親水膠體及均質(zhì)對棗濁汁飲料穩(wěn)定性的影響

趙光遠 段倩 常楊 曹益恒 縱偉

ZHAOGuang-yuan DUAN Qian CHANG Yang CAO Yi-heng ZONGWei

（鄭州輕工業(yè)學院食品與生物工程學院，河南 鄭州 450002）

(School of Food and Biological Engineering,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou,Henan 450002,China)

棗為中國特產(chǎn)，含有豐富的營養(yǎng)成分，具有多種保健和食療作用，古人有“日食三棗、長生不老”之說，棗中的維生素含量為果中之冠，又號稱天然維生素丸。棗中的黃酮類和蘆丁含量均較高，黃酮可保護血管，蘆丁有降血壓效果，所以，鮮棗深受消費者青睞，更是心血管病人的保健食品。然而，鮮棗的鮮食季節(jié)很短，且不耐貯藏，將鮮棗加工成營養(yǎng)價值豐富的濁汁飲料，對棗資源的深度開發(fā)和利用具有重要意義，而有關(guān)鮮棗濁汁飲料的相關(guān)研究少見報道[1，2]。

鮮棗濁汁飲料中既有微粒形成的懸浮物，又有果膠、蛋白質(zhì)等形成的膠體粒子，另外還有脂類物質(zhì)這些混濁成分賦予了果蔬汁很好的感官品質(zhì)，并提供了豐富營養(yǎng)。然而，混濁果汁極易出現(xiàn)分層沉淀等現(xiàn)象[3]，影響其感官品質(zhì)。濁汁飲料懸浮穩(wěn)定性可以通過添加 V、均質(zhì)[6]或者添加親水膠體[7，8]得以改善，有研究者[9]還會把以上方法結(jié)合起來使用。VC可以防止蘋果汁中的由酚類物質(zhì)的氧化聚合增大尺寸造成的分層沉淀[5]；均質(zhì)可以減小果汁中顆粒尺寸而使其渾濁穩(wěn)定性增高[6]；親水膠體可以增加果汁的黏度以及改變懸浮顆粒的電荷性質(zhì)而增加渾濁穩(wěn)定性[8]。由于鮮棗濁汁飲料中含有的VC比蘋果汁高，所以不必再添加。

均質(zhì)及添加親水膠體雖在其他果蔬濁汁中多有使用報道[6-8]，但其對鮮棗濁汁飲料的渾濁穩(wěn)定性影響的研究未見報道。所以本試驗重點探討幾種親水膠體及均質(zhì)對鮮棗濁汁飲料穩(wěn)定性的影響，得到其應(yīng)用的相關(guān)工藝和參數(shù)，為鮮棗濁汁飲料的工業(yè)化提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 主要儀器設(shè)備與材料

紫外可見分光光度計：T6新世紀型，北京普析通用儀器有限責任公司；

電位分析儀：Zeta Plus型，美國布魯克海文儀器有限公司；

攪拌機：HR1704型，廣東飛利浦公司；

乳化機：ALM2型，法國Pierre Guerin公司；

高速冷凍離心機：HC-3618R型，安徽中科中佳科學儀器有限公司；

鮮棗：冬棗，購自鄭州果品市場；

黃原膠：山東阜豐發(fā)酵有限公司；

耐酸性羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）：食品級，上海山浦化工有限公司；

瓜爾膠、果膠：食品級，上海山浦化工有限公司；

卡拉膠：食品級，滕州市通達海藻工程技術(shù)有限公司。

1.2 棗混濁汁飲料的生產(chǎn)工藝

鮮棗→清洗去核→切片→熱處理（沸水）→打漿1 min（料水比1∶1(m∶V)）→膠磨(料水比 1∶3(m∶V))→酶解（50 ℃）→滅酶（沸水浴10 min）→離心（3 500 r/min，10 min）→調(diào)配→均質(zhì)→裝瓶→殺菌（沸水浴10min）→鮮棗汁飲料

1.3 親水膠體種類的選擇

選擇黃原膠、酸性CMC-Na、瓜爾膠、卡拉膠和果膠5種親水膠體作為鮮棗混濁汁的穩(wěn)定劑，并分別選擇3個添加量，在40℃下進行加速貯存試驗，通過測定貯存7 d后鮮棗汁的濁度、懸浮穩(wěn)定性、黏度和觀察添加不同穩(wěn)定劑的鮮棗汁的沉淀情況，確定飲料最佳穩(wěn)定劑種類及其用量，并進行復(fù)配，確定較好的復(fù)配比例。

1.4 均質(zhì)條件的研究

1.4.1 均質(zhì)溫度對鮮棗汁飲料懸浮穩(wěn)定性的影響 固定均質(zhì)壓力為25 MPa，均質(zhì)1次，考察均質(zhì)溫度對鮮棗汁飲料濁度保留率的影響。

1.4.2 均質(zhì)壓力對鮮棗汁飲料懸浮穩(wěn)定性的影響 固定鮮棗汁飲料的溫度為50℃，均質(zhì)1次，考查均質(zhì)壓力對鮮棗汁飲料濁度保留率的影響。

1.4.3 均質(zhì)次數(shù)對鮮棗汁飲料懸浮穩(wěn)定性的影響 固定鮮棗汁飲料溫度為50℃、均質(zhì)壓力為25MPa，考查均質(zhì)次數(shù)對鮮棗汁飲料濁度保留率的影響。

根據(jù)以上單因素試驗，采用三因素三水平進行正交試驗設(shè)計，研究均質(zhì)壓力、均質(zhì)溫度和均質(zhì)次數(shù)對鮮棗汁濁度的影響。

1.5 理化指標的測定方法

1.5.1 濁度的測定 參照文獻[3]。濁度以果汁在660 nm的吸光度表示。濁度保留率按(1)計算：

1.5.2 相對黏度的測定 用奧氏黏度計測定30℃時10 mL果汁樣品的流動時間t與相同條件下去離子水的流動時間t0，代入式(2)計算樣品黏度：

式中：

η——30℃時樣品的黏度，mPa.s；

ρ——30℃時樣品的密度（用比重瓶測定），g/mL；

ρ0——30℃時水的密度，0.995 7 g/mL；η0——30℃時水的黏度，0.800 7mPa.s。

1.5.3 果汁中懸浮顆粒Zeta電位的測定 測定Zeta可以探明果汁中懸浮顆粒的帶電性質(zhì)，帶同種電荷越多則斥力越大，果汁越穩(wěn)定，反之，果汁越不穩(wěn)定[5]。采用美國Zeta Plus電位分析儀根據(jù)文獻[10]測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 親水膠體對鮮棗濁汁飲料穩(wěn)定性的影響

2.1.1 單一親水膠體對穩(wěn)定性的影響 由表1可知，添加親水膠體可以明顯提高鮮棗汁體系的相對黏度和懸浮穩(wěn)定性，添加黃原膠的鮮棗汁，其相對黏度和濁度最大、懸浮穩(wěn)定性也最好，然而，當黃原膠添加量為0.07%時，就出現(xiàn)了鮮棗汁粘稠、流動性變差的問題。添加瓜爾膠和酸性CMC-Na的鮮棗汁，隨其添加量的增大鮮棗汁的懸浮穩(wěn)定性顯著提高，但當其添加量分別達到0.08%和0.09%時，鮮棗汁中仍有少量沉淀。添加卡拉膠的鮮棗汁，其添加量為0.02%和0.05%時，鮮棗汁體系的濁度均低于對照，并且在40℃貯存7 d后出現(xiàn)了大量的絮狀沉淀，添加果膠的鮮棗汁在40℃貯存7 d后也出現(xiàn)了較多的沉淀?？梢娞砑訂我坏挠H水膠體都不能達到比較滿意的效果。

表1 穩(wěn)定劑種類及其添加量對鮮棗汁穩(wěn)定性的影響Table1 Effectsofdifferenthydrocolloidsand the dosageson jujube juice stability

2.1.2 復(fù)合穩(wěn)定劑對穩(wěn)定性的影響 40℃加速貯存試驗結(jié)果表明，單一使用黃原膠粘稠度過大，鮮棗濁汁飲料的風味和口感均不好，故將黃原膠與穩(wěn)定效果較好、黏度較低的瓜爾膠和酸性CMC-Na進行兩兩復(fù)配，總添加量為0.08%，采用不同的復(fù)配比例，研究這兩種復(fù)配膠對飲料穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見圖1～3和表1。

圖1 復(fù)配膠對鮮棗濁汁飲料濁度的影響Figure1 Effectsof the cooperation ofhydrocolloidson turbidity

圖2 復(fù)配膠對鮮棗濁汁飲料濁度保留率的影響Figure2 Effectsof the cooperation ofhydrocolloids on turbidity retention rate

由圖1和圖2可知，黃原膠與酸性CMC-Na復(fù)配較黃原膠與瓜爾膠復(fù)配有更大的濁度和更好的懸浮穩(wěn)定性，并且其隨著復(fù)配比例的增大而增大，但變化不是很明顯，也就是說黃原膠與酸性CMC-Na復(fù)配能使鮮棗濁汁體系更穩(wěn)定。黃原膠與瓜爾膠復(fù)配的鮮棗濁汁飲料，原來的濁度較小、懸浮穩(wěn)定性較差，但隨著黃原膠加入量的增大，其濁度和懸浮穩(wěn)定性才得到明顯改善，這可能仍是依靠黃原膠的增稠作用來改善鮮棗濁汁飲料的穩(wěn)定性，并不能體現(xiàn)復(fù)配膠的優(yōu)勢，因此，選擇黃原膠與酸性CMC-Na復(fù)配。

由圖3可知，這兩種復(fù)配膠的黏度都隨著復(fù)配比例的增大而增大，而黃原膠與酸性CMC-Na復(fù)配的鮮棗濁汁飲料較黃原膠與瓜爾膠的有更大的黏度，為了防止黏度過大而導致鮮棗汁飲料的流動性差的問題，選擇黃原價與酸性CMC-Na的復(fù)配比例為1∶1。

由表2可知，鮮棗濁汁飲料懸浮顆粒的Zeta電位絕對值低于25 mV，顆粒間的靜電斥力小，不足以維持鮮棗汁體系的穩(wěn)定。添加黃原膠和酸性CMC-Na可以在很大程度上提高鮮棗濁汁飲料體系的Zeta電位絕對值，懸浮顆粒間產(chǎn)生了強的靜電斥力而阻止了顆粒由于聚集而引起的沉淀，但兩者Zeta電位絕對值仍低于25mV。黃原膠和酸性CMC-Na復(fù)配能產(chǎn)生協(xié)同作用，大大提高了鮮棗濁汁飲料體系的Zeta電位絕對值，為-25.84 mV，并增加了體系的黏度，進一步提高了體系的懸浮穩(wěn)定性，因而穩(wěn)定效果最好。

圖3 復(fù)配膠對鮮棗濁汁飲料黏度的影響Figure 3 Effectsof the cooperation ofhydrocolloids on the relative viscosity

表2 添加不同穩(wěn)定劑的鮮棗汁飲料中懸浮顆粒的Zeta電位Table2 Z-potentialof the jujube juice with differenthydrocolloid

2.2 均質(zhì)對鮮棗濁汁飲料穩(wěn)定性的影響

2.2.1 均質(zhì)溫度對懸浮穩(wěn)定性的影響 由圖4可知，經(jīng)過均質(zhì)的鮮棗汁飲料的濁度保留率都顯著高于對照（50.34%），均質(zhì)能顯著提高鮮棗汁飲料的懸浮穩(wěn)定性。當均質(zhì)溫度由30℃升至50℃時，鮮棗濁汁飲料的濁度保留率由74.90%升至88.45%，50℃時的濁度保留率最高，隨著溫度的繼續(xù)升高，濁度保留率逐漸下降?？梢娋|(zhì)溫度為50℃左右較理想。

圖4 均質(zhì)溫度對鮮棗濁汁飲料穩(wěn)定性的影響Figure4 Effectofhomogeneous temperatureon the stability of jujube cloudy juice

2.2.2 均質(zhì)壓力對懸浮穩(wěn)定性的影響 由圖5可知，經(jīng)過均質(zhì)的濁度保留率顯著高于對照。隨著均質(zhì)壓力的增大，鮮棗濁汁飲料的濁度保留率一直增大(持續(xù)增加)，當均質(zhì)壓力由10 MPa升至25 MPa時，鮮棗濁汁飲料的濁度保留率由67.66%升至85.09%，當均質(zhì)壓力增大到20 MPa時，隨著均質(zhì)壓力的增大，鮮棗濁汁飲料的濁度保留率增加趨勢變緩。以下正交試驗均質(zhì)壓力選用小于25MPa。

圖5 均質(zhì)壓力對鮮棗濁汁飲料穩(wěn)定性的影響Figure 5 Effectofhomogeneouspressureon the stabilityof jujube cloudy juice

2.2.3 均質(zhì)次數(shù)對懸浮穩(wěn)定性的影響 由圖6可知，濁度保留率隨均質(zhì)次數(shù)的增加，先增大后減小，均質(zhì)兩次時，鮮棗濁汁飲料的濁度保留率最高，為88.13%，而均質(zhì)1次時和均質(zhì)3次時分別為84.79%和76.92%。均質(zhì)能使混濁汁顆粒在擠壓、沖擊和失壓膨脹等的作用下進一步細化，均質(zhì)2次時鮮棗汁飲料的濁度保留率大于均質(zhì)1次的。

圖6 均質(zhì)次數(shù)對鮮棗濁汁飲料穩(wěn)定性的影響Figure6 Effectofhomogeneous timeson the stability of jujube cloudy juice

2.2.4 均質(zhì)正交試驗結(jié)果 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計正交試驗，考察一次均質(zhì)壓力、二次均質(zhì)壓力和均質(zhì)溫度對濁度保留率的影響，水平因素見表3，其結(jié)果見表4。

表3 正交因素水平表Table3 Three factors three levelsorthogonal table

表4 均質(zhì)對鮮棗濁汁飲料穩(wěn)定性的影響Table4 Effectsofhomogeneouson the stability of jujube cloudy juice

由表4可知，因素作用的主次順序為A>C>B，即第一次均質(zhì)壓力>均值溫度>第二次均質(zhì)壓力，最佳試驗條件是A3B3C2，即50℃均質(zhì)2次，第1次均質(zhì)壓力25 MPa，第2次均質(zhì)壓力為25MPa。

由方差分析和F檢驗（表5）可知，第1次均質(zhì)壓力對鮮棗濁汁飲料的濁度保留率影響顯著，第2次均質(zhì)壓力和均質(zhì)溫度的影響不顯著。

表5 正交試驗方差分析表Table5 Resultsofvariance analysis

均質(zhì)對果汁懸浮穩(wěn)定性的影響有雙重作用：①均質(zhì)能細化果汁中的懸浮顆粒，當均質(zhì)壓力和均質(zhì)次數(shù)在一定范圍內(nèi)增加會使其顆粒更小，有利于果汁穩(wěn)定性的保持；②果蔬汁是一種剪切—稀化流體，受到剪切作用時，其黏度會下降，當果汁中懸浮顆粒破碎成更小的顆粒后，即使停止剪切，果汁的黏度也不會恢復(fù)到剪切以前的水平[11]?？紤]到隨著均質(zhì)次數(shù)和均質(zhì)壓力的增加，果汁的黏度會下降，進而使鮮棗汁飲料在貯藏過程中沉降加快，導致其懸浮穩(wěn)定性變差，同時也會使鮮棗汁飲料中的VC等營養(yǎng)成分損失更多，因此，確定均質(zhì)的條件為50℃均質(zhì)1次，均質(zhì)壓力為25MPa。

3 結(jié)論

(1)單一使用黃原膠粘稠度過大，鮮棗濁汁飲料的風味和口感均不好，黃原膠與酸性CMC-Na復(fù)配生產(chǎn)的鮮棗濁汁飲料較黃原膠與瓜兒膠復(fù)配有更好的穩(wěn)定性，黃原膠與酸性CMC-Na復(fù)配的比例為1∶1，添加量為0.08%。

(2)黃原膠與酸性CMC-Na復(fù)配生產(chǎn)的鮮棗濁汁飲料較對照 (-17.08 mV)和單一使用黃原膠 (-22.79 mV)和酸性CMC-Na(-21.66mV)有更大的Zeta電位值(-25.84mV)。

(3)綜合考慮果汁的營養(yǎng)成分及渾濁穩(wěn)定性，均質(zhì)條件為50℃均質(zhì)1次，均質(zhì)壓力為25 MPa。

1 鄧士賢.大棗和構(gòu)祀的營養(yǎng)及藥用價值[J].食品研究與開發(fā),1994(3):34～37.

2 趙光遠，張歡歡，縱偉.酶法制備鮮棗混濁汁[J]，食品與發(fā)酵工業(yè)，2011（8）：195～199.

3 趙光遠，荊利強，張雪瑩，等.儲藏溫度和時間對混濁蘋果汁渾濁穩(wěn)定性的影響[J].食品與機械，2012,28(5)：159～162.

4 廖小軍,辛力.鮮榨蘋果汁工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)[J].食品工業(yè)科技,1999(6):58～59.

5 趙光遠，張露，許時嬰，等.蘋果渾濁汁貯藏過程中渾濁穩(wěn)定性的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2007，23(5):220～225.

6 陳麗平，王海鷗.酶解及均質(zhì)對香蕉漿料穩(wěn)定性的影響[J].食品工業(yè)科技，2004，25(8)：65～69.

7 Genovese D B,Lozano JE.The effect of hydrocolloids on the stability and viscosity of cloudy apple juices[J].Journal of Food Hydrocolloids,2001，15(1)1～7.

8 秦藍，許時嬰.不同的親水膠體對胡蘿卜混汁儲藏穩(wěn)定性的影響[J].無錫輕工大學學報，2003,2（3）：21～25.

9 趙光遠，李娜，縱偉，等.膠對混濁蘋果汁混濁穩(wěn)定性的影響[J].中國農(nóng)學通報，2007，23（2）129～133.

10 趙光遠，刁華娟，荊利強.制備不同分子量和不同酯化度蘋果果膠的研究[J].食品與機械，2011,27（6）：48～50.

11 何進武,黃惠華,涂宗財.渾濁胡蘿卜汁的流變特性研究[J].食品工業(yè),1997(4):10～12.