本發(fā)明涉及食品領(lǐng)域的乳化穩(wěn)定劑及其應(yīng)用，具體的說是一種牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對營養(yǎng)健康型乳飲料的需求量越來越大，促使我國乳品工業(yè)得以迅猛發(fā)展。
乳飲料是以牛乳或乳制品為主要原料的一種品質(zhì)均一、清香純正，集營養(yǎng)與保健于一體的液態(tài)蛋白食品，其主要成分是乳或乳制品，按衛(wèi)生部標(biāo)準(zhǔn)，乳飲料中蛋白質(zhì)含量必須大于l％，酸性乳飲料是以鮮奶或復(fù)原乳為主要原料，通過添加穩(wěn)定劑、甜味劑、香精等輔助原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵、稀釋、調(diào)酸或不經(jīng)發(fā)酵直接用有機(jī)酸(乳酸、蘋果酸和檸檬酸等)將牛乳的pH值范圍調(diào)整至3.8～4.2而制成的。酸性乳以其獨(dú)特的風(fēng)味及保健功能而廣受消費(fèi)者的喜愛，近年來在我國也得以快速發(fā)展；中性乳飲料一般是由蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、檸檬纖維(水溶性或不溶性)、淀粉類、維生素(水溶性或脂溶性)及礦物質(zhì)等原料組成的營養(yǎng)性飲料。乳飲料是一種不穩(wěn)定的分散體系，既有蛋白質(zhì)微粒形成的懸浮液、脂肪類物質(zhì)形成的乳濁液，又有以糖類、鹽類形成的溶液，即使采用先進(jìn)的加工工藝，仍會(huì)發(fā)生不同程度的油層上浮、蛋白質(zhì)沉淀等品質(zhì)問題。
之所以出現(xiàn)上述問題，主要是因?yàn)槿轱嬃现械牡鞍踪|(zhì)隨著pH值的降低，Zeta電位的絕對值降低，空間斥力減小，導(dǎo)致蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)附近發(fā)生大量聚集，從而穩(wěn)定性降低；而當(dāng)pH值繼續(xù)降低到3.8～4.2時(shí)，蛋白產(chǎn)生較弱的靜電排斥和空間位阻作用，不足以穩(wěn)定膠束體系，從而使乳體系失穩(wěn)，最終會(huì)導(dǎo)致酸性乳飲料產(chǎn)品的貨架期縮短。要解決這一問題，需加入適量的乳化劑、增稠劑等食品添加劑，以使飲料穩(wěn)定，目前現(xiàn)有技術(shù)主要利用復(fù)合膠之間存在的協(xié)同作用，其在添加量較高才能起到穩(wěn)定乳飲料的作用，如專利號(hào)200810169794.9公開了一種穩(wěn)定劑組合物由λ型卡拉膠和海藻酸鈉組成，又如專利號(hào)201010300086.1公開了一種乳飲料穩(wěn)定劑，其組分及質(zhì)量百分含量為：羧甲基可德膠50％～70％，阿拉伯膠10％～30％，海藻酸丙二醇酯10％～20％，瓜爾膠5％～10％；這類技術(shù)方案雖然在一定程度提高了穩(wěn)定性，但會(huì)引起乳飲料粘度增加、口感粗糙等問題。這類穩(wěn)定劑的組份間僅物理混合、穩(wěn)定效果和穩(wěn)定時(shí)間有限，仍會(huì)發(fā)生不同程度的油層上浮、蛋白質(zhì)沉淀等品質(zhì)問題，從而降低了產(chǎn)品的貨架期，影響了產(chǎn)品的推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種口感好、原料易得、安全健康、有良好的乳化效果，能有效地提高乳飲料的穩(wěn)定性，延長產(chǎn)品的貨架期的高品質(zhì)的牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑。
本發(fā)明還提供一種所述牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑在乳飲料中的應(yīng)用。
技術(shù)方案中包括以下原料：
牛乳蛋白0.3～0.6份，陰離子多糖0.3～0.6份，水75.7～87.3份；
制備方法為：將牛乳蛋白溶解在水中，調(diào)節(jié)pH 7，然后65～95℃高溫變性后，降溫至15～25℃，再調(diào)節(jié)pH值為4～8，加入陰離子多糖攪拌至溶解，即得到牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑。
所述牛乳蛋白選自酪蛋白、乳清蛋白和乳鐵蛋白中的至少一種。
陰離子多糖選自海藻酸鈉、卡拉膠、高甲氧基果膠、低甲氧基果膠和酰胺化果膠中的至少一種。
所述高溫變性的時(shí)間為10～30min。
所述攪拌速度為800～1200rpm。
上述牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑在乳飲料中的應(yīng)用，本發(fā)明穩(wěn)定劑可以很好的作為中性和酸性乳飲料中的穩(wěn)定劑使用。
針對背景技術(shù)中存在的問題，發(fā)明人特別選擇了牛乳蛋白和陰離子多糖復(fù)合，并且采用特殊的工藝方法形成牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液。
發(fā)明人先將牛乳蛋白溶解在水中，然后控制pH 7左右，然后升高溫度，當(dāng)溫度高于其變性溫度時(shí)，牛乳蛋白結(jié)構(gòu)中的二硫鍵和疏水鍵相互作用被破壞，此時(shí)再降溫后調(diào)節(jié)pH值為4～8，然后加入陰離子多糖，在此條件下，牛乳蛋白可以和陰離子多糖形成靜電復(fù)合物，從而增加界面膜的強(qiáng)度以及改善乳飲料體系的穩(wěn)定性，以牛乳蛋白和陰離子多糖形成的靜電復(fù)合物具有較好抵抗pH和鹽離子的變化的特點(diǎn)，還可以改善和控制乳飲料的流變和質(zhì)構(gòu)特征，從而改變賦予食品黏潤、適宜的口感，并兼有乳化、穩(wěn)定或使食品顆粒呈懸浮狀態(tài)等作用。所述牛乳蛋白的添加量控制在0.3～0.6份，過多蛋白添加會(huì)顯著增加體系粘度，而牛乳蛋白添加量過少會(huì)使得乳化能力不足；所述變性溫度控制在65～95℃，過度的加熱溫度處理會(huì)導(dǎo)致乳鐵蛋白分子空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而降低乳鐵蛋白的乳化能力，而在低溫處理?xiàng)l件下，乳鐵蛋白分子其空間可接近性、蛋白質(zhì)鏈的折疊狀態(tài)、疏水性氨基酸暴露數(shù)量等都可能不發(fā)生變化，難以形成有效形成靜電復(fù)合物。變性時(shí)間優(yōu)選10～30min，過長的變性時(shí)間同樣會(huì)降低乳鐵蛋白的乳化能力，而變性時(shí)間過短會(huì)使得乳鐵蛋白不能發(fā)生有效變性，進(jìn)一步的，考慮到靜電復(fù)合物的形成，溶解的攪拌速度控制為800～1200rpm，過高會(huì)形成大量氣泡，過低會(huì)會(huì)導(dǎo)致攪拌不均勻，不能形成靜電復(fù)合物。
所述牛乳蛋白選自酪蛋白、乳清蛋白和乳鐵蛋白中的至少一種。牛乳蛋白分為兩類：乳清蛋白是一類典型的球蛋白；酪蛋白是具有靈活的非常規(guī)二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)。這些來源于牛奶的蛋白質(zhì)具有良好的表面活性，穩(wěn)定的乳液具有理想流變特性。酪蛋白酸鈉或乳清蛋白形成的乳液中，蛋白質(zhì)的界面吸附層隨著蛋白質(zhì)含量的增加而增加，直到達(dá)到最高值約2.0～3.0 mg/m2，形成厚而致密的吸附層有助于乳液的長期穩(wěn)定，其可有效抑制蛋白絮凝引起的乳液失衡，具有良好的乳化特性。優(yōu)選乳鐵蛋白，乳鐵蛋白是一種球蛋白，可作為天然乳化劑，且乳鐵蛋白還具有較高的等電點(diǎn)(pI＝8.5)和多種生物學(xué)功能(如：抗氧化、抗炎癥、抗病毒和抗癌活性等功能)
陰離子多糖通過改善乳液連續(xù)相的流變特性(粘度)，或形成空間凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻止乳飲料中油水兩相分離現(xiàn)象或重力引起的分層。它們主要依賴在pH值低于蛋白質(zhì)等電點(diǎn)時(shí)，吸附于帶正電的蛋白表面，形成空間位阻而阻礙蛋白質(zhì)的聚集沉降。
陰離子多糖選自海藻酸鈉、卡拉膠、高甲氧基果膠、低甲氧基果膠和酰胺化果膠中的至少一種。這些陰離子多糖能與高溫變性的牛乳蛋白在酸性或中性環(huán)境性發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成靜電復(fù)合物，這種靜電復(fù)雜物較現(xiàn)有簡單的物理混合和穩(wěn)定劑相比，具有更為優(yōu)異的飲料體系的穩(wěn)定性，所述陰離子多糖的添加量控制在0.3～0.6份，過多添加陰離子多糖會(huì)顯著增加體系的濃度，導(dǎo)致乳飲料口感粗糙；而陰離子多糖含量過低時(shí)不能起到穩(wěn)定乳飲料的作用。其中，陰離子多糖優(yōu)選高甲氧基果膠，相較于其它陰離子多糖，它還具有帶電量大，能形成高強(qiáng)度的靜電相互作用，進(jìn)而影響靜電復(fù)合物的形成與結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明穩(wěn)定劑可用于乳飲品的穩(wěn)定劑使用，由于穩(wěn)定劑中已含有水，因此可按總量的76.9～87.9％配入到乳飲料中。如配入全脂奶粉或脫脂奶粉、糖類制成中性乳飲料，配入全脂奶粉或脫脂奶粉、糖類、檸檬酸鈉溶液制得酸性飲料等，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要具體調(diào)配，此為現(xiàn)有技術(shù)，不作詳述。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明的穩(wěn)定劑具有良好的乳化效果，可用作各種酸性和中性乳飲料的穩(wěn)定劑，能有效地提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，防止蛋白質(zhì)沉淀，解決脂肪上浮的問題，乳飲料粘度較低、口感細(xì)膩，延長產(chǎn)品的貨架期。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液其組分及質(zhì)量百分含量為：乳清蛋白0.5份，卡拉膠0.5份，水85份。將0.5份乳清蛋白溶解在水中，調(diào)節(jié)pH 7，然后采用95℃高溫變性10分鐘，降低溫度至25℃，調(diào)節(jié)pH值為5，加入0.5份卡拉膠攪拌至溶解，溶解的攪拌速度控制為1000rpm，即得到牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液。所述中性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉6份，乳化穩(wěn)定劑溶液86份，白砂糖8份；中性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到中性乳飲料。
實(shí)施例2
牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液其組分及質(zhì)量百分含量為：乳鐵蛋白0.4份，高甲氧基果膠0.4份，水85.1份。將0.4份乳鐵蛋白溶解在水中，調(diào)節(jié)pH 7，然后采用90℃高溫變性20分鐘，降低溫度至25℃，調(diào)節(jié)pH值為8，加入0.4份高甲氧基果膠攪拌至溶解，溶解的攪拌速度控制為1000rpm，即得到牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液。所述酸性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉4份，乳化穩(wěn)定劑溶液85.9份，白砂糖10份，檸檬酸鈉0.1份；酸性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，采用檸檬酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為4.0，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到酸性乳飲料；
實(shí)施例3
牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液其組分及質(zhì)量百分含量為：酪蛋白0.6份，海藻酸鈉0.3份，卡拉膠0.3份，水75.7份。將0.6份酪蛋白溶解在水中，調(diào)節(jié)pH 7，然后采用65℃高溫變性30分鐘，降低溫度至25℃，調(diào)節(jié)pH值為4，加入0.3份海藻酸鈉和0.3份卡拉膠攪拌至溶解，溶解的攪拌速度控制為1200rpm，即得到牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液。所述中性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉8份，乳化穩(wěn)定劑溶液76.9份，白砂糖15.1份；中性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到中性乳飲料；
實(shí)施例4
牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液其組分及質(zhì)量百分含量為：乳鐵蛋白0.3份，酰胺化果膠0.4份，水87.2份。將0.3份牛乳蛋白溶解在水中，調(diào)節(jié)pH 7，然后采用90℃高溫變性20分鐘，降低溫度至25℃，調(diào)節(jié)pH值為8，加入0.3份酰胺化果膠攪拌至溶解，溶解的攪拌速度控制為800rpm，即得到牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液。所述酸性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉7份，乳化穩(wěn)定劑溶液84.9份，白砂糖8份，檸檬酸鈉0.1份；酸性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，采用檸檬酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為4.0，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到酸性乳飲料；
實(shí)施例5
牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液其組分及質(zhì)量百分含量為：乳清蛋白0.45份，低甲氧基果膠0.45份，水85.1份。將0.45份乳清蛋白溶解在水中，調(diào)節(jié)pH 7，然后采用85℃高溫變性25分鐘，降低溫度至25℃，調(diào)節(jié)pH值為5，加入0.45份低甲氧基果膠攪拌至溶解，溶解的攪拌速度控制為1000rpm，即得到牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液。所述酸性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉5份，乳化穩(wěn)定劑溶液86份，白砂糖9份，酸性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到酸性乳飲料；
比較例6
牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液其組分及質(zhì)量百分含量為：乳鐵蛋白0.2份，高甲氧基果膠0.2份，水85.5份。將0.4份乳鐵蛋白溶解在水中，調(diào)節(jié)pH 7，然后采用90℃高溫變性20分鐘，降低溫度至25℃，調(diào)節(jié)pH值為8，加入0.4份高甲氧基果膠攪拌至溶解，溶解的攪拌速度控制為1000rpm，即得到牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液。所述酸性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉4份，乳化穩(wěn)定劑溶液85.9份，白砂糖10份，檸檬酸鈉0.1份；酸性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，采用檸檬酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為4.0，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到酸性乳飲料；
比較例7
牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液其組分及質(zhì)量百分含量為：大豆分離蛋白0.4份，羧甲基纖維素鈉0.4份，水85.5份。將0.4份大豆分離蛋白溶解在水中，調(diào)節(jié)pH 7，然后采用90℃高溫變性20分鐘，降低溫度至25℃，調(diào)節(jié)pH值為8，加入0.4份羧甲基纖維素鈉攪拌至溶解，溶解的攪拌速度控制為1000rpm，即得到牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液。所述酸性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉4份，乳化穩(wěn)定劑溶液85.9份，白砂糖10份，檸檬酸鈉0.1份；酸性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，采用檸檬酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為4.0，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到酸性乳飲料；
比較例8
牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液其組分及質(zhì)量百分含量為：乳鐵蛋白0.4份，高甲氧基果膠0.4份，水85.5份。將0.4份乳鐵蛋白溶解在水中，加入0.4份高甲氧基果膠攪拌至溶解，溶解的攪拌速度控制為900rpm，即得到牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑溶液。所述酸性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉4份，乳化穩(wěn)定劑溶液85.9份，白砂糖10份，檸檬酸鈉0.1份；酸性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，采用檸檬酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為4.0，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到酸性乳飲料；
比較例9
將0.4份乳鐵蛋白溶解在85.5份水中，所述中性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉6份，乳化穩(wěn)定劑溶液85.9份，白砂糖8.1份；中性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到中性乳飲料；
比較例10
將0.5份高甲氧基果膠溶解在82.4份水中，所述酸性乳飲料的組分及質(zhì)量百分含量為：全脂奶粉或脫脂奶粉7份，乳化穩(wěn)定劑溶液82.9份，白砂糖8.0份，檸檬酸鈉0.1份；酸性乳飲料的制備方法，包括如下步驟：在乳化穩(wěn)定劑溶液中依次加入白砂糖，全脂奶粉或脫脂奶粉，攪拌至溶解，采用檸檬酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為4.0，升溫均質(zhì)，巴氏滅菌，即得到酸性乳飲料；
表1：不同pH對實(shí)施案例2制備乳鐵蛋白-高甲氧基果膠乳化穩(wěn)定劑溶液的影響
結(jié)論：考察不同pH從酸性到堿性范圍內(nèi)乳鐵蛋白-高甲氧基果膠乳化穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性，從電位得知穩(wěn)定性較好。
表2：不同濃度NaCl對實(shí)施案例2制備乳鐵蛋白-高甲氧基果膠乳化穩(wěn)定劑溶液的影響
表3：不同濃度CaCl2對實(shí)施案例2制備乳鐵蛋白-高甲氧基果膠乳化穩(wěn)定劑溶液的影響
結(jié)論：考察不同NaCl和CaCl2從低濃度到高濃度變化范圍內(nèi)乳鐵蛋白-高甲氧基果膠乳化穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性較好。
表4：不同實(shí)施例貯藏穩(wěn)定性
結(jié)論：配方中乳鐵蛋白、陰離子多糖和水按照特定量的組合和特定的加工工藝可形成乳化穩(wěn)定劑，形成牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑能有效地提高乳飲料的穩(wěn)定性，可防止乳飲料在貯藏保質(zhì)期內(nèi)出現(xiàn)脂肪圈、分層、蛋白質(zhì)沉淀等現(xiàn)象，延長產(chǎn)品的貨架期。
表5：不同案例感官評(píng)定結(jié)果
結(jié)論：感官評(píng)定是利用科學(xué)方法，借助人的眼睛、鼻子、嘴巴、手及耳朵，也就是視嗅味觸聽等五種感覺，并借助心理、生理、物理、化學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，測量與分析產(chǎn)品，了解人對這些產(chǎn)品喜歡的程度，并測知產(chǎn)品本身的品質(zhì)特性，廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。乳飲料感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)詳見表5，可以得知：牛乳蛋白-陰離子多糖乳化穩(wěn)定劑有效地提高乳飲料產(chǎn)品的穩(wěn)定性，粘度較低、口感較為細(xì)膩，產(chǎn)品的貨架期長。