（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122；2.上海函俊糖業(yè)有限公司，上海200333）

海藻酸丙二醇酯與果膠在攪拌型酸奶中的應(yīng)用對(duì)比研究

陳迎琪1，姜啟興1，夏文水1，竇濤2

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122；2.上海函俊糖業(yè)有限公司，上海200333）

通過添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的海藻酸丙二醇酯（PGA）和果膠來制作攪拌型酸奶，以酸度、pH值、表觀黏度、持水力、乳清析出量、感官評(píng)定以及后產(chǎn)酸和黏度變化為指標(biāo)，對(duì)比分析PGA和果膠對(duì)酸奶品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：PGA與果膠均有利于酸奶體系的穩(wěn)定，在添加量0.10% ～0.12%范圍內(nèi)，果膠的增稠穩(wěn)定效果略好于PGA，但添加量大于0.13%后PGA的效果更好。在各質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，PGA對(duì)酸奶后產(chǎn)酸的抑制以及耐酸穩(wěn)定性均優(yōu)于果膠，使酸奶在相對(duì)較長(zhǎng)的儲(chǔ)存時(shí)間內(nèi)保持質(zhì)地、口感以及風(fēng)味的穩(wěn)定，更有利于酸奶品質(zhì)的保持。

海藻酸丙二醇酯；果膠；攪拌型酸奶；對(duì)比分析

0 引言

酸奶是一種兼具美味與營(yíng)養(yǎng)的食品，有維持腸道菌群平衡[1]、提高免疫力[2]等益處，已成為人們的日常飲品，在乳制品市場(chǎng)中占的份額也越來越大[3]。通常為滿足穩(wěn)定性要求，會(huì)在酸奶中添加食品增稠劑或穩(wěn)定劑，如果膠、瓊脂等親水膠體。果膠因其優(yōu)良的性能成為最常用的酸奶穩(wěn)定劑之一[4]，但果膠市場(chǎng)短缺，成本較高，尋找可替代它的穩(wěn)定劑成為近來研究的熱點(diǎn)。

海藻酸丙二醇酯（Propylene glycol alginate，簡(jiǎn)稱PGA）是一種提取自褐藻并經(jīng)過酯化處理的藻酸類衍生物[5]。先前的研究表明PGA具有良好的乳化性、增稠性和酸熱穩(wěn)定性，適合在酸奶這類酸性體系中應(yīng)用[6]。因此，本研究以攪拌型酸奶為對(duì)象，選取日本進(jìn)口的中黏度PGA，將其與低甲氧基果膠進(jìn)行對(duì)比研究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1材料與儀器

海藻酸丙二醇酯（PGA）NLS-K型，低甲氧基果膠（BS02型），保加利亞乳桿菌，嗜熱鏈球菌，全脂奶粉，白砂糖（市售）。

DV-II+型可編程控制式黏度計(jì)，F(xiàn)E28型pH計(jì)，101型電熱恒溫箱，NS1001 L2K型高壓均質(zhì)機(jī)，4K15型冷凍離心機(jī)，EL3002型電子天平，PB203-N型電子稱。

1.2方法

1.2.1 攪拌型酸奶的制作工藝流程

全脂奶粉、水、穩(wěn)定劑和白砂糖→混合均勻→預(yù)熱（60 ～ 70℃）→二次均質(zhì)（18 ～20 MPa)→滅菌（90 ～95℃，5 ～8 min）→冷卻（40 ～43℃）→接種→分裝→封口→保溫發(fā)酵（43 ～45℃，6 ～9 h）→冷卻（0 ～7℃）→攪拌破乳→冷藏（2 ～5℃，24 h）→成品

1.2.2 PGA與果膠的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%，0.11%，0.12%，0.13%，0.14%，0.15%的PGA（NLS-K型）與低甲氧基果膠，制成12組攪拌型酸奶樣品（每組500 g），測(cè)定相應(yīng)的酸乳指標(biāo)并進(jìn)行對(duì)比研究。

1.2.3 酸乳指標(biāo)的測(cè)定

（1） 酸度和pH值的測(cè)定。

酸度：參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5413.34-2010測(cè)定，用吉爾涅爾度（°T）表示。

pH值：在4℃下，用FE28精密pH計(jì)測(cè)定。

（2） 表觀黏度的測(cè)定。

表觀黏度（apparent viscosity，AV）的測(cè)定參照霍艷榮等[7]方法有修改：將約60 mL的酸奶樣品倒入夾層杯中，設(shè)置溫度為4℃，選擇LV3號(hào)轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)速5 r/min下測(cè)定1 min，每3 s記錄一次數(shù)據(jù)，取平均值。

（3） 持水力的測(cè)定。

持水力（water holding capacity，WHC）的測(cè)定參照Hassan A N等[8]方法有修改：稱取20 g酸奶樣品于離心管中，在4℃（5 000 r/min）下離心15 min，傾出上清液，將離心管倒置1 min后立即稱質(zhì)量。每個(gè)樣品做3組平行，取平均值。

持水力=離心沉淀物質(zhì)量/樣品質(zhì)量

（4） 乳清析出量的測(cè)定。

酸奶膠體脫水收縮敏感性（susceptibility tosynere?sis，STS）的測(cè)定，參照李全陽等[9]方法有修改：將100 g冷卻成熟的酸奶樣品倒入帶有140目鋼絲網(wǎng)的漏斗中，在4℃下用500 mL燒杯收集瀝出的乳清，2 h后稱量收集的乳清質(zhì)量。

酸奶膠體脫水收縮敏感性=乳清析出量/樣品質(zhì)量（5）感官評(píng)價(jià)。

將各組酸奶樣品編號(hào)分裝到一次小性紙杯中，請(qǐng)食品專業(yè)中有乳品品鑒經(jīng)驗(yàn)的教師、研究生、本科生和消費(fèi)者共15名，單獨(dú)對(duì)酸奶樣品的三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)和計(jì)分，采用100分制評(píng)分方法并統(tǒng)計(jì)所有分?jǐn)?shù)的平均值，分?jǐn)?shù)越高，則越貼近樣品的最佳特征。感官評(píng)價(jià)指標(biāo)參照《中國(guó)乳制品工業(yè)行業(yè)規(guī)范—酸牛乳感官質(zhì)量評(píng)鑒細(xì)則》有修改如表1所示。

表1 感官評(píng)價(jià)指標(biāo)

（6）貯藏過程中酸奶后產(chǎn)酸的測(cè)定。

參照杜磊等[10]方法有修改：將酸奶樣品在4℃下儲(chǔ)存，在常規(guī)保質(zhì)期內(nèi)的第0，3，6，9，12，15，18天測(cè)定酸奶樣品的pH值和酸度。

（7） 酸奶黏度變化的測(cè)定。

將酸奶樣品在4℃下儲(chǔ)存，在常規(guī)保質(zhì)期內(nèi)的第0，3，6，9，12，15，18天測(cè)定酸奶樣品的表觀黏度（AV），并作出其占初始黏度百分比（%）的變化曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PGA與果膠對(duì)酸奶黏度的影響

圖1為添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PGA與果膠對(duì)攪拌型酸奶黏度的影響。由圖1可以看出，隨著PGA與果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，酸奶的黏度逐漸增大，表明二者均有較好的增稠效果。這可能是因?yàn)榈唾|(zhì)量分?jǐn)?shù)的PGA或果膠可以增強(qiáng)酸乳體系中酪蛋白和磷酸鈣的膠體結(jié)構(gòu)，同時(shí)增強(qiáng)蛋白質(zhì)分子間的相互作用和酸奶的水合作用[11]，進(jìn)而增大酸奶的黏稠度。

圖1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PGA與果膠對(duì)酸奶黏度的影響

但也不難看出，不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PGA和果膠的增稠效果是有差異的。當(dāng)添加量小于0.12%時(shí)，果膠對(duì)酸奶的增稠效果優(yōu)于PGA；當(dāng)添加量大于0.12%后，添加PGA的酸奶黏度有大幅度的上升，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.13% ～0.14%時(shí)，體系黏度超過了果膠；而當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加至0.15%時(shí)，添加果膠的酸奶黏度上升較快，最終略高于PGA。

所以在增稠性方面，當(dāng)PGA的添加量為0.13%和0.14%時(shí)，對(duì)攪拌型酸奶的增稠作用明顯優(yōu)于果膠。

2.2不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PGA與果膠對(duì)酸奶持水力的影響

不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PGA與果膠對(duì)酸奶持水力的影響如圖2所示。由圖2可以看出，隨著PGA與果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，酸奶的持水力（WHC）逐漸增大，但就其增量來說兩者差別很小。開始時(shí)添加果膠的酸奶持水力要高于PGA，而在質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.13% ～0.14%時(shí)，添加PGA的酸奶持水力超過果膠。故可得在此質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，添加PGA對(duì)提高攪拌型酸奶的持水力效果更好。

酸奶的持水力與酪蛋白膠束有關(guān)，它作為一個(gè)膠體結(jié)構(gòu)可增強(qiáng)酸奶的持水性能，但當(dāng)條件變化后會(huì)影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而降低持水力。同時(shí)也受到不同酸化速率的影響，若酸化速率太快，會(huì)使酪蛋白膠束收縮，導(dǎo)致疏水基團(tuán)暴露，使持水力下降。而添加PGA與果膠酸奶持水力增大的原因可能是在均質(zhì)和滅菌后，這兩種物質(zhì)與復(fù)原乳中的鈣離子發(fā)生相互作用，并且在酸奶發(fā)酵成熟后形成緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而保持住水分[12]。

圖2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PGA與果膠對(duì)酸奶持水力的影響

表2 酸奶樣品的感官評(píng)定指標(biāo)結(jié)果

另外與圖1比較看出，添加PGA和果膠對(duì)酸奶持水力與黏度的影響有較大的相關(guān)性，這可能是由于體系黏度增大使酸乳中酪蛋白膠束更加穩(wěn)定，進(jìn)而提高持水力。

2.3不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PGA與果膠對(duì)酸奶乳清析出量的影響

圖3為不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PGA與果膠對(duì)酸奶乳清析出量的影響。

圖3 對(duì)酸奶乳清析出量的影響

由圖3可以看出，酸奶的脫水收縮作用敏感性（STS）隨著PGA與果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而逐漸減小。當(dāng)PGA與果膠的添加量小于0.12%時(shí)，兩曲線下降較為緩慢，添加PGA的酸奶乳清析出量均大于果膠；當(dāng)添加量大于0.12%后，添加PGA的酸奶STS值有大幅下降，且當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.13% ～0.14%時(shí)，酸奶的STS值明顯低于果膠；而當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大至0.15%時(shí)，添加果膠的酸奶STS值下降較快，最終略低于PGA。這表明當(dāng)PGA的添加量為0.13%和0.14%時(shí)，對(duì)改善攪拌型酸奶乳清分離的效果要比果膠的好。

同時(shí)與圖2相比可看出，酸奶的乳清析出與持水力呈一定的負(fù)相關(guān)性，持水力增大可減弱酸奶的脫水收縮作用，從而減小乳清析出量。

2.4酸奶樣品感官評(píng)定結(jié)果

對(duì)添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PGA與果膠的酸奶樣品進(jìn)行感官評(píng)定的結(jié)果如表2所示。由表2可以看出，添加0.14%的PGA與0.12% ～0.14%的果膠可使酸奶具有良好的風(fēng)味和口感，其中添加0.13%的PGA可使酸奶質(zhì)地口感最好。

從色澤上看，添加PGA的酸奶分值略高于果膠，但差別很小，因?yàn)楣z粉末呈淡黃色，而PGA粉末呈白色，兩者對(duì)酸奶顏色的影響不大，但PGA的效果略優(yōu)于果膠；在滋味和氣味方面，當(dāng)兩者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.12% ～0.14%時(shí)，酸奶的酸甜度較為適中，其中添加0.13%的PGA與0.14%的果膠可使酸奶酸甜比最為適當(dāng)；從組織狀態(tài)中看出，當(dāng)添加量較小或較大時(shí)，會(huì)使酸奶的黏稠度偏稀或偏濃，影響口感，而當(dāng)添加0.13% ～0.14%的PGA與0.12% ～0.14%的果膠時(shí)，酸奶的黏稠度較為適當(dāng)。

因此，當(dāng)PGA的添加量為0.13%和0.14%時(shí)，對(duì)酸奶的感官影響均略優(yōu)于果膠，且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.13%的PGA對(duì)酸奶的作用效果最好。

2.5不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PGA與果膠對(duì)酸奶后產(chǎn)酸的影響

酸奶的后產(chǎn)酸是其加工過程中不可回避的技術(shù)難題，也是影響酸奶貨架期品質(zhì)一致性的關(guān)鍵問題，尋找或開發(fā)能夠抑制酸奶后產(chǎn)酸的穩(wěn)定劑一直是業(yè)界研究的重點(diǎn)。表3和表4為添加量為0.12% ～0.14%的PGA與果膠對(duì)酸奶pH值和酸度變化的影響，整體而言，隨著儲(chǔ)存天數(shù)的增加，所有酸奶的pH值均逐漸降低，而酸度逐漸升高，pH值越低則其酸度就越高[13]。這是由于在儲(chǔ)存過程中，乳酸菌繼續(xù)生長(zhǎng)消耗乳糖產(chǎn)生乳酸，使酸奶是酸度進(jìn)一步升高，而pH值不斷下降[14]。

表3 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12% ～0.14%的PGA與果膠對(duì)酸奶pH值變化的影響

表4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12% ～0.14%的PGA與果膠對(duì)酸奶酸度變化的影響

同時(shí)在第12天之前，pH值和酸度變化較快，但隨后逐漸變慢，可能是因?yàn)槿樗峋幕罹鷶?shù)減少，使其活力降低[15]。其中所有樣品的pH值均在4.03 ～4.25之間，酸度值在80.3 ～107.2°T之間，符合GB19302-2010中規(guī)定的酸奶制品的°T≥70的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)，隨著PGA與果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，酸奶pH下降和酸度上升的幅度都逐漸減小，表明PGA與果膠均有抑制酸奶后產(chǎn)酸的作用。在相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，添加PGA酸奶的pH值降幅和酸度升幅都比果膠的小，添加PGA的酸奶最終酸度明顯低于果膠，其中酸度上升幅度最小的是PGA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.13%和0.14%的酸奶。表明PGA在抑制酸奶后產(chǎn)酸方面要優(yōu)于果膠，這一特性對(duì)于保證酸奶在貨架期內(nèi)口味的一致性非常重要。就此而言，PGA作為酸奶的穩(wěn)定劑具有較好的應(yīng)用前景。

2.6不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PGA與果膠對(duì)酸奶黏度變化的影響

圖4為添加0.12% ～0.14%的PGA與果膠對(duì)酸奶黏度在18 d內(nèi)變化的影響。由圖4可以看出，在儲(chǔ)藏過程中，酸奶的黏度均在第3天時(shí)出現(xiàn)不同程度的升高，之后隨著天數(shù)的增加而逐漸降低。這可能是因?yàn)樗崮讨械哪槲⒘Ｖ匦戮奂Y(jié)，使水分又回到其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，恢復(fù)酸奶的凝乳狀態(tài)；同時(shí)變性的乳清蛋白發(fā)生膨潤(rùn)作用，穩(wěn)定了酪蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的水分，使酸奶的黏度狀態(tài)變得穩(wěn)定，黏度也得以升高[16]。

圖4 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12% ～0.14%的PGA和果膠對(duì)酸奶黏度變化的影響

另外從圖4還可看出，在第3 ～9天添加PGA的酸奶黏度下降的百分比很相近，只有添加量為0.12%的酸奶在第15天后黏度下降較快；而在添加果膠的酸奶中，黏度下降的百分比隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而減小，但三者下降的趨勢(shì)差別不大。

總體而言，添加PGA的酸奶黏度下降較為平緩，而添加果膠的下降較快，且在貨架期結(jié)束時(shí)，前者黏度下降的百分比明顯小于后者。酸奶黏度的下降可能是由于膠體在酸性環(huán)境中輕微的降解所致，這表明PGA在酸奶體系中具有更好的穩(wěn)定性，這與先前研究中報(bào)道的PGA具有良好的酸穩(wěn)定性[6]相一致。因此，從體系黏稠度、口感變化的角度考慮，與果膠相比而言，以PGA作為酸奶增稠劑更有利于保持貨架期內(nèi)酸奶質(zhì)感的一致性。

3 結(jié)論

隨著PGA與果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，酸奶的黏度和持水力逐漸增大，乳清析出量逐漸減小，說明PGA與果膠均有利于酸奶體系的穩(wěn)定，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.13% ～0.14%時(shí)，PGA對(duì)酸奶穩(wěn)定性的效果優(yōu)于果膠。

添加PGA和果膠均可有效改善酸奶的質(zhì)地和口感，添加量為0.13% ～0.14%的PGA對(duì)酸奶的感官影響略優(yōu)于果膠，且當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.13%時(shí)，PGA的效果最好。

在酸奶貨架期內(nèi)，隨著PGA與果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，酸奶酸度增加和黏度降低的幅度都逐漸減小，但與果膠相比，添加PGA酸奶的變化幅度更小，且其在貨架期內(nèi)黏度下降的幅度低于果膠。表明PGA更有利于抑制酸奶后產(chǎn)酸，具有更好的酸穩(wěn)定性，有利于保持貨架期內(nèi)酸奶質(zhì)感和口味的一致性。

[1]HAMILTONMILLER J M T.Probiotics and prebiotics in the elderly [J].Postgraduate Medical Journal,2004,80(946):447-451.

[2]TELLEZ A,CORREDIG M,BROVKO L Y,et al.Characterization of immune-active peptides obtained from milk fermented by Lactoba?cillus helveticus[J].Journal of Dairy Research,2010,77(2):129-136.

[3]馮偉芳.中國(guó)乳業(yè)酸奶市場(chǎng)新風(fēng)尚[J].中國(guó)乳業(yè).2015(08)：28-31．

[4]徐偉，馬力.高甲氧基果膠對(duì)酸奶飲料的穩(wěn)定作用[J]．食品工業(yè)科技.2005（07）：38-40．

[5]李祥.食品添加劑使用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：132-147．

[6]衛(wèi)曉英，李全陽，趙紅玲，等.海藻酸丙二醇酯（PGA）對(duì)凝固型酸乳結(jié)構(gòu)的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè).2009（02）：180-183．

[7]霍艷榮，張?zhí)m威，高前欣.產(chǎn)粘乳酸菌對(duì)酸乳品質(zhì)的影響[J].食品研究與開發(fā)，2003（6）：123-124．

[8]HASSAN A N,FRANK J F,SCHMIDT K A,et al.Textural proper?ties of yogurt made with encapsulated no ropy lactic cultures[J].Dairy Sci.,1996,79:2098-2103.

[9]李全陽，夏文水.酸乳中乳酸菌所產(chǎn)胞外多糖特性的初步研究[J]．食品科學(xué)，2004，24（2）：81-82．

[10]杜磊，張光杰.酸奶在儲(chǔ)藏過程中酸度、pH值、細(xì)菌的變化[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2011（2）：73-88．

[11]楊洋，劉奕偉，周方，等.TG酶與穩(wěn)定劑復(fù)配改善攪拌型酸奶生產(chǎn)特性的研究[J].中國(guó)乳品工業(yè).2013（4）：26-31．

[12]張國(guó)農(nóng)，李運(yùn)飛，謝國(guó)富，等.攪拌型果汁酸乳穩(wěn)定性的研究[J].食品與機(jī)械，2005，21（1）：50-52．[13]王奡羽，王巖.影響酸奶質(zhì)量的因素及控制試驗(yàn)[J].黑河科技，2003（2）：49-50．

[14]KNEIFEL W,JAROS D,ERHARD F.Microflora and acidification properties of yogurt and yogurt-related products fermented with commercially available starter cultures[J].International Journal of Food Microbiology,1993,18(3):263.

[15]李宏軍，劉德宗，史權(quán)．酸奶在貯藏過程中酸度和pH值變化的研究[J]．中國(guó)乳品工業(yè)，2000，28（6）：9-10．

[16]HELLINGS C,SOMSEN D J,KOENRAADS J P J.Viscosity of stirred yoghurt:modern techniques useful in analysis and improving routine measurements[J].Neth Milk Dairy J,1986,40:217-240.

Comparative study on the application of propylene glycol alginate and pectin in the stirred yoghurt

CHEN Ying-qi1,JIANG Qi-xing1,XIA Wen-shui1,DOU Tao2
(1.School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;2.Shanghai Hanjun Sugar Industry Co.,Ltd,Shanghai 200333，China)

Stirred yogurt were made by adding different mass fractions of propylene glycol alginate(PGA)and pectin,and acidity,pH value, apparent viscosity,water holding capacity,whey precipitation amount,sensory evaluation,post acid production and viscosity were used as in?dicators to campare and analyze the effects of PGA and pectin on the quality of yogurt.The results showed that PGA and pectin were condu?cive to the stability of yogurt system,when the addition amount was 0.10% ～0.12%,the thickening and stabilizing effects of pectin were slight?ly better than PGA,but the effects of PGA were better when the addition amount was more than 0.13%.The inhibition of post acid produc?tion and the acid stability of PGA were better than pectin in all mass fractions,which made yogurt maintain the stability of texture,taste and flavor over a relatively long storage time,and was more conducive to maintain the quality of yogurt.

Propylene glycol alginate;Pectin;Stirred yoghurt;Comparative analysis

TS252.54

A

1001-2230（2016）11-0017-04

2016-05-24

江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目（PPZY2015A052）；“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAD23B00）。

陳迎琪（1994-），女，本科，研究方向?yàn)槭称芳庸づc配料。

姜啟興