不同亲水胶体对百合浊汁饮料稳定性的影响

朱俊坤1,韩四海1,2*,刘建学1,2,李佩艳1,2,白周亚1,2,岳崇慧1,2,王萍1,2,罗登林1,2,李璇1,2

1(河南科技大学 食品与生物工程学院,河南 洛阳,471023)

2(河南省食品原料工程技术研究中心,河南 洛阳,471023)

摘 要 该文主要研究果胶(pectin, PEC)、结冷胶(gellan gum, GG)、黄原胶(xanthan gum, XG)、海藻酸钠(sodium alginate, SA)、羧甲基纤维素钠(carboxymethyl cellulose, CMC)、魔芋胶(konjac gum, KGM)、卡拉胶(carrageenan, KC)7种亲水胶体对百合浊汁饮料稳定性的影响。并通过粒径、电位、流变、水分流动、沉降实验等表征。结果表明,添加PEC的饮料具有更高的黏度,水分流动性减弱;添加SA的饮料颗粒粒径最小,zeta电位绝对值最高;并且从浊度、离心沉淀率、沉降实验看出稳定性由高到低依次为PEC>GG>XG>SA>CMC>空白>KC>KGM。通过测定离心前后产品的颜色变化发现,离心后饮料的L*值、a*值、b*值变大,说明颜色变化主要受颗粒的大小和分布影响。感官结果表明黏度过高会增加产品的糊口感,合适的亲水胶体有利于提升产品的满意度。因此了解不同亲水胶体对百合饮料的影响,有利于稳定剂的进一步选择和复配,对百合饮料的研发有重要意义。

关键词 亲水胶体;百合;稳定性;浊汁饮料;流变

百合又名百合蒜,属百合科百合属植物。作为一种药食两用多年生草本球根植物,百合鳞茎富含淀粉、蛋白质等营养成分,以及甾体皂苷、酚类化合物等功能性成分[1]。围绕百合这些特征,人们开发了许多功能食品,如百合干、百合粉、百合饮料等,其中百合饮料口感独特,营养丰富,深受人们喜爱。然而,百合饮料作为一种淀粉质植物饮料,含有许多的悬浮颗粒,包括淀粉、蛋白质、脂质以及其他微观粒子。在生产和贮藏过程中,这些颗粒由于重力的作用而聚集形成沉积物,限制了该类产品的发展[2]

目前使用亲水胶体作为稳定剂是工业上普遍使用的方法。亲水胶体具有乳化、胶凝、稳定等作用。在食品加工过程中亲水胶体对体系的稳定作用除了与胶体类型、浓度和分子特性(如分子质量、电荷密度和分布)有关,还会受到环境条件(如pH值和离子强度)和加工因素(如均质化和热处理)等影响[3]。因此,不同的饮料系统需要合适的亲水胶体去稳定。GENOVESE等[4]研究浑浊苹果汁时发现,羧甲基纤维素钠(carboxymethyl cellulose, CMC)稳定效果优于黄原胶(xanthan gum, XG),并指出稳定作用主要是由于其电负性。QIN等[5]研究发现果胶对浑浊胡萝卜汁没有影响,而瓜尔胶和亚麻籽胶通过大分子空间排斥作用稳定了混浊胡萝卜汁。LI等[6]研究单一和混合亲水胶体对槐米饮料影响时,发现提高体系电位绝对值和黏度可以增强稳定性,而微晶纤维素则通过形成三维网络结构,减少颗粒聚集,提高体系的稳定性。与此同时,AKKARACHANEEYAKORN等[7]研究桑葚果汁时发现,XG稳定效果优于CMC,并且在产品气味上也更佳。GÖSSINGER等[8]指出黏度的增加可以提高饮料的稳定性,但消费者会拒绝黏度过高的饮料。由此可见,选择合适的亲水胶体并了解其稳定机制对饮料的开发至关重要。

目前关于亲水胶体对百合浊汁饮料稳定性的研究鲜有报道,在先前文献中也仅仅以离心沉淀率作为评价指标,这种方法不仅会破坏饮料结构,而且对分析稳定性具有局限性。本研究则根据沉降实验,离心沉淀率等宏观表现,并结合粒径、电位、流变等指标,从微观角度分析亲水胶体对百合浊汁饮料稳定性影响及其作用机理,以期为百合饮料的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

兰州百合,市售;柠檬酸、三氯蔗糖、果胶(pectin, PEC)、魔芋胶(konjac gum, KGM)、黄原胶、海藻酸钠(sodium alginate, SA)、结冷胶(gellan gum, GG)、卡拉胶(carrageenan, KC)、羧甲基纤维素钠(均为食品级),河南万邦化工科技有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-2600紫外可见分光光度计,岛津企业管理有限公司;AD500S-H高速剪切均质乳化机、SC-80C全自动色差计,上海昂尼仪器仪表有限公司;DHR-2流变仪,沃特世科技有限公司;Bttersize 2600激光粒度仪、BeNano 180型zeta纳米粒度及zeta电位分析仪,丹东百特有限公司;MINI20-015V-I低场核磁共振成像分析仪,上海纽曼电子科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

百合鳞茎→挑选→清洗→剥瓣→蒸煮护色(0.3%柠檬酸,95~100 ℃蒸煮10 min)→打浆→过滤→调配(加入0.1%食用胶、0.1%柠檬酸、0.04%三氯蔗糖)→均质(10 000 r/min,5 min)→杀菌(90~95 ℃,5 min)→灌装

1.3.2 粒径测定

采用激光粒度分布仪测定饮料的粒径。将样品逐滴加入样品池中,直至遮光率达到10%~15%。测定条件:以水作为分散剂(折射率1.45),分散剂折射率1.33,循环转速1 200 r/min。每个样品测量3次,测定体积平均径D[4,3]和面积平均径D[3,2][9]

1.3.3 电位测定

采用纳米粒度及电位分析仪于25 ℃测定饮料的zeta电位。取1 mL样品,用蒸馏水稀释10倍,取适量稀释后样品于样品池中,进行zeta电位的测定。测定条件:25 ℃,平衡时间60 s[6]

1.3.4 水分子流动性

利用核磁共振分析仪测量添加不同亲水胶体后百合饮料横向弛豫时间T2。测试条件:取标准油样于玻璃试管置于磁体线圈中(温度32 ℃),选择自由感应衰减序列,测定条件:接收机带宽100 kHz,采样起点0.080 ms,重复采样时间间隔4 000.000 ms。脉冲脉宽P90为11.52 us、P180为26.00 us,量取适量样品放入探头内,使用CPMG序列测试,重复扫描次数8,采样点数449 992,回波个数15 000,利用纽迈多指数反演软件进行反演拟合[10]

1.3.5 流变特性

1.3.5.1 静态流变性质的测定

选择40 mm的p40平板,间隙1 000 μm,剪切速率为2.0~200 s-1,在25 ℃下测量样品黏度和剪切应力随剪切速率的变化曲线[11]

1.3.5.2 动态流变性质的测定

振荡应变为20%,振荡频率为0.1~10 Hz,在25 ℃下测定样品的贮能模量G′、耗能模量G″。

1.3.6 色差测定

用全自动色差计测定离心前后所有样品的L*值、a*值、b*值。L*在0~100,L*=100为白,L*=0为暗;a*的正负分别代表红绿程度;b*的正负代表黄蓝程度。

1.3.7 浊度测定

将百合饮料置于室温下,取适量饮料于离心管,3 000 r/min离心10 min,用蒸馏水将上清液稀释10倍后于660 nm下测其吸光度值,表征浊度的大小[12]

1.3.8 离心沉淀率和沉降试验

取适量饮料于10 mL离心管,在3 000 r/min下离心10 min弃去上清液,在55 ℃烘箱中干燥至恒重。沉降试验参照CUI等[13]方法,取混匀后的样品于13 mL塑料管中,在室温环境中放置1、5、10 d观察饮料组织状态。沉淀率的计算如公式(1)所示:

沉淀率

(1)

式中:m0,沉积物的质量,g;m,所取百合饮料的总质量,g。

1.3.9 感官评价

由10名从事食品专业的成员组成的评定小组,使用9分量表,从1(极度不喜欢)到9(非常喜欢)对产品气味、外观、口感、组织状态,总体接受度进行评定[14]

1.4 数据处理

数据为平均值±标准差形式。使用SPSS 22.0统计软件对实验数据进行方差与显著性分析,采用邓肯式新复极差测验分析,P<0.05表示差异显著;利用Origin 2019作图。

2 结果与分析

2.1 粒径

介质粒度的大小对饮料体系稳定性的影响非常重要,根据斯托克斯沉降速率方程,沉降速率与连续相的黏度成反比,与粒径成正比。颗粒越小沉淀速度越慢,体系更趋于稳定[15]。图1-a显示不同亲水胶体对百合饮料粒度分布影响,空白组主要分布在38.41~504.7 μm,峰型较宽。加入SA、PEC、GG后峰型变窄并出现左移。表明加入亲水胶体后粒度分布更加集中,并从高粒径转向低粒径分布。而加入KGM、KC、XG后粒度分布变化不大。如图1-b所示,加入KC、KGM增大了体系中颗粒的体积平均径,而加入其他胶体则使D[4,3]值减小,其中加入SA效果最明显,使颗粒大小从(162.76±2.29) μm降低到(52.34±1.93) μm,亲水胶体减少了小颗粒的聚集,增强饮料的稳定性。可能原因是亲水胶体的加入增大了颗粒间的静电排斥和空间位阻效应,使粒子不易聚集[16]。同时加入亲水胶体可能抑制高温灭菌过程中蛋白质的变性和凝固以及碳水化合物的聚集,从而抑制悬浮颗粒的聚集[17]

a-粒径分布;b-平均粒径

图1 不同亲水胶体对百合饮料粒径分布曲线和平均粒径的影响
Fig.1 Effect of different hydrocolloids on particle size distribution curves and mean particle diameter of lily beverage

2.2 Zeta电位

Zeta电位可以用来评价或预测浊汁体系的物理稳定性,其在一定程度上可以反映介质粒子间相互作用的大小,zeta电位绝对值越大,粒子间的静电斥力就越强,越有利于饮料系统的稳定。如图2所示,空白组zeta电位值为(-11.97±0.72) mV,表明此时体系呈负电性,体系中负电荷颗粒多于正电荷颗粒。添加亲水胶体后的饮料样品zeta电位的绝对值大部分高于空白组,主要因为大部分亲水胶体是阴离子多糖,能够提供一定数量的负电荷颗粒。加入SA后体系的电位值最低(电位绝对值最高),达到(-27.52±2.07) mV,主要是SA溶液在弱酸性、中性和弱碱性环境中性质稳定,负电荷密度较高,含有较多羧基。其次为XG、CMC、PEC、GG,而加入KGM和KC对体系电位没有显著影响,可能原因是KGM属于中性多糖不带电荷,而KC虽然带有硫酸基团,属于阴离子多糖,但是体系中阳离子可以在KC离子链内或离子链间形成离子桥,中和屏蔽了离子链上SO42-的负电荷,削弱KC离子链间的静电排斥作用[18]。同时刘亚丽等[19]也提出酸性环境中,H+增加,会促进KC分子解离并中和其电性,削弱半酯化SO42-之间的静电引力。

图2 不同亲水胶体对百合饮料zeta电位的影响
Fig.2 Effect of different hydrocolloids on zeta potential of lily beverage

2.3 水分流动性

食品中水分含量的高低以及结合状态对食品的品质、加工特性、稳定性等有重要影响。相比于其他传统的检测方法(黏度、沉降、沉淀),核磁共振法在测定样品时更简单、快速,而且能够保持样品的完整性[20]。如图3所示,所有样品都有2个T2区间:T21(3~57 ms)、T22(265~1 629 ms),其中3~57 ms的T21水分子可能是液体分子孔隙中所束缚的不易流动的水,也可能是与淀粉、蛋白质等大分子表面极性基团紧密结合的水分子层,265~1 629 ms的T22可能表示样品中有大量自由水[10]。与空白组相比,加入亲水胶体会引起T2时间的减少,此时水与底物结合能力较强,水分子流动性减弱,稳定作用增强。其中PEC、GG最低,其次为XG,这可能与它们较高的黏度有关。CAPPATO等[21]也证实产品的黏性较高会导致T22值的降低。T2分布范围对样品稳定性也具有重要表征意义,SALOMONSEN等[22]研究发现不稳定样品的T2分布比稳定样品更大。T2在不稳定样品中分布更广泛,可能是由于这些样品的结构更不均匀,导致了水质子种群环境中更大的变化。同时不稳定样品的T2值也较高。这与本实验结果一致,通过核磁表征亲水胶体对百合饮料稳定性影响也同传统方法结果一致。

图3 不同亲水胶体百合饮料的横向弛豫时间(T2)分布
Fig.3 Distribution of transverse relaxation time (T2) of lily beverages with different hydrocolloids

2.4 流变特性

2.4.1 稳态流变特性

食品物料的流变特性与食品工艺设计及其稳定性等具有十分重要关系。如图4-a所示,产品的表观黏度随着剪切速率的增加而降低,表现出剪切稀化行为,具有假塑性流体的性质。加入亲水胶体对体系黏度和剪切应力有显著影响,但并未改变百合饮料的流变性质。同一剪切速率下表观黏度不同,这主要是百合饮料是一种复杂的混合体系,含有淀粉、蛋白质、PEC等大分子物质。不同亲水胶体与体系中分子间的相互作用会引起表观黏度发生改变。随着剪切速率增加表观黏度降低,可能是体系中聚集或缠绕的高分子在剪切速率下发生变形或解体,分子间相互作用减弱,使流体阻力减小。在相同剪切速率下,百合饮料表观黏度由高到低依次为:PEC、GG、XG、SA、CMC、KGM、KC、空白。其中PEC黏度最大,GG、XG次之,这可能是与其他亲水胶体相比,PEC的增稠作用更强,覆盖在颗粒表面,稳定体系中的淀粉、蛋白质等物质,使体系稳定。同时加工过程中高温也会对产品黏度造成影响,程媛等[23]在筛选18种增稠剂对甜玉米饮料稳定性的影响时发现,高温杀菌可能会破坏SA结构,使黏度下降。而双链螺旋结构则赋予XG很好的刚性,可以抵制高温的破坏。

a-表观黏度;b-剪切应力

图4 不同亲水胶体下百合饮料的稳态流变曲线
Fig.4 Steady-state rheological curves of lily beverages at different hydrocolloids

图4-b表明随剪切速率的增加,剪切应力逐渐增加,表现为非牛顿流体。屈服应力是剪切速率趋向0时的剪切应力,屈服应力越大,体系相对稳定[24]。亲水胶体的加入增大了饮料的屈服应力,可能是亲水胶体与百合饮料中大分子物质间的相互作用以及颗粒相互聚集形成了一种网状结构,破坏这种结构需要克服屈服应力,并且加入PEC的样品产生的屈服应力远高于其他样品组。说明PEC组形成的网状结构更加致密。这种结构使得百合浊汁中的颗粒不仅相互间有聚集作用,而且颗粒还与大分子相互作用无法自由运动,因而具有良好的混浊稳定性[25]

2.4.2 动态流变特性

如图5所示,在固定应变为20%时,所有样品的储能模量(G′)和耗能模量(G″)随频率增加而升高,表现为弱凝胶动态流变学特性。添加亲水胶体后饮料具有更高的G′(图5-a),这可能是由于亲水胶体与百合淀粉相互作用加强,形成更强的交联网络结构。其中PEC组最高,主要是PEC属于一种线性高分子多糖,分子残基中存在交链扭结,在凝胶过程中,这种线性多糖与直链淀粉通过范德华力、氢键和静电作用,形成更强的弹性胶体[26]G′的增大也会引起G″增大,主要是G′升高使得样品固体性质得到加强,因此在外力作用下样品维持运动所要克服的内摩擦力做功增多,从而也使得G″升高[27]。流变学中损耗角正切值tanδ是综合衡量体系黏弹性的指标,其中tanδ=G/G′。tanδ>1,体系以“黏性”为主,流动性增强。tanδ<1,体系以“弹性”为主,即固性增强。由图5-c可知,在低频率下空白组及SA、CMC、KGM、KC组的tanδ>1,即同一应变条件下G′<G″,说明在此应变的环境条件下,百合汁饮料体系中黏性成分较多,流动性强,体系中的颗粒之间不易形成具有弹性的空间网络结构[28]。随着频率增加分子间化学键被破坏,并且在短时间内不能恢复,使得G′>G[29]。PEC、GG、XG处理组tanδ<1,可能是3种胶体的增稠作用增强了体系的固性。此时样品体系储存能量的能力较强,内部损耗或者内部摩擦阻力较小,体系的稳定性较好。随着频率的增加tanδ值升高,可能是较高频率下分子链段运动加剧,克服内摩擦力做功增多,内能损耗增加[27]

a-储能模量;b-损耗模量;c-损耗正切值

图5 动态频率扫描中百合饮料的储能模量(G′)、耗能模量(G″)和G/G′的变化
Fig.5 Variations in storage modulus (G′), loss modulus (G″), and delta degrees of lily beverage in a dynamic frequency scan

2.5 色差

外观是消费者衡量产品的过程中考虑的首要因素,颜色是主要的外观属性,良好的颜色不仅使消费者心情愉悦,同时也能反映产品质量的好坏[30]。如表1所示,将样品混匀后测定发现,添加PEC、GG、XG后的饮料L*值无显著变化,其他样品组L*值显著增加,既亮度升高。添加KGM、CMC、KC、GG的饮料b*值增加,即饮料黄度增加。亲水胶体的加入对饮料a*值无明显影响。颜色的改变与加工工艺及加工过程中产品的褐变有直接关系。研究发现,加入亲水胶体能改变产品的乳化性能,在均质过程中有大量的蛋白质析出。与此同时,产生的泡沫会引入过量的氧气,从而加剧百合饮料中多酚氧化酶和过氧化氢酶等褐变内源酶发生酶促褐变[31]。褐变的加剧也可能与高温灭菌过程中引起的美拉德反应和对色素的破坏有关[32],亲水胶体的加入可以保护体系减少热损失。在先前报道中,体系浊度的变化也是影响产品颜色参数的重要因素[33]。将产品离心后测定发现,与离心前相比,产品的L*值、a*值、b*值明显提高,其中添加PEC、GG、XG的产品颜色变化幅度较小,表明这3种胶体对产品颜色保护较好。对比同一样品离心前后L*值的变化以及离心后不同样品L*值的变化趋势推测,L*值的升高可能与悬浮颗粒的沉降有关,这一趋势对应离心后浊度降低,LIAO等[34]也发现同样现象。

表1 不同亲水胶体对百合饮料颜色的影响
Table 1 Effect of different hydrocolloids on the color of lily beverage

亲水胶体种类离心前离心后L∗a∗b∗L∗a∗b∗空白25.26±0.03c6.24±0.56a9.62±0.40bc51.08±0.23a9.87±0.04a23.42±0.13aCMC26.02±0.03b6.48±0.51a10.39±0.31a48.66±0.28b9.94±0.14a22.74±0.58aSA24.32±0.19d6.07±0.39a9.13±0.14c47.10±0.07c9.96±0.08a23.04±0.52aKGM27.12±0.33a6.31±0.12a10.28±0.08ab60.69±0.24d8.46±0.02b23.35±0.26aKC26.03±0.29b6.15±0.10a10.26±0.37ab58.11±0.19e8.06±0.06c22.81±0.19aGG25.20±0.22c5.93±0.44a10.24±0.78ab26.04±0.18f6.05±0.23d12.16±0.64bXG24.90±0.15c5.95±0.12a9.29±0.27c26.60±0.23g6.08±0.43d10.44±0.37cPEC25.26±0.09c5.77±0.48a9.85±0.28abc25.80±0.14f6.37±0.13d10.60±0.84c

注:同列字母不同表示差异显著(P<0.05)。

表2 感官评价结果分析
Table 2 Analysis on results of sensory evaluation

亲水胶体种类空白KCKGMSACMCXGGGPEC色泽5.9±0.3bc5.3±0.3ab5.0±0.3a6.4±0.3c6.3±0.5c6.5±0.2c6.4±0.2c6.5±0.4c风味6.4±0.3a6.2±0.3a6.0±0.4a6.3±0.3a6.4±0.3a6.5±0.3a6.3±0.2a6.3±0.4a组织形态4.7±0.2a4.5±0.3a4.4±0.3a5.7±0.2b5.5±0.2b5.8±0.2b6.0±0.1b6.1±0.1b口感6.1±0.2a6.2±0.2a6.1±0.1a6.7±0.2b6.8±0.2b6.8±0.1b6.6±0.2b5.7±0.1c总体接受度5.4±0.2a5.4±0.1a5.3±0.2a5.9±0.2b5.9±0.2b6.4±0.1c6.3±0.1c5.8±0.2b

注:同行字母不同表示差异显著(P<0.05)。

2.6 感官评价

感官评估对产品的品质具有重要意义,组织状态是评估中的重要指标。与空白组相比,加入PEC、等稳定剂的产品评分更高,主要是稳定剂的加入可以降低产品的絮凝和沉淀,产品保持较为稳定的状态。饮料色泽的变化不仅可以通过仪器定量分析,同时在感官评价中定性可能更接近消费者的需要和满意度[30]。加入KC、KGM使色泽评分下降,主要是此时饮料的颜色变淡,而PEC、SA、CMC、XG、GG等可以使饮料颜色保持饱和。口感是评价饮料品质的重要组成部分。加入SA、CMC、XG、GG等对饮料口感有显著提升,而PEC组评分较低,可能是PEC较强的增稠作用过度增加产品的黏稠感。总体来说,XG和GG为饮料提供不错的改善,而KGM和KC对产品基本没有影响。研究结果表明,合适的亲水胶体有利于百合饮料感官评分的改善。根据这些数据,可以推断大多数小组成员对百合饮料的感官评估感到满意。

2.7 浊度

浊度值可以进一步反映浑浊饮料的稳定性。根据斯托克斯定律,较大的颗粒更容易沉淀,而较小的颗粒在离心后倾向于留在上清液中。不同的吸光度值主要受悬浮液中残留颗粒的影响。如图6所示,添加亲水胶体对饮料浊度的改变有显著影响,相比空白组,添加KC、KGM的样品浊度值降低,表明KC和KGM对饮料的稳定性较差,添加PEC、GG、XG后饮料的浊度值明显升高,其中PEC浊度值最高。主要可能是这3种亲水胶体形成较强的交联网络结构能很好地减少粒子沉降,保护体系的稳定性。而加入SA和CMC的饮料浊度值提升较低,可能是这2种胶体与体系中物质的作用较弱,当离心转速较大或时间过长时,维持颗粒悬浮的力不足以保护饮料稳定性。同时亲水胶体改变了饮料中颗粒粒径,也是影响浊度的重要原因[35]。在AKKARACHANEEYAKORN等[7]的研究中,黏度高的样品往往具有更高的浊度,与本研究结果一致。

图6 不同亲水胶体对百合饮料浊度的影响
Fig.6 Effect of different hydrocolloids on the turbidity of lily beverage

2.8 沉降实验与离心沉淀率

为了对饮料系统进行直接、准确和客观的评估,使用沉降试验来直观观察百合饮料状态,结果如图7所示。

a-沉降1 d;b-沉降5 d;c-沉降10 d;d-离心沉淀率

图7 百合饮料沉降实验与离心沉淀率
Fig.7 Sedimentation experiments and centrifugal sedimentation rate of lily beverage

如图7-a所示,刚开始(沉淀1 d)时,PEC、GG、XG样品组较稳定,其他组均出现了不同程度的沉积现象,并且KGM和KC组出现了严重的析水现象,主要原因可能是体系环境对KGM和KC存在抑制作用,加入这2种胶使体系中分子间相互作用减弱。图7-b表明体系在第5天时,空白组出现析水现象,XG样品组出现分层现象,而PEC和GG样品组仍保持较好稳定性,主要可能是PEC和GG的增稠作用强于XG,形成的凝胶网络结构可以在贮藏期间有效的悬浮颗粒,空间排斥作用或许是维持百合浊汁饮料稳定性的重要因素。图7-c表明在第10天时,XG组沉淀部分降低,可能是颗粒的进一步聚集和空间排斥作用的减弱导致颗粒持续沉降。同时GG组上层出现析水现象。在贮藏实验中PEC组始终保持较好的稳定性,CMC和SA并不能阻止大颗粒的沉降,但是对环境的耐受性和静电斥力等作用能够对小颗粒起到悬浮作用,缓解了体系析水。

离心观察法是一种普遍且能快速测定饮料稳定性的方法,通过设置合适的转速和时间预测体系常温存放时稳定时间。如图7-d所示, KGM和KC的加入产生更多沉淀,体系稳定性较差,这与之前的分析一致。SA、CMC的加入对沉淀率并没有显著影响,可能是增稠作用较弱,没有坚固的网络结构,在高速离心下,颗粒受力沉降,这与初始沉降实验的现象一致。而PEC使得百合饮料有较低的沉淀率,稳定性提高。

3 结论

本研究主要探讨亲水胶体对百合浊汁饮料稳定性的影响。通过浊度、离心沉淀率、沉降实验分析显示,与空白组相比,加入KGM和KC会降低饮料的稳定性,出现更明显的相分离。加入PEC、GG、XG、SA、CMC可以有效提高百合浊汁饮料的稳定性,其中加入PEC后产品的稳定性最好。PEC的加入使饮料的黏度值最高,形成致密的网络结构使水分流动性减弱,稳定性提高;加入SA后zeta电位绝对值显著高于其他样品组,粒径低于其他组,静电斥力的作用也有助于稳定饮料系统。对比以上结果发现,百合浊汁饮料稳定机理中空间位阻效应强于静电斥力作用。

通过测定离心前后产品的颜色变化发现,离心后产品的L*值、a*值、b*值显著提高,L*值的变化与浊度相关。感官结果显示黏度较高虽然有利于饮料稳定性,但是带来的糊口感对产品有负面影响。因此在单一稳定剂的基础上还应继续探究复配稳定剂,对百合浊汁饮料进一步优化。

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Effect of different hydrocolloids on stability of lily cloudy beverage

ZHU Junkun1, HAN Sihai1,2*, LIU Jianxue1,2, LI Peiyan1,2, BAI Zhouya1,2, YUE Chonghui1,2, WANG Ping1,2, LUO Denglin1,2, LI Xuan1,2

1(College of Food and Bioengineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China)
2(Henan Engineering Technology Research Center of Food Raw Materials, Luoyang 471023, China)

ABSTRACT This paper mainly studied the effects of seven hydrocolloids, namely pectin (PEC), gellan gum (GG), xanthan gum (XG), sodium alginate (SA), carboxymethyl cellulose (CMC), konjac gum (KGM), and carrageenan (KC) on the stabilization of lily cloudy beverage.The stabilization was also characterized by particle size, potential, rheology, water flow, and sedimentation experiments.Results showed that the beverage with added PEC had higher viscosity and weakened water mobility.The beverage with added SA had the smallest particle size and the highest absolute value of zeta potential.From the turbidity, centrifugal precipitation rate, and sedimentation experiments, the stability of the beverage was ranked as follows:PEC>GG>XG>SA>CMC>blank>KC>KGM.Moreover, the centrifugation test revealed that the color change of the beverage was mainly affected by the size and distribution of particles, with the L*value, a* value and b* value becoming larger after centrifugation.The sensory results demonstrated that excessively high viscosity increased the mushiness of the product, highlighting the importance of selecting suitable hydrocolloids to improve product satisfaction.Therefore, understanding the effect of different hydrocolloids on lily beverages is crucial for the further selection and compounding of stabilizers in the research and development of lily beverages.

Key words hydrocolloids;lily;stability;cloudy beverages;rheology

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.037749

引用格式:朱俊坤,韩四海,刘建学,等.不同亲水胶体对百合浊汁饮料稳定性的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(19):236-243.ZHU Junkun, HAN Sihai, LIU Jianxue, et al.Effect of different hydrocolloids on stability of lily cloudy beverage[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(19):236-243.

第一作者:硕士研究生(韩四海教授为通信作者,E-mail:hansihai@haust.edu.cn)

基金项目:国家自然科学基金项目(32302075);河南省自然科学基金项目(202300410134)

收稿日期:2023-10-24,改回日期:2023-11-17