果蔬饮料的稳定性研究.pdfVIP

基础研究 艮 品 科 学 2 0 0 8 , V o 1 2 9 , N o 1 0 6 3 果蔬饮料的稳定性研究 陈巧云 ， 熊 华z 一，李 亮2 ，李 庭2 ( 1 江西省轻工业研究所，江西 南昌 3 3 0 0 2 9 ；2 南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室，江西 南昌 3 3 0 0 4 7 ) 摘 要：果蔬饮料的稳定性是果蔬饮料制备过程中的关键问题 ，一般不经稳定性处理的果蔬产品容易出现分层沉 淀等现象，影响其感官品质。本实验采用往果蔬饮料中添加胶体的方法来使其稳定。通过实验得到使南瓜汁稳定 的胶体为黄原胶0 1 5 、阿拉伯胶0 1 0 ，使胡萝 卜 汁稳定的胶体为0 1 的黄原胶和0 1 5 的阿拉伯胶，加入上 述胶体的乳液在 4 、3 7 及室温下时均表现出很好的稳定性。Z e t a电位测定结果显示，乳液的电位的绝对值都在 3 0 mV以上，表明乳液悬浮稳定性与贮藏稳定性俱佳。 关键词 ：果蔬饮料；稳定性；Z e t a电位；胶体 S t u d y o n S t a b i l i t y o f Ve g e tab l e a n d F r u i t Be v e r a g e C HE N Qi a o y u n ，XI ONG Hu a 一，L I L i a n g ，L I T i n g ( 1 J i a n g x i P r o v i n c i a l I n s ti t u t e o f L i g h t I n d u s t r y ， Na n c h a n g 3 3 0 0 2 9 ， C h i n a ； 2 S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， Na n c h a n g U n i v e r s i t y ， Nanc h a n g 3 3 0 0 4 7 ， C h i n a ) Ab s t r a c t：Th e s tab i l i ty o f v e g e tab l e a n d f r u i t b e v e r a g e i s t h e k e y i n i t s p r e p a r a t i o n p r o c e s s T h e s tab i l i ti e s o f s u s p e n s i o n and s t o r a g e o f p u m p k i n - b a n ana j u i c e a n d c a r r o t - b anana j u i c e w e r e i n v e s ti g a t e d The r e s u l t s s h o w e d tha t t h e s t a b i l i ty o f p u mp n b ana n a j u i c e i s g o o d w h e n O 1 x a n th ang u ma n d 0 1 5 a r a b i c g u ma r e a d d ed a n d t h e s ta b i l i t y o f c a r r o t - b anana j u i c e i s a l s o g o o d wh e n x a n t h an g u m a mo u n t i s e x c h an g ed wi t h a r a b i c g u m a mo u n t Th e a b s o l u t e Ze t a e l e c tr i c p o t e n t i als o f e mu l s i o n s o f t wo mi x ed j u i c e s a r e l arg e r than 3 0 mV ， i n d i c a ti n g g o o d s ta b i l i ty o f t h e v e g e t a b l e a n d f r u i t bev e r a g e s Ke y wo r d s ： v e g e t a b l e a n d f r u i t b e v e r a g e s t a b i l i t y ； Ze t a e l e c t r i c p o t e n t i a l ； g u m 中图分类号：T S 2 7 5 5 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2 6 6 3 0 ( 2 0 0 8 ) 1 0 0 0 6 3 0 4 果蔬饮料的稳定性是果蔬饮料制备过程中的关键 问 题 ，一般不经稳定性处理的果蔬产品容易出现分层沉淀 现象 以及存在大量悬浮物的问题，影 响其感官品质 。果 汁饮料的悬浮性 问题是 困扰饮 料生产的技术难题 。在果 汁饮 料 中 ，混 浊物 主要 由细胞 器 、细胞 膜 、色 素胞 、 微 型 油滴 、细胞 壁 碎 片 ，含 有 果胶 、纤 维素 、半 纤 维素) 及一些无定形的物质构成的微粒混合体系I 1 。这些 果 肉微 粒既形成悬 浮物 ，又 有果胶 、蛋 白质 等形成 的 真溶液，甚至还有脂类物质形成的乳浊液、悬浮物【 2 _ 】 。 此类悬浮物若不除去 ，不仅影 响果蔬汁产 品的外观( 如 导致沉淀) 还会 影响到产 品的质量 ，针对这些 问题对稳 定性与口感进行研究 。本实验 旨在找到解决果蔬饮料分 层沉淀和浑浊的难 题。 1 材料 与方法 1 1 材料与试剂 南瓜汁 、胡萝 卜 汁、香蕉汁 实验室 自制 ；玉米 糖浆( 7 0 ) 江西丰城恒天实业有限公司；麦芽糊精 ( D E = 1 4 1 6 ) 、 单甘酯( G M) 、蔗糖酯( s E ) 、酪朊酸 江 西维尔宝食品生物有限公司；黄原胶山东阜丰发酵有 限公 司 ； 阿拉 伯胶 、瓜 尔豆 胶 、磷 酸氢 二 钠 、柠檬 酸三 钠均 为食 品级 。 1 2 仪器与设备 7 5 5 B紫外分光光度计 上海精密科学仪器有限公 司；F S H I I 型高速电动匀浆器 江苏金坛市环宇科学仪 器厂；F A1 0 0 4电子天平 上海上平仪器公司；Ni c o p 3 8 0 Z L S 激光纳米粒度测定仪 美国S a n t a B a r b a r a 公司。 1 3 方法 1 3 1 果蔬汁制备 果 蔬汁( 南 瓜汁 +香蕉 汁或 胡萝 卜 汁 +香蕉汁) + 亲水 胶 体 +柠 檬 酸 +糖 浆 一匀 浆 一灌 装 一杀 菌一 贮 藏 ；分 别 加入 不 同 量 的阿 拉伯 胶 和黄 原胶 来 测定 制 收稿日期：2 0 0 8 0 7 0 6 作者简介：陈巧云( 1 9 7 5 ) ，女，研究员，研究方向为食品微胶囊技术、食品与油脂加工。E ma i l ：n u mb l e o n e 1 6 3 c o m 通讯作者：熊华( 1 9 5 7 一 ) ，男，教授，研究方向为食品微胶囊技术、食品与油脂加工。E ma i l ：h u a x i o n g l 0 0 y a h o o c o rn c n 6 4 2 0 0 8 , V o 1 2 9 , N o 1 0 食 品 科 学 基础研究 备 不 同的乳化液 。 1 3 2 果蔬乳饮制备 水相：果蔬汁 + 糊精( D E I 6 ) +糖浆 +柠檬酸盐 +磷 酸盐 +亲水性胶体 +酪蛋白；油相 ：玉米油 +单双甘酯 +蔗糖酯；水 H ( 7 5 加热溶解) +油 H ( 7 5 加热溶解) 一 搅拌一 l O 0 0 0 r m i n 转速匀浆 l mi n一装瓶一杀菌一贮藏。 1 3 - 3 乳饮悬浮稳定性测定 在 1 0 i n l 离心管 中，精确加入配制好 的果蔬饮料 l O ml ，然后在 4 0 0 0 r mi n的离心机中离心 l O mi n ，测定顶 部浮层厚度 ，然后弃去上部溶液，准确称取沉淀重量 。 沉淀重量( g ) 靛瞰 卜 1 0 0 1 0 ml 饮料 重量( g ) 1 3 4 电位测定 吸取稳定放置的悬浮乳液各 1 滴，在室温下稀释至 电信号强度低于 4 0 0以下 ，设置测定罔数为 2 ，放入样 品池测定，得 出Z e t a电位值。电位 的绝对值越大说 明 乳 化性 能越好 。 1 3 5 贮藏稳定性研究 将杀菌后的产品分别置于 3 7 恒温培养箱，4 冰 箱 中 3 0 d，随机取 出观察 ，观察有无分层沉 淀。 2 结果与分析 2 1 糖浆与柠檬酸 比例对于乳化液稳定性的影响 果蔬乳饮料中含有酪蛋 白，它在 p I 4 6时酪蛋 白上 的氨基和羧基等所带的正负电荷相等，会凝聚而产生沉 淀1 4 。因此，糖酸 比的调整原则是 p H值偏离 4 6 。根 据表 1 所示，当糖浆与柠檬酸分别为 1 O 、0 1 5 时 ， 乳饮 的甜 酸适度 。 表 1 糖浆与柠檬酸比例对于乳化液稳定-陛与风味的影响 T a ble 1 Eff ec t s o f s yr u p t o c it r i c a cid r a t io on emu l s ion s t ab i l it y an d f l a v or 编号 糖浆( ) 柠檬酸( )皿I 值稳定性【 ) 感官评价 注：糖浆与柠檬酸的百分比为占 2 0 乳液固形物总重。 2 2 不同亲水胶体对果蔬汁产品稳定性 的影响 实验考查了加入总果汁重量不同百分 比的黄原胶、 阿拉伯胶后匀浆离心后计算果蔬汁的悬浮稳定性。杀菌 后稳定性实验观察 ，实验结 果如表 2所示 。 Z e t a电位是反映固体粒子 电行为的一个重要参数， 表2 不同的胶体对南瓜汁稳定性及 Z e t a电位的影响 T a b l e 2 Eff ec t s o f d i ff er en t g u ms o n s t ab i li t y a n d Ze t a p o t e n t i a l o f p u mp k i n b a n a n a j u i c e 3 5 3 0 2 5 名 2 0 差1 5 1 0 5 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 O l 1 l 2 编号 图1 南瓜汁电位绝对值与增加值 Fi g 1 Ab s o l u t e e l e c t r i c p o t e n t i a l v al u e a n d i n c r e a s i n g v a l u e 粒子表面荷基团的微小变化将引起 Z e t a电位 的改变。如 果 Z e t a电位 点为零 ，粒子表面不带 电荷，悬浮体 的颗 粒因库仑力作用会发生凝聚或絮凝：当粒子表面电荷密 度较 高时，粒子有绝 对值较高的 Z e t a电位，粒子表面 的高电荷密度使粒子问产生较大的静 电排斥力，这使得 悬浮液保持较高的稳定性【 s 】 。 从表 2 和图 1 中可以看 出，黄原胶与阿拉伯胶对于 南瓜汁的稳定性能与 Z e t a电位是有影响的。黄原胶的水 溶液为半透 明体 ，在冷 、热水 中即使在低浓 度下也有 较 高的黏度 ，具有 良好 的增黏性 。这是 由于黄原胶主 链上每隔两个葡萄糖就有一个支链，这使分子 自身可 以 交联 ，缠绕成各 种线圈状 ，双螺旋 分子问靠微弱的非 共价键结合形成螺旋聚合体 。正是由于这些网络结构使 得黄原胶 能很好 的控制水 的流动性 ，使溶液增稠 。在 溶液里 ，黄原胶分子的螺旋共聚体还可以构成类似蜂窝 状 的结构 ，支持 固相颗粒 ，溶解气泡 ，使黄原胶具有 很高的悬浮能力和乳化稳定能力。单一的黄原胶和阿拉 伯胶的电位绝对值不如复合胶体的电位绝对值高，稳定 性能不如复合胶体的好，并且黄原胶对 电位的影响小。 由实验结果可知， l 号样 品与 2号样品电位绝对值相差 只有 1 7 5 m V。而 当黄原胶与阿拉伯胶共同加入时( 4号至 基础研究 良 品 科 学 2 0 0 8 , V o 1 2 9 , N o 1 0 6 5 1 2号实验样品) ，Z e t a电位绝对值变化不断增大，两者 表现 出协 同作用；其 中当黄原胶加入量大于 0 1 0 时， 7 、8 、9 、1 0 、l 1 、1 2号样品电位绝对值均大于 2 5 m V， 这样 的悬 浊液 比较稳定 ；当黄原胶加入量大 于 0 1 5 时，加入的阿拉伯胶 的量在 0 0 5 -0 1 5 范 围内的9 、 1 0 、1 1 、l 2的电位绝对值均大于 3 0 mV，悬浮稳定性 非 常好 。而 从 实际 分层 情 况 来看 ， 当黄 原胶 加 入 量 大 于 0 1 0 的样 品 电位绝 对值 大 于 2 5 mV，悬 浊 液 均 无 分 层 、 无 沉 淀 、 稳 定 性 较 好 。 这 正 好 与 文 献 【 7 8 】 报道 的结 果相吻 合 。根据 这个 结果 ，可 以选 定 加入 的黄原胶 0 1 5 ，考虑到成本问题，加入阿拉伯胶 的量 为 0 1 0 。 表 3 不同亲水胶体对胡萝 J、 汁稳定性及 Z e t a电位的影响 T a bl e 3 Effe c t s diffe r e n t h y d r o ph i l ic g u ms on s t ab i l it y a nd Z e t a p o t e n t i a l o f c a r r o t - b a n a n a j u i c e 从表 3 可 以看 出，阿拉伯胶加入对于 Z e t a电位绝对 值的提高有很大帮助，从实验编号 1 和 3 看，加入 0 1 0 的阿拉伯胶 的 l 、3号样品电位绝对值低于 2 5 mV，其分 层沉淀是必然的。表 3中还可以看 出，黄原胶的含量大 于 0 1 0 的样品 4 、5 号胡萝 卜 汁样品汁稳定性好 ，结合 两方面的结果，可以确定使胡萝 卜 汁稳定的胶体为 0 1 0 的黄原胶和 0 1 5 的阿拉伯胶混合胶 。 2 3 乳化剂加入量 、配比与 HL B值对于果蔬乳饮 的稳 定性及电位 的影响 加入总固形物 2 0 的玉米 油，加入不 同的乳化剂， 于 1 0 0 0 0 r mi n的条件下匀浆 l mi n ，实验结果如表 4 。 表4 不同乳化剂与 H L B 值对稳定性及 Z e t a电位的影响 T ab l e 4 Eff e c t s o f diffe r e n t e m u l s if i e r s on HL B v alue on s t a bil i ty an d Ze t a p ot en t i a 好 。当单双甘酯低于 3 、蔗糖酯低于 1 5 时，如样 品 1 、2 、3 、4 ，乳化液的Z e t a 电位绝对值均小于 3 0 mV， 样 品杀菌后 出现油层上浮现象 。对于加入单双甘酯含量 达 3 、蔗糖酯达 1 5 的 5号样品，稳定性与杀菌热稳 定性均好 ，且无上浮现象 ，此时，H L B值为 6 2 ， Z e t a 电位绝对值达到 3 8 3 8 mV，产品稳定性很好 。因此 ，实 验选用 3 的单双甘酯和 1 的蔗糖酯作为乳液的乳化剂。 2 4 温度对于稳定性 的影响 将上述浓度为 2 0 的乳化液样 品3 0 d后观察其贮存 稳定 情况 ，结 果如表 5所示 。 表 5 胡萝 l、 乳化液贮存性能 T a b l e 5 S t o r a g e p e r f o r ma n c e o f e mu l s io n o f c a r r o t b a n a n a j u i c e 艚 2 0 2 0 胶+。 佴胶 表 6 南瓜乳液贮存性能 T ab l e 6 St or ag e p er f o r ma nc e of e mu l s i o n o f pu mpk in- b an an a j u i c e 2 0 啵 叫 2 O 。 胶 从表 5 6可以看 出，在不同的温度贮藏条件下加 入了天然胶体的乳状液比没有加的沉淀量均少 ，也说明 加胶体后 ，乳状液 的稳定性有 所提高 。但 是，单一加 胶的效果并没有复合胶 的稳定性高，因为复合胶有较好 的协 同作用 ，能够通 过范德华力 、氢键 、疏 水键 、共 价键 、静 电力等与悬浮颗 粒 的一些基 团相互 作用 ，吸 附于颗粒表面产生空间排斥作用 ，从而进一步促进分散 体系 的稳定性 。同时，这些大分子物质产生空间效应 ， 阻止 了颗粒相 互靠拢聚集 ，从而提 高体系 的混 浊稳定 性 。在 4 、3 7 及室温下的贮藏实验表 明，2 0 油脂 含量 的乳化体系稳 定性都很 好 ，胡萝 卜 乳液稳定性 由 9 8 0 4 提高到 9 9 3 4 ：加入了0 1 5 黄原胶和 0 1 0 阿 拉伯胶的南瓜乳稳定性 由9 8 0 6 提高到 9 9 4 4 ，产品 的稳 定性都有 所提高 。 注：单双甘酯和蔗糖酯的百分比为占总固形物的量。 3 结 论 从表 4可 以看 出，当复合乳化剂的 H L B值大于 6 2 3 1 当糖浆与柠檬酸分别为 1 O 、0 1 5 时，果蔬乳 时，产 品的Ze t a电位绝对值 开始上升 ，产 品稳 定性趋 饮 料 的 甜酸适 度 ，易接 受 。 6 6 2 0 0 8 , V o 1 2 9 , N o 1 0 食 品 科 学 基础研究 3 2 选用 3 的单双甘酯和 1 的蔗糖酯作为乳液的乳 化 剂 ， 实验 得 出能 使 南 瓜 汁 稳 定 的胶 体 为 黄 原 胶 0 1 5 、阿拉伯胶 0 1 0 ，能使胡萝 卜 汁稳定的胶体为 0 1 的黄原胶和 0 1 5 的阿拉伯胶。果蔬乳饮料产品稳 定性高较好，在 4 ，3 7 及室温下时均表现 出相应的 稳 定 性 。 3 - 3 加入单双甘酯含量达 3 、蔗糖酯达 1 5 的样 品， H L B值为 6 2 、Z e t a 电位绝对值达到 3 8 3 8 mV，稳定性 与杀菌热稳 定性均好 ，且无上浮现象 。 3 4 在 4 、3 7 及室温温度下 的贮藏实验表 明，2 0 乳化体系稳定性很好 ，特别是加入 了黄原胶和阿拉伯胶 后，产品的稳定性都得到了提高。通过 Z e t a电位测定 ， 乳液的电位的绝对值都在 3 0 mV 以上，即乳液具有较好 的悬浮稳定性与贮藏 稳定性 。 参考文献 GE NOVES E D B， L OZ ANO J E T h e e f f e c t s o f h y d r o c o l l o i d s O n th e s t a b i l i t y a n d v i s c o s i t y o f c l o u d y a p p l e j u i c e s J 1 F o o d Hy d i o c o l l o i