迄今為止,高酯果膠(HM pectin)、水溶性大豆多糖(soluble soybean polysaccharide)、海藻酸丙二醇酯(PGA)和羧甲基纖維素鈉(CMC)被認為是最有 效穩定酸性乳飲料的親水膠體它們都是陰離子多糖,除了通過增加產品的粘度 提高產品的穩定性外,它們主要通過和等電點以下帶正凈電荷的酪蛋白發生絡合作 用,吸附在酪蛋白的表面形成保護膜,利用它們之間的靜電排斥力和/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品的穩定性。這些穩定劑穩定酪蛋白 除了因為其具有一定的電荷密度,還因為其分子鏈比較柔順,如CMC作為線性多糖其 分子鏈比較柔軟,所以和酪蛋白相互作用時在酪蛋白表面形成一層比較薄的保護膜從 而穩定酪蛋白,果膠的分子鏈也十分柔軟,但是因為其支鏈比較多和酪蛋白作用時在 酪蛋白表面形成的保護膜比較厚,所以其對酪蛋白具有更好的穩定性。
實際生產中,一般利用這些穩定劑中的一種或多種和其它一些膠體進行復配穩定 酸性乳飲料產品,其中利用大豆多糖、果膠生產酸性乳飲料產品穩定性好,且風味優 良,但是其價格比較昂貴。目前,水溶性大豆多糖主要用于日本,果膠主要用于歐 美,我國目前則主要使用CMC。
黃原膠特殊的流變性能給液態奶產品帶來十分爽滑的口感,所以,在實際生產 中,它被通過和其它膠體復配的方式添加到產品中去,即使很少量也會給產品帶來爽 滑的口感和良好的風味釋放功能。
1.1.7黃原膠和蛋白質的相互作用及其在酸性氧飲料中的應用現狀
從能有效穩定酸性乳飲料的親水膠體的特性來看,它們都屬于陰離子多糖,除了 通過產品粘度提高產品穩定性之外,主要依賴和帶正靜電荷的酪蛋白相互作用形成吸 附膜,從而通過靜電排斥和/或空間位阻作用來穩定酪蛋白。而黃原膠作為陰離子多 糖,只能通過和其它能使體系穩定的膠體復配,而不能單獨用來穩定酸性乳飲料。
研究表明,在中性情況下,黃原膠在適用的濃度范圍內會因為和酪蛋白酸鈉或乳 清蛋白熱動力學不相容而發生分離相分離,以及使酪蛋白膠束和變性的乳清蛋白發生 損耗絮凝而導致相分離[47~50]。所以對酸性乳飲料體系,在產品調酸之前,產品就發生 了相分離,該相分離狀態在調酸攪拌過程中又呈暫時的均勻狀態,隨著產品pH值的降 低,一方面酪蛋白呈不斷聚集趨勢,另一方面,黃原膠保持對它的排阻絮凝的同時和 它在帶比較少負電荷的情況下發生非定位絡合作用,這幾種因素的共同作用導致體系 最終分別得到一個包含酪蛋白凝聚物和締合的黃原膠的海辦狀物質和一個水相。該海 綿狀物質是相分離導致的不對稱物質的普遍特征,它的微觀結構被很多人被利用掃描 電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)等成像技術觀察到[51~52],Sanchez等人 [52]將14% (w/w)的脫脂奶粉進行酸化凝膠化時,體系中添加不同濃度的黃原膠 (0.001%、0.02%和對產生的酪蛋白凝膠結構有較大的影響。在添加量非常少 (0.001%>時,酪蛋白凝膠結構基本不受影響;在添加量為0.02%和0.1%時,酪蛋白凝 膠結構受到很大的影響,如圖1-6所示,形成的超分子水平海棉狀凝膠結構中孔徑變得 越來越小,孔數越來越多且更加緊密^
以上機理也解釋了實際生產中企圖單獨利用黃原膠穩定酸性乳飲料在調酸過程中 出現的白色絲狀物質和調酸后出現的豆腐花狀物質的現象,如圖卜7。
圖1-7單獨利用黃原膠(0.05-0.25%)穩定酸性乳飲料在調酸過程中及調酸后的現象
由此可以看出,黃原膠在適用的濃度范圍內不能單獨穩定酸性乳飲料,當然,對 中性乳,其也不能單獨穩定,其單獨可以用于酸奶,添加量為0.01~0.03%可以改善酸 奶的質構和析水問題[53~55]。其中,對于酸性乳飲料體系,黃原膠一般通過和能有效保 護酪蛋白的果膠、CMC和PGA等復配使用,從體系的穩定性角度,一般認為它主要靠 這些膠體對酪蛋白的保護,而關于黃原膠對體系穩定性的影響則眾說紛紜,有的認為 它對體系影響不大,有的認為它能使體系更穩定,有的認為它對體系更不穩定,而到 底黃原膠和其它膠體復配后,體系的穩定性如何,沒有報道系統研究過,有的只是對 實驗配方和工藝的探討[56~58]。
從理論上講,將黃原膠添加到酸性乳飲料產品中,即使添加量很少,體系的粘度 也會増大,因而其穩定性應該稍有提高。但是,即使很少量黃原膠的添加,也會影響 蛋白和多糖的相互作用,從而影響產品的穩定性。
由上述表明,在酸性乳飲料調酸過程中,當酪蛋白處于等電點以上,但是帶負電 荷相對較少時就和黃原膠發生絡合作用。該絡合作用的大小受很多因素影響,包括蛋 白質表面離子基團的分布以及它的結構被打開的容易程度,以及黃原膠分子鏈的柔順 性和電荷密度等。黃原膠分子鏈的柔順性和電荷密度又受黃原膠的在溶液中的分子構 象和其帶電基團的多少等相關。
綜上所述,黃原膠的構象有螺旋結構和無規線團,這具體受它的受熱歷史、溶液 中離子強度等因素影響。因為對多糖來說,電荷密度越高,分子構象越柔軟,其和帶 正靜電荷的酪蛋白絡合作用越強。但是對黃原膠來說,如果在溶液中其分子構象處于 螺旋結構,分子鏈比較僵直,則不能有效和酪蛋白結合,這種情況下,要么其分子鏈 和溶液中存在的其它多糖多余的分子鏈一起增加產品的粘度(如圖l>4-b)從而提高產 品的穩定性,要么因為它引起體系的排阻絮凝(如圖丨-4-c)從而降低產品的穩定性; 如果黃原膠的分子構象處于柔軟的無規線團時,有可能吸附在酪蛋白周圍(如圖1-4-b)從而直接對酷蛋白起穩定作用,當然該作用如果過大,則可能導致絡合沉淀,從而 使體系更不穩定。