对酸性乳饮料中的稳定性 \ 料 ‘J 果胶质量分数/% ?第一天沉淀率;?两周后沉淀率: ?第天稳定系数;?两岗后稳定系数 图6添加果胶调酸后均质对酸性乳饮料中的稳定性 为0.55%时,沉淀率为1.70%;而在调酸后均质大豆多糖 质量分数为0.40%fl~,沉淀率相应地为0.69%. 在调酸后均质时,0.45%5k2豆多糖处的沉淀率比 0.40%反而高.这是因为加入0.40%的大豆多糖已经能 够稳定酸性乳饮料.大豆多糖浓度继续增大则使缔合 有大豆多糖的酪蛋白颗粒继续增大,从而容易沉降使 沉淀率增大l1I. 两周后稳定系数进一步验证上述结论. 加入了果胶的酸性乳饮料,调酸后均质也和加入 了大豆多糖的同样,比调酸前均质在较低的浓度下就 能够稳定.但是当稳定时,在调酸前和调酸后均质.从 ,果胶的用量都相应地比大豆多糖 图5和图6可以看出 低0.05%.这表明果胶比大豆多糖带有更多的正电荷. 更容易和酪蛋白缔合. 两周后的沉淀率和稳定系数表明的结果和第一 天的沉淀率大部分吻合. 2.3不同pH值时对酸性乳饮料的稳定作用 图7为大豆多糖和果胶在不同pH值时对酸性乳饮 料的稳定作用.由图7”1-以看出,在pH值为3.4到pH值 为4.4的范围内含有0.40%的大豆多糖酸性乳饮料的沉 淀率都在I.20%5~,对酸性乳饮料都有稳定作用.稳 定系数和沉淀率有相同的变化趋势.果胶在pH值为 3.4时并不能稳定酸性乳饮料,此时的沉淀率为 22.30%,外观上出现明显的分层.从pH值为3.6到pH值 为4.4这一范围内,果胶和大豆多糖一样能够稳定酸性 乳饮料,沉淀率在2.04%左右.稳定系数和沉淀率的变 化趋势一致. \ 料\ pH值 ?大豆多糖(沉淀率);?果胶(沉淀率); ?大豆多糖(稳定系数);?果胶(稳定系数) 图7不D-]pH值时对酸性乳饮料的稳定作用 3结果与讨论 (1)在质量分数为0.30%~0.60%的范围内,添加大 豆多糖的酸性乳饮料在0?下调酸比在25?调酸的 稳定性有显着的提高:而加入果胶的酸性乳饮料虽然 在0?下调酸时稳定性也提高,但随着果胶质量分数 的增~25~c下调酸时果胶也能稳定酸性乳饮料.这 表明果胶在较高的温度下比大豆多糖能更好的稳定 酸性乳饮料,但在0?下大豆多糖对酸性乳饮料的稳 定性大大提高.因为大豆多糖中分子比果胶所带的电 荷相对少,在温度较高时时很难和酪蛋白缔合,包裹 住酪蛋白.但是一旦在较低的温度下和酪蛋白发生 缔合【1I,大豆多糖就通过起多支链的空间位阻和静电 排斥作用稳定酪蛋白从而稳定酸性乳饮料. (2)添加了大豆多糖的酸性乳饮料在调酸之前均 27 O9876543210 1OOOOO0OO0 研究报告ResearchPapers 质并能稳定酸性乳饮料.凋酸之后均质对酸性乳饮 料稳定性有显着的提高,在大豆多糖质量分数为 ,达到最低值0.69%;而添加有果胶的酸性乳饮 o.4()%时 料在调酸前均质和调酸后均质都能够稳定酸性乳饮 料,只是在调酸后均质降低了果胶的用量.在调酸前 均质促使大豆多糖缔合到酪蛋白上,但足调酸时随着 酸性乳饮料体系中H+的增加使大豆多糖脱离了酪蛋 白;而果胶因为带有比较多的电荷和酪蛋白的结合比 大立多糖来的紧密,在调酸过程中比较少的果胶脱离 酪蛋白…1.但是存调酸后均质通过机械力使大豆多糖 紧密结合在酪蛋白|j,之后大豆多糖通过其特有的支 链产牛的空问位阻及其静电斥力稳定酪蛋白,并且其 对酸性乳饮料的稳定作用几乎和果胶相当. (3)大豆多糖比果胶在更大的pH值范围内即从 pH值为3.4至pH值为4.4都能稳定酸性乳饮料,而果胶 在较低的pH值内则不能稳定酸性乳饮料. 参考文献 【1]SYRBEA,BAUERWJPolymerScienceConceptsinDairySys— tenls—anOven’iewofMilkProteinai1dFoodHydroColloidInterac一 6o@1InternationalDairyJournal,1998,8:179一I93. [2]徐伟,马力高甲氧基果胶对酸奶饮料的稳定作用Ul中国乳品工业, 2005,33(8):38—40. 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