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      瓜爾豆膠產品中心 / Product Center

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      粘度對超高溫滅菌奶中脂肪球上浮的影響

      發布日期:2015-01-20 11:10:43

      粘度

      基于物理反射模型的背反射光檢測技術研究不同瓜爾膠添加量對超高溫滅菌乳體系粘度及乳 脂肪球的穩定性。以0.02%添加量(w/w)的K-卡拉膠作為乳蛋白穩定劑,蔗糖酯SE-15、羥基化改性大 豆磷脂及分子蒸餾單甘酯按一定比例進行復配并以0.1%(w/w)進行添加以穩定乳脂肪,在此基礎上分 別添加0%、0.02%、0.03%、0.04%的瓜爾肢以增加超高溫滅菌乳的粘度。分別測定了樣品的粘度及頂部 脂肪球的遷移動力學并比較4者之間的穩定動力學。實驗結果表明,隨著瓜爾膠添加量的增加,樣品粘 度亦隨之增加,頂部的脂肪浮油速率呈降低趨勢,瓜爾肢添加量為0.03%時樣品的穩定性達到最大值。 因此,增加粘度可以抑制乳脂肪球上浮速率、增加產品的穩定性。

      超高溫滅菌處理使得滅菌乳體系中的微生 物數量達到商業無菌水平,因此,微生物腐敗引 起的產品變質不是其貨架期的限制因素。牛乳 體系一般是由蛋白質、脂肪、糖類等營養物質組 成,是一種客觀不穩定的分散體系。超高溫處理 使得蛋白質和脂質體的結構較生奶發生變化,脂 肪球隨著時間的推移發生聚集并產生浮油,蛋白 質球會發生沉淀。目前,超高溫滅菌乳的保質期到8個月時其組織狀態一般都不甚理想,因 此,超高溫滅菌乳的穩定性是其貨架期的最主要 限制因素' 要解決此問題,需加人配比恰當且適 量的乳化劑、增稠劑等以使產品穩定。K-卡拉膠 可與乳酪蛋白起絡合反應并形成穩定的弱凝膠 網絡體系,起到懸浮和穩定乳蛋白的作用3前期 試驗結果表明,添加0.02%的K-卡拉膠即可很好 地穩定超髙溫滅菌乳中的蛋白質。然而,乳脂肪 在觀察期內的穩定性較差,容易發生脂肪聚集及 浮油現象。牛乳屬于典型的水包油(0/W)體系,選 擇合適的乳化劑是決定其貨架期的關鍵因素。乳 化效果良好的乳化劑可以抑制乳脂肪球的聚集, 但是,由于乳脂肪球的密度小于乳介質的密度, 不可避免存在上浮現象。為了抑制乳脂肪球的上 浮,根據Stock’s定律I可以從兩方面角度人手。 一方面,增加體系的粘度,另一方面則可從增加 乳脂肪的密度。本文主要從粘度角度抑制超高溫 滅菌乳脂肪球的上浮速率,增加其穩定性。
      瓜爾膠為大分子天然親水膠體,主要由半乳糖 和甘露糖聚合為食品而成,屬于天然半乳甘露聚 糖,一種天然的增稠劑。對超高溫牛乳的穩定效 果考察,主要以觀察法和離心法為主,這兩種方 法檢測精度不夠精確、只能定性但不能定量評價 其對超高溫牛乳體系的穩定效果M。
      由于添加0.02%(w/w)的K-卡拉膠即可很好 地穩定超高溫滅菌乳中的蛋白質,鹿糖酯SE-15、 分子蒸餾單甘酯及羥基化改性大豆磷脂這3種 乳化劑按一定的地比例可以很好地穩定乳脂肪 球,防止脂肪球的聚集,乳化劑總的添加量為 0.1%。因此,本文重點研究對粘度對乳脂肪球上 浮速率及超高溫滅菌乳穩定性的影響,瓜爾膠的 添加量分別為 0.02%、0.03%、0.04%( w/w)。
      將1.0 kg的生鮮牛奶加熱至75-80弋,利用 高速組織分散機分別將1.2 g的K-卡拉膠和6.0 g的乳化劑以及瓜爾膠(依據添加量分別選擇1.2 g、1.8 g和2.4 g)溶解于牛奶中,8000 r/tnin攪拌10 min,與5.0 kg的生鮮牛奶混合后攪拌5 min,將其 加熱至(65±2)弋后經2級均質(1級均質壓力5 MPa,2級均質壓力15 MPa),經超高溫瞬時滅菌 (137丈,34 s)后灌裝,樣品以備后續實驗使用。
      待測樣品裝在一個圓柱形的玻璃測試室中。 儀器采用脈沖近紅外光源U=880 nm)兩個同步 光學探測器分別探測透過樣品的透射光和背散 光(偏離人射光135°處),采用掃描模式進行測 量,以樣品測試室底部為坐標的0點,光學探測 頭從低于樣品測試室底部的-2 mm處起沿樣品 測試室向上掃描,最大高度為55 mm,每40 (jun 高度采集一次透射光和背散射光數據。透射光和 背散射光強度以%表示,其含義是相對標準樣品 (Latex suspension:0.3 fim-10% Silicone oil)的 光通量的百分比。對于透明體系,選取透射光的 透過率(T, %)為指標,不透明體系則選取背散射 光的散射率(0S, %)為指標,牛奶屬于不透明體 系,其穩定性評價指標為6S。掃描曲線給出了不 同掃描時間透射光和背散射光隨樣品高度的變 化關系。以樣品初始SS為對照,不同觀察時間的 BS與之的差值(BP變化率4BS)反映其體系的變 化,從而放大了樣品在測定時間內微觀特征變化。
      測試樣品的添加量為20.0 mL,樣品在樣品測試 室中所占高度約為45.0 mm。采用多次掃描模式進 行測量,設定每個樣品的掃描時間為12 h,掃描間隔 為20 min。牛奶體系具有熱力學不穩定性的特性, 溫度越髙布朗運動越劇烈,能加速觀察其體系的不 穩定性,因此,設定樣品室的溫度為35 1.S數據分析與處理
      利用Turbiscan Lab穩定分析儀的TLAb EXPERT 1.23軟件采集數據并用Turbiscan Easysaft軟件進行數據分析。穩定動力學參數越 小代表體系越穩定。
      前期的研究結果表明,超高溫滅菌乳體系組 織狀態的變化分為4個變化并發生在樣品的不 同的部位,即底部沉淀層、底部澄清層、脂肪聚集 層及頂部浮油層,其中頂部浮油的速率可以反映 整個體系脂肪顆粒的上浮速率。因此,利用穩定 分析儀所采集的數據,以時間為自變量、不同時 間背反射光的強度在掃描高度上隨時間的變化 為因變量,分別研究對樣品頂部的脂肪上浮速率 進行了測定。
      對照組穩定動力學參數分別為 0.74,與瓜爾膠添加組0.02%、0.03%、0.04%。因此 添加瓜爾膠可以顯著地體系的穩定動力學參數, 提高體系的穩定性,但是,樣品的穩定性并不是 隨著瓜爾膠添加量的增加呈正相關,而是在瓜爾 膠添加量為0.03%達到最大,此后呈降低趨勢。因 此,為了降低超高溫滅菌乳體系脂肪的上浮速率, 提高其體系穩定性,瓜爾膠的添加量選擇0.03%。
      基于物理反射模型的背反射光檢測技術可 精確測定超高溫滅菌乳體系的穩定性。由于乳脂 肪小于乳介質的密度,不可避免存在上浮現象。 為抑制乳脂肪球的上浮,根據Stock’s定律,增加 體系的粘度是有效手段之一。瓜爾膠作為一種高 效的水溶性增稠劑,其添加量對粘度影響顯著。 本文發現瓜爾膠的添加量顯著地影響超高溫滅 菌乳脂肪球的上浮速率、體系的穩定動力學參數 以及感官評定中的掛杯和口感指標,瓜爾膠添加 量為0.03%時,其脂肪上浮速率可以達到最小值 0.08 mm/h,穩定動力學參數亦達到最小值0.46, 感官評定指標中的掛杯及口感指標達到最佳值。
       
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