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植物蛋白饮料稳定性的研究
点击次数:1185 发布时间:2018-09-04 返回

植物蛋白饮料稳定性的研究

摘要:植物蛋白饮料是以植物果仁、果肉及大豆为原料(如大豆、花生、杏仁、核桃仁、椰子等),经加工、调配后,再经高压杀菌或无菌包装制得的乳状饮料。根据加工原料的不同,植物蛋白饮料可分为四大类。豆乳饮料:是以大豆为主要原料,经磨碎、提浆、脱腥等工艺制成的无豆腥味的制品。其制品又分为纯豆乳、调制豆乳、豆乳饮料。椰子乳:是以新鲜成熟的椰子果肉为原料,经压榨制成椰子浆,加入适量水、糖类等配料调制而成的乳浊状制品。杏仁乳:以杏仁为原料,经浸泡、磨碎、提浆等工序后,再加入适量水、糖类等配料调制而成的乳浊状制品。核桃乳:核桃乳为植物蛋白饮品,该产品以核桃仁、纯净水为主要原料,采用现代工艺、科学调配精制而成,口感细腻、具有特殊的核桃浓郁香味,冷饮、热饮均可,热饮香味更浓。

关键词:植物蛋白饮料   稳定性   影响  

植物蛋白饮料在加工中的热稳定性即热加工过程中的抗凝性,是植物蛋白饮料是否可以成功生产的关键问题,而且其在储藏过程中的稳定性,也是植物蛋白饮料的一项及其重要的质量指标。[1]根据多次的试验结果发现,影响植物蛋白饮料热稳定性的主要因素有:蛋白饮料的ph值、溶液离子强度、蛋白质浓度以及增稠剂的选择和使用等。本文仅就作为添加剂使用的增稠剂以及溶液离子强度对植物蛋白饮料稳定性的影响进行探讨。

一、化学因素对植物蛋白饮料稳定性的影响

(一)ph对植物蛋白饮料稳定性的影响

    pH是影响植物蛋白饮料稳定性的关键因素。乳液pH接近蛋白质的等电点时,蛋白质分子呈电中性状态,溶解性小,其不能吸引水分子,水化层遭到破坏,蛋白质分子容易相互聚成大团块下沉或上浮。多数植物蛋白质等电点的pH在4~6之间,有的到6.5左右,甚至接近7。为了提高蛋白质的水化能力,维持植物蛋白饮料的稳定性,在不影响风味和口感的前提下,乳化液的pH应远离植物蛋白的等电点。理论上只要乳液的pH远离植物蛋白等电点,就可制备出长期稳定的植物蛋白饮料。但研究发现,当体系pH大于蛋白质的等电点时,有利于提高植物蛋白饮料的稳定性;当体系pH低于蛋白质的等电点时,不利于体系的稳定。[2]这是由于在偏离蛋白质等电点的碱性环境中,植物蛋白质的溶解性和乳化性均较好,为提高乳状液稳定性添加的各种稳定剂在此环境中也稳定,能起到正常的稳定乳状液的作用;而在偏离蛋白质等电点的酸性环境中,大多数稳定剂的胶体保护作用因pH过低而明显下降,乳状液失去稳定剂的保护,同时低pH环境有利于蛋白质在热力处理时变性,不利于植物蛋白饮料的稳定。

      同种植物中,往往含有多种蛋白质,各种蛋白质的等电点也不相同,植物蛋白饮料生产中要充分考虑不同蛋白质的这一特性,才能确定出产品适宜的工艺pH。如花生蛋白质就有花生球蛋白、伴花生球蛋白等,花生球蛋白和伴花生球蛋白的等电点分别是5.1~5.2和3.9~4.0。但pH也不能太高,否则会使产品带有不好闻的碱味,并使制品的颜色过深。一般中性植物蛋白饮料的pH控制在6.8~7.0较好。

(二)盐类对植物蛋白饮料稳定性的影响

植物蛋白饮料生产用水及植物种籽或果仁,常含有钙、镁等离子,这些二价金属离子与离子态蛋白质问的桥联作用会形成胶团,从而出现絮凝沉淀。于是植物蛋白饮料生产用水应进行软化处理,去除钙、镁等二价金属离子,以提高植物蛋白饮料的稳定性。另外,缩合磷酸盐系一种聚合电解质,能吸附于胶体粒子表面,其阳离子可使蛋白质表面电荷增加,水化层增厚,同时可与脂肪酸皂化;而阴离子可与蛋白质结合,从而使每个脂肪球包覆一层蛋白质膜,从而防止脂肪球的聚集。于是植物蛋白饮料生产中添加磷酸盐类,使其与乳液中游离的钙、镁离子结合,可降低钙、镁离子的有效浓度,提高植物蛋白乳的稳定性。

(三)糖对植物蛋白饮料稳定性的影响

糖能在蛋白质分子表面形成糖膜,可提高蛋白质与水的亲和性,糖还能增加分散介质的粘度和密度,高浓度、多羟基糖类可在一定程度上提高植物蛋白饮料的稳定性。植物蛋白饮料生产中添加5%~8%的糖,既可提高植物蛋白饮料的稳定性,又可改善饮料的风味。

二、物理因素对植物蛋白饮料稳定性的影响

植物蛋白饮料营养丰富,是微生物生长繁殖的良好基质,于是热力处理是植物蛋白饮料生产的必要工序。植物蛋白饮料若杀菌不彻底,在适宜的温度条件下,微生物就会生长繁殖,导致植物蛋白饮料的腐败变质;若杀菌温度过高、时间过长,则会引起蛋白质的严重变性和褐变,会使蛋白质絮凝、沉淀,制品颜色加深。[3]另外,植物种籽或果仁是有生命活力的,植物蛋白饮料生产中,为灭酶或钝化某些障碍因子,也需要进行热力处理。

三、微生物因素对植物蛋白饮料稳定性的影响

  植物蛋白饮料易被微生物分解而沉淀,从而破坏稳定性,这是植物蛋白饮料腐败变质的主要原因。引起植物蛋白饮料腐败的微生物在菌体细胞自溶后,能分泌胞外蛋白酶,继续分解蛋白质。蛋白质分解菌在无糖类碳源存在的情况下,照样能在以蛋白质为主体的食品上良好生长。大多数酵母对蛋白质分解能力极为微弱,它们有利用有机酸的能力。若植物蛋白饮料中有多糖存在或有机酸较多时,在杀菌不充分或封闭不严的情况下,则可能引起酵母菌的繁殖发酵。许多霉菌都有分解蛋白质、脂肪和碳水化合物的能力。霉菌比细菌更能利用天然蛋白质,其中主要有青霉属、曲霉属、毛霉属菌等。当有大量糖类时,则更能促进蛋白酶和脂肪酶的生长,加速饮料的变质。[4]

四、原料质量的影响
要生产出高质量的植物蛋白饮料,原料的质量是至关重要,一定要保证选用原料,(原料的标准以新鲜、子粒饱满均匀、无虫蛀、无霉变为好)否则对产品的质量有很大的影响。[5]因为劣质的原料,有的因贮藏时间过长脂肪部分氧化,易产生哈败味,同时影响其乳化性能;有的部分蛋白质变性,经高温处理后易完全变性而呈豆腐花状;,影响消费者健康。总而言之,使用劣质原料生产产品,不但产品的口味差,而且稳定性很差,蛋白质易变性,油脂易析出。
五、原料用量的影响
       原料的添加量对产品的稳定性影响很大。以花生奶为例,实验表明,当花生的添加量在8%以上时,无论添加多少乳化剂,采用怎样的生产工艺,都很难生产出长时间保存(3个月以上)既无油层,又无沉淀的产品。若需生产添加花生量在8%以上的产品,则该类产品应以鲜销(保存2-3天)为好,或对花生做适当的处理如脱油脂后,再生产长时保存的花生奶。[6]因而,在生产植物蛋白饮料时,应首先根据产品的定位,结合国家相关标准,及工艺可行性确定原料添加量,不能一味追求口味而多加原料,否则一方面产品成本太高,在市场上没有竞争力,另一方面产品质量不稳定,易出现质量问题。 
六、乳化稳定剂的影响
       可以十分肯定的说,若不使用乳化稳定剂,不可能生产出长期保存而始终保持均匀一致、无油层、无沉淀的植物蛋白饮料。因为经过榨汁(或打浆)的植物蛋白液不象牛奶一般稳定,而是十分不稳定的体系,必须外加物质以帮助形成稳定体系。植物蛋白饮料的乳化稳定剂一般都是由乳化剂和增稠剂两部分组成的。其中的乳化剂主要是对产品中的油脂起乳化分散作用,使其不致聚集上浮;而增稠剂则可以增大体系粘度,防止蛋白质沉淀和油脂上浮同时也可以增加产品的口感浓度,增加厚实感。[7]乳化剂和增稠剂的种类都有很多,同时,不同的植物蛋白原料,其所含蛋白质、油脂的量及其性质都可能有所差异。因此,如何选择合适的乳化剂和增稠剂并确定它们的配比是一个较复杂的问题,需经长时间的试验方能确定。若生产厂家无此技术或出于生产便利考虑,可以直接选用一些复配厂家的产品。
七、其他辅料的影响
       在生产植物蛋白奶时,有些辅料对产品的质量也会产生明显的影响。例如许多厂家在生产豆奶、花生奶或核桃露时会加入一定量的奶粉(大多数在1%以下)以改善产品的口味。生产鲜销产品,奶粉对产品的稳定性的影响不是很明显。但若是生产长时间保存的产品,则会产生明显的影响,必须对乳化稳定剂的用量及种类进行调整,否则经一段时间(一般7天左右)放置后,会产生油脂析出现象。[8]又如许多厂家生产植物蛋白饮料时,会加入一定量的淀粉,以增大产品的浓度、增加质感,此时,对淀粉的种类、用量及处理方式便有严格要求。因为淀粉是易沉淀的物质,若不加以控制,则产品放置后会产生分层,喝起来会明显感觉到上一部分很稀,而下一部分明显较稠,有时甚至结块。
八、生产工艺的影响
       植物蛋白饮料的体系的复杂性和稳定性决定了其生产工艺的严格性。要生产出高质量的植物蛋白饮料,特别要重视以下几个关键环节:
 (一)原料的预处理,针对不同的植物蛋白饮料,应针对其性质采用适当的预处理措施。例如大豆,一般须经浸泡、脱皮;花生须经烘烤、去皮后再浸泡;而杏仁浸泡时对水的PH值还有较严格的要求。
 (二)打浆(或取汁)及浆液的处理,为了提高浆液中有效成分的提取率,并提高产品的稳定性,需采用合适的打浆或取汁方法,如可以采用热磨法、加碱磨浆法或二次打浆法等,同时必须注意:现在一般厂家的打浆法所得的浆液都含有较多的粗大颗粒,须经过滤去除这些粗大颗粒后,再进行调配,否则所生产的产品会生产大量沉淀,甚至出现分层,严重影响产品质量。
       (三)乳化稳定剂的溶解,由于乳化稳定剂对产品质量的巨大影响,稳定剂的溶解的好与否,便成了影响产品质量好坏的关键步骤。
参考文献:
[1]回九珍.松子乳饮料稳定性试验研究与生产[J].食品科学,2003,24(11). 
[2]谢放华.花生乳饮料稳定性的探讨[J].食品工业,2002(2). 
[3]周小理.小米杏仁奶及稳定性研究[J].食品工业,2002(4).
[4]钱向明.植物蛋白奶及稳定剂的研究[J].郑州粮食学院学报,1994(4).
[5]孙严.植物蛋白饮料稳定性的改进措施[J]中国质量技术监督,2006(6).
[6]张彩.童华荣.章道明.李浩南. 植物蛋白饮料配方优化研究[J].西南农业大学学报(自然科学版),2006,28(2).
[7]杜鹏.李艾黎.靳英波.甜玉米乳饮料的生产工艺及稳定性的研究[J].中国食品添加剂,2009(6).
[8]李骊璇.植物蛋白饮料稳定性的相关研究[J].农业工程,2011(3)                                    
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