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                  關于谷物飲品穩定性的研究進展

                  放大字體  縮小字體 發布日期:2016-12-11  來源:糧油食品科技  瀏覽次數:1758
                  核心提示:近幾年關于谷物飲品研制的報道中,解決飲品穩定性差的方法集中于在體系中加入一些增稠膠體和乳化劑等;一部分學者也研究了加工工藝對穩定性的影響。本文將從增稠劑、乳化劑、酶解工藝和均質工藝對谷物飲品穩定性影響的研究現狀進行闡述。
                   
                      谷物是重要的營養資源,其中含有碳水化合物、蛋白質、脂肪、膳食纖維、維生素和微量元素。不同的谷物作物還有其獨特的功能性營養成分,例如燕麥中的β一葡聚糖具有降低血糖血脂、血清膽固醇、抗氧化等作用,對于預防由高血脂引起的心腦血管疾病,控制糖尿病,抗衰老等也有一定的效果。蕎麥中則含有其他谷類作物所沒有的蘆丁,可用于治療毛細血管的脆性和滲透性出血,降低血脂和膽固醇,抗菌防輻射。將谷物原料加工成飲品,不僅滿足人們對營養健康的需求,也增加了一種新的谷物食用途徑。相對于磨漿、煮粥等傳統的烹調方法制成的谷物飲品,谷物飲料具有較長的保質期,同時干凈衛生、飲用方便,可以替代牛奶、豆漿作為一種新的早餐飲品。

                      谷物經過烘烤、磨漿、調配、均質后形成的濃漿飲品是一個復雜的熱力學體系,具有不穩定的特點。體系中既有蛋白質形成的膠體溶液,又有乳化脂肪形成的乳濁液,還有糖等形成的真溶液。這些成分之間較大的密度差是造成谷物飲品不穩定的主要原因,飲品加熱或長時間放置后易出現漂浮、分層、沉淀等問題。因此谷物飲品的最大問題就是穩定性問題。影響谷物飲品穩定性的因素有很多:水質、分散相的成分和濃度、顆粒大小、電解質、pH、微生物等等,這些因素單獨和相互作用,共同影響了飲品的穩定性。

                      近幾年關于谷物飲品研制的報道中,解決飲品穩定性差的方法集中于在體系中加入一些增稠膠體和乳化劑等;一部分學者也研究了加工工藝對穩定性的影響。本文將從增稠劑、乳化劑、酶解工藝和均質工藝對谷物飲品穩定性影響的研究現狀進行闡述。

                      一、增稠劑和乳化劑在谷物飲品中的應用

                      谷物制成的飲品是以水為分散介質,碳水化合物、蛋白質和油脂為主要分散相的宏觀分散體系,具有熱力學不穩定性。添加合適的增稠膠體和乳化劑可以使飲品形成相對穩定的體系,賦予飲品長期的穩定性。

                      1、增稠劑在谷物飲品中的應用

                      增稠劑能使飲品具有粘性,改善飲品的物理特性、增加粘稠度、獲得粘潤口感。增稠劑可以防止谷物飲品中的液滴并合,降低谷物顆粒的沉降速度,從而穩定乳濁液中的分散粒子,提高谷物飲品的穩定性。谷物飲品中常用的增稠劑有黃原膠、卡拉膠、結冷膠、微晶纖維素等。

                      黃原膠能夠賦予飲料爽口的特性,對谷物飲品中的蛋白質具有保護作用;

                      卡拉膠可與酪蛋白形成均相的三維空間網狀結構或凝膠,能有效防止含乳谷物飲品的凝聚沉淀?ɡz在中性或堿性條件下很穩定,但在酸性溶液中(尤其是pH<4時)易發生水解,從而使凝膠強度和粘度下降,因此,在酸性或發酵型谷物飲料加工中不適宜將卡拉膠作為增稠穩定劑使用。

                      結冷膠具有良好的穩定性,耐酸耐高溫。結冷膠對微生物與酶也有一定的抵抗能力。結冷膠使用量也比較低,0.25%的結冷膠就可以達到瓊脂1.5%和卡拉膠1%的凝膠強度。研究發現結冷膠對顆粒的懸浮能力較MCC更強。除了具有良好的穩定性,結冷膠也能夠提供優良的質地,結冷膠對剪切力非常敏感,食用時有入口即化的感覺,加之其強大的香氣釋放能力,使谷物原料的谷香豆香揮發出來,大大提高谷物飲品的風味和口感。

                      MCC也是谷物飲品中使用較多的穩定膠體。它與其他親水膠體的不同之處在于MCC本身并不與水結合,而只是連續分散,由于微晶纖維素其本身并不能形成粘稠溶液,故膠態MCC往往與其他膠(如CMC、黃原膠)配合使用。此外,MCC對冷熱的穩定性良好,分散液具有豐富細膩的口感,幾乎不影響調味料的感官特性,使谷物飲料獲得良好的風味。此外,MCC作為膳食纖維,還可以減少飲料含熱量、增加纖維量,可用于功能型飲料。

                      在谷物飲品中,使用單一增稠穩定劑很難使產品達到長期均勻,穩定懸浮;旌鲜褂脙煞N或多種膠體溶液會協同增效,達到好的效果,因此谷物飲品中常采用復合增稠劑。

                      2、乳化劑在谷物飲品中的應用

                      乳化劑是一類具有親水基和疏水基的表面活性劑。將乳化劑加入谷物飲料中,分子向著水油表面定向吸附,降低表面張力,防止脂肪上浮及溶液中粒子間相互聚合,達到穩定的效果。谷物飲品中常用的乳化劑有單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯等。單硬脂酸甘油酯為油包水型乳化劑,因其本身的乳化性很強,也可作為水包油型乳化劑,谷物飲品加工中高壓均質過程對單硬脂酸甘油酯幾乎沒有影響。

                      蔗糖酯能夠與淀粉形成絡合物,防止谷物飲品中淀粉的老化回生現象。在谷物飲品中加入單甘酯和蔗糖酯可促使谷物原料中的脂肪顆粒在水中分散的更均勻,乳化液更穩定。谷物飲品中乳化劑的一般用量蔗糖酯為0.05%一0.1%;單甘酯為0.3%~0.5%,若產品油脂、蛋白質成分較多,或含不易乳化的原料,則應增加用量至1%~5%。

                      乳化劑具有協同效應,復合乳化劑在水油界面上,分子間相互作用形成絡合物,吸附量增大,膜強度增大,比單一使用某種乳化劑時的乳化效果好的多,因此,使用時常常將幾種乳化劑配合使用。

                      二、酶解工藝對谷物飲品穩定性的影響

                      酶解工藝是采用一定量的淀粉酶、蛋白酶在一定條件下對谷物原料中的淀粉、蛋白質等大分子物質進行酶解處理,使飲品中的顆粒細化,將一些不溶的淀粉、蛋白質分解為可溶性的糖、糊精、多肽和氨基酸等,從而提高飲品穩定性的工藝過程。生產中常用的酶制劑有α一淀粉酶、β一淀粉酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶等。

                      1、淀粉酶在谷物飲品中的應用

                      谷物飲品沉淀多、易分層,而穩定劑加入太多會導致粘度大、糊口,谷物原料中淀粉含量較大,是造成谷物飲品沉淀的重要原因,加入淀粉酶進行控制性水解,既提高了產品的風味,又利于消化吸收,和穩定劑、乳化劑配合,體系也更加穩定,酶解后的產品質量和口感遠遠高于細磨工序的產品。

                      在谷物飲品加工中進行酶解,加酶量、酶解溫度和酶解時間非常關鍵。加酶過少,飲料中的淀粉水解不完全;加酶過多,飲料的酶味太重,也造成了酶制劑的浪費。酶解溫度往往在酶制劑的最適溫度上下波動,溫度過高會影響酶制劑的活性從而達不到理想的酶解效果。酶解時間的確定務必使酶解過程完全,但時間過長,也會使飲品中的活性成分因長時間加熱而變性。因此,控制合適的加酶量、酶解溫度和時間在酶解過程中是非常重要的。

                      2、蛋白酶在谷物飲品中的應用

                      蛋白酶是催化蛋白質水解的一類酶。飲料中常用木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶,堿性蛋白酶等將原料中的蛋白質水解為多肽和氨基酸。谷物飲料經過酶解后,難溶的蛋白質減少,可溶性的多肽和氨基酸增加,體系中由大分子蛋白質造成的聚沉現象減少,體系穩定性提高。同時也減少了蛋白質變性引起的飲料變色等品質劣變的現象。

                      三、均質工藝對谷物飲品穩定性的影響

                      根據Stokes定律,粒子的半徑越小,沉降速度越小,體系的穩定性越高。因此,降低分散粒子的半徑也是提高飲品穩定性的有效方法。

                      粉碎過濾后的飲品中,顆粒較大,需采用膠體磨和均質處理使懸浮顆粒和液滴微;。由于谷物顆粒中粗纖維和淀粉含量較高,不易粉碎,所以要多次均質達到破碎分散和乳化效果。均質也可以細化蛋白質和脂肪粒子,有效改善脂肪上浮現象,使產品體系更為穩定。均質是谷物飲品加工中的重要環節,其效果直接影響飲品中脂肪球和蛋白質等粒子的破碎程度,以及乳化劑的吸附狀況。獲得理想的均質效果需要控制好均質溫度和均質壓力。

                      1、均質溫度對谷物飲品穩定性的影響

                      一般來說,均質溫度越高,乳化劑遷移吸附的速度越快,飲品達到的乳化效果越好。此外,均質溫度必須高于原料中脂肪的熔點使脂肪呈液態才能達到均質效果。均質溫度上限根據原料的熱敏性而定,溫度過高會破壞脂肪球膜,造成脂肪凝集和分離,也會引起飲品中的蛋白質變性。不同的谷物飲品所需的最佳均質溫度也各不相同,需要進行實驗摸索。

                      2、均質壓力對谷物飲品穩定性的影響

                      均質壓力也是影響均質效果的重要因素。在一定范圍內提高均質壓力能使飲品中粒子的直徑明顯減小,體系穩定性明顯提高。若壓力繼續增加,粒子表面積增大,自由能增加,飲品中的顆粒易聚合,產品穩定性隨之下降。因此,選擇合適的均質壓力十分關鍵。

                      四、展望

                      谷物代餐飲品具有營養豐富、風味濃郁、即食即飲的特點,與和市場上現有品類形成了差異,也深受廣大消費者的喜愛。近年來,谷物飲品市場發展突飛猛進,潛力巨大。為了提高谷物飲品的商業價值,進一步改善谷物飲品的穩定性,需要全面分析影響谷物飲品穩定性的因素,從各個因素入手,綜合運用提高穩定性的工藝手段,合理設計谷物飲品加工的工藝流程。

                      隨著谷物飲品行業的快速發展、相關理論研究的進一步深入,谷物飲品穩定性的研究將不斷的深入,谷物飲品市場將具有廣闊前景。

                  編輯:foodnews

                   
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