酸性含乳飲料復配穩定劑

王婷

上海旺旺食品集團有限公司（上海 201103）

酸性配制型含乳飲料是以牛乳為主要原料，經酸味調節劑調酸，輔以白砂糖、甜味劑、穩定劑、乳化劑、香精等，經乳化、均質制成的一種品質均一、細膩滑爽液態飲料[1]。酸性含乳飲料通過檸檬酸或乳酸等酸味調節劑調配使pH控制在3.8～4.3且蛋白含量在1%以上[2]。乳是一種穩定的膠體體系，當這種穩定的環境被破壞就會出現一種不穩定的現象[3]。牛乳中主要成分物質是蛋白質，而酪蛋白又占乳中蛋白質總量的80%以上[4]，如果牛乳中的pH降到酪蛋白等電點4.6時，占牛乳中蛋白質80%以上的酪蛋白就會出現沉淀[5]。因此，在生產酸性含乳飲料時，控制乳中酪蛋白沉淀是關鍵。在酸性含乳飲料的生產過程中，通常使用復配穩定劑來提高產品的穩定性，以便充分利用各種穩定劑單體之間的相互協同作用以減少穩定劑的用量、降低生產成本，同時可以避免某種穩定劑添加量過大而影響風味及口感[6]。

果膠是由D-半乳糖醛酸殘基經α（1→4）糖苷鍵相連接聚合而形成的大分子多糖[7]。果膠分子存在極性區和非極性區，使果膠具有多種功能性質，因此果膠在食品中用作凝膠劑、增稠劑、組織成型劑、乳化劑和穩定劑。在酸性乳飲料的pH下果膠能與酪蛋白所帶正電荷發生靜電作用，形成親水性復合物，能避免顆粒間的聚合作用，使酪蛋白膠束顆粒得以穩定分散[8]。

阿拉伯膠是一種含有鈣、鎂、鉀等多種陽離子的弱酸性大分子多糖，相對分子質量在50萬～100萬，具有以阿拉伯半乳聚糖為主的多支鏈的復雜分子結構。溶液的最大黏度在pH 5.0～5.5，但在pH 4.0～8.0范圍內變化對阿拉伯膠性狀影響不大，具有酸環境較穩定的特性[9]。乳化性能是阿拉伯膠最主要的性能，它在很寬的pH范圍內對大多數油起到穩定的乳化作用，是一種有效的乳化劑[10]。

羧甲基纖維素鈉是天然纖維素經氯乙酸化學改性得到的一種陰離子型線性高分子物質，溶于水后形成具有吸濕性且對光熱穩定的中性或微堿性溶液，其黏度隨著溫度降低而增大[11]，因具有良好的使結構膨松、增稠、吸水、穩定、凝膠化等作用而被廣泛應用于食品行業[12]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

麥芽糖醇；白砂糖；全脂奶粉；精煉椰子油；甘油；單，雙甘油脂肪酸酯；果膠；羧甲基纖維素鈉；阿拉伯膠；酸味調節劑；甜味劑；香精；等。

1.2 儀器與設備

IKA攪拌器；上恒溫水浴鍋，海精宏實驗設備有限公司；電子天平，梅特勒-托多利儀器（上海）有限公司；GEA NS2002H均質機。

1.3 方法

1.3.1 酸性含乳飲料工藝

1.3.2 羧甲基纖維鈉單因素試驗

分別添加不同添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%和0.6%）羧甲基纖維素鈉，制備完成后通過保存觀察產品蛋白質絮凝和分層情況。

1.3.3 果膠單因素試驗

分別添加不同添加量（0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%和0.8%）果膠，制備完成后通過保存觀察產品蛋白質絮凝和分層情況。

1.3.4 羧甲基纖維素鈉與果膠復配試驗

試驗安排采用如表1方案，制備完成后通過保存觀察產品蛋白質絮凝和分層情況。

表1 羧甲基纖維素鈉與果膠復配試驗方案

1.3.5 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復配試驗

試驗安排采用如表2方案，制備完成后通過保存觀察蛋白質絮凝和分層情況。

表2 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復配試驗方案

1.3.6 產品穩定性評估方法

觀察產品組織狀態是否出現蛋白質絮凝，料液靜置24 h后整體分層程度，常溫保存1個月產品出現蛋白絮凝或分層時間，以表3方法評估試驗結果。

表3 產品穩定性評估方法

2 結果與分析

2.1 羧甲基纖維素鈉對產品穩定性影響

根據表4結果顯示，羧甲基纖維素鈉添加量0.1%和0.2%時，噴酸后即出現嚴重蛋白變性絮凝現象；添加量0.3%時，均質前出現明顯浮油，并未出現蛋白質變性絮凝現象，均質后浮油消失，靜置24 h未出現分層，靜置4 d出現分層現象；添加量0.4%和0.5%時，未出現蛋白質變性絮凝現象，靜置24 h后未出現分層現象，靜置7 d出現輕微分層現象；添加量0.6%時，未出現蛋白變性絮凝現象，靜置24 h后未出現分層現象，靜置15 d出現輕微分層現象。試驗結果表明，隨著羧甲基纖維素鈉添加量增加，其對體系蛋白穩定作用增強，但因羧甲基纖維素鈉水溶液pH較高，對產品pH影響較大，添加時需注意pH對產品的影響。

表4 羧甲基纖維素鈉單因素試驗方案試驗結果

圖1 羧甲基纖維素鈉單因素試驗方案產品分層時間結果

2.2 果膠對產品穩定性影響

根據表5結果顯示，果膠添加量0.3%，0.4%和0.5%時均出現嚴重蛋白變性絮凝現象，該現象隨著添加量增加逐漸減輕；添加量0.6%時，未出現蛋白質變性絮凝現象，靜置24 h后未分層，靜置21 d出現輕微分層現象；添加量0.7%時，料液中可見輕微蛋白變性顆粒，靜置24 h后未出現分層，靜置15 d出現輕微分層現象；添加量0.8%時，調配過程中出現料液過于黏稠、攪拌困難等問題。

表5 果膠單因素試驗方案試驗結果

2.3 羧甲基纖維素鈉與果膠復配對產品體系穩定性影響

根據表6結果表明，羧甲基纖維素鈉與果膠復配對蛋白穩定性起到明顯作用，試驗設計的9個方案均未出現蛋白質變性絮凝和靜置24 h后無分層現象，出現分層現象的時間也較單一使用羧甲基纖維素鈉更長；其中，0.5%羧甲基纖維素鈉分別與0.10%和0.15%果膠復配方案在這組方案中對蛋白穩定作用最佳，未出現蛋白變性絮凝現象，靜置保存20 d時出現輕微分層。

圖2 果膠單因素試驗方案產品分層時間結果

表6 羧甲基纖維素鈉與果膠復配方案試驗方案結果

圖3 羧甲基纖維素鈉與果膠復配方案試驗方案產品分層時間結果

2.4 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復配對產品體系穩定性影響

根據表7結果表明，羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復配方案均未出現蛋白質變性絮凝現象，但可看出羧甲基纖維素鈉添加量0.3%和0.4%時，與阿拉伯膠復配對于產品分層現象的控制并未明顯優于單一使用羧甲基纖維素鈉。羧甲基纖維素鈉添加量0.5%時，與阿拉伯膠復配方案對產品分層現象的控制顯著提升，其中0.5%羧甲基纖維素鈉與0.05%阿拉伯膠復配方案最佳，靜置放置1個月未出現分層現象。

表7 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復配方案試驗方案結果

圖4 羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復配方案試驗產品分層時間結果

2.5 不同試驗中最佳方案對比分析

根據表8結果表明，羧甲基纖維素鈉和果膠同時為0.6%添加量時，添加果膠產品穩定性優于添加羧甲基纖維素鈉產品；使用羧甲基纖維素鈉與果膠復配方案穩定性優于單一使用羧甲基纖維素鈉；0.5%羧甲基纖維素鈉與0.05%阿拉伯膠復配方案相較于其他方案最佳。

表8 不同試驗最佳方案對比結果

圖5 不同試驗中最佳方案產品分層時間結果

3 結論

羧甲基纖維素鈉單因素試驗表明，添加量0.3%以上對蛋白質即可起到保護作用，未見蛋白質絮凝現象，隨著添加量增加，蛋白穩定效果越好。

果膠單因素試驗表明，添加量0.6%以上可起到穩定蛋白作用，隨著添加量增加，料液黏度明顯增加，但蛋白穩定效果并無顯著提升。

羧甲基纖維素鈉與果膠復配試驗表明，0.5%羧甲基纖維素鈉分別與0.1%和0.15%果膠復配時，產品蛋白穩定性較其他羧甲基纖維素鈉和果膠復配方案更好，未出現蛋白絮凝現象，料液常溫靜置20 d出現輕微分層。

羧甲基纖維素鈉與阿拉伯膠復配試驗表明，0.5%羧甲基纖維素鈉與0.05%阿拉伯膠復配方案，經過1個月常溫保存，均未出現蛋白絮凝和分層現象。

綜上所述，酸性含乳飲料使用0.5%羧甲基纖維素鈉與0.05%阿拉伯膠復配方案體系蛋白穩定性最好，常溫靜置30 d未出現浮油和分層現象。