花生乳饮料富含蛋白质和人体必需氨基酸,适量 的不饱和脂肪酸,较低的胆固醇等,颇受消费者欢迎。 然而花生乳是一个复杂的多相不稳定体系,既有蛋白 质形成的悬浊液,又有脂肪形成的乳浊液,还有以糖、 无机盐等形成的真溶液,贮存时间稍长,便有蛋白质 沉淀和脂肪上浮。因此,要得到分散良好稳定的乳浊 液,技术难度较大,已成为长期困扰生产企业的难题 之一,添加适宜的乳化稳定剂是解决这一难题的关 键[1]。本文基于前期研究结果,在确定乳化剂和盐 的条件下,研究了黄原胶、瓜尔豆胶、CMC-Na 3种胶 体在单因素条件下对花生乳稳定性的影响,以期为胶 体复配提供试验依据。
1材料与方法1.1材料益芳花生酱,白砂糖;黄原胶,瓜尔豆胶,竣甲基 纤维素钠(CMC-Na);蔗糖酯(SE-11),单甘酯 (GMS),六偏磷酸钠,Na2HP03,均为食品级。
1.2仪器与设备高压均质机(APV-1000)、离心机(人111^701^8〇- 2B ,4 000 r/min),上海安亭科学仪器厂;旋转黏度计 (NDJ-1),上海精科仪器厂;电热恒温温水箱 (G311241-89),北京市医疗设备厂;高压杀菌锅、强 力电动搅拌机(JB200-D型),上海标本模型厂;电子 天平(d =0? Olg),电子台秤(3 000 g x0_ 5 g ACS-3H-花生酱先用65丈温水搅拌溶解一?加入0.2%食 品级稳定剂(预先混合)一?搅拌30 min,并恒温水浴 加热至65T使其充分溶解—定容至1 L(适当撹拌) ->25 MPa均质一次—罐装―"121弋杀菌20 min—冷 却一>■成品一>观察结果。
每组样品按1L定量调配,花生乳蛋白浓度控制 在1.1%,稳定剂(胶体+乳化剂+盐)用量控制在 0.2%左右。
1.4测定方法 1.4.1 黏度的测定室温下用旋转黏度计测定静置24h后花生乳的黏度。
1.4.2离心沉淀率将10 mL静置24 h的花生乳样品倒人刻度离心 管中,在4 000 r/min的条件下离心20 min,把上清液 倒出,称取离心管底部的沉淀物质量,每个样品进行 3次重复,利用下式计算离心沉淀率:沉淀物重量(g)
离心花生乳重量(g)
将10 mL静置24 h的花生乳样品倒人刻度离心 管中,在4 000 r/min的条件下离心20 min,称取上浮 脂肪的质量,每个样品进行3次重复,利用下式计算 上浮率:脂肪脂肪上浮率/%结果与讨论2.1黄原胶对花生乳稳定性的影响固定乳化剂和盐的用量,调节黄原胶用量分别为 0%、0.01%、0. 02%、0.03%、0.05% ,进行比较实验。
对花生乳室温下存放24h后静置观察,并分析花生乳 的黏度、离心沉淀率和脂肪上浮率,结果如表1、图1、图2所示。
表1花生乳室温下存放24h后静置观察黄原胶/%脂肪/cm沉淀/cm絮凝分层色泽整体状况00.50.9无无乳白一般0.010.360.5无无乳白良好0.020.350. 55无无乳白良好0.03--显着略微乳灰较差0.05--显着显着乳灰较差5.〇〇111 〇■〇〇
00.01 0.02 0.030.05黄原胶用S/%图2不同用量的黄原胶对离心沉淀率和 脂肪上浮率的影响由表1可知,当黄原胶用量在〇% - 0.02%时, 花生乳液整体状况良好,未出现絮凝、分层现象,色泽 为花生乳固有的乳白色。且随着黄原胶质量分数的 增加,花生乳样品的上浮脂肪量逐渐下降、沉淀量先 降后略升,且两者都比空白样低;说明黄原胶具有较 好的乳化性能与悬浮能力。这是由于黄原胶具有亲 水性和亲油性的基团,在水中溶解后,减弱了油水两 相的不溶性,能够形成比较稳定的油水动态平衡的体 系^]。当黄原胶用量超过0.03%时,经高温灭菌后 乳液出现明显的絮凝、分层现象,且颜色呈现乳灰色, 整体状况较差。这可能是由于在加热条件下,黄原胶 在水溶液中的分子构象由相互缔合的单股或双股螺 旋状态转变成无规线团,其分子呈现较强的刚性,在 一定的浓度范围内,黄原胶比其他亲水胶体更容易引 起乳状液的损耗絮凝:3]。
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黏度是蛋白质体系重要的功能性质,黏度反映液 态物质流变性质[4]。由图1可知,随着黄原胶用量 的增加,花生乳的黏度不断增加,这说明黄原胶的增 稠效果显着,低浓度条件下具有高的黏度。而从图2 可以看出,当黄原胶质量分数为〇% -0.02%时,花 生乳的离心沉淀率呈现先下降后上升趋势,黄原胶用 量在0. 01%时,花生乳液的离心沉淀率达到最低值; 而脂肪上浮率则表现出先升高后降低趋势,黄原胶用 量为0.02%时,其达到最低值。这可能是由于低浓 度的黄原胶有助于花生乳液形成较好的悬浊体系,蛋 白质能在分散相周围形成有弹性的厚膜m,而脂肪 进一步被黄原胶形成的乳浊体系固定,从而抑制蛋白 质的下沉和脂肪的上浮;但当黄原胶质量分数过大破 坏了体系平衡,液滴间的静电排斥降低以及蛋白质的 溶解性部分丧失而引起聚集沉淀,从而导致离心沉淀 率的上升。由此可见,黄原胶用量过大,不利于花生 乳体系的稳定。图2分析结果与表1趋势基本相一 致。因此,为提高花生乳体系的稳定性,考虑到经济 因素,建议黄原胶的用量不宜过大,在后期进行胶体 复配时,用量控制在0.02%以下为宜。
2.2瓜尔豆胶对花生乳稳定性的影响固定乳化剂和盐的用量,调节瓜尔豆胶用量分别 为 0%、0_01%、0.02%、0.03%、0.05%,进行比较实 验。对花生乳室温下存放24h后静置观察,并分析花 生乳的黏度、离心沉淀率和脂肪上浮率,结果如表2、 图3-图4所示。
表2花生乳室温下存放24 h后静》观察(27T)
瓜尔豆胶/%脂肪/cm1沉淀/cm絮凝分层色泽整体状况00.50.9无无乳白—般0,010.40.8无无乳白良好0.020.40.6无无乳白良好0.030.50.9无无乳白良好0.050.61.0无略微乳白一般由表2可知,当瓜尔豆胶用量在0. 0〗% - 0.03%时,花生乳液整体状况比空白样品好,未出现 絮凝、分层现象,色泽为乳白色;随着瓜尔豆胶质量分 数的增加,花生乳样品的上浮脂肪量先下降后略升、 沉淀量先下降后显着上升;在瓜尔豆胶用量为 0.02%时,脂肪量与沉淀量达到最低值,这说明适当 的瓜尔豆胶能增强体系的乳化性能和悬浮效果。当 瓜尔豆胶用量超过〇_〇5%时,花生乳液出现略微分 层,这说明瓜尔豆胶的质量分数过大也会破坏了体系 平衡,导致花生乳液体发生分层。
CMC-Na/%脂肪/cm沉淀/cm絮凝分层色泽整体状况00.50.9无无乳白-般0. 020.50.4无无乳白良好0.040.40.6无无乳白良好0.060.50.6略微无乳白一般0, 08--有有乳白较差由表3可知,当CMC-Na用量在0% -0.06%时, 花生乳液整体状况良好,未出现明显絮凝、分层现象, 色泽为乳白色;随着CMC-Na质量分数的增加,花生 乳样品的上浮脂肪量先略微下降后上升、沉淀量先下 降后上升。当CMC-Na用量达到0.08%时,花生乳 液出现絮凝、分层现象,整体状况较差,这是由于 CMC-Na用量过髙时,花生蛋白质与CMC-Na之间的 静电吸引作用较小,因此未被吸附的CMC-Na分子造 成体系的排斥絮凝,体系的稳定性下降[1]。
图4不同用量的瓜尔豆胶对离心沉淀率 和脂肪上浮率的影响由图3可知,随着瓜尔豆胶用量的增加,花生乳 的黏度逐渐上升,这说明瓜尔豆胶具有增稠效果,但 相比较黄原胶,其增黏性较低;这是因为在相同的浓 度、温度条件下,黄原胶水溶液的黏度是瓜尔豆胶的 1.7倍[2]。而从图4可以看出,当瓜尔豆胶质量分数 为0% -0.05%时,花生乳的离心沉淀率呈现先下降 后上升趋势,脂肪上浮率也表现出先降低后升高的趋 势,在瓜尔豆胶质量分数为0. 02%时,花生乳液离心 沉淀率和脂肪上浮率达到最低值;当瓜尔豆胶质量分 数超过0.03%时,花生乳体系的离心沉淀率与脂肪 上浮率又显着上升,且均超过了空白样。这说明低浓 度的瓜尔豆胶对于花生乳体系具有一定的悬浮作用 和乳化效果,用量不宜过大,否则会破坏体系的平衡, 导致蛋白沉淀加剧,以及促进油脂的析出。图4分析 结果与表2总体趋势一致。考虑到瓜尔豆胶主要是 用作增稠剂,易于水合产生很高的黏性,较少单独使 用,建议在后期进行胶体复配时,瓜尔豆胶的用量控 制在0.01% -0.03%之间为宜。
2.3 CMC-Na对花生乳稳定性的影响固定乳化剂和盐的用量,调节CMC-Na用量分别 为 0%、0? 02%、0? 04%、0. 06%、0. 08%,进行比较实 验。对花生乳室温下存放24 h后静置观察,并分析 花生乳的黏度、离心沉淀率和脂肪上浮率,结果如表 3、图5、图6所示。
图6不同用量的CMC-Na对离心沉淀率和 脂肪上浮率的影响从图5可以看出,随着CMC-Na用量的增加,花 生乳的黏度也升高。说明CMC-Na具有增加黏度的 作用。由图6可知,随着CMC-Na用量的增加,花生 乳的离心沉淀率并不是呈线性下降,而是“U”形曲 线,先下降,到CMC-Na浓度为0? 02%达到最低点, 然后又开始上升,到CMC-Na浓度为0.06%达到最 高点;而脂肪上浮率随着CMC-Na用量增加逐渐上 升。可见随着CMC-Na浓度的升高,体系的黏度也随 着升高,上浮率和沉淀率并不是一起下降,这说明体系黏度的升髙对降低上浮率和沉淀率有一定的帮助, 但是并非主要原因,CMC-Na与花生蛋白质相互作用 才是提髙体系稳定性的主要原因。由于花生蛋白质 与CMC-Na之间的静电吸引作用较小,因此未被吸附 的CMC-Na分子造成体系的排斥絮凝,体系的稳定性 下降。由此可见,CMC-Na用量过高反而会引起蛋白 质沉淀加剧和促进油脂的析出。因此,综合表3、图 5、图6,单因素实验条件下,CMC-Na的适宜用量控制 在 0.02% -0.04%。
3结论黄原胶、瓜尔豆胶、CMC-Na对花生乳体系均有一 定的增黏作用,3种胶体质量分数的变化对体系的稳 定性影响不同,适宜的质量分数均能提高体系的稳定 性,其中黄原胶、瓜尔豆胶、CMC-Na的适宜用量分别为 彡0.02%、0. 01% -0. 03%、0. 02% -0. 04% ;考虑到各 种胶体单一使用时体系的稳定性仍达不到生产要求, 在掌握这些胶体对花生乳体系的性能作用及适宜用量 后,应进一步研究胶体复合使用对体系稳定性的影响。
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