不同乳化劑對中性乳飲料穩(wěn)定性的影響

文 / 王 慧 黑龍江省龍丹乳業(yè)科技股份有限公司

中性乳飲料一般是由蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、食用纖維（水溶性或不溶性）、淀粉類、維生素（水溶性或油溶性）及礦物質(zhì)等組成的營養(yǎng)性飲料。它是一種客觀不穩(wěn)定的分散體系，既有蛋白質(zhì)、果汁微粒形成的懸浮液，脂肪類物質(zhì)形成的乳濁液，又有以糖類、鹽類形成的真溶液。即使采用最先進(jìn)的加工機(jī)械和加工工藝，這一復(fù)雜體系也會發(fā)生不同程度的油層上浮、蛋白質(zhì)沉淀、色素凝聚等產(chǎn)品質(zhì)量問題，很難達(dá)到飲料的質(zhì)量要求。要解決這一問題，需要加入適量的乳化劑、增稠劑、品質(zhì)改良劑等食品添加劑，以使飲料穩(wěn)定。

本文通過測定樣品吸光度的方法，研究了不同親水疏水平衡值（Hydrophile-Lipophile Balance Number，HLB）的乳化劑對乳飲料穩(wěn)定性的影響，并確定了最佳復(fù)合方案。

圖1 乳飲料的制備工藝

表1 乳飲料基本配方

表2 乳化劑對牛乳飲料穩(wěn)定性的影響

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

生牛乳（龍丹集團(tuán)提供）；白砂糖、單干酯、蔗糖酯（HLB 15）、大豆磷脂、三聚甘油酯、SP 60、親水單干酯、卡拉膠：以上材料均為食用級。

1.1.2 儀器

均質(zhì)機(jī)、Heraeus臺式高速離心機(jī)、751-GW分光光度計(jì)、滅菌鍋。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 乳飲料制備工藝及基本配方

乳飲料的制備工藝如圖1所示，乳飲料的基本配方如表1所示。

1.2.2 樣品穩(wěn)定性系數(shù)的測定

將用不同單體乳化劑配置的乳飲料稀釋80 倍，用751分光光度計(jì)在540 nm波長下測定樣品吸光度A1。然后用離心機(jī)4000 rpm離心5 min，再測定離心后樣品的吸光光度值A(chǔ)2。設(shè)R（穩(wěn)定性系數(shù)）=A2/ A1，R≤1，R值越大，說明乳化劑的乳化性能越好。同時(shí)，進(jìn)行感官評價(jià)。

2 結(jié)果與討論

2.1 乳化劑對牛乳飲料穩(wěn)定性的影響

用吸光度值來衡量乳化劑乳化效果好壞的原理，主要是利用蛋白質(zhì)顆粒和脂肪球的雙折射現(xiàn)象。蛋白質(zhì)顆粒和脂肪球越小，分布越均勻，吸光度值就越大；蛋白質(zhì)顆粒和脂肪球越大，發(fā)生附聚的越多，分布越不均勻，吸光度值就越小。單體乳化劑乳化效果試驗(yàn)的結(jié)果見表2。

由表2可以看出，沒有添加乳化劑的樣品的R值小于任何添加乳化劑的樣品的R值，這說明，乳化劑的添加可以改善牛乳飲料的穩(wěn)定性。依據(jù)R值的大小和感官評價(jià)，蔗糖酯（SE-15）、大豆磷脂和三聚甘油酯單體乳化劑制備的牛乳飲料的穩(wěn)定性和感官評價(jià)較好。大豆磷脂不僅乳化性能強(qiáng)，而且還是一種營養(yǎng)強(qiáng)化劑，具有一定的保健功效。但由于其價(jià)格較高，且略有豆腥味，不宜在普通牛乳飲料中使用。SP-60有異味，風(fēng)味較差，且有澀感，不宜單獨(dú)使用。單甘酯是乳化劑中應(yīng)用面最廣，用量最大的品種，它具有優(yōu)良的乳化能力和耐高溫性能，又由于其本身乳化性能很強(qiáng)，能發(fā)生“自身乳化”，也可作為O/W型乳化劑，具有一種較高的虛假HLB值（7.2）。

2.2 乳化劑在牛乳飲料中的作用機(jī)理

乳化劑是一類具有極性的親水基和非極性的親油基的表面活性物質(zhì)，能分別吸附在油和水這2 種互相排斥的相面上，形成薄分子層，降低兩相的界面張力，從而使原來互不相溶的物質(zhì)得以均勻混合。

乳化劑乳化能力的差別一般用“親水親油平衡值”（HLB值）表示。一般情況下，HLB值越小親油性越強(qiáng)，HLB值越大親水性越強(qiáng)。

牛乳飲料中主要的不穩(wěn)定物質(zhì)是脂肪（易上?。┖偷鞍踪|(zhì)（易沉淀）。脂肪與水互不相溶，易發(fā)生分離而出現(xiàn)分層現(xiàn)象，特別是經(jīng)過UHT殺菌后，脂肪與水更易發(fā)生分離[4]。另外，乳飲料生產(chǎn)過程中經(jīng)過一系列高溫處理，蛋白質(zhì)大多發(fā)生變性，使本來埋藏在蛋白質(zhì)內(nèi)部的疏水基團(tuán)被更多地轉(zhuǎn)移到分子的表面，這些疏水基團(tuán)與水分子有相互排斥的作用。在此作用力下，蛋白質(zhì)就變?yōu)榍蛐螤顟B(tài)而存在于水相中。所以，沒有添加乳化劑的乳飲料體系中的微?；旧铣是蛐螤顟B(tài)，是不穩(wěn)定的。當(dāng)在牛乳飲料中加入乳化劑后，乳化劑在油/水界面形成了界面膜，以使界面上帶有一定量的電荷或者降低油/水界面張力作用等不同的方式使油/水的乳狀液比較穩(wěn)定，阻止了油滴的相互結(jié)合。此外，乳化劑能與蛋白質(zhì)顆粒及其它粒子相互作用，它們以絡(luò)合等方式聚集到保護(hù)的粒子上，使被保護(hù)粒子的電荷或其溶劑化膜增強(qiáng)或者兩者同時(shí)增強(qiáng)；有的還與增稠穩(wěn)定劑在乳飲料液中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以支持顆粒。這些作用都能一定程度地阻止顆粒互相結(jié)合變大，維持乳飲料的穩(wěn)定。但由于蛋白質(zhì)的顆粒較大，單靠乳化劑的乳化作用還不足以完全穩(wěn)定，一般還需與具有懸浮作用的物質(zhì)（主要是各種食用膠體）配合使用，方能達(dá)到完全穩(wěn)定的效果。

2.3 乳化劑的選擇和使用原則

對于簡單的油/水體系而言，對乳化劑的選擇和應(yīng)用的判定，先是根據(jù)其是W-O或O-W乳狀液，再根據(jù)各種乳化劑的HLB值來選擇即可。然而，對于復(fù)雜體系，如牛乳飲料這樣含有碳水化合物和蛋白質(zhì)的體系，HLB值就只能作為一個(gè)選擇乳化劑的重要依據(jù)，而不是唯一的依據(jù)。在牛乳飲料中選擇乳化劑還需考慮牛乳飲料的含乳量、飲料的pH值、熱處理情況以及牛乳飲料中添加的其它膠體物質(zhì)等方面綜合的情況[2,4]。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)得出2 個(gè)主要結(jié)論：一是乳化劑的添加可以改善牛乳飲料的穩(wěn)定性；二是在單甘酯（HLB 3.8）、蔗糖酯（SE-15）、大豆磷脂、三聚甘油酯、SP-60這幾種牛乳飲料中常用的乳化劑中，蔗糖酯（SE-15）、大豆磷脂和三聚甘油酯單體乳化劑制備的牛乳飲料的穩(wěn)定性和感官評價(jià)較好。

[1] 中國食品添加劑生產(chǎn)應(yīng)用工業(yè)協(xié)會. 食品添加劑手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1999.

[2] 劉福林，劉鳳華. 植物蛋白飲料穩(wěn)定性的探討.飲料工業(yè)， 1999（1）：29-41.

[3] 趙培城，倪裕強(qiáng). 豆奶乳化與增稠. 食品與發(fā)酵工業(yè)，1993（1）：32-35.

[4] 曾友明，丁泉水. 牛乳飲品中乳化劑的作用及其選用原則. 中國食品添加劑，2003（5）：58-61.

[5] 凌關(guān)庭. 食品乳化劑及其進(jìn)展. 糧食與油脂，1998（4）：39-44.