增稠劑和乳化劑對豆漿穩定性的影響

王 娜，汪立平，趙 勇

（上海海洋大學食品學院，上海 201306）

增稠劑和乳化劑對豆漿穩定性的影響

王 娜，汪立平*，趙 勇

（上海海洋大學食品學院，上海 201306）

為增加豆漿的穩定性，采用測定豆漿穩定系數、表面張力及進行感官評分的方法篩選適合用于豆漿樣品的增稠劑和乳化劑，確定了最適宜的豆漿增稠劑和乳化劑的種類及其用量。經過黃原膠、刺槐豆膠、卡拉膠、結冷膠和海藻酸鈉的單因素實驗，黃原膠和刺槐豆膠的復配實驗及黃原膠、刺槐豆膠和乳化劑（單硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯）的正交實驗得出以下結果：黃原膠和刺槐豆膠對增加豆漿穩定性有著較好的效果，當它們的質量濃度分別為0.2g/L時，其穩定系數分別為0.737、0.742。單硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯復配后HLB=8、質量濃度為2g/L時，豆漿樣品的穩定性最好，表面張力為41.7mN/m。當黃原膠、刺槐豆膠、乳化劑質量濃度（單硬脂酸甘油酯質量∶蔗糖脂肪酸酯質量=7∶4）分別為0.14、0.14、2g/L時豆漿的穩定性最好，此時豆漿樣品的穩定系數為0.879，表面張力為41.6mN/m，感官評分為96。

豆漿，增稠劑，乳化劑，表面張力，穩定系數，感官評分

隨著經濟的發展和社會節奏的加快，人類的壽命雖然不斷延長，但“亞健康狀態”也日漸凸顯，這促使人們的健康意識越來越強。研究發現，豆漿在預防一些疾病比如心臟病、糖尿病、心血管疾病、骨質疏松癥等起到重要的作用[1-2]。因此近年來全球范圍內掀起了大豆研究和食用的熱潮。豆漿是傳統大豆食品中的主力，它富含優質蛋白質和易被人體吸收的不飽和脂肪酸，另外它不含膽固醇[2-3]，因此豆漿受到越來越多消費者的歡迎。但由于豆漿在儲藏的過程中極易出現脂肪上浮和蛋白質沉淀的現象[4]，儲藏穩定性差，這極大的限制了豆漿產業的發展。在豆漿的制作過程中，關鍵技術問題就是保持豆漿樣品的穩定性。本文通過對適用于豆漿樣品的增稠劑和乳化劑進行篩選，并對篩選的增稠劑、乳化劑做單配、復配單因素實驗、全面實驗、正交實驗，測定豆漿樣品的表面張力、穩定性及進行感官評分，從而確定了可使豆漿達到長期穩定性的復合增稠劑和乳化劑，并為豆漿的工業化生產提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆原料 市售東北小圓豆；增稠劑 9270型黃原膠，食品級，山東中軒股份有限公司；刺槐豆膠（中粘），瓜豆膠（粘度5000mpa.s） 食品級，北京瓜兒潤公司；結冷膠（低酰） 食品級，上海鑫冠食品有限公司；卡拉膠（K型） 食品級，上海北連膠體有限公司；乳化劑：單硬脂酸甘油酯 食品級，河南正通化工有限公司；蔗糖脂肪酸酯 食品級，上海五馬食品科技有限公司；蔗糖 食品級，上海市糖業煙酒（集團）有限公司；去離子蒸餾水。

HR-2004豆漿機 飛利浦公司；DJM型膠體磨，GYB60-6S型高壓均質器 上海東華高壓均質機廠；DT-102型全自動界面張力儀 淄博華坤電子儀器有限公司；TGL-16C型高速離心機 上海安亭科學儀器廠；PL202-L電子天平 梅特勒·托利多儀器（上海）有限公司；電熱鼓風干燥箱 重慶銀河實驗儀器有限公司；HW S24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學儀器有限公司；HQ-60-Ⅱ型旋渦混合器 北京北方同正生物技術發展有限公司；LDZX型立式壓力蒸汽滅菌器 自控型-F系列，上海申安醫療器械廠；WFZ UV-2000型紫外分光光度計。

1.2 實驗方法

1.2.1 豆漿的制備 選擇無蟲蛀、無霉變、無破損的大豆→搓洗三遍→按豆水比1∶12比例浸泡大豆 （25℃浸泡8h）→豆漿機磨漿→膠體磨磨漿→過濾→煮沸三次→冷卻→加入食品添加劑→20MPa壓力下均質→灌裝→121℃高壓蒸汽滅菌15min[5-6]。以此制備的豆漿總蛋白質含量為（1.4668± 0.0089）g/100m L。

1.2.2 豆漿品質的測定

1.2.2.1 穩定系數（R）的測定 樣品稀釋100倍后在3000r/min轉速離心10min，取上清液，再用紫外分光光度計在550nm下測定其吸光度A2，與離心前的吸光度A1的比值即為穩定系數（R=A2/A1），若R越大，則表明其穩定性越高[7-8]。

1.2.2.2 表面張力的測定 用DT-102型全自動界面張力儀自動測定。

1.2.2.3 感官評分 通過肉眼觀察樣品的細膩度、口感、脂肪上浮、蛋白質沉淀現象，從而進行感官評分。評分標準為：細膩度、口感、脂肪上浮、蛋白質沉淀分別占25分；細膩度越高，口感越好，分數越高；脂肪上浮和蛋白質沉淀現象越嚴重，分數越低[8]。

豆漿品質的各個測定指標都進行三次重復實驗。

1.2.3 實驗設計

1.2.3.1 黃原膠和刺槐豆膠全面實驗因素水平表（L16（42）） 見表1。

1.2.3.2 增稠劑、乳化劑正交實驗因素水平表（L16（43）） 見表2。

1.2.4 統計分析 采用SPASS Statistics 17.0軟件進行方差分析。

表1 黃原膠和刺槐豆膠全面實驗因素水平表（g/L）Table 1 The factors level table of comprehensive testof xanthan gum and locust bean gum（g/L）

表2 增稠劑、乳化劑正交實驗（L16（43））因素水平表（g/L）Table 2 The factors level table of orthogonal test（L16（43））of thickener and emulsifier（g/L）

2結果與分析

2.1 增稠劑選擇

2.1.1 各種不同濃度的增稠劑對豆漿樣品穩定系數的影響 由圖1可以得出，黃原膠、刺槐豆膠對樣品穩定系數有一定的提高，卡拉膠、結冷膠、海藻酸鈉效果不明顯。并且，當黃原膠濃度為0.2g/L、刺槐豆膠的濃度為0.2g/L時豆漿樣品的穩定系數最高。因此實驗選擇黃原膠和槐豆膠作為豆漿樣品的增稠劑。

圖1 不同增稠劑對穩定系數R的影響Fig.1 Effectofdifferentthickenerson the coefficientofstability R

2.1.2 黃原膠、刺槐豆膠不同配比對豆漿穩定性的影響 實驗采用黃原膠和刺槐豆膠復配的方式對其做2因素4水平（L16（42））的全面實驗。其結果如表3。

通過表3及方差分析可以得出，當黃原膠的濃度為0.16g/L、槐豆膠的濃度為0.107g/L時豆漿樣品的穩定性最好，在此條件下豆漿樣品的穩定系數可以達到0.784。

2.2 乳化劑的選擇

HLB值與濃度對豆漿表面張力的影響分別如圖2、圖3。

從圖2可以看出，當乳化劑HLB值為8時（此時單硬脂酸甘油酯與蔗糖脂肪酸酯的比值為7∶4），樣品的表面張力最小，其穩定性最好。因此接下來考慮乳化劑HLB值為8時，濃度對表面張力的影響。

從圖3可以得出，當HLB=8，單硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯的總濃度為2g/L時，豆漿樣品的表面張力最小，為41.7mN/m，此時豆漿的穩定性最好。

表3 黃原膠、刺槐豆膠全面實驗設計（L16（42））及結果Table 3 The design and results of comprehensive test（L16（42））of xanthan gum and locust bean gum

圖2 不同HLB值對豆漿表面張力的影響Fig.2 EffectofdifferentHLB valueson surface tension ofsoymilk

圖3 HLB=8時乳化劑濃度對豆漿表面張力的影響Fig.3 Effectof the concentration of emulsifierwhen the HLB=8 on surface tension of soymilk

2.3 增稠劑與乳化劑間的交互作用

考慮到不同增稠劑與乳化劑之間存在的交互作用可能對豆漿樣品的穩定性有一定的影響，從而對上述選擇的增稠劑、乳化劑做了三因素四水平（L16（43））的正交實驗。各個指標的實驗結果如表4～表6。

表4 各實驗組豆漿樣品穩定系數R的變化Table 4 The change of the coefficientof stability of soymilk

表5 各實驗組豆漿樣品表面張力的變化Table 5 The change of the surface tension of soymilk

利用SPASSStatistics 17.0對上述結果進行分析，分析結果表明，第一個指標影響穩定系數單獨分析出來的主次因素順序為：黃原膠＞刺槐豆膠＞乳化劑，最優組合為A2B4C3；第二個指標影響表面張力單獨分析出來的主次因素順序為：乳化劑>黃原膠=刺槐豆膠，最優組合為A2B4C3；第三個指標感官特性單獨分析出來的主次因素順序為：刺槐豆膠=黃原膠>乳化劑，最優組合為A2B4C2。因此綜合三個指標的最優組合，使豆漿穩定性最好的組合為A2B4C3，即黃原膠的含量為0.14g/L，刺槐豆膠的含量為0.14g/L，乳化劑含量為2g/L（單硬脂酸甘油酯含量∶蔗糖脂肪酸酯含量= 7∶4），在此條件下，豆漿樣品的穩定系數達到0.879，表面張力為41.6mN/m，感官評分為96。

表6 各實驗組豆漿樣品感官評分Table 6 The sensory score of soymilk

3 結論與討論

本實驗選擇黃原膠、刺槐豆膠、卡拉膠、結冷膠、海藻酸鈉作為豆漿樣品的增稠劑。這些食用膠都有一個共同的特點：它們都可以提高豆漿的粘度，減緩脂肪顆粒上浮和蛋白質顆粒下沉的速率[9]。將這些食用膠應用于豆漿樣品中，可以增加豆漿的粘度，使豆漿在較長時間不會出現脂肪上浮和蛋白質沉淀的現象。另外它們又有各自的優點：黃原膠有著優良的熱穩定性，即便在高溫條件下，隨著冷卻，粘度基本上可以完全恢復；刺槐豆膠屬于植物食用膠，在食品工業上有重要的應用價值并且已經廣泛應用，是中性多糖，具有相當大的相對分子質量，因此其粘度較大；卡拉膠屬于海洋生物食用膠，它的穩定性強，干粉長期放置不易降解，它在中性和堿性溶液中也很穩定，即使加熱也不會水解，在較低的濃度下就會有較高的粘度；結冷膠屬于微生物多糖食用膠，它易于使用，具有良好的內在穩定性，在極低的用量時就可以形成凝膠，能夠賦予凝膠良好的風味釋放；海藻酸鈉屬于海藻膠，它具有獨特的膠體特性和增稠性，對金屬離子穩定，能阻止金屬離子在食品飲料中所引起的沉淀作用。但是，隨著食品體系不同，各種食品膠的穩定效果將有很大差異[10-14]。

黃原膠與刺槐豆膠復配時，黃原膠通過它的雙螺旋結構與刺槐豆膠的非取代甘露糖基團連接從而使得黃原膠側鏈與刺槐豆膠骨架發生交聯作用，形成更小的三維網絡結構，因此黃原膠與刺槐豆膠復配時這兩種混合物的粘度比單獨一種使用時粘度要大的多，并且黃原膠和刺槐豆膠的比例為3∶2時效果發揮到最大[10-15]。

豆漿樣品屬于水包油型乳狀液，而單硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯是適用于作為水包油型乳狀液的乳化劑[16]。向豆漿樣品中添加單硬脂酸甘油酯能夠大大降低豆漿樣品的表面張力，一方面破壞大豆蛋白泡沫的雙分子定向膜結構的平衡，而達到消泡的目的；另一方面，可以起到乳化劑作用，防止豆漿樣品中的脂肪上浮。從蔗糖脂肪酸酯的分子結構上看，它的親水部分占優勢，因此賦予蔗糖酯水包油（O/W）型乳化劑性能，因此對于豆漿樣品有著較好的乳化作用[17]。將單硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯復配成不同的HLB值，選出最適合豆漿樣品的HLB值，在此基礎上，找出不同濃度乳化劑對豆漿穩定性的影響。

對適合于豆漿的幾種增稠劑黃原膠、刺槐豆膠、卡拉膠、結冷膠和海藻酸鈉的選擇中發現，黃原膠和槐豆膠對增加豆漿穩定性有著比較顯著的效果；單硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯復配后HLB=8時乳化效果好。最后經過增稠劑乳化劑的正交實驗得出：當黃原膠、刺槐豆膠、乳化劑質量濃度（單硬脂酸甘油酯質量∶蔗糖脂肪酸酯質量=7∶4）分別為0.14g/L，0.14g/L，2g/L時豆漿的穩定性最好，在此條件下，豆漿樣品的穩定系數達到0.879，表面張力為41.6mN/m，感官評分為96。

雖然通過添加食品增稠劑乳化劑的方法可以顯著增加豆漿樣品的穩定性，但這也并不是唯一方法，通過其它的輔助手段，比如設定不同的均質壓力和溫度或采用二次均質的方法都可能增加豆漿樣品的穩定性，另外改變殺菌方式也同樣是一種可行的方式，這也是以后實驗研究的方向，期望通過添加劑、均質、殺菌方式的改變使豆漿樣品達到更高的穩定性。此外，本研究結果反映了豆漿制備后的第1d的穩定性，由于貯藏過程中，豆漿營養成分及穩定劑的物性都有可能發生變化，因此，其貯藏期內穩定性的變化也將是本研究的后續內容。

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Effect of thickener and emulsifier on soym ilk stability

WANG Na，WANG Li-ping*，ZHAO Yong

（College of Food Science&Technology，ShanghaiOcean University，Shanghai201306，China）

To imp rove the soym ilk stability，the thickener and emulsifier which were suitab le for soym ilk were chosen by determ ining the coefficient of stability，surface tension and sensory score of soym ilk.And the most suitab le thickener and emulsifier of soym ilk and their dosages were determ ined.After sing le fac tor experiment of xanthan gum，locustbean gum，kara g lue，gellan gum and sod ium alginate，com pound experiment of xanthan gum and locust bean gum and the orthogonal experiment of xanthan gum，locust bean gum and emulsifier（sing le stearic acid g lyceride and sucrose fatty acid ester）were carried out，the results were as follows：xanthan gum and locust bean gum had good effect in increasing the soym ilk stability in all the thickeners，and their coefficients of stability were 0.737 and 0.742 respectively，when the concentrations were both 0.2g/L.The stability of soym ilk added up to highest value when the sing le stearic acid g lyceride and suc rose fatty acid ester were b lend w ith HLB=8 and the concentration was 2g/L，the surface tension was 41.7 m N/m.The soym ilk stability was best when the contents of xanthan gum，locust bean gum and emulsifier（sing le stearic acid g lyceride：suc rose fatty acid ester=7∶4）were 0.14，0.14，2g/L respec tively.And in this condition，the coefficient of stability was 0.879，the surface tension was 41.6mN/m and the sensory score was 96.

soym ilk；thickener；emulsifier；surface tension；coefficientof stability；sensory score

TS202.3

A

1002-0306（2012）09-0341-05

2011－08－29 *通訊聯系人

王娜（1985-），女，碩士研究生，研究方向：豆制品精深加工、功能性低聚糖。

上海市教育委員會重點學科建設項目（J50704）。