大豆多糖在调配型酸性乳饮料中的应用

邵丹丹，华欲飞，孔祥珍

(江南大学食品学院，江苏无锡 214122)

大豆多糖在调配型酸性乳饮料中的应用

邵丹丹，华欲飞，孔祥珍

(江南大学食品学院，江苏无锡 214122)

通过改变调配型酸性乳饮料的调酸工艺之及调酸以后的处理，确定了大豆多糖 SSPS(soluble soybean polysaccharide)作为稳定剂的最佳工艺参数。结果表明，蛋白质含量为1.5%的脱脂酸性乳饮料在SSPS添加量为0.6%，5℃调酸，搅拌速度为1000r/min，均质压力为30MPa下，SSPS对酸性乳饮料的稳定性最好，沉淀率最低。

大豆多糖，酸性乳饮料，稳定性

可溶性大豆多糖(soluble soybean polysaccharide，SSPS)是以大豆或大豆粕为原料，经过脱脂、提取、纯化、灭菌、干燥等工艺生产的，由半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖酸、鼠李糖、海藻糖、木糖以及葡萄糖等分子通过1，4－糖苷键、1，6－糖苷键相连而成的水溶性多糖。大豆多糖(SSPS)属于酸性多糖，结构类似于果胶，含有由半乳糖醛酸组成的酸性糖主链和阿拉伯糖基组成的中性糖侧链，其分子量范围在5000～1000000之间［1］。SSPS可溶解于热或者冷水中而不产生凝胶，且溶液不会受到酸、热、盐类太大的影响，具有良好的胶着性和薄膜形成特性，气泡的泡沫稳定性、乳化以及乳化稳定性，可使酸性条件下乳品保持体系稳定［2］。酸性乳饮料是以鲜奶或复原奶为主要原料，添加甜味剂、稳定剂、香精和色素等辅料，利用活性菌进行乳酸发酵或者直接添加果汁、食品酸等辅助原料调配制备的含乳饮料［3］。酸性乳饮料以其独特的口感获得市场的认可，但牛乳中酪蛋白在酸化过程中在pH接近等电点时会产生沉淀，影响酸乳的质量。添加稳定剂来提高酸乳饮料稳定性是有效手段之一，目前国内市场上使用最多的稳定剂是羧甲基纤维素(CMC)。牛乳中的酪蛋白能够在体系中保持稳定，是因为胶粒之间的静电排斥和空间位阻作用的结果。在酸性条件下，酪蛋白胶粒倾向于聚集而使体系失去稳定性［4］。而SSPS是阴离子多糖，可以通过与在等电点以下带正电荷的酪蛋白发生络合作用，吸附在酪蛋白表面形成保护膜，利用他们的空间位阻来防止酪蛋白聚集沉淀，从而提高酸性乳饮料的稳定性［5］。大豆多糖的阿拉伯多糖和半乳聚糖构成的中性支链多糖是稳定酸性乳体系的主要成分。当大豆多糖吸附到酪蛋白表面后，较长的中性支链能够提供良好的空间稳定作用［6］。目前我国市场上应用最多的稳定剂是羧甲基纤维素(CMC)以及果胶［7］，SSPS在日本已有很好的应用，但在中国研究较少。CMC粘度大，而果胶价格相对过高，以大豆多糖作为稳定剂的酸性乳饮料具有稳定效果好、粘度低、口感清爽等特点，作为一种新型的稳定剂，受到人们的关注［8］。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

脱脂乳粉(蛋白质 33.4%、脂肪 0.8%、乳糖54.1%、矿物质7.9%、水分3.8%) 新西兰进口;可溶性大豆多糖 自制，豆渣经碱处理和酸处理后，取上层清液浓缩后喷雾干燥为粉末，其中总糖79.6%、蛋白质5%、脂肪0.38%、水分8.7%、灰分5.9%;蔗糖 市售;柠檬酸 试剂。

pH计 Mettler－Toledo仪器有限公司;90型磁力搅拌器 上海泸西仪器分析厂;Himac CR21GⅡ型冷冻离心机 日本HITACHI公司;UV－2100紫外可见分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司;S3500激光粒度分析仪 美国Microtrac公司;AH－Basic均质机 ATS工业系统有限公司

1.2 实验方法

1.2.1 酸性乳饮料的制备［9］a.准确称取9.0g脱脂乳粉(酸乳饮料蛋白质含量为1.5%)，溶解于40℃的去离子水中，置于磁力搅拌器上搅拌水合30min，搅拌速度为1000 r/m in，而后均质25MPa。

b.准确称取16g蔗糖和比例范围为0.1%～0.7%的SSPS，干混均匀，溶解在60℃热水中，冷却、待用。

c.将复原乳和蔗糖及SSPS稳定剂溶液混合均质，用 10%柠檬酸调酸，均质，水浴锅灭菌: 85℃、30m in。

1.2.2 不同调酸温度对脱脂酸乳稳定性的影响 调酸温度不同控制的实验条件为:调酸温度分别为5、10、15、20、25、30℃，调酸搅拌速度700 r/m in，均质压力为40MPa，SSPS添加量为0.5%。计算其沉淀率、稳定系数和粒径分布情况。

1.2.3 不同的搅拌速度对脱脂酸乳稳定性的影响调酸搅拌速度不同控制的实验条件为:调酸搅拌分别为 100、400、700、1000、1300 r/m in，调酸温度为5℃，均质压力为40MPa，SSPS添加量为0.5%。计算其沉淀率、稳定系数和粒径分布情况。

1.2.4 不同的均质压力对脱脂酸乳稳定性的影响均质压力不同控制的实验条件为:均质压力分别为0、10、20、30、40、50、60MPa，调酸温度为5℃，调酸搅拌速度为1000 r/m in，SSPS添加量为0.5%。计算其沉淀率、稳定系数和粒径分布情况。

1.2.5 不同的SSPS添加量对脱脂酸乳稳定性的影响 SSPS添加量不同控制的实验条件为:SSPS添加量分别为 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%，调酸温度为5℃，调酸搅拌速度为1000r/min，均质压力为30MPa。计算其沉淀率、稳定系数和粒径分布情况。

1.2.6 离心沉淀率的测定［10］取洁净的离心管一只，称重m0，加入10g酸性乳饮料，称重m1。在转速为4000 r/m in，温度20℃下离心20min，弃去上清液，倒置10m in，准确称取沉淀物和离心管的重量m2，按式(1)计算沉淀率。

1.2.7 稳定系数的测定［11］将酸性乳饮料以及离心后上层清液稀释100倍，在610nm下测定吸光度，按式(2)计算稳定系数。

1.2.8 粒径分布测定［12］利用S3500激光粒度分析仪来测样品的粒径分布情况。S3500激光粒度分析仪是利用了多个激光源的光束投射通过一窜粒子束后产生的散射现象的原理，由众多粒子散射后的光的方向及光量被一个光敏检测器阵列测得，然后由M icrotrac软件得出分析结果。激光源波长为780nm，检测限为:0.01～2000μm。测试参数如下:蛋白质的折光指数为1.59，水的折射率为1.33。

1.2.9 统计分析方法 采用Excel和SAS软件对实验数据进行统计学分析，其中每组实验有三个平行(n=3)。

2 结果与讨论

2.1 不同调酸温度对脱脂酸乳稳定性的影响

由图1和图2可知，调酸温度为5℃时，离心沉淀率和稳定系数分别为0.32%和0.4，粒径分布范围在0.1～1μm;当温度达到30℃时，离心沉淀率和稳定系数则达到7.6%和0.036，粒径分布范围则在19～100μm。由图中可知，随着调酸温度的增大，沉淀率增大，稳定系数减小，粒径分布增大，即稳定性是随着温度的升高而降低的。原因是酪蛋白与稳定剂SSPS之间的作用力可能是随着温度的升高而削弱的，同时酪蛋白粒子属于胶体分散体系，要进行布朗运动，温度高，则粒子之间的碰撞频率就大，也会导致粒子的聚集沉淀，稳定性降低［13］。

图1 不同调酸温度下脱脂酸乳的沉淀率及稳定系数Fig.1 Effect of acidification temperature on the precipitation quantity and stability coefficient for acidified skimmed milk beverage

2.2 调酸时不同的搅拌速度对脱脂酸乳稳定性的影响

由图3可知，在100～1000r/min时，沉淀率是从0.55%减小到0.52%，稳定系数从0.4增大到0.6，沉淀率减小，稳定系数增加，但变化不是很大;同时由图4可以看出，100～1000 r/min的粒径分布变化差别也很小，说明在这个区间内，随着搅拌速度的增大，稳定性增大，但是增大的幅度很小。当搅拌速度达到1300r/min的时候，沉淀率由 0.5%上升到了0.94%，稳定系数由0.6降到0.2，粒径分布也变大，稳定性明显减小。由此推测并不是搅拌速度越大，稳定性越好。因为搅拌速度可能会影响到酪蛋白胶束粒子表面吸附的溶剂分子水化层，搅拌速度太大，剪切力过大，破坏了水化层，那么酪蛋白胶束彼此之间碰撞的阻碍变小，会导致稳定性降低。故而，调酸搅拌速度为1000 r/m in是最为理想的。

图2 不同调酸温度下脱脂酸乳的粒径分布Fig.2 Particle size distribution of acidified skimmed milk beverage at the different acidification temperature

图3 不同调酸搅拌速度下脱脂酸乳的沉淀率及稳定系数Fig.3 Effect of stirring rate on the precipitation quantity and stability coefficient for acidified skimmed milk beverage

图4 不同调酸搅拌速度下脱脂酸乳的粒径分布Fig.4 Particle size distribution of acidified skimmed milk beverage at the different stirring rate

2.3 调酸时不同的均质压力对脱脂酸乳稳定性的影响

在图5和图6中，均质压力为30MPa时，沉淀率和稳定系数分别为0.59%和0.77，样品稳定性最好;在0～30MPa时的稳定性随压力增大而呈升高的趋势。从粒径分布图上分析，在0～20MPa，样品的粒径几乎平均分布在0.1～1μm和10～100μm这两个范围内;当均质压力达到30MPa后，样品的粒径全部分布在0.1～1μm之间，说明30MPa的均质压力达到的剪切力能够破碎10～100μm的粒子，使之变小。在均质压力为30MPa时，样品的沉淀率为0.59%，当均质压力为40～60MPa，沉淀率有小幅度的升高，分别为0.69%、0.84%和0.61%，说明剪切力过大可能会破坏酪蛋白以及大豆多糖通过空间位阻形成的聚集体［14］，造成稳定性有小幅度的下降。

图5 不同均质压力下脱脂酸乳的沉淀率及稳定系数Fig.5 Effect of homogeneous pressure on the precipitation quantity and stability coefficient for acidified skimmed milk beverage

图6 不同均质压力下脱脂酸乳的粒径分布Fig.6 Particle size distribution of acidified skimmed milk beverage at the different homogeneous pressure

2.4 不同的SSPS添加量对脱脂酸乳稳定性的影响

由图7和图8可以看出，SSPS添加量为0.6%时，稳定性最好，沉淀率和稳定系数分别为0.27%和0.70;SSPS添加量从0.1%增加至0.6%时，沉淀率逐渐降低，在0.6%达到最低，整体的趋势是随着SSPS添加量的提高稳定性逐渐增强;从粒径分布图上看出，SSPS添加量为0.3%、0.4%和0.5%时，在10～100μm有部分分布，其中添加量0.3%在10～100μm之间的比例达到32.18%;当SSPS达到0.6%时，粒径分布全部集中在0.1～1μm;说明当SSPS达到0.6%时，SSPS浓度已足够高，能够吸附在酪蛋白的表面，表现出良好的稳定性。

3 结论

由实验结果可知，蛋白质含量为1.5%的酸性乳饮料要达到稳定作用，最佳工艺参数为添加0.6% SSPS，低温5℃调酸，1000 r/min搅拌速度，30MPa均质;从粒径分布图来看，SSPS添加量、调酸温度以及均质压力对稳定性的影响相对较大，而调酸搅拌速度的影响相对较小。

图7 不同SSPS添加量下脱脂酸乳的沉淀率及稳定系数Fig.7 Effect of the concentration of SSPS on the precipitation quantity and stability coefficient for acidified skimmed milk beverage

图8 不同SSPS添加量下脱脂酸乳的粒径分布Fig.8 Particle size distribution of acidified skimmed milk beverage at the different concentration of SSPS

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Application of soluble soybean polysaccharide on the stabilization of acidified m ilk beverage

SHAO Dan－dan，HUA Yu－fei，KONG Xiang－zhen
(School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi214122，China)

The op timum p rocessing param eters for a stab le acid ified m ilk beverage were ob tained by app lication of solub le soybean polysaccharide(SSPS)as a stabilizer followed by pH ad justment.The result showed that add ition of 0.6%，SSPS followed by acid ification at 5℃，1000r/m in stirring rate and homogenized at 30MPa，acid ified m ilk skimmed beverage w ith 1.5%p rotein achieved the best stabilization effec t and the least sed iment rate.

SSPS;acid ified m ilk beverage;stabilization

TS275.4

B

1002－0306(2012)12－0325－04

2011－08－29

邵丹丹(1986－)，女，硕士研究生，研究方向:粮食、油脂与植物蛋白。