亲水胶体及均质对枣浊汁饮料稳定性的影响

赵光远 段倩 常杨 曹益恒 纵伟

ZHAOGuang-yuan DUAN Qian CHANG Yang CAO Yi-heng ZONGWei

（郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南 郑州 450002）

(School of Food and Biological Engineering,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou,Henan 450002,China)

枣为中国特产，含有丰富的营养成分，具有多种保健和食疗作用，古人有“日食三枣、长生不老”之说，枣中的维生素含量为果中之冠，又号称天然维生素丸。枣中的黄酮类和芦丁含量均较高，黄酮可保护血管，芦丁有降血压效果，所以，鲜枣深受消费者青睐，更是心血管病人的保健食品。然而，鲜枣的鲜食季节很短，且不耐贮藏，将鲜枣加工成营养价值丰富的浊汁饮料，对枣资源的深度开发和利用具有重要意义，而有关鲜枣浊汁饮料的相关研究少见报道[1，2]。

鲜枣浊汁饮料中既有微粒形成的悬浮物，又有果胶、蛋白质等形成的胶体粒子，另外还有脂类物质这些混浊成分赋予了果蔬汁很好的感官品质，并提供了丰富营养。然而，混浊果汁极易出现分层沉淀等现象[3]，影响其感官品质。浊汁饮料悬浮稳定性可以通过添加 V、均质[6]或者添加亲水胶体[7，8]得以改善，有研究者[9]还会把以上方法结合起来使用。VC可以防止苹果汁中的由酚类物质的氧化聚合增大尺寸造成的分层沉淀[5]；均质可以减小果汁中颗粒尺寸而使其浑浊稳定性增高[6]；亲水胶体可以增加果汁的黏度以及改变悬浮颗粒的电荷性质而增加浑浊稳定性[8]。由于鲜枣浊汁饮料中含有的VC比苹果汁高，所以不必再添加。

均质及添加亲水胶体虽在其他果蔬浊汁中多有使用报道[6-8]，但其对鲜枣浊汁饮料的浑浊稳定性影响的研究未见报道。所以本试验重点探讨几种亲水胶体及均质对鲜枣浊汁饮料稳定性的影响，得到其应用的相关工艺和参数，为鲜枣浊汁饮料的工业化提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 主要仪器设备与材料

紫外可见分光光度计：T6新世纪型，北京普析通用仪器有限责任公司；

电位分析仪：Zeta Plus型，美国布鲁克海文仪器有限公司；

搅拌机：HR1704型，广东飞利浦公司；

乳化机：ALM2型，法国Pierre Guerin公司；

高速冷冻离心机：HC-3618R型，安徽中科中佳科学仪器有限公司；

鲜枣：冬枣，购自郑州果品市场；

黄原胶：山东阜丰发酵有限公司；

耐酸性羧甲基纤维素钠（CMC-Na）：食品级，上海山浦化工有限公司；

瓜尔胶、果胶：食品级，上海山浦化工有限公司；

卡拉胶：食品级，滕州市通达海藻工程技术有限公司。

1.2 枣混浊汁饮料的生产工艺

鲜枣→清洗去核→切片→热处理（沸水）→打浆1 min（料水比1∶1(m∶V)）→胶磨(料水比 1∶3(m∶V))→酶解（50 ℃）→灭酶（沸水浴10 min）→离心（3 500 r/min，10 min）→调配→均质→装瓶→杀菌（沸水浴10min）→鲜枣汁饮料

1.3 亲水胶体种类的选择

选择黄原胶、酸性CMC-Na、瓜尔胶、卡拉胶和果胶5种亲水胶体作为鲜枣混浊汁的稳定剂，并分别选择3个添加量，在40℃下进行加速贮存试验，通过测定贮存7 d后鲜枣汁的浊度、悬浮稳定性、黏度和观察添加不同稳定剂的鲜枣汁的沉淀情况，确定饮料最佳稳定剂种类及其用量，并进行复配，确定较好的复配比例。

1.4 均质条件的研究

1.4.1 均质温度对鲜枣汁饮料悬浮稳定性的影响 固定均质压力为25 MPa，均质1次，考察均质温度对鲜枣汁饮料浊度保留率的影响。

1.4.2 均质压力对鲜枣汁饮料悬浮稳定性的影响 固定鲜枣汁饮料的温度为50℃，均质1次，考查均质压力对鲜枣汁饮料浊度保留率的影响。

1.4.3 均质次数对鲜枣汁饮料悬浮稳定性的影响 固定鲜枣汁饮料温度为50℃、均质压力为25MPa，考查均质次数对鲜枣汁饮料浊度保留率的影响。

根据以上单因素试验，采用三因素三水平进行正交试验设计，研究均质压力、均质温度和均质次数对鲜枣汁浊度的影响。

1.5 理化指标的测定方法

1.5.1 浊度的测定 参照文献[3]。浊度以果汁在660 nm的吸光度表示。浊度保留率按(1)计算：

1.5.2 相对黏度的测定 用奥氏黏度计测定30℃时10 mL果汁样品的流动时间t与相同条件下去离子水的流动时间t0，代入式(2)计算样品黏度：

式中：

η——30℃时样品的黏度，mPa.s；

ρ——30℃时样品的密度（用比重瓶测定），g/mL；

ρ0——30℃时水的密度，0.995 7 g/mL；η0——30℃时水的黏度，0.800 7mPa.s。

1.5.3 果汁中悬浮颗粒Zeta电位的测定 测定Zeta可以探明果汁中悬浮颗粒的带电性质，带同种电荷越多则斥力越大，果汁越稳定，反之，果汁越不稳定[5]。采用美国Zeta Plus电位分析仪根据文献[10]测定。

2 结果与讨论

2.1 亲水胶体对鲜枣浊汁饮料稳定性的影响

2.1.1 单一亲水胶体对稳定性的影响 由表1可知，添加亲水胶体可以明显提高鲜枣汁体系的相对黏度和悬浮稳定性，添加黄原胶的鲜枣汁，其相对黏度和浊度最大、悬浮稳定性也最好，然而，当黄原胶添加量为0.07%时，就出现了鲜枣汁粘稠、流动性变差的问题。添加瓜尔胶和酸性CMC-Na的鲜枣汁，随其添加量的增大鲜枣汁的悬浮稳定性显著提高，但当其添加量分别达到0.08%和0.09%时，鲜枣汁中仍有少量沉淀。添加卡拉胶的鲜枣汁，其添加量为0.02%和0.05%时，鲜枣汁体系的浊度均低于对照，并且在40℃贮存7 d后出现了大量的絮状沉淀，添加果胶的鲜枣汁在40℃贮存7 d后也出现了较多的沉淀。可见添加单一的亲水胶体都不能达到比较满意的效果。

表1 稳定剂种类及其添加量对鲜枣汁稳定性的影响Table1 Effectsofdifferenthydrocolloidsand the dosageson jujube juice stability

2.1.2 复合稳定剂对稳定性的影响 40℃加速贮存试验结果表明，单一使用黄原胶粘稠度过大，鲜枣浊汁饮料的风味和口感均不好，故将黄原胶与稳定效果较好、黏度较低的瓜尔胶和酸性CMC-Na进行两两复配，总添加量为0.08%，采用不同的复配比例，研究这两种复配胶对饮料稳定性的影响，结果见图1～3和表1。

图1 复配胶对鲜枣浊汁饮料浊度的影响Figure1 Effectsof the cooperation ofhydrocolloidson turbidity

图2 复配胶对鲜枣浊汁饮料浊度保留率的影响Figure2 Effectsof the cooperation ofhydrocolloids on turbidity retention rate

由图1和图2可知，黄原胶与酸性CMC-Na复配较黄原胶与瓜尔胶复配有更大的浊度和更好的悬浮稳定性，并且其随着复配比例的增大而增大，但变化不是很明显，也就是说黄原胶与酸性CMC-Na复配能使鲜枣浊汁体系更稳定。黄原胶与瓜尔胶复配的鲜枣浊汁饮料，原来的浊度较小、悬浮稳定性较差，但随着黄原胶加入量的增大，其浊度和悬浮稳定性才得到明显改善，这可能仍是依靠黄原胶的增稠作用来改善鲜枣浊汁饮料的稳定性，并不能体现复配胶的优势，因此，选择黄原胶与酸性CMC-Na复配。

由图3可知，这两种复配胶的黏度都随着复配比例的增大而增大，而黄原胶与酸性CMC-Na复配的鲜枣浊汁饮料较黄原胶与瓜尔胶的有更大的黏度，为了防止黏度过大而导致鲜枣汁饮料的流动性差的问题，选择黄原价与酸性CMC-Na的复配比例为1∶1。

由表2可知，鲜枣浊汁饮料悬浮颗粒的Zeta电位绝对值低于25 mV，颗粒间的静电斥力小，不足以维持鲜枣汁体系的稳定。添加黄原胶和酸性CMC-Na可以在很大程度上提高鲜枣浊汁饮料体系的Zeta电位绝对值，悬浮颗粒间产生了强的静电斥力而阻止了颗粒由于聚集而引起的沉淀，但两者Zeta电位绝对值仍低于25mV。黄原胶和酸性CMC-Na复配能产生协同作用，大大提高了鲜枣浊汁饮料体系的Zeta电位绝对值，为-25.84 mV，并增加了体系的黏度，进一步提高了体系的悬浮稳定性，因而稳定效果最好。

图3 复配胶对鲜枣浊汁饮料黏度的影响Figure 3 Effectsof the cooperation ofhydrocolloids on the relative viscosity

表2 添加不同稳定剂的鲜枣汁饮料中悬浮颗粒的Zeta电位Table2 Z-potentialof the jujube juice with differenthydrocolloid

2.2 均质对鲜枣浊汁饮料稳定性的影响

2.2.1 均质温度对悬浮稳定性的影响 由图4可知，经过均质的鲜枣汁饮料的浊度保留率都显著高于对照（50.34%），均质能显著提高鲜枣汁饮料的悬浮稳定性。当均质温度由30℃升至50℃时，鲜枣浊汁饮料的浊度保留率由74.90%升至88.45%，50℃时的浊度保留率最高，随着温度的继续升高，浊度保留率逐渐下降。可见均质温度为50℃左右较理想。

图4 均质温度对鲜枣浊汁饮料稳定性的影响Figure4 Effectofhomogeneous temperatureon the stability of jujube cloudy juice

2.2.2 均质压力对悬浮稳定性的影响 由图5可知，经过均质的浊度保留率显著高于对照。随着均质压力的增大，鲜枣浊汁饮料的浊度保留率一直增大(持续增加)，当均质压力由10 MPa升至25 MPa时，鲜枣浊汁饮料的浊度保留率由67.66%升至85.09%，当均质压力增大到20 MPa时，随着均质压力的增大，鲜枣浊汁饮料的浊度保留率增加趋势变缓。以下正交试验均质压力选用小于25MPa。

图5 均质压力对鲜枣浊汁饮料稳定性的影响Figure 5 Effectofhomogeneouspressureon the stabilityof jujube cloudy juice

2.2.3 均质次数对悬浮稳定性的影响 由图6可知，浊度保留率随均质次数的增加，先增大后减小，均质两次时，鲜枣浊汁饮料的浊度保留率最高，为88.13%，而均质1次时和均质3次时分别为84.79%和76.92%。均质能使混浊汁颗粒在挤压、冲击和失压膨胀等的作用下进一步细化，均质2次时鲜枣汁饮料的浊度保留率大于均质1次的。

图6 均质次数对鲜枣浊汁饮料稳定性的影响Figure6 Effectofhomogeneous timeson the stability of jujube cloudy juice

2.2.4 均质正交试验结果 在单因素试验的基础上，设计正交试验，考察一次均质压力、二次均质压力和均质温度对浊度保留率的影响，水平因素见表3，其结果见表4。

表3 正交因素水平表Table3 Three factors three levelsorthogonal table

表4 均质对鲜枣浊汁饮料稳定性的影响Table4 Effectsofhomogeneouson the stability of jujube cloudy juice

由表4可知，因素作用的主次顺序为A>C>B，即第一次均质压力>均值温度>第二次均质压力，最佳试验条件是A3B3C2，即50℃均质2次，第1次均质压力25 MPa，第2次均质压力为25MPa。

由方差分析和F检验（表5）可知，第1次均质压力对鲜枣浊汁饮料的浊度保留率影响显著，第2次均质压力和均质温度的影响不显著。

表5 正交试验方差分析表Table5 Resultsofvariance analysis

均质对果汁悬浮稳定性的影响有双重作用：①均质能细化果汁中的悬浮颗粒，当均质压力和均质次数在一定范围内增加会使其颗粒更小，有利于果汁稳定性的保持；②果蔬汁是一种剪切—稀化流体，受到剪切作用时，其黏度会下降，当果汁中悬浮颗粒破碎成更小的颗粒后，即使停止剪切，果汁的黏度也不会恢复到剪切以前的水平[11]。考虑到随着均质次数和均质压力的增加，果汁的黏度会下降，进而使鲜枣汁饮料在贮藏过程中沉降加快，导致其悬浮稳定性变差，同时也会使鲜枣汁饮料中的VC等营养成分损失更多，因此，确定均质的条件为50℃均质1次，均质压力为25MPa。

3 结论

(1)单一使用黄原胶粘稠度过大，鲜枣浊汁饮料的风味和口感均不好，黄原胶与酸性CMC-Na复配生产的鲜枣浊汁饮料较黄原胶与瓜儿胶复配有更好的稳定性，黄原胶与酸性CMC-Na复配的比例为1∶1，添加量为0.08%。

(2)黄原胶与酸性CMC-Na复配生产的鲜枣浊汁饮料较对照 (-17.08 mV)和单一使用黄原胶 (-22.79 mV)和酸性CMC-Na(-21.66mV)有更大的Zeta电位值(-25.84mV)。

(3)综合考虑果汁的营养成分及浑浊稳定性，均质条件为50℃均质1次，均质压力为25 MPa。

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