酸性鱼蛋白饮料稳定性研究

null酸性鱼蛋白饮料酸性鱼蛋白饮料稳定性研究鳙鱼鳙鱼 鳙鱼是一种低值淡水鱼，具有高蛋白低脂肪的特点。其含有的n-3 脂肪酸（EPA、DPA 和DHA）是一类重要的生理活性物质，它不仅有助于提高人体的免疫力，还具有抑制血小板凝集、降低血液中中性脂质、降低极低密度脂蛋白胆固醇、降低血液粘度、防止老年痴呆及促进婴儿智力发育的功能。酶法改性能改善蛋白溶解性和乳化能力，通过控制水解可以得到具有理想功能性质的水解蛋白以更好地应用于食品中[1~3]。以鳙鱼蛋白酶解产物为主要原料，添加一定量的奶粉、稳定剂和蔗糖经水化、调酸、均质、杀菌等工艺制成鱼蛋白饮料，一方面通过深加工提高低值鱼的附加值；另一方面，将鱼蛋白与乳蛋白结合，使得体系营养更加全面。然而，鱼蛋白被水解为氨基酸和小分子肽后乳化性和乳化稳定性显著下降，使得产品在放置过程中易出现蛋白质下沉和脂肪上浮等现象，产品稳定性还有待于进一步地提高。null 以鳙鱼蛋白酶解产物为主要原料，配合一定比例的奶粉，调配成口感适宜的酸性鱼蛋白饮料。重点研究了不同稳定剂及其用量、蛋白浓度、pH 值等对酸性鱼蛋白饮料稳定性的影响，同时研究粒度分布与宏观稳定性的关系，从而得到有利于体系稳定的稳定剂及稳定剂用量实验方法实验方法基本配方 制备1000 mL 的乳浊体系样品（鱼蛋白质量浓度为8 g/L，奶粉蛋白质量浓度为2 g/L），其中含鳙鱼蛋白酶解产物103 g，雀巢全脂奶粉8.5 g，糖100 g，蒸馏水750 g，稳定剂适量。工艺工艺流程 酶解产物、奶粉、稳定剂、蔗糖和水→调配→高压均质（25MPa）→罐装→灭菌（85 ℃，30 min）→冷却null 粒度分布的测定[4~5]采用粒度分布仪测定乳状液中粒子大小的分布情况。乳浊液样品按1:1000 的比例用去离子水稀释，测定参数设定如下：分析模式：通用；进样器名：Hydro2000MU（A）；颗粒折射率：1.530；颗粒吸收率：0.001；分散剂名：水；分散剂折射率：1.330。表面积加权平均直径表面积加权平均直径结果与讨论结果与讨论 蛋白浓度对酸性鱼蛋白饮料稳定性的影响蛋白饮料中蛋白质的质量浓度不得低于10 g/L，实验中分别对鱼蛋白饮料总蛋白质量浓度为10 g/L 和23 g/L 两种情况的粒度分布进行了测定，测定结果如图1。null 从图1 中可以看出，当总蛋白质量浓度为10 g/L时，样品蛋白颗粒粒径较小，主要分布在0.2~1.2 μm之间。当总蛋白质量浓度为23 g/L 时，蛋白颗粒粒径的峰值在1.4~1.5 μm 处。总体趋势是总蛋白含量增加，蛋白颗粒粒径增大。根据斯托克斯（Stokes）定律，沉降速度与颗粒直径的平方成正比。粒子直径愈大，沉降愈快，反之愈慢。因此总蛋白质量浓度为10 g/L的体系比总蛋白质量浓度为23 g/L 的体系稳定。原理原理 胶体粒子间的相互作用力主要是范德华引力和同电荷粒子之间的静电斥力。范德华引力与静电斥力之和为蛋白饮料形成的胶体溶液稳定性的总位能。在一定浓度下，当分散介质粒子的斥力位能绝对值大于引力位能绝对值时，胶体溶液是稳定的。否则，蛋白质粒子彼此接近，发生絮凝而出现不稳定的现象。在酸性鱼蛋白饮料中，蛋白质的浓度是决定粒子间范德华引力和静电斥力大小的重要因素。蛋白质的浓度越大，蛋白质粒子间相对距离越小，产品越易于沉淀和凝聚。pH 值对酸性鱼蛋白饮料稳定性的影响pH 值对酸性鱼蛋白饮料稳定性的影响 酸性乳饮料的pH 值是影响蛋白饮料稳定性的关键因素，从口感适宜的角度，酸性蛋白饮料的pH 值一般控制在3.9~4.1 为宜。酸性鱼蛋白饮料中蛋白来源于鱼蛋白酶解产物和全脂奶粉，酶解产物中的蛋白经水解后变成多肽和小分子肽，溶解性增加，乳化性降低。酶解产物的相对分子质量大小集中在120~1000之间，由于相对分子质量很小，pH 值对酶解产物影响较小。但pH 值对乳蛋白中酪蛋白的影响较大，酪蛋白的等电点为pI=4.6，当体系的pH 值低于酪蛋白等电点时，酪蛋白带正电荷，与阴离子多糖上带负电荷的基团通过静电吸引相互结合，形成络合物，从而稳定酪蛋白；若pH 值过高，则酪蛋白上的正电荷减少，使得其与阴离子多糖的结合力减弱，体系稳定性降低当溶液pH 值远离蛋白质等电点时，蛋白质分子的解离越多，形成蛋白质盐类的亲水胶体，乳状液也就越稳定。蛋白质分子表面的极性基团与水分子之间的吸引力使蛋白质分子在水溶液中高度水化，在其分子周围结成一层水化膜，形成稳定的蛋白质胶体溶液。溶液的pH 值对蛋白质的水化作用也有显著影响。在等电点附近，水化作用最弱，蛋白质的溶解度最小。溶液的pH 值离蛋白质的等电点越远，则水化作用越强，溶液越稳定稳定剂对酸性鱼蛋白饮料稳定性的影响稳定剂对酸性鱼蛋白饮料稳定性的影响 分别对加入质量浓度为4 g/L 的稳定剂CMC-Na、果胶、HS-816、HS-817、HS-818 的样品和不加稳定剂的样品在杀菌后的粘度、电导率、乳脂析出率、离心沉淀率和粒度分布等稳定性指标进行了比较分析。所得结果如表1 和图3 所示 null 由表1 中可知，在同等稳定剂添加量的情况下，加稳定剂CMC-Na、HS-816、HS-817、HS-818 后的乳浊体系粘度和电导率都明显高于添加果胶和没有添加稳定剂的样品，且没有添加稳定剂的样品在杀菌后出现絮凝现象，其它样品在整个过程中呈均一稳定的乳浊体系，未出现絮凝，不加稳定剂的样品其乳脂析出率和离心沉淀率明显偏高。这是由于稳定剂具有独特的增稠性、悬浮性、乳化稳定等特性，应用于食品中时主要起增稠、乳化、稳定、改善口感等作用，使得体系稳定，且由于CMC-Na、HS-816、HS-817、HS-818 含有金属离子，因此粘度和电导率明显增加null 从图3 可以看出，不加稳定剂的样品其粒度分布为单峰，粒径峰值在48 μm 左右；加CMC-Na 的样品，其主峰的峰值在1.4 μm 左右，后面拖的长尾面积相对较小；加果胶的样品，呈不规则的双峰，蛋白颗粒粒径主要分布在0.2~1.3 μm 之间；加HS-816、HS-817和HS-818 的样品分别为单峰、双峰和三峰，HS-818的样品拖尾较长，一直从20 μm 延伸至1000 μm 处。静置60 d 后观察，加CMC-Na 和果胶的样品没有沉淀和乳脂析出，而加稳定剂HS-816、HS-817 和HS-818的样品有少量沉淀和较明显的乳脂析出，说明乳浊液的粒径大小及其分布特征与鱼蛋白饮料的稳定性有明显的相关性。乳浊液的平均粒径越小、分布越集中，蛋白饮料稳定性越好。null 乳浊液的平均粒径越小、分布越集中，蛋白饮料稳定性越好。乳浊液的平均粒径大、分布越宽，蛋白饮料稳定性越差。在口感方面，加CMC-Na的样品相对较稠厚和细腻，而加果胶的样品口感相对较稀薄，但风味释放较好。因此，CMC-Na 和果胶作为该体系的稳定剂都比较适宜。但由于CMC-Na 比果胶价格低得多，本实验中考虑到成本和产品品质要求的需要，选择羧甲基纤维素钠（CMC-Na）作为鱼蛋白奶调配工艺的稳定剂。CMC-Na 用量对调酸型鱼蛋白稳定性的影响CMC-Na 用量对调酸型鱼蛋白稳定性的影响 加入不同用量的CMC-Na（2 g/L、3 g/L、4 g/L、5 g/L 和6 g/L），对5 个样品在杀菌后的粘度、电导率、乳脂析出率、离心沉淀率和粒度分布等进行了比较分析，所得结果如表2 所示。null 从表2 可见，随着稳定剂用量的增加，样品的粘度和电导率逐渐增加，由图4 也可以看出，5 个样品的粒度分布比较相似，都是一个大主峰拖着一个小峰，随着稳定剂用量的增加，主峰的峰值先左移后右移，平均粒径先减少后增加。这是由于蛋白颗粒与CMCNa形成亲水性复合物，阻止颗粒间的聚集作用，使蛋白胶束颗粒得以稳定地分散。一方面，稳定剂具有增稠作用，当稳定剂用量增加时，体系粘度增大，稳定性提高；另一方面，过量的稳定剂（高于4 g/L）也会使体系的粒径增大，不利于体系的稳定。且经过感官评定，3 号样品（CMC-Na 用量为4 g/L）口感的协调、稀稠度适宜，因此选择鱼蛋白饮料中稳定剂的用量为4 g/L。结论结论（1）通过对五种不同的稳定剂CMC-Na、果胶、HS-816、HS-817、HS-818 等在相同用量下的比较，得出CMC-Na和果胶对酸性鱼蛋白饮料体系有良好的稳定效果，考虑到成本上的差异，选择CMC-Na 作为鱼蛋白饮料体系的适宜稳定剂，且最适用量为4 g/L。 （2）乳浊液的粒径大小及其分布特征与鱼蛋白饮料的稳定性有明显的相关性。乳浊液的平均粒径越小、分布越集中，蛋白饮料体系越稳定。乳浊液的平均粒径大、分布越宽，蛋白饮料稳定性越差。因此，蛋白饮料的粒度分布特征可作为判断蛋白饮料稳定性的一种快速而有效的方法。