海紅果發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定效果的研究

佟晨 何浩芳 李佳瑤 楊冀露 李書啟

摘? 要：選擇海藻酸鈉、果膠、黃原膠、CMC-Na、明膠和卡拉膠等6種穩(wěn)定劑，采用單因素和正交試驗(yàn)方法，探究不同穩(wěn)定劑對(duì)海紅果發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定效果的影響。結(jié)果表明，在6種穩(wěn)定劑添加量均為0.1%時(shí)，對(duì)海紅果發(fā)酵乳飲料的穩(wěn)定效果較好的4種穩(wěn)定劑分別為：果膠、黃原膠、海藻酸鈉和CMC-Na;4種穩(wěn)定劑復(fù)合的穩(wěn)定劑的最佳添加量為：果膠濃度0.25%，黃原膠0.1%，海藻酸鈉0.15%，CMC-Na0.6%，自然沉降率為5.22%。說明該復(fù)合穩(wěn)定劑可有效提高海紅果乳飲料的穩(wěn)定性能。

關(guān)鍵詞：海紅果;乳飲料;正交試驗(yàn);穩(wěn)定劑

中圖分類號(hào) TS201.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）13-0039-04

Abstract：In this experiment，sodium alginate，pectin，xanthan gum，cmc-na，gelatin and carrageenan were selected as four stabilizers with better stabilization effect on fermented milk beverage of sea red fruit. The effects of different stabilizers on fermented milk beverage of sea red fruit were investigated by single factor and orthogonal test. The results showed that when the added amount of six stabilizers was 0.1%，the four stabilizers with better stabilization effect on the fermented milk beverage of sea red fruits were pectin，xanthan gum，sodium alginate and cmc-na. The optimal addition amount of stabilizer obtained after the combination of the four stabilizers was as follows：pectin concentration was 0.25%，xanthan gum concentration was 0.1%，sodium alginate concentration was 0.15%，cmc-na concentration was 0.6%，and natural sedimentation rate was 5.22%，indicating that the composite stabilizer could effectively improve the stability of haihong fruit milk beverage.

Key words：Malus micromalus Makino;Milk drink;Orthogonal experiment;Stabilizer

海紅果屬薔薇科蘋果屬滇池海棠系的西府海棠種，是我國特有的果樹品種，具有抗寒耐旱、病蟲害少、生命力頑強(qiáng)等特性[1]，主要分布于我國晉、陜、蒙3?。▍^(qū)）交界處的黃土丘陵溝壑地區(qū)[2]。海棠果的花、根、果實(shí)均可入藥，能祛風(fēng)濕、平肝，主治風(fēng)濕疼痛、疏通筋骨、腳氣水腫、吐瀉所引起的轉(zhuǎn)筋、婦女不孕以及尿道感染等癥[3]?，F(xiàn)代研究表明，海紅果中富含總酸、單寧以及黃酮，并含有16種氨基酸[4]，營養(yǎng)價(jià)值高，是一種藥食兩用的果實(shí)，用途較廣[5]。

在活性乳酸菌飲料生產(chǎn)的過程中，由于乳酸菌的持續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)品的pH不斷下降，所含有的酪蛋白高度不穩(wěn)定，極易發(fā)生分層及沉淀，即穩(wěn)定效果不佳[6]。為此，本實(shí)驗(yàn)以海紅果為主要原料，制作海紅果發(fā)酵乳飲料，主要研究不同穩(wěn)定劑對(duì)海紅果發(fā)酵乳穩(wěn)定性的影響，以期為海紅果的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論指導(dǎo)，提高其綜合利用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 海紅果，購自于山西忻州。全脂奶粉、白砂糖：購自超市;檸檬酸（食品級(jí)）、卡拉膠、明膠、果膠、海藻酸鈉、黃原膠、羧甲基纖維素鈉：分析純，市售;乳酸菌：北京川秀科技有限公司。

1.2 主要儀器 PX-300B型培養(yǎng)箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;878A多功能攪拌機(jī)：常州國華電器有限公司;JJ-56均質(zhì)機(jī)：廊坊市盛通機(jī)械有限公司坊市。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 海紅果發(fā)酵乳飲料工藝流程 海紅果→清洗去核去殼→打漿→過濾（海紅果果汁）→復(fù)原乳→復(fù)配→均質(zhì)→殺菌→冷卻至室溫→接菌→發(fā)酵→冷卻。

1.3.2 穩(wěn)定劑的篩選 將添加黃原膠、海藻酸鈉、明膠、果膠、卡拉膠、CMC-Na濃度均為0.1%的6瓶酸奶，發(fā)酵后靜置于4℃冰箱中，30d后觀察并測定其自然分層率，比較其穩(wěn)定性能，篩選出其中穩(wěn)定效果較好的穩(wěn)定劑。

1.3.3 穩(wěn)定劑單因素實(shí)驗(yàn)

1.3.3.1 果膠 分別添加0.05%、0.1%、0.15%、0.2%和0.25%的果膠，制作活性乳酸菌飲料，冷藏30d后分別測定其自然分層率，重復(fù)3次取平均值。

1.3.3.2 黃原膠 分別添加0.05%、0.1%、0.15%、0.2%和0.25%的黃原膠，制作活性乳酸菌飲料，冷藏30d后分別測定其自然分層率，重復(fù)3次取平均值。

1.3.3.3 海藻酸鈉 分別添加0.01%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%的海藻酸鈉，制作活性乳酸菌飲料，冷藏30d后分別測定其自然分層率，重復(fù)3次取平均值。

1.3.3.4 CMC-Na 分別添加0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%的CMC-Na，制作活性乳酸菌飲料，冷藏30d后分別測定其自然分層率，重復(fù)3次取平均值。

1.3.4 穩(wěn)定劑的復(fù)配試驗(yàn) 分別選擇果膠、黃原膠、海藻酸鈉、CMC-Na等4種穩(wěn)定劑，根據(jù)L9（34）正交表設(shè)計(jì)4因素3水平的正交試驗(yàn)，以海紅果發(fā)酵乳飲料的自然分層率為檢測指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果 選取不同穩(wěn)定劑，濃度均為0.1%，制作海紅果發(fā)酵乳飲料，放置30d后，測定其自然沉降率，篩選出合適的穩(wěn)定劑進(jìn)行單因素測定，篩選結(jié)果見圖1。由圖1可知，不同穩(wěn)定劑對(duì)于海紅果發(fā)酵乳飲料的穩(wěn)定效果不同，其中，效果較好的有果膠、黃原膠、CMC-Na、海藻酸鈉4種，而卡拉膠和明膠對(duì)乳飲料穩(wěn)定效果不佳，推測可能是由于其分子結(jié)構(gòu)的差異所致。故選取前4種穩(wěn)定劑做后續(xù)單因素實(shí)驗(yàn)。

2.2 果膠對(duì)海紅果發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性的影響 果膠屬于陰離子多糖，可與帶正凈電荷的酪蛋白發(fā)生絡(luò)合作用，吸附在酪蛋白的表面形成保護(hù)膜，利用它們之間的靜電排斥力或空間位阻作用防止酪蛋白的聚集沉淀，從而提高酸性乳飲料產(chǎn)品的穩(wěn)定性[8-9]。由圖2可知，海紅果發(fā)酵乳飲料的自然分層率隨著果膠濃度的增大而下降，當(dāng)添加量超過0.15%后，分層率下降緩慢，這主要是因?yàn)橛靡园业鞍祝S持體系穩(wěn)定的果膠的量已經(jīng)足夠。當(dāng)果膠濃度為0.25%時(shí)，沉降率最小為11.92%，因而選擇果膠添加量為0.15%、0.2%、0.25%的果膠添加量進(jìn)行后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)。

2.3 黃原膠對(duì)海紅果發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性的影響 由圖3可知，隨著黃原膠添加量的增加，海紅果發(fā)酵乳飲料的自然分層率迅速下降并趨于平緩，并在0.25%時(shí)達(dá)到最小值14.75%，但此時(shí)產(chǎn)品的口感粘稠度亦會(huì)增大、糊口。綜合成本因素及穩(wěn)定性考慮，選擇0.1%、0.15%、0.2%的黃原膠添加量進(jìn)行后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)。

2.4 海藻酸鈉對(duì)海紅果發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性的影響 由圖4可知，隨著海藻酸鈉濃度的增加，海紅果發(fā)酵乳飲料的分層率呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢，并當(dāng)濃度達(dá)到0.15%后，沉淀率沒有太大改變?？梢酝茰y，海藻酸鈉在酪蛋白上的吸附可能存在一個(gè)臨界吸附量，當(dāng)達(dá)到這個(gè)濃度后體系趨于穩(wěn)定，在海藻酸鈉0.2%的時(shí)候沉降率達(dá)到最小值14.58%。因此，選擇海藻酸鈉0.05%、0.1%、0.15%3個(gè)濃度進(jìn)行后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)

2.5 CMC-Na對(duì)海紅果發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性的影響 由圖5可知，CMC-Na的濃度為0.03%時(shí)，分層率較高，體系失穩(wěn)，隨著濃度增加，分層率逐漸減小。這是因?yàn)?，?dāng)CMC-Na濃度增加時(shí)，有足夠多的CMC-Na吸附乳飲料中的酪蛋白，即此時(shí)CMC-Na提供了充分的空間位阻作用使體系趨于穩(wěn)定狀態(tài)，從而避免了1個(gè)CMC-Na分子與多個(gè)酪蛋白膠粒之間發(fā)生架橋絮凝，導(dǎo)致體系失穩(wěn)[10-11]。當(dāng)CMC-Na的濃度為0.15%時(shí)海紅果發(fā)酵乳飲料的沉降率為12.50%，由于此時(shí)海紅果發(fā)酵乳飲料口感偏澀且不夠清爽。因此，選擇添加量為0.06%、0.09%、0.12%進(jìn)行后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)。

2.6 復(fù)合穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果

2.6.1 復(fù)合穩(wěn)定劑的最優(yōu)參數(shù) 正交實(shí)驗(yàn)極差分析結(jié)果列于表2。從表2可以看出，以果膠、黃原膠、海藻酸鈉、CMC-Na為考察因素，以自然沉降率為指標(biāo)，對(duì)海紅果乳飲料的自然沉降率影響最大的1個(gè)因素是果膠，其次是黃原膠，CMC-Na對(duì)海紅果發(fā)酵乳飲料的沉降率影響不是很大，影響最小的是海藻酸鈉;最終得到的最優(yōu)參數(shù)為A3B1C3D1，即果膠濃度為0.25%，黃原膠濃度為0.1%，海藻酸鈉濃度為0.15%，CMC-Na濃度為0.6%。

2.6.2 差異顯著性 在方差分析中，因各實(shí)驗(yàn)無重復(fù)，故以最小平方和列作為誤差列，在a=0.05的情況下，進(jìn)行F檢驗(yàn)，結(jié)果見表3。由表3可知，果膠的添加量對(duì)海紅果乳飲品的沉降率影響是顯著的，而黃原膠、海藻酸鈉和CMC-Na的添加量對(duì)其影響則不顯著。在最優(yōu)條件組合時(shí)，海紅果發(fā)酵乳飲料的沉降率達(dá)到5.22%，優(yōu)于正交實(shí)驗(yàn)各條件所得沉淀率。通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步確定了正交實(shí)驗(yàn)所得的最優(yōu)條件組合的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論

（1）當(dāng)黃原膠、果膠、明膠、卡拉膠、海藻酸鈉、CMC-Na等6種穩(wěn)定劑單獨(dú)添加，添加量均為0.1%時(shí)，穩(wěn)定效果較好的有果膠、黃原膠、海藻酸鈉以及CMC-Na等4種。

（2）采用正交試驗(yàn)方法研究果膠、明膠、海藻酸鈉以及CMC-Na等4種不同濃度的配比對(duì)海紅果發(fā)酵乳飲料穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明，果膠濃度為0.25%，黃原膠濃度為0.1%，海藻酸鈉濃度為0.15%，CMC-Na濃度為0.6%時(shí)的穩(wěn)定性最好，且果膠濃度的變化對(duì)海紅果發(fā)酵乳飲料的穩(wěn)定性有顯著影響。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，使用此復(fù)合穩(wěn)定劑處理的海紅果發(fā)酵乳飲料在4℃條件下儲(chǔ)藏30d后，自然沉降率僅為5.22%。

（3）該復(fù)合穩(wěn)定劑可有效提高乳飲料的穩(wěn)定性能。

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（責(zé)編：張宏民）