攪打稀奶油品質及其影響因素的研究進展

李 揚，李 妍，李 棟，王詩然，張列兵,*

（1.中國農業大學工學院，北京 100083；2.北京工商大學食品與健康學院，北京 100048；3.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083）

奶油是一種重要的食品工業原料，可作為呈味物質廣泛應用于烘焙及茶飲等領域。伴隨國內烘焙及茶飲行業的快速發展，奶油消費市場迅速壯大，但目前我國奶油產品仍很大程度上依賴于進口，據統計，2019年我國奶油進口量為8.6萬 t，出口量僅為0.24萬 t，相差30多倍。現階段國內市場上植脂奶油產品仍占主導，這與消費者對天然食品的追求相悖。與植脂奶油相比，乳脂奶油具有自然濃郁的香氣，更符合消費者的需求。雖然國內乳脂奶油行業的起步較晚，但市場的成長速度非常迅猛。從2010年開始，乳脂奶油產品的市場年增長率達到30%以上，截至2016年底，乳脂奶油在國內的市場份額達到40%。

攪打稀奶油是國內消費者最為熟悉的一類奶油產品，其乳脂質量分數在30%～40%之間。攪打稀奶油具有兩個相矛盾的特性，即穩定性和攪打特性。一方面，攪打稀奶油是一種水包油乳液，熱力學上不穩定，常需加入乳化劑、蛋白和膠體等改善其穩定性，以延長其貨架期；另一方面，攪打稀奶油應用時需在剪切作用下迅速發生失穩，由水包油的乳液結構轉變為泡沫結構，以用于裝飾蛋糕、咖啡及奶茶等食品或作為夾心餡料賦予烘焙食品濃郁的風味。研究發現，乳液穩定性越好，攪打時越難以發生部分聚結等失穩作用，繼而難以形成穩定的泡沫結構。國外已有成熟的攪打稀奶油制備工藝和加工技術，且產品品牌眾多，如新西蘭的安佳、法國的總統和鐵塔等。我國攪打稀奶油的研究起步較晚，且主要集中在植脂稀奶油方面，關于乳脂稀奶油的研究較為缺乏。此外，乳脂稀奶油的品質對乳源較為敏感，原料乳隨季節的波動易導致稀奶油品質變化，且乳脂稀奶油熔點較低，產品的可塑性低于植脂稀奶油，因而此類產品的工業化生產需要更多的理論和技術支撐。巨大的市場空間和攪打稀奶油品質的特殊性使其成為乳品工業研究的熱點和難點之一，如何提升攪打稀奶油的品質是乳品從業者亟待解決的問題。本文以攪打稀奶油的穩定性和攪打特性為出發點，探究影響其品質的因素及機制，以期為攪打稀奶油的工業化生產提供一定的技術指導。

1 稀奶油乳液的失穩作用

攪打稀奶油體系熱力學性質不穩定，易發生乳析、聚集（絮凝）、聚結、部分聚結及奧氏熟化等失穩作用（圖1），從而減小體系的吉布斯自由能，如時間足夠長，體系的油相和水相會趨于完全分離。研究表明，不同的失穩作用間存在交互作用，如聚集、聚結或奧氏熟化引起的脂肪球粒徑增大會增加乳析的可能性，而乳析發生后，上層油相中脂肪球發生聚集、聚結和部分聚結的概率也相應增加，因此稀奶油體系呈現的不穩定性現象不一定是由最初的失穩作用引起的。分析引起稀奶油失穩的主要原因至關重要，可根據失穩原因有針對性地提高稀奶油的穩定性。

圖1 稀奶油乳液常見的失穩機制示意圖[8]Fig. 1 Schematic representation of the common mechanisms for cream emulsion destabilization[8]

1.1 乳析

靜態條件下，乳析是稀奶油乳液最易發生的失穩作用之一，其是由脂肪球和連續相的密度差引起的。乳析易導致油相析出，嚴重影響稀奶油產品的品質。乳析速率對脂肪球粒徑極為敏感，對于油相密度在0.9 g/mL左右的乳液，脂肪球直徑超過1 μm時，就易發生乳析。由Stokes定律可知，乳析速率與脂肪球粒徑呈正相關，與體系黏度呈負相關。因此通過改變乳化劑或蛋白的濃度及種類從而調節脂肪球粒徑和體系黏度，可以降低乳析速率，改善穩定性。Loi等報道，不飽和單,雙甘油酯的添加可減小脂肪球的粒徑，降低乳析速率，增加體系穩定性，而飽和單,雙甘油酯減小粒徑的能力較弱，對穩定性的影響不顯著。Zhou Xilong等研究發現，隨著乳清蛋白添加量的增加，脂肪球粒徑和體系黏度分別呈下降和增加趨勢，乳析速率下降，穩定性相應增加。也有研究報道，根據加速實驗中脂肪球粒徑和體系黏度的變化趨勢可建立預測乳液長期穩定性的方法。需要注意的是，乳液常具有一定的黏彈性，表明體系的脂肪球間存在交互作用，脂肪球的運動會受到相鄰脂肪球的影響，因而體系的乳析速率除與粒徑和黏度有關外，還與體系黏彈性有關。高曉星發現卡拉膠可增加乳液體系的彈性，增強脂肪球間的交互作用，降低稀奶油的乳析速率。

1.2 聚集（絮凝）、聚結和部分聚結

聚集（絮凝）、聚結和部分聚結是3 種由脂肪球碰撞導致的失穩作用。其中，聚集（絮凝）也是稀奶油貯藏過程中常見的失穩作用，是指兩個或多個脂肪球黏附在一起形成較大的脂肪球簇，其中每個脂肪球仍保持原有結構，界面膜未破裂的現象。當脂肪球間的黏附不可逆時用聚集表示，黏附可逆時用絮凝表示。通常在實際應用中，二者可互相替代。金燕等研究發現，乳化劑的親水親油平衡（hydrophilic lipophilic balance，HLB）值在3.8～10.0時，HLB值的變化對脂肪球的聚集無顯著影響，HLB值進一步增加時，脂肪球聚集程度增加，穩定性下降。聚結（完全聚結）是乳液制備過程中最主要的失穩作用。兩個脂肪球接觸時，脂肪球間形成液橋，油相通過液橋融合，乳化劑在脂肪球界面重新組裝，形成一個新的脂肪球。一般情況下，聚結常發生在聚集或濃縮的乳液中以及有外力作用的情況下。部分聚結與聚結相似，但因為脂肪球內結晶脂肪的存在，脂肪球無法完全融合，此時兩個脂肪球形成一個新的不規則的脂肪球。部分聚結會導致稀奶油乳液穩定性下降，但其對攪打特性至關重要，是決定稀奶油能否形成穩定泡沫結構的關鍵因素。

脂肪球發生聚集、聚結和部分聚結的概率與脂肪球間的碰撞頻率和碰撞效率有關。碰撞頻率為單位時間、單位體積內脂肪球的碰撞次數，與體系內脂肪球的布朗運動、外加應力或重力有關。脂肪球粒徑較小時，靜態貯藏過程中引起脂肪球碰撞的主要作用力為布朗運動。脂肪球粒徑較大且分布范圍較寬時，若脂肪球和連續相密度差較大，則引起脂肪球碰撞的主要驅動力為重力。羅潔對比了粒徑為1.907 μm的小脂肪球和粒徑為4.277 μm的大脂肪球發生碰撞失穩的概率，結果表明小脂肪球發生此類失穩作用的可能性較低，可能是因為小脂肪球的移動速率較慢，碰撞頻率較低。碰撞效率即引起聚集、聚結和部分聚結的碰撞次數占總碰撞次數的百分比，其與脂肪球界面膜性質有關。Hinderink等報道，蛋白質量濃度為0.1～1.0 g/L時，氧化24 h大豆蛋白所制備乳液的聚結程度較低，而未氧化或僅氧化3 h大豆蛋白所制備乳液的聚結程度較高，進一步分析認為長時間氧化蛋白形成的界面膜較為均勻，碰撞過程破裂的概率較低。此外，對于攪打稀奶油而言，脂肪球的碰撞效率還與脂肪的結晶特性有關，結晶特性的改變也會引起部分聚結程度的變化。

1.3 奧氏熟化

奧氏熟化是指較小脂肪球的體積不斷減小直至消失，較大脂肪球的體積不斷增加的過程。水包油乳液中脂質的溶解度隨著脂肪球粒徑的下降而增加，因此小粒徑脂肪球中脂質的濃度大于大粒徑脂肪球，這種濃度梯度會促進小分子由較小的脂肪球向較大的脂肪球擴散，從而導致大粒徑脂肪球體積進一步增加，小粒徑脂肪球體積進一步減小。一般來說，當油相為水溶性脂質（如香精、精油）時，乳液的奧氏熟化現象較為明顯。甘油三酯在水相中的溶解度極低，因而以甘油三酯為油相的乳液貯藏過程發生此失穩作用的概率較低。

2 影響稀奶油乳液穩定性的因素

2.1 界面特性

2.1.1 界面張力

油-水界面特性質對乳液的穩定性有重要的影響。可通過界面張力反映乳液的粒徑，界面張力越小，乳液的粒徑也越小，理論上乳析速率越低。界面張力隨時間的動態變化可反映乳化劑分子的吸附過程，為界面膜結構的分析提供一定的信息，還可一定程度上反映脂肪球發生聚結和聚集的概率。測定界面張力的方法包括力學法（如Wilhelmy吊板法）和光學法（如懸滴法）。其中Wilhelmy吊板法（圖2A）是將與微量天平相連的Wilhelmy吊板直接放置于油-水界面處，利用微量天平記錄界面張力的變化。圖2B為懸滴法原理示意圖，其通過周期性地采集液滴外形圖像，根據Young-Laplace方程計算界面張力。O’Sullivan等利用Wilhelmy吊板法分析超聲波處理對酪蛋白酸鈉、乳清蛋白分離物（whey protein isolation，WPI）、牛奶蛋白分離物（milk protein isolation，MPI）制備乳液穩定性的影響，結果發現，超聲波處理可增加MPI乳液的穩定性。Amine等利用懸滴法分析兩種植物蛋白（豌豆蛋白、土豆蛋白）與乳蛋白（酪蛋白酸鈉）界面特性隨蛋白濃度和pH值的變化，結果發現，界面張力隨蛋白濃度的增加呈現先增加后保持不變的趨勢，與乳液粒徑的變化趨勢一致，證實界面張力與乳液粒徑及穩定性間存在明顯的相關性。其他研究也報道過相似的結果。

圖2 兩種常見的界面張力測定方法的原理示意圖[28]Fig. 2 Schematic diagrams for the principles of two common analytical approaches used for the determination of interfacial tension[28]

2.1.2 界面流變

界面流變可反映界面膜的黏彈性，與界面張力相比，界面流變對界面上蛋白構象的變化更為敏感。界面流變的測定方法包括界面剪切流變和界面擴張流變。其中，界面剪切流變采用剪切流變儀測定，此法對界面上生物大分子間的側向相互作用敏感，可反映乳液的長期穩定性。界面擴張流變利用接觸角測量儀搭配振蕩模塊進行測定，對蛋白或乳化劑的吸附和脫附動力學更為敏感，可反映乳化過程中脂肪球的穩定性。Maldonado-Valderrama等報道-酪蛋白形成的油-水界面膜黏彈性與乳液穩定性有一定關聯，其研究發現，隨著油相含量的增加，脂肪球粒徑增加，乳液的乳析穩定性也有所增加，這與Stokes定律相悖。該學者推測可能是因為此時界面膜彈性增加使脂肪球聚結率下降，因而乳析穩定性有所增加。Dickinson等研究發現，-乳球蛋白熱變性后所形成界面膜的黏彈性增加，乳液的聚結率下降，表明界面膜彈性與乳液的聚結穩定性呈正相關。而Amine等報道乳液的穩定性與界面彈性間的相關性并不明確。Bos等的研究也表明，較高的界面膜彈性并不是保證乳液穩定的唯一條件，界面膜還應具有一定的黏性（流動性）。Zhou Xilong等研究發現，天然乳清蛋白（WPI）所形成的界面膜的彈性低于熱變性的乳清蛋白，但WPI乳液的聚結率較低。該學者認為在高速剪切力的作用下，WPI形成的界面膜發生軟化并具有一定的黏度，可能像小分子乳化劑一樣通過馬蘭戈尼機制穩定乳液，即界面上的WPI分子可迅速遷移至新形成的油-水界面上防止脂肪球膜破裂。

除界面張力和界面流變外，界面膜厚度會決定脂肪球間空間位阻及界面膜破裂所需的吉布斯自由能，因而也對脂肪球的聚集和聚結有較大的影響。有研究發現，可通過增加界面膜厚度抑制由疏水作用及范德華力引起的脂肪球聚集和聚結。Tcholakova等報道，脂肪質量分數為30%的乳液中，-乳球蛋白濃度高于其剛好完全覆蓋油-水界面的濃度時，脂肪球表面可形成多層界面膜結構，從而增加脂肪球間的空間位阻，降低聚結程度。雖然乳液的界面特性對乳液的穩定性有較大影響，但關于二者的相關性，尤其是在食品乳液中相關性的研究仍不充分，二者的相關性尚不明確。

2.2 脂肪球間的交互作用

稀奶油乳液中脂肪球發生聚集、聚結和部分聚結的概率與脂肪球間相互作用力有關。以相互作用勢能（（））表征兩個相鄰脂肪球間的相互作用力，即兩個脂肪球由無限遠移動到表面距離為時所需要消耗的自由能。在沒有外力的作用下，相互作用勢能是范德華作用力、空間位阻、排斥絮凝、疏水作用、靜電作用等多種作用力的綜合結果。（）與脂肪球間距的關系如圖3所示，脂肪球間主要吸引力為范德華力；主要排斥力包括長程斥力（靜電斥力）和短程斥力（空間位阻）。當兩個脂肪球間距足夠遠時，二者間無明顯的作用力，此時乳液穩定性良好。脂肪球間距減小，二者間的作用力主要為范德華力。在第二最小值（2°Min）處，若相互作用勢能大于熱能，則兩個脂肪球發生聚集；反之則不發生聚集。脂肪球間距進一步減小，相互作用力以靜電斥力為主。當能量障（）被克服時，兩個脂肪球才可近一步靠近，相互作用力轉化為以范德華力為主。在第一最小值（1°Min）處，若相互作用勢能（|（）|）＞20 kT，則可阻止兩個脂肪球的進一步靠近；反之脂肪球會發生嚴重聚集現象，此時兩個脂肪球界面膜有重疊部分。此后脂肪球間的相互作用力主要為空間位阻，較大的空間位阻可阻止脂肪球進一步靠近，避免聚結的發生，而空間位阻較小時聚集的脂肪球會發生聚結。

圖3 脂肪球相互作用勢能與間距的相互關系示意圖[19]Fig. 3 Schematic representation of the relationship of the interaction potential and the distance between two emulsion droplets[19]

可以看出，阻止相鄰脂肪球靠近的主要作用力為靜電斥力及界面膜的空間位阻。這兩種作用力對乳液穩定性的貢獻與界面蛋白或其他生物大分子的性質密切相關。分子質量較小的蛋白（如-乳球蛋白）所形成的油-水界面膜的厚度較小，因而靜電斥力對乳液穩定性的影響占主導；而對于酪蛋白酸鈉或大豆蛋白等分子質量較大的蛋白，靜電斥力和空間位阻對乳液的穩定性都有重要的影響。研究還發現，對于蛋白穩定的乳液，離子強度增加可屏蔽脂肪球間的靜電斥力，引起脂肪球聚集，且高價態離子對脂肪球聚集程度的影響更顯著。例如，引起脂肪球聚集的KCl和CaCl的臨界濃度分別為250～300 mmol/L和3～4 mmol/L。此外，需要注意的是，球蛋白穩定的乳液中，因為加熱造成疏水基團或巰基暴露，可引起不同脂肪球界面蛋白間的交聯或連續相蛋白與界面蛋白間的交聯，導致常見的熱誘導絮凝現象。Cheng Jinju等報道，在巴氏殺菌過程中，大豆分離蛋白的添加可顯著增加脂肪球的聚集程度。

3 稀奶油的攪打特性

攪打特性是攪打稀奶油的另一個重要品質，在外源剪切力的作用下，脂肪球迅速失穩形成網絡結構包裹氣泡。評價攪打特性的指標包括起泡率、硬度和乳清泄漏率，其中起泡率表征體系包裹氣泡的能力，一般起泡率在100%～300%，硬度和乳清泄漏率表征泡沫的穩定性。研究發現，攪打過程分為3 個階段：1）“蛋白泡沫階段”，即引入體系的氣泡由液相蛋白包裹的快速充氣階段，此時少量剪切誘導的部分聚結脂肪球也可能會吸附到氣泡表面。2）“中間階段”，體系中氣體總量（起泡率）增加幅度降低，氣泡處于形成-破裂-聚結的動態變化中。此階段不斷增加的氣泡表面積為脂肪球的吸附提供了必要的界面環境。吸附于氣泡表面的脂肪球釋放液體脂肪，隨之液體脂肪在氣泡表面鋪展，誘導相鄰脂肪球部分聚結（即界面誘導部分聚結）。3）“網絡結構形成階段”，部分聚結的脂肪球形成網絡結構穩定氣泡，并賦予泡沫一定的硬度。可以看出，脂肪球的部分聚結對泡沫結構的形成及穩定至關重要。調節攪打稀奶油體系組成及工藝參數可通過影響結晶特性和界面特性進而影響部分聚結程度，從而使攪打特性改變。

近年來有研究發現，攪打后稀奶油的泡沫也可由聚集的微粒或脂肪球穩定。Cao Zhenyu等研究發現，玉米蛋白顆粒及脂肪球共同形成的網絡結構可穩定攪打稀奶油的泡沫。也有研究提出酪蛋白聚集體也可穩定泡沫，因此推測可引起酪蛋白聚集的因素（如Ca、pH值或-葡萄糖內酯）均可用于調節稀奶油泡沫的穩定性。但微粒或酪蛋白聚集體形成的網絡結構與部分聚結脂肪球形成的網絡結構有明顯的不同，此方面的研究尚未推廣至攪打稀奶油的工業化生產中。

4 影響稀奶油攪打特性的因素

4.1 脂肪結晶特性

4.1.1 脂肪結晶形成

適量的結晶脂肪是攪打過程中脂肪球發生部分聚結形成穩定泡沫結構的前提條件，其形成方式包括均相成核、異相成核和二次成核。均相成核是指當體系中無雜質催化時，通過冷卻導致相過飽和并克服自由能勢壘從而形成穩定的結晶核，這種成核方式在天然乳脂中較少見。天然乳脂在達到均相成核所需過冷度前，體系中存在的雜質或較小的甘油三酯可作為成核位點從而誘導異相成核，這種方式主要發生在油-水界面上。二次成核是以生長中的晶體由于碰撞或剪切形成的碎片充當結晶核，這種成核方式可促進較小結晶體的形成。當乳液脂肪含量相同時，脂肪球粒徑越小，數量越多，其異相成核的概率越低，界面結晶的含量越低，攪打過程中發生部分聚結的概率也有所降低。也有研究表明，快速降溫有利于結晶成核而不是結晶生長，因而可形成較多的小晶體，這有利于稀奶油的貯藏，但對其攪打特性有不利影響。

4.1.2 脂肪結晶在體系中的分布

脂肪晶體在稀奶油體系中的分布與其黏附張力有關，可用結晶的潤濕性表征，通過測定結晶與油相及液體表面間的接觸角確定。通過式（1）計算黏附張力。

式中：、、分別為油-水、油-結晶、結晶-水的界面張力；為接觸角。

黏附張力與油-水界面張力關系如圖4所示，其中油相為無水乳脂，乳化劑為十二烷基硫酸鈉。為0°時，脂肪結晶完全不被油相潤濕；0°＜＜90°時，脂肪結晶沒有被油相潤濕的傾向，優先被水相潤濕，位于油-水界面外側，此時相鄰脂肪球間可能發生橋連絮凝，而并不形成部分聚結；90°＜＜180°時，脂肪結晶有被油相潤濕的傾向，根據界面的彎曲程度和結晶尺寸，晶體的邊緣可能較界面凸出幾十納米，此時相鄰脂肪球碰撞則可發生部分聚結；為180°時，結晶脂肪完全被油相潤濕。研究報道，稀奶油乳液中脂肪結晶的在120°～160°之間。脂肪結晶的黏附張力也與結晶速率有關，因而通過調整冷卻速率或復配不同熔點油相調整結晶速率可改變脂肪結晶的黏附張力，從而改變攪打特性。Ergun研究發現降溫速率為5 ℃/min或10 ℃/min時，脂肪結晶可被油相完全潤濕；結晶速率為3 ℃/min或1 ℃/min時，脂肪結晶被油相和水相兩相潤濕；結晶速率為0.1 ℃/min時，結晶主要被水相潤濕。

圖4 黏附張力與界面張力間的相關性[62]Fig. 4 Relationship between adhesion tension and interfacial tension[62]

4.1.3 脂肪結晶形態

脂肪結晶的晶形對脂肪球部分聚結效率的影響較為顯著。脂肪球中可能存在O、N（N1、N2）、L、M、K型5 種結晶類型（圖5）。其中，O型中無脂肪結晶或脂肪結晶較小無法觀察。N型為細長的“針狀”結晶形成的層狀結晶聚集體，其均勻地分布于脂肪球界面內側。N型結晶對部分聚結效率的影響與高出界面脂肪結晶的數量有關；N1型中僅有一個脂肪結晶高出界面，部分聚結概率為1×10，而N2型中部分聚結概率因為結晶數量的增加而增加，在1×10～1之間。L型為“片狀”結晶，脂肪球的部分聚結效率與結晶的潤濕性有關。當＞90°時，脂肪結晶優先被油相浸潤，但晶體邊緣可能會位于界面外側，較界面膜突出幾十納米，此時碰撞效率為1×10；＜90°時，結晶優先被水相浸潤，位于油-水界面外側，此時結晶可誘導脂肪球間橋聯絮凝的發生，但引起部分聚結的概率較低。M型為L型和N型的綜合體。當體系中存在水溶性乳化劑時，脂肪球內常形成K型結晶，此時碰撞后引起部分聚結的概率為1。

圖5 不同結晶類型脂肪球的示意圖[23]Fig. 5 Schematic representation of semi-crystalline globules with different types of crystal clusters[23]

脂肪球內結晶類型與脂肪種類、乳化劑類型、結晶歷史及結晶溫度有關。Moens等發現相同條件下，無水乳脂形成密集的針狀晶體網絡，而棕櫚油和棕櫚仁油形成較大的結晶簇。Davies等的研究表明，不同飽和度的單甘酯對質量分數40%花生油乳液結晶特性的影響不同。添加單油酸甘油酯后體系可形成少量的針狀結晶，單硬脂酸甘油酯和單棕櫚酸甘油酯的添加誘導體系形成較大的結晶，這些脂肪結晶雖位于油-水界面，但無明顯的針狀結晶，剪切后無法形成部分聚結。Liu Chunhuan等研究發現，貯藏溫度（4、20 ℃）對晶形及結晶片狀結構的影響較小，但對結晶動力學的影響較大，4 ℃和20 ℃時，脂肪結晶分別呈現出N型和L型結晶簇。目前尚無能清晰觀測微米級脂肪球內結晶形態的成像技術，一般研究中主要通過結晶動力學擬合或同步輻射X射線技術推測脂肪球內部的結晶形態。

4.1.4 固體（結晶）脂肪含量

固體脂肪可阻止脂肪球完全聚結形成新的脂肪球，液體脂肪可降低界面膜空間位阻或降低脂肪球間斥力從而促進脂肪球間的黏附，因此僅當稀奶油體系的固體脂肪含量在一定范圍內時脂肪球才可發生部分聚結。Pawar等發現固體脂肪質量分數（）為15%時，脂肪球剛性較小，與相鄰脂肪球接觸過程中在拉普拉斯壓力的作用下易完全聚結形成新的脂肪球。固體脂肪質量分數為30%～45%時，脂肪球剛性的增加可部分抵消拉普拉斯壓力誘導的形變，脂肪球發生部分聚結，在此范圍內，脂肪球形變程度隨固體脂肪含量的增加而下降。固體脂肪質量分數為50%時，脂肪球的剛性可完全抑制形變，因而不會發生部分聚結（圖6）。

圖6 固體脂肪含量對脂肪球部分聚結程度的影響[19]Fig. 6 Effect of solid fat content on the partial coalescence degree of two fat droplets[19]

4.2 界面特性

界面特性是影響攪打特性的另一關鍵因素，因為界面特性決定了脂肪球發生聚集和部分聚結的概率。在2.1.2節中已探討過體系無脂肪結晶時脂肪球界面特性與乳液穩定性間的相關性，本節不再贅述。除此之外，研究還發現，低溫條件下界面特性還可通過影響界面結晶特性進而對稀奶油的攪打特性產生影響，界面特性對結晶特性的影響主要與小分子乳化劑種類及其與蛋白的競爭吸附有關。小分子乳化劑可通過疏水作用誘導界面異相成核，使脂肪晶體平行于油-水界面，改變界面形態。Goibier等研究發現單甘酯可在油-水界面結晶，卻并未增加體系的部分聚結程度。Kim等發現單甘酯在油-水界面的結晶可增加稀奶油泡沫的硬度及起泡率，這可能與界面結晶會增加界面膜剛性及降低界面膜密度波動和排水速率有關。Davies等報道不飽和單甘酯可促進油相在油-水界面結晶，增加脂肪球的部分聚結概率。Munk等報道單不飽和單甘酯可引起脂肪球聚集，增加脂肪球部分聚結概率。也有研究表明，界面特性與固體脂肪含量的交互作用也會對攪打特性產生影響。Fuller等報道油-水界面以酪蛋白吸附為主時，固體脂肪含量增加會降低部分聚結速率；界面以吐溫-20吸附為主時，固體脂肪含量的增加可提高部分聚結的速率。總之，脂肪球的界面膜既需對貯藏過程中的應力具有穩定性，攪打時又可與氣泡表面及脂肪結晶發生相互作用，如此攪打稀奶油才能具有良好的品質。

4.3 液相蛋白特性

攪打起始階段氣泡首先由液相蛋白包裹，因而液相蛋白特性對攪打特性也有一定的影響。有研究報道，液相蛋白濃度增加，起泡率也相應增加。隨后脂肪球在氣泡表面吸附，氣泡表面蛋白膜的破裂為脂肪球在氣泡表面的黏附提供必要的界面條件。研究認為，氣泡界面蛋白膜的破裂與液相蛋白特性有關。Hotrum等報道，與-酪蛋白相比，-乳球蛋白和大豆球蛋白所形成的氣泡界面膜剛性更大，更易破裂。另一方面，脂肪球在氣泡表面的黏附也與液體油相在氣泡表面的潤濕鋪展有關，可根據式（2）計算鋪展系數（spreading coefficient，），當＞0時，液體油相可以在氣泡表面鋪展，此時脂肪球可黏附于氣泡表面。液相蛋白在氣泡表面的過量吸附可降低，抑制液體油相在氣泡表面鋪展，最終影響稀奶油泡沫的形成。

式中：、和分別為氣-水、油-水及油-氣界面張力。

此外，液相蛋白可影響連續相黏度。研究發現，液相蛋白濃度越高，連續相黏度越大，攪打稀奶油泡沫抵抗脫水收縮的能力也越強，因而泡沫穩定性有所增加。

5 結 語

我國攪打稀奶油的消費量增加迅猛，如何在保障其貨架期內品質穩定的同時最大限度地改善其攪打特性是當前乳品行業迫切需要解決的問題之一。攪打稀奶油體系組成復雜，不同成分間常存在交互作用，且其品質對乳源和加工工藝敏感，因此不同研究中的結論不盡相同，不能很好地指導攪打稀奶油的工業化生產。本文介紹了影響攪打稀奶油穩定性和攪打特性的因素，從機制層面闡述這些因素如何影響攪打稀奶油的品質，可為解決攪打稀奶油生產過程中遇到的實際問題提供一定的技術指導。