海紅果發酵乳飲料穩定效果的研究

佟晨 何浩芳 李佳瑤 楊冀露 李書啟

摘? 要：選擇海藻酸鈉、果膠、黃原膠、CMC-Na、明膠和卡拉膠等6種穩定劑，采用單因素和正交試驗方法，探究不同穩定劑對海紅果發酵乳飲料穩定效果的影響。結果表明，在6種穩定劑添加量均為0.1%時，對海紅果發酵乳飲料的穩定效果較好的4種穩定劑分別為：果膠、黃原膠、海藻酸鈉和CMC-Na;4種穩定劑復合的穩定劑的最佳添加量為：果膠濃度0.25%，黃原膠0.1%，海藻酸鈉0.15%，CMC-Na0.6%，自然沉降率為5.22%。說明該復合穩定劑可有效提高海紅果乳飲料的穩定性能。

關鍵詞：海紅果;乳飲料;正交試驗;穩定劑

中圖分類號 TS201.4文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）13-0039-04

Abstract：In this experiment，sodium alginate，pectin，xanthan gum，cmc-na，gelatin and carrageenan were selected as four stabilizers with better stabilization effect on fermented milk beverage of sea red fruit. The effects of different stabilizers on fermented milk beverage of sea red fruit were investigated by single factor and orthogonal test. The results showed that when the added amount of six stabilizers was 0.1%，the four stabilizers with better stabilization effect on the fermented milk beverage of sea red fruits were pectin，xanthan gum，sodium alginate and cmc-na. The optimal addition amount of stabilizer obtained after the combination of the four stabilizers was as follows：pectin concentration was 0.25%，xanthan gum concentration was 0.1%，sodium alginate concentration was 0.15%，cmc-na concentration was 0.6%，and natural sedimentation rate was 5.22%，indicating that the composite stabilizer could effectively improve the stability of haihong fruit milk beverage.

Key words：Malus micromalus Makino;Milk drink;Orthogonal experiment;Stabilizer

海紅果屬薔薇科蘋果屬滇池海棠系的西府海棠種，是我國特有的果樹品種，具有抗寒耐旱、病蟲害少、生命力頑強等特性[1]，主要分布于我國晉、陜、蒙3?。▍^）交界處的黃土丘陵溝壑地區[2]。海棠果的花、根、果實均可入藥，能祛風濕、平肝，主治風濕疼痛、疏通筋骨、腳氣水腫、吐瀉所引起的轉筋、婦女不孕以及尿道感染等癥[3]?，F代研究表明，海紅果中富含總酸、單寧以及黃酮，并含有16種氨基酸[4]，營養價值高，是一種藥食兩用的果實，用途較廣[5]。

在活性乳酸菌飲料生產的過程中，由于乳酸菌的持續發酵，產品的pH不斷下降，所含有的酪蛋白高度不穩定，極易發生分層及沉淀，即穩定效果不佳[6]。為此，本實驗以海紅果為主要原料，制作海紅果發酵乳飲料，主要研究不同穩定劑對海紅果發酵乳穩定性的影響，以期為海紅果的產業化生產提供一定的理論指導，提高其綜合利用價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 海紅果，購自于山西忻州。全脂奶粉、白砂糖：購自超市;檸檬酸（食品級）、卡拉膠、明膠、果膠、海藻酸鈉、黃原膠、羧甲基纖維素鈉：分析純，市售;乳酸菌：北京川秀科技有限公司。

1.2 主要儀器 PX-300B型培養箱：上海躍進醫療器械廠;878A多功能攪拌機：常州國華電器有限公司;JJ-56均質機：廊坊市盛通機械有限公司坊市。

1.3 試驗方法

1.3.1 海紅果發酵乳飲料工藝流程 海紅果→清洗去核去殼→打漿→過濾（海紅果果汁）→復原乳→復配→均質→殺菌→冷卻至室溫→接菌→發酵→冷卻。

1.3.2 穩定劑的篩選 將添加黃原膠、海藻酸鈉、明膠、果膠、卡拉膠、CMC-Na濃度均為0.1%的6瓶酸奶，發酵后靜置于4℃冰箱中，30d后觀察并測定其自然分層率，比較其穩定性能，篩選出其中穩定效果較好的穩定劑。

1.3.3 穩定劑單因素實驗

1.3.3.1 果膠 分別添加0.05%、0.1%、0.15%、0.2%和0.25%的果膠，制作活性乳酸菌飲料，冷藏30d后分別測定其自然分層率，重復3次取平均值。

1.3.3.2 黃原膠 分別添加0.05%、0.1%、0.15%、0.2%和0.25%的黃原膠，制作活性乳酸菌飲料，冷藏30d后分別測定其自然分層率，重復3次取平均值。

1.3.3.3 海藻酸鈉 分別添加0.01%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%的海藻酸鈉，制作活性乳酸菌飲料，冷藏30d后分別測定其自然分層率，重復3次取平均值。

1.3.3.4 CMC-Na 分別添加0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%的CMC-Na，制作活性乳酸菌飲料，冷藏30d后分別測定其自然分層率，重復3次取平均值。

1.3.4 穩定劑的復配試驗 分別選擇果膠、黃原膠、海藻酸鈉、CMC-Na等4種穩定劑，根據L9（34）正交表設計4因素3水平的正交試驗，以海紅果發酵乳飲料的自然分層率為檢測指標。

2 結果與分析

2.1 不同穩定劑的穩定效果 選取不同穩定劑，濃度均為0.1%，制作海紅果發酵乳飲料，放置30d后，測定其自然沉降率，篩選出合適的穩定劑進行單因素測定，篩選結果見圖1。由圖1可知，不同穩定劑對于海紅果發酵乳飲料的穩定效果不同，其中，效果較好的有果膠、黃原膠、CMC-Na、海藻酸鈉4種，而卡拉膠和明膠對乳飲料穩定效果不佳，推測可能是由于其分子結構的差異所致。故選取前4種穩定劑做后續單因素實驗。

2.2 果膠對海紅果發酵乳飲料穩定性的影響 果膠屬于陰離子多糖，可與帶正凈電荷的酪蛋白發生絡合作用，吸附在酪蛋白的表面形成保護膜，利用它們之間的靜電排斥力或空間位阻作用防止酪蛋白的聚集沉淀，從而提高酸性乳飲料產品的穩定性[8-9]。由圖2可知，海紅果發酵乳飲料的自然分層率隨著果膠濃度的增大而下降，當添加量超過0.15%后，分層率下降緩慢，這主要是因為用以包裹酪蛋白，維持體系穩定的果膠的量已經足夠。當果膠濃度為0.25%時，沉降率最小為11.92%，因而選擇果膠添加量為0.15%、0.2%、0.25%的果膠添加量進行后續正交實驗。

2.3 黃原膠對海紅果發酵乳飲料穩定性的影響 由圖3可知，隨著黃原膠添加量的增加，海紅果發酵乳飲料的自然分層率迅速下降并趨于平緩，并在0.25%時達到最小值14.75%，但此時產品的口感粘稠度亦會增大、糊口。綜合成本因素及穩定性考慮，選擇0.1%、0.15%、0.2%的黃原膠添加量進行后續正交實驗。

2.4 海藻酸鈉對海紅果發酵乳飲料穩定性的影響 由圖4可知，隨著海藻酸鈉濃度的增加，海紅果發酵乳飲料的分層率呈現緩慢下降的趨勢，并當濃度達到0.15%后，沉淀率沒有太大改變?？梢酝茰y，海藻酸鈉在酪蛋白上的吸附可能存在一個臨界吸附量，當達到這個濃度后體系趨于穩定，在海藻酸鈉0.2%的時候沉降率達到最小值14.58%。因此，選擇海藻酸鈉0.05%、0.1%、0.15%3個濃度進行后續正交實驗

2.5 CMC-Na對海紅果發酵乳飲料穩定性的影響 由圖5可知，CMC-Na的濃度為0.03%時，分層率較高，體系失穩，隨著濃度增加，分層率逐漸減小。這是因為，當CMC-Na濃度增加時，有足夠多的CMC-Na吸附乳飲料中的酪蛋白，即此時CMC-Na提供了充分的空間位阻作用使體系趨于穩定狀態，從而避免了1個CMC-Na分子與多個酪蛋白膠粒之間發生架橋絮凝，導致體系失穩[10-11]。當CMC-Na的濃度為0.15%時海紅果發酵乳飲料的沉降率為12.50%，由于此時海紅果發酵乳飲料口感偏澀且不夠清爽。因此，選擇添加量為0.06%、0.09%、0.12%進行后續正交實驗。

2.6 復合穩定劑的穩定效果

2.6.1 復合穩定劑的最優參數 正交實驗極差分析結果列于表2。從表2可以看出，以果膠、黃原膠、海藻酸鈉、CMC-Na為考察因素，以自然沉降率為指標，對海紅果乳飲料的自然沉降率影響最大的1個因素是果膠，其次是黃原膠，CMC-Na對海紅果發酵乳飲料的沉降率影響不是很大，影響最小的是海藻酸鈉;最終得到的最優參數為A3B1C3D1，即果膠濃度為0.25%，黃原膠濃度為0.1%，海藻酸鈉濃度為0.15%，CMC-Na濃度為0.6%。

2.6.2 差異顯著性 在方差分析中，因各實驗無重復，故以最小平方和列作為誤差列，在a=0.05的情況下，進行F檢驗，結果見表3。由表3可知，果膠的添加量對海紅果乳飲品的沉降率影響是顯著的，而黃原膠、海藻酸鈉和CMC-Na的添加量對其影響則不顯著。在最優條件組合時，海紅果發酵乳飲料的沉降率達到5.22%，優于正交實驗各條件所得沉淀率。通過驗證實驗，進一步確定了正交實驗所得的最優條件組合的準確性。

3 結論

（1）當黃原膠、果膠、明膠、卡拉膠、海藻酸鈉、CMC-Na等6種穩定劑單獨添加，添加量均為0.1%時，穩定效果較好的有果膠、黃原膠、海藻酸鈉以及CMC-Na等4種。

（2）采用正交試驗方法研究果膠、明膠、海藻酸鈉以及CMC-Na等4種不同濃度的配比對海紅果發酵乳飲料穩定性的影響，結果表明，果膠濃度為0.25%，黃原膠濃度為0.1%，海藻酸鈉濃度為0.15%，CMC-Na濃度為0.6%時的穩定性最好，且果膠濃度的變化對海紅果發酵乳飲料的穩定性有顯著影響。經試驗驗證，使用此復合穩定劑處理的海紅果發酵乳飲料在4℃條件下儲藏30d后，自然沉降率僅為5.22%。

（3）該復合穩定劑可有效提高乳飲料的穩定性能。

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（責編：張宏民）