果膠對發酵乳品質影響的研究進展

楊利平，龍芷姣，許秋莉，王玫玫，曹華傳

深圳市晨光乳業有限公司（深圳 518000）

據統計顯示，我國每年消耗果膠1 500 t以上，其中約80%需要從國外進口，且進口果膠價格昂貴[1]。通常，0.2%～0.3%濃度的果膠可改善發酵乳的外觀、質地和風味等質量屬性，減少乳清分離并延長保質期[2]。果膠作為一種可溶性膳食纖維[3]，主要由α-1, 4糖苷鍵連接的半乳糖醛酸殘基構成，這些殘基被甲基部分乙酰化或酯化，果膠根據殘基與甲醇的酯化程度，酯化度高于50%的為高甲氧基果膠（high methoxyl pectin，HMP），反之為低甲氧基果膠（low methoxyl pectin，LMP）[4]。在食品工業中，果膠被食品和藥物管理局列入公認安全（GRAS）名單，是一種高價值的功能性食品成分[4-5]。由于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，因此果膠在果醬、發酵乳飲料、果味奶飲料和冰淇淋等食品中用作膠凝劑、增稠劑、乳化劑和穩定劑，改善稠度（增加黏度）的同時降低脫水收縮[6]。

發酵乳是以生牛（羊）乳或者乳粉為原料，經殺菌、發酵后制成的pH降低的產品，富含鈣、蛋白質、脂質、維生素和礦物質，具有多種健康益處和令人愉悅的口感[7]，在體重管理、乳糖不耐癥、免疫學效應、胃腸道或呼吸道疾病和牙齒健康方面是優選[8]。穩定劑將兩種或兩種以上的混合物均勻分散，使食物的質地變得平滑，添加到發酵乳中，能增強理想的特性，如黏度、外觀、口感以及質地[9]。果膠作為穩定劑，能夠形成一個三維網絡，復合牛奶成分并吸收介質中的最大水分，使發酵乳的黏度增加，在生產中，LMP的加入能減少乳清析出；添加HMP可改善發酵乳的膠體穩定性，穩定發酵乳的結構[10]。

1 果膠對發酵乳穩定性的影響

果膠加入到發酵乳中，可以提高發酵乳的堅實度、黏度和稠度，改善口感，延長貨架期，是果膠加工利用的有效途徑。由于HMP具有獨特的與蛋白質交互的性質，適宜于作為蛋白質溶液體系的穩定劑，可以預防由于牛奶蛋白質絮凝引起的沉降問題[11]，改善發酵乳的膠體穩定性，用于生產具有良好口感特性和較高黏度的發酵乳[12]。Jensen等[13]的研究表明，果膠在稀釋的酸化牛奶中通過靜電相互作用來影響酸乳的穩定性；吸附作用在pH≤5時發生，此時HMP的多糖鏈吸引表層酪蛋白顆粒，通過帶電的果膠鏈和HMP不帶電部分所形成的空間斥力來增加溶液穩定性[14]。Maroziene等[15]發現，在牛乳的自然酸度下添加HMP可能會引起相的分離，導致酪蛋白沉淀；LMP作為穩定劑添加到牛乳中，其在牛乳自然酸度下導致酪蛋白沉淀的趨勢小很多，但其穩定效率要遠遠低于HMP。果膠的半乳糖醛酸以及益生菌釋放的代謝物，如有機酸、谷胱甘肽、丁酸鹽和葉酸，都有助于提升發酵乳的抗氧化活性[16]。LMP主要維持發酵乳體系的電荷平衡，保持結構穩定和提高發酵乳的黏度、風味，改善食用體驗，隨著LMP水平的增加，細菌數量增多，有助于代謝產物的產生，導致更高的酸度以及抗氧化能力[8]。

2 果膠對發酵乳質構的影響

通過發酵乳稠度測試對攪拌型酸奶的質構特性進行分析，得到堅實度、稠度、黏度和顆粒指數。堅實度用來模擬測試探頭下壓過程中受到的最大力，硬度越高，表示發酵乳網狀結構形成越穩定。黏度用來模擬探頭回縮時所受的負向最大力，用于模擬表示酸奶樣品的內部黏合力。據劉新新等[17]研究發現，適當添加向日葵低酯果膠能夠增加發酵乳的黏度，相比于對照樣品，黏度提高54.5%。江楊[18]研究表明，適當添加蘋果果渣果膠會增強發酵乳中的凝膠網狀結構，提高發酵乳的穩定性，減少乳清析出，增加發酵乳的黏度；但過量添加反而會破壞凝膠骨架，影響凝膠網絡強度和稠度，降低發酵乳的黏度，無法顯示出發酵乳應有的質地。發酵山楂酒果膠的添加使發酵乳的堅實度和稠度顯著降低，略微降低發酵乳的顆粒指數；而浸泡山楂酒果膠的添加可以增強發酵乳中的凝膠網狀結構，提高發酵乳的穩定性，減少乳清析出，增加發酵乳的黏度[18]。LMP在發酵乳中的硬度和脫水收縮效應有關，添加LMP的發酵乳具有更高的彈性和凝膠強度，更高的模量（G’、G’’、G*）和復數黏度，G*的冪律參數已經證實了對發酵乳凝膠強度的影響[1]。據報道，LMP有助于水合果膠鏈相互滲透到蛋白質網絡中，促進凝固型發酵乳基質中形成混合凝膠[19]，由于存在可溶性固體，果膠可通過促進細菌生長來改善凝固型發酵乳的理化性質，如可溶性固形物、pH和酸度[20]。

3 果膠對發酵乳持水力的影響

持水力是指發酵乳樣品在受外力作用條件下，保持其原有水分與其添加水分的能力，代表了其產品質構質量的穩定性[21]。發酵乳的持水性與酪蛋白膠束有關，隨著發酵進行，pH逐漸降低，膠束穩定狀態改變，從而持水率降低[22]。添加向日葵低酯果膠發酵乳的持水率為71.1%，較對照樣品明顯提高9.38%[17]。山楂酒果膠的添加可以增強發酵乳的持水力，不會導致發酵乳蛋白凝膠網絡結構弱化[23]。LMP中帶負電荷的羧基和帶正電荷的酪蛋白相互作用，形成三維網絡，將水困在其中，形成一個剛性結構，抵抗流動，從而導致更高的持水能力，減少乳清損失，改善低脂發酵乳的硬度、流變學、質量和整體喜好[23]。

4 果膠對發酵乳感官的影響

發酵乳的感官評價一般從色澤口感、滋味氣味和組織狀態三個方面進行評價，發酵乳基本均勻一致、細膩潤滑、味道柔和、酸甜適中為最佳。盡管存在個體差異，感官評定仍是衡量產品接受度的最終依據[24]。研究發現，添加低濃度的蘋果果渣果膠會顯著提高凝固型發酵乳和攪拌型發酵乳的組織狀態；在0.025%～0.2%的添加量范圍內，浸泡山楂酒果膠的添加量越高，發酵乳的質地品質越好，凝乳變得更加均勻細膩，乳清析出顯著減少[18]。隨著發酵乳中添加LMP濃度（≤1.0%）的增加，乳清損失、視覺平滑度、甜味、酸味和質地的分數發生了提高，增加了感官喜好得分[20]。

5 結語

綜上所述，果膠的加入有助于改善發酵乳的品質，提高發酵乳的穩定性、減少乳清損失、提高黏度及質構、增強持水力，從而提升感官喜好。文章主要討論果膠對于發酵乳品質的影響，但果膠與其他添加劑復合使用，對發酵乳的影響尚不得知，可做進一步的研究，為消費者提供健康美味的產品。