油脂乳化状态对淡奶稳定性及品质影响的研究

龙 肇，赵强忠，赵谋明

（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510640）

油脂乳化状态对淡奶稳定性及品质影响的研究

龙 肇，赵强忠*，赵谋明

（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州510640）

以全脂奶粉和无水奶油为主要原料，研究了均质压力和单甘酯用量对淡奶粒度分布、表观粘度、显微结构和感官品质的影响，在此基础上分析了油脂乳化状态影响淡奶稳定性及感官品质的作用机理。结果表明：随着均质压力的增加，淡奶粒径和表观粘度均呈先减小后增大的趋势，在10MPa进行均质时淡奶稳定性最好；随着单甘酯用量的增加，淡奶粒径、表观粘度、脂肪球大小和感官品质先下降后上升；随着储存时间的延长，淡奶粒度增加，感官品质下降。单甘酯用量在0.12%时淡奶品质最佳。

淡奶，均质压力，单甘酯，稳定性

淡奶是一种高脂肪、高蛋白质的液态乳制品，其脂肪全部来自乳脂肪，内含丰富的共轭亚油酸，后者能有效抑制肿瘤的产生和改善人类的免疫系统［1］，使淡奶在保持香浓醇厚味道的同时，还有助人类健康，符合当代人对健康饮食的追求。淡奶作为咖啡伴侣能够改善咖啡的颜色、风味、口感和营养成分；淡奶口感爽滑细腻，是制作各种菜肴、汤羹和点心的理想选择；淡奶也可以直接冲稀作为饮品，营养成分高，功能作用强，很容易被消费者接受，有着广阔的市场前景。由于淡奶蛋白质含量≥6%，脂肪含量≥6%，因此在其生产和储存过程中很容易出现脂肪上浮、蛋白质沉淀、絮凝和过度粘稠等现象，严重影响淡奶的商业价值，如何提高其稳定性一直是淡奶生产厂家亟待解决的问题。本文主要研究了均质压力及乳化剂用量对淡奶中油脂乳化状态的影响，分析了单甘酯对淡奶稳定性及品质的作用机制，有利于指导生产高稳定性、高品质的淡奶。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

全脂奶粉、无水奶油 新西兰乳品原料公司；单甘酯 荷兰凯瑞公司；卡拉胶 海南文昌卡拉胶有限公司；瓜尔豆胶 巴基斯坦哈根瓜胶有限公司；磷酸二氢钠、三聚磷酸钠 徐州化工三厂；食盐 广东盐业总公司。

APV-1000高压均质机 丹麦 APV公司；Mastersizer 2000 粒 度 分 布 仪 英 国 Malvern Instruments Ltd；TDL80-2B型台式离心机 上海安亭科学仪器厂；FA1104型分析天平、NDJ-1旋转粘度计 上海精密科学仪器厂；JB200-D型电动搅拌器

表2 淡奶感官评分标准

上海标本模型厂；BHW-Ⅳ型机密恒温水箱 北京朝阳航信医疗器材厂；LDZX-30KBS立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂。

1.2 实验方法

1.2.1 基本配方 见表1。

表1 淡奶的基本配方

1.2.2 工艺流程

图1 淡奶制备的基本工艺流程

在搅拌状态下将全脂奶粉、乳化剂、胶体和盐加入油水混合物中，于60℃水化30min。在60℃下均质，然后灌装和灭菌（121℃，20min），最后迅速冷却至常温。

1.2.3 表观粘度的测定 在室温下，用NDJ-1旋转粘度计测定淡奶的表观粘度（60r/min，1号转子，1min）。

1.2.4 显微结构的观察 在室温下，用OLYMPUS显微镜观察淡奶的显微结构（目镜10×，物镜40×）。1.2.5 粒度分布的测定 粒度分布仪是测定乳浊液中粒子大小的分布情况的仪器。乳浊液样品按1∶1000用去离子水稀释，测定参数设定为［2］：

分析模式：通用；进样器名：Hydro 2000MU（A）；颗粒折射率：1.530；颗粒吸收率：0.001；分散剂：水；分散剂折射率：1.330；d3，2：表面积平均直径（surface area mean diameter）；d4，3：体积平均直径（volume mean diameter）。

其中：ni为直径为di的液滴的数量。

1.2.6 感官评价 根据淡奶的滋味及气味、组织状态和色泽三个方面对淡奶的感官品质制定评分标准，如表2所示，其中滋味及气味占总分的50%，组织状态占总分的45%，色泽占总分的5%，三者相加则为淡奶的总得分。

选取10位有食品感官评价经验的在校硕士研究生组成评价小组。评价实验时，每个人分别对样品单独品评，相互没有交流和沟通，各自确定产品所得的分数，取其平均值。

2 结果与讨论

2.1 均质压力对淡奶稳定性的影响

2.1.1 均质压力对淡奶粒度分布的影响 在0～25MPa的压力之间对淡奶进行均质，成品静置一个晚上后测量其粒度分布，结果如图2所示。由图2可看出，随着均质压力的增大，在0～10MPa淡奶粒径逐步减小，10～25MPa粒径逐渐增大。空压进行均质淡奶的粒径呈三峰分布，且跨度较大，分布于0.2～450μm之间，其最频值在4～5μm左右。其他均质压力下淡奶粒径呈双峰分布，第一个峰峰值均在0.6～0.7μm左右，5、10、15、20、25MPa均质时第二个峰峰值依次为4、2.5、5.5、6、7μm。在高压条件下，流体流经均质阀微小的流道时所产生强烈的湍流、空穴作用和剪切效应将流体中颗粒或液滴破碎成微小的粒子。均质压力越低，脂肪球被破碎的程度越小，脂肪球粒径越大；均质压力越高，脂肪球被破碎的程度越大，脂肪球粒径越小，粒子比表面积越大，相同的蛋白质和乳化剂用量下脂肪球表面能量则越高，脂肪球越容易重新聚结，造成体系粒径也越大。因此，一定的均质压力能让体系内脂肪球粒径最小，体系最稳定［3］。此外，在淡奶的高温杀菌过程中，一方面伴随着强烈的布朗运动，液滴越小，布朗运动越剧烈，液滴间碰撞的机会越大，液滴间聚集的机率也越大；另一方面，热处理导致油滴聚结；最后，热处理在一定程度上改变了吸附在油滴表面的蛋白质结构，从而导致形成大的蛋白聚集体［4］。在这几个方面的共同作用下，导致了随着均质压力提高，杀菌后的淡奶粒径呈先减小后增大的趋势，在10MPa时粒径最小。

2.1.2 均质压力对淡奶表观粘度的影响 均质压力对淡奶表观粘度的影响如图3所示。由图3可看出，随着均质压力的增大，淡奶的表观粘度由0MPa的54cP下降到10MPa的20cP，然后又上升到25MPa的72cP。不同均质压力下淡奶表观粘度的变化趋势和淡奶粒径的变化趋势是一致的，这是因为淡奶的表观粘度与油脂的乳化程度及油脂与蛋白质之间的相互作用有关，二者又直接关系到淡奶的粒度分布。一方面，比较小的均质压力不足以乳化体系中的油脂，导致一定程度上的油水分离，而较大的均质压力则将油脂过度乳化，导致脂肪球重新聚结，这都会使体系的表观粘度增大；另一方面，淡奶粒径越大，测量表观粘度时在剪切力的作用下脂肪球和吸附于脂肪球表面蛋白粒子相互碰撞和相互缠绕的机率越大，剪切阻力也越大，测量得到的表观粘度则越大［5］。

表3 单甘酯用量对淡奶粒径d3，2和d4，3的影响（μm）

图2 均质压力对淡奶粒度分布的影响

图3 均质压力对淡奶表观粘度的影响

2.2 单甘酯用量对淡奶稳定性的影响

2.2.1 单甘酯用量对淡奶粒度分布的影响 随着静置时间的延长，单甘酯用量对淡奶表面积平均直径d3，2和体积平均直径d4，3的影响如表3所示。由表3可看出，在静置过程中，各单甘酯用量下淡奶的表面积平均直径d3，2和体积平均直径d4，3随着时间的延长均呈增大趋势；在单甘酯不同用量下，d3，2和d4，3的变化趋势一致，均先减小后增大，二者由小到大的顺序依次为0.12%＜0.18%＜0.24%＜0.36%＜0.06%＜0。造成这种现象的主要原因可能如下：淡奶中脂肪球表面吸附着蛋白质和乳化剂，二者共同作用，降低界面张力，使界面具有较低的界面能，从而使均质杀菌后淡奶粒径小，分布均匀，淡奶保持稳定。当单甘酯的浓度很低时，界面膜主要由蛋白质来主导，加热杀菌过程中蛋白质发生变性，原本稳定均一的脂肪球相互聚集形成大的脂肪球，大脂肪球之间又容易发生聚结导致淡奶的更不稳定，这表现为随着单甘酯用量增加，淡奶粒径减小，同一单甘酯用量下随着储藏时间的延长，粒径呈增大趋势；随着单甘酯用量的增加，单甘酯和蛋白质之间的竞争吸附增大，单甘酯逐渐将吸附于界面膜上的蛋白质解析下来，当二者之间的作用达到平衡时，淡奶被乳化地最好，表现为当单甘酯用量达到0.12%时，淡奶粒径最小，且在储藏过程中粒径增加缓慢；当单甘酯用量进一步增大，界面膜由亲油性的单甘酯主导，淡奶在单甘酯的作用下有转相的倾向，表现为其粒径随单甘酯用量的增加而增加。此外，造成这些现象的原因还与单甘酯和亲水性的蔗糖酯之间的作用有关［6-7］。

2.2.2 单甘酯用量对淡奶显微结构的影响 在显微镜下放大400倍观察静置7d后淡奶样品的上层，考察单甘酯用量对淡奶显微结构的影响，结果如图4所示。由图4（A）可看出，当不使用单甘酯的时候，淡奶中充斥着大小不一的脂肪球，其中最大的脂肪球直径达到5.6μm；由图4（B）可看出，单甘酯用量为0.06%时，淡奶中脂肪球分布没有得到实质性的改变，最大脂肪球粒径为4.5μm，这是因为用量较低时，单甘酯不足以完全覆盖被打碎的脂肪球，降低脂肪球界面能的作用小，稳定脂肪球的能力低，导致小脂肪球聚结形成大的脂肪球；由图4（C）可看出，单甘酯用量为0.12%时，淡奶脂肪球分布均匀、细密；由图4（D）、图4（E）、图4（F）可看出，随着单甘酯用量的增加，淡奶中脂肪球又呈现出增大的趋势，这是因为用量较高时，单甘酯将附着于脂肪球表面的蛋白质解析下来，蛋白质属大分子物质，空间位阻大，而单甘酯属小分子物质，空间位阻小，二者相比较，后者脂肪球更容易重新聚结。淡奶的显微结构很好地证明了其粒径随单甘酯用量不同而发生的变化。

2.2.3 单甘酯用量对淡奶表观粘度的影响 单甘酯用量对淡奶表观粘度的影响如图5所示。从总体来看，随着单甘酯用量的增加，淡奶的表观粘度呈先减小后增大的趋势，在单甘酯用量为0.12%时达到最小；随着静置时间的延长，各单甘酯用量下淡奶的表观粘度均有不同程度的下降。一方面，当单甘酯用量较低时，油脂乳化程度不够，大部分游离的脂肪球会增大剪切阻力，导致表观粘度增大；另一方面，单甘酯用量较高时，被吸附的脂肪会在油-水界面形成结晶，结晶的脂肪球也会增大淡奶的表观粘度［8］；此外，较高用量的单甘酯将脂肪球表面的蛋白质置换出来，液相蛋白质浓度增加，也会使淡奶的表观粘度增大。

2.2.4 单甘酯用量对淡奶感官品质的影响 将淡奶于常温下静置，分别在第1d、第7d、第15d、第30d对淡奶进行观察品评，给予评分，得分如表4所示。由表4可看出，随着静置时间的延长，各单甘酯用量下淡奶的感官得分均有不同程度的下降，单甘酯用量为0时下降程度最大。综合分析1个月内的总分，淡奶感官评分由高到低的顺序依次为0.12%＞0.18%＞0.24%＞0.06%＞0.36%＞0，其中：0.06%和0.36%的得分相差不大，这与不同单甘酯用量下淡奶的粒度分布、脂肪球分布和表观粘度变化相一致。

表4 不同单甘酯用量下淡奶的感官品质得分

图4 单甘酯用量对淡奶显微结构的影响

图5 单甘酯用量对淡奶稳定性的影响

3 结论

3.1 随着均质压力从0上升到25MPa，淡奶的粒径分布和表观粘度均呈现先减小后增大的趋势，当均质压力为10MPa时，二者达到最小，此时淡奶的稳定性最好。

3.2 综合分析单甘酯用量在0～0.36%范围内淡奶的各项指标，使用量为0.12%时淡奶的粒径最小、表观粘度适中、脂肪球分布均匀细密、1个月内感官评定分数最高，且各项指标在储藏期间内变化程度最低，说明0.12%为淡奶最合适的单甘酯用量，该用量下淡奶稳定性最好，品质最佳。

3.3 随着储存时间的延长，淡奶稳定性和感官品质均有所下降，但外观组织状态变化不大。

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［5］苏国万，罗立新，赵强忠，等.均质压力对大豆分离蛋白乳浊液稳定性的影响［J］.中国乳品工业，2008，36（6）：37-39.

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Effect of emulsified state of oil on stability and quality of evaporated milk

LONG Zhao，ZHAO Qiang-zhong*，ZHAO Mou-ming
（College of Light Industry and Food Science，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China）

With whole milk powder and anhydrous butter as the main raw material，the effects of the homogenization pressure and the amount of monoglyceride on particle size distribution，apparent viscosity，microstructure and sensory quality of evaporated milk were studied，the possible mechanisms produced by emulsified state of oil were also analyzed.The results indicated that：with the homogenization pressure increased，the particle size and the apparent viscosity of evaporated milk tended to firstly decrease and then increase，10MPa got the best stability. With the monoglyceride increased，the particle size，apparent viscosity，fat globe size and sensory quality of evaporated milk also firstly increased and then declined.With the extension of storage time，the particle size increased，and the sensory quality decreased 0.12%was the optimal amount.

evaporated milk；homogeneous pressure；monoglyceride；stability

TS252.59

A

1002-0306（2010）12-0090-05

2009-12-15 *通讯联系人

龙肇（1986-），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与保藏。

国家自然科学基金项目（20806030）。