圓苞車前子在發(fā)酵乳飲料中的應(yīng)用研究

荊培培

（內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)） 股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 011500）

圓苞車前子（Plantago ovata Forsk）為車前科車前屬圓苞車前的干燥成熟種子[1]。車前子具有藥蔬兼用、醫(yī)食同源之性，被衛(wèi)生部列為可用于保健食品的物品。車前子中主要分離的多糖類成分為車前黏液質(zhì)或車前子膠[2]。其主要有效成分為車前子膠，為一種酸性多糖黏液質(zhì)，由D-木糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖醛酸、L-鼠李糖、D-半乳糖組成。

發(fā)酵乳飲料多采用二次配料，因此對(duì)該產(chǎn)品的穩(wěn)定體系有較高的要求，目前常用的穩(wěn)定劑有CMC（羧甲基纖維素）、刺槐豆膠、瓜爾豆膠、大豆多糖、果膠和卡拉膠等，主要作用是保護(hù)體系中的蛋白質(zhì)以耐受加工中的各種熱，減少由于各種組分共存所引起的沉淀可能性，提高產(chǎn)品耐剪切性，保證產(chǎn)品穩(wěn)定性[3]。研究發(fā)現(xiàn)，酸性乳酸菌飲料中大豆多糖、果膠具有良好的穩(wěn)定作用，CMC和黃原膠在胡蘿卜汁乳酸菌飲料中的穩(wěn)定性也有研究[4-6]。車前子多糖是車前子中主要的有效成分，作為一種新型的親水性膠體，在乳品中應(yīng)用研究并不多。

通過(guò)對(duì)圓苞車前子粉耐酸性、耐熱性、耐剪切和生產(chǎn)工藝條件的摸索，確定其在生產(chǎn)發(fā)酵乳飲料的最佳工藝條件，為圓苞車前子粉在發(fā)酵乳飲料中的應(yīng)用提供理論數(shù)據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 材料

鮮牛乳 （蛋白質(zhì) 2.9～3.1 g，脂肪 3.1～3.3 g），呼和浩特市蒙牛乳業(yè)有限公司提供；圓苞車前子粉，北京四品國(guó)際貿(mào)易有限公司提供；CHOOZIT型Ma 14發(fā)酵劑（乳酸乳球菌乳酸亞種、乳酸乳球菌乳脂亞種），杜邦公司提供；白砂糖，市售一級(jí)；乳酸，河南金丹公司提供；檸檬酸，山東濰坊英軒公司提供。

1.2 儀器

IKA T25型攪拌器、APV型均質(zhì)機(jī)、恒溫水浴鍋、ESCO SVE-6A1型操凈臺(tái)、METTLER TOLEDO PG6002-S型天平、LS 13320型激光衍射粒度儀，美國(guó)Beckman Coulter公司產(chǎn)品；LUMiSizer 65X型全功能穩(wěn)定性分析儀，德國(guó)LUM公司產(chǎn)品；MCR302型流變儀，奧地利Anton Paar公司產(chǎn)品。

1.3 圓苞車前子粉特性研究

黏度檢測(cè)方法均采用MCR302型流變儀配套的CC27/T200/AL標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)，將樣品（約15 mL）倒入體積約為30 mL的測(cè)量杯中，使用配套的直徑為30 mm的轉(zhuǎn)子，采用勻速升降速度的方法檢測(cè)樣品。樣品測(cè)試溫度為25℃，剪切速率為0～100 s-1，取樣點(diǎn)間隔為5 s-1。

1.3.1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)黏度的影響

配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%，0.5%，0.8%，1.0%，1.5%的圓苞車前子粉溶液，在50℃恒溫水浴加熱30 min，后降至室溫，檢測(cè)黏度變化。

1.3.2 溫度對(duì)圓苞車前子粉溶液黏度的影響

配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的圓苞車前子粉溶液，分別在25，50， 75，95℃恒溫水浴加熱30 min，后降至室溫，檢測(cè)黏度變化。

1.3.3 低pH值對(duì)圓苞車前子粉溶液黏度的影響

配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的圓苞車前子粉溶液，在50℃恒溫水浴加熱30 min，后降至室溫，用稀酸調(diào)其pH值為2.0，3.0，3.5，4.0，5.0，檢測(cè)黏度變化。

1.3.4 不同剪切力對(duì)圓苞車前子粉溶液黏度的影響

配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的圓苞車前子粉溶液，在50℃恒溫水浴加熱30 min，后降至室溫，經(jīng)過(guò)均質(zhì)機(jī)10，15，20，25 MPa剪切后，檢測(cè)黏度變化。

1.4 圓苞車前子粉在發(fā)酵乳飲料應(yīng)用

1.4.1 工藝流程

發(fā)酵乳基料制備：配料→預(yù)熱→均質(zhì)→接種→發(fā)酵→破乳→冷卻→備用；

圓苞車前子粉與白砂糖混合溶液制備：預(yù)熱→化料→冷卻→備用；

發(fā)酵乳基料與糖液混合→調(diào)酸→二次均質(zhì)→灌裝→成品。

1.4.2 操作要點(diǎn)

（1）配料?；蠝囟?0℃，轉(zhuǎn)速1 000 r/min，高速剪切10 min。

（2）均質(zhì)。目的是使料液充分均勻混合，防止出現(xiàn)脂肪上浮，提高乳液的穩(wěn)定性及黏稠度，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，確定均質(zhì)溫度50℃，均質(zhì)壓力20 MPa。

（3）殺菌。殺菌目的是殺死料液中微生物，以得到組織狀態(tài)和口感良好的產(chǎn)品。當(dāng)殺菌溫度過(guò)低及殺菌時(shí)間太短致使微生物不能被完全殺死，將導(dǎo)致產(chǎn)品有乳清析出，或產(chǎn)品呈渣狀；溫度過(guò)高、時(shí)間延長(zhǎng)又可導(dǎo)致牛奶中的酪蛋白變性嚴(yán)重，牛奶發(fā)酵不易凝固，甚至可引起牛奶褐變，進(jìn)而增加生產(chǎn)成本。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，確定殺菌溫度為95℃，殺菌時(shí)間5 min的效果最優(yōu)。

（4）發(fā)酵。試驗(yàn)采用CHOOZIT型Ma 14發(fā)酵劑，接種量0.05%，發(fā)酵溫度31℃。

（5）圓苞車前子粉與白砂糖混合溶液制備。用白砂糖與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度圓苞車前子粉（0.3%，0.5%，0.8%，1.0%）混合，加入到50℃水中，充分溶解，經(jīng)95℃，5 min殺菌，備用。

（6）混合。發(fā)酵基料與圓苞車前子粉與白砂糖混合溶液混合。

（7）調(diào)酸。用乳酸和檸檬酸，質(zhì)量比為1∶3，調(diào)整pH值為3.2。

（8）二次均質(zhì)。均質(zhì)溫度20℃，均質(zhì)壓力20MPa，保證最終產(chǎn)品品質(zhì)均一穩(wěn)定。

（9）冷卻。冷卻至10℃，灌裝。

1.5 產(chǎn)品穩(wěn)定性檢測(cè)

1.5.1 離心沉淀穩(wěn)定性

離心管中，稱取一定質(zhì)量（G）的待測(cè)樣，以轉(zhuǎn)速3 600 r/min離心15 min后，棄去上清液，放置烘箱中烘干，稱取底部沉淀質(zhì)量（G1），將離心沉淀率作為發(fā)酵飲料沉淀穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。

1.5.2 粒徑檢測(cè)

飲料中顆粒的大小與區(qū)間分布，能夠反映產(chǎn)品穩(wěn)定性好壞。采用BECKMAN激光衍射粒度儀，方法：流動(dòng)相水，泵速50%；模塊：RF 7801d（pids），進(jìn)樣量5 μL，清洗3次，每次8 s，檢測(cè)范圍0.04～2 000 μm，循環(huán)檢測(cè)時(shí)間60 s。

1.5.3 Lumisizer disipersion analyser分析儀檢測(cè)

將待檢樣品裝入2 mm的樣品皿中，同批次的不同樣品裝入量需保持一致，樣品在裝入的過(guò)程中不得產(chǎn)生氣泡，否則會(huì)影響透光率，進(jìn)而影響穩(wěn)定性圖譜。LUM穩(wěn)定性分析儀的離心速率同樣選擇轉(zhuǎn)速4 000 r/min，譜圖線條數(shù)設(shè)定為255條，譜圖間隔時(shí)間為10 s，測(cè)樣溫度設(shè)定為20℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 圓苞車前子粉特性研究

2.1.1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)圓苞車前子粉黏度的影響

圖1 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)黏度的影響

從圖 1中可以看出，圓苞車前子粉的黏度隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.8%時(shí)，黏度增加明顯；當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)到達(dá)1.0%時(shí)，黏度有膠團(tuán)出現(xiàn)。

2.1.2 溫度對(duì)圓苞車前子粉黏度的影響

溫度對(duì)黏度的影響見(jiàn)圖2。

圖2 溫度對(duì)黏度的影響

從圖2中可以看出，50～75℃時(shí)黏度有所增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)95℃時(shí)黏度有所下降。

2.1.3 低pH值對(duì)圓苞車前子粉黏度的影響

低pH值對(duì)黏度的影響見(jiàn)圖3。

圖3 低pH值對(duì)黏度的影響

從圖3中可以看出，pH值2.0～3.0時(shí)黏度有所下降，pH值3.0～5.0時(shí)黏度變化不大。

2.1.4 剪切力對(duì)圓苞車前子粉黏度的影響

剪切力對(duì)黏度的影響見(jiàn)圖4。

圖4 剪切力對(duì)黏度的影響

從圖4中可以看出，黏度隨著均質(zhì)壓力增大而降低，當(dāng)均質(zhì)壓力達(dá)到20 MPa時(shí)，黏度降低比較明顯。

2.2 發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性研究

2.2.1 離心沉淀穩(wěn)定性

離心沉淀見(jiàn)表1。

從表1可以看出，添加量0.8%的樣品離心沉淀率最低為0.844%，添加量0.3%的樣品離心沉淀率最高為1.41%，說(shuō)明添加0.8%樣品的離心沉淀穩(wěn)定性最好。

2.2.2 粒徑檢測(cè)穩(wěn)定性

圓苞車前子粉添加量0.3%見(jiàn)圖5，圓苞車前子粉添加量0.5%見(jiàn)圖6，圓苞車前子粉添加量0.8%見(jiàn)圖7，圓苞車前子粉1.0%添加量見(jiàn)圖8。

表1 離心沉淀

圖5 圓苞車前子粉添加量0.3%

圖6 圓苞車前子粉添加量0.5%

圖7 圓苞車前子粉添加量0.8%

圖8 圓苞車前子粉添加量1.0%

飲料中粒徑的大小區(qū)間分布，能夠反映產(chǎn)品穩(wěn)定性好壞。利用激光衍射粒度儀檢測(cè)結(jié)果如圖8，添加量0.3%的平均粒徑為1.212 μm，添加量0.5%的平均粒徑為0.896 μm，添加量 0.8%的平均粒徑為0.766 μm，添加量1.0%的平均粒徑為0.827 μm，添

圖9 圓苞車前子粉添加量0.3%

圖11 圓苞車前子粉添加量0.8%

從圖9～圖12可以看出，0.8%添加量的透光率相對(duì)低，說(shuō)明產(chǎn)品在貨架期內(nèi)相對(duì)均一穩(wěn)定。

3 結(jié)論

（1）質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)黏度影響很大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.8%時(shí)黏度是18 MPa·s，最適溶解溫度為50℃，最適均質(zhì)壓力為20 MPa；低pH值對(duì)黏度影響不大，適合在發(fā)酵乳等低pH值產(chǎn)品中應(yīng)用。

（2）圓苞車前子粉添加量為0.8%，在50℃水中溶解圓苞車前子粉，在50℃下均質(zhì)壓力20 MPa進(jìn)行一次均質(zhì)，在95℃，5 min條件下殺菌，發(fā)酵溫度為32℃，調(diào)整pH值為3.2，在20℃，20 MPa條件下進(jìn)行二次均質(zhì)，即可得到優(yōu)質(zhì)嗜溫性乳酸菌發(fā)酵的乳飲料，說(shuō)明圓苞車前子粉可以應(yīng)用到發(fā)酵乳飲料的生產(chǎn)中，其工業(yè)化應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。加量0.8%時(shí)粒徑最小，分布均勻一些。

2.2.3 Lumisizer disipersion analyser分析儀檢測(cè)

圓苞車前子粉添加量0.3%見(jiàn)圖9，圓苞車前子粉添加量0.5%見(jiàn)圖10，圓苞車前子粉添加量0.8%見(jiàn)圖11，圓苞車前子粉添加量1.0%見(jiàn)圖12。

圖10 圓苞車前子粉添加量0.5%

圖12 圓苞車前子粉添加量1.0%