海藻酸丙二醇酯与果胶在搅拌型酸奶中的应用对比研究

（1.江南大学食品学院，江苏无锡214122；2.上海函俊糖业有限公司，上海200333）

海藻酸丙二醇酯与果胶在搅拌型酸奶中的应用对比研究

陈迎琪1，姜启兴1，夏文水1，窦涛2

（1.江南大学食品学院，江苏无锡214122；2.上海函俊糖业有限公司，上海200333）

通过添加不同质量分数的海藻酸丙二醇酯（PGA）和果胶来制作搅拌型酸奶，以酸度、pH值、表观黏度、持水力、乳清析出量、感官评定以及后产酸和黏度变化为指标，对比分析PGA和果胶对酸奶品质的影响。结果表明：PGA与果胶均有利于酸奶体系的稳定，在添加量0.10% ～0.12%范围内，果胶的增稠稳定效果略好于PGA，但添加量大于0.13%后PGA的效果更好。在各质量分数下，PGA对酸奶后产酸的抑制以及耐酸稳定性均优于果胶，使酸奶在相对较长的储存时间内保持质地、口感以及风味的稳定，更有利于酸奶品质的保持。

海藻酸丙二醇酯；果胶；搅拌型酸奶；对比分析

0 引言

酸奶是一种兼具美味与营养的食品，有维持肠道菌群平衡[1]、提高免疫力[2]等益处，已成为人们的日常饮品，在乳制品市场中占的份额也越来越大[3]。通常为满足稳定性要求，会在酸奶中添加食品增稠剂或稳定剂，如果胶、琼脂等亲水胶体。果胶因其优良的性能成为最常用的酸奶稳定剂之一[4]，但果胶市场短缺，成本较高，寻找可替代它的稳定剂成为近来研究的热点。

海藻酸丙二醇酯（Propylene glycol alginate，简称PGA）是一种提取自褐藻并经过酯化处理的藻酸类衍生物[5]。先前的研究表明PGA具有良好的乳化性、增稠性和酸热稳定性，适合在酸奶这类酸性体系中应用[6]。因此，本研究以搅拌型酸奶为对象，选取日本进口的中黏度PGA，将其与低甲氧基果胶进行对比研究。

1 实验

1.1材料与仪器

海藻酸丙二醇酯（PGA）NLS-K型，低甲氧基果胶（BS02型），保加利亚乳杆菌，嗜热链球菌，全脂奶粉，白砂糖（市售）。

DV-II+型可编程控制式黏度计，FE28型pH计，101型电热恒温箱，NS1001 L2K型高压均质机，4K15型冷冻离心机，EL3002型电子天平，PB203-N型电子称。

1.2方法

1.2.1 搅拌型酸奶的制作工艺流程

全脂奶粉、水、稳定剂和白砂糖→混合均匀→预热（60 ～ 70℃）→二次均质（18 ～20 MPa)→灭菌（90 ～95℃，5 ～8 min）→冷却（40 ～43℃）→接种→分装→封口→保温发酵（43 ～45℃，6 ～9 h）→冷却（0 ～7℃）→搅拌破乳→冷藏（2 ～5℃，24 h）→成品

1.2.2 PGA与果胶的对比实验

分别添加质量分数为0.10%，0.11%，0.12%，0.13%，0.14%，0.15%的PGA（NLS-K型）与低甲氧基果胶，制成12组搅拌型酸奶样品（每组500 g），测定相应的酸乳指标并进行对比研究。

1.2.3 酸乳指标的测定

（1） 酸度和pH值的测定。

酸度：参照国家标准GB5413.34-2010测定，用吉尔涅尔度（°T）表示。

pH值：在4℃下，用FE28精密pH计测定。

（2） 表观黏度的测定。

表观黏度（apparent viscosity，AV）的测定参照霍艳荣等[7]方法有修改：将约60 mL的酸奶样品倒入夹层杯中，设置温度为4℃，选择LV3号转子，在转速5 r/min下测定1 min，每3 s记录一次数据，取平均值。

（3） 持水力的测定。

持水力（water holding capacity，WHC）的测定参照Hassan A N等[8]方法有修改：称取20 g酸奶样品于离心管中，在4℃（5 000 r/min）下离心15 min，倾出上清液，将离心管倒置1 min后立即称质量。每个样品做3组平行，取平均值。

持水力=离心沉淀物质量/样品质量

（4） 乳清析出量的测定。

酸奶胶体脱水收缩敏感性（susceptibility tosynere⁃sis，STS）的测定，参照李全阳等[9]方法有修改：将100 g冷却成熟的酸奶样品倒入带有140目钢丝网的漏斗中，在4℃下用500 mL烧杯收集沥出的乳清，2 h后称量收集的乳清质量。

酸奶胶体脱水收缩敏感性=乳清析出量/样品质量（5）感官评价。

将各组酸奶样品编号分装到一次小性纸杯中，请食品专业中有乳品品鉴经验的教师、研究生、本科生和消费者共15名，单独对酸奶样品的三个指标进行评价和计分，采用100分制评分方法并统计所有分数的平均值，分数越高，则越贴近样品的最佳特征。感官评价指标参照《中国乳制品工业行业规范—酸牛乳感官质量评鉴细则》有修改如表1所示。

表1 感官评价指标

（6）贮藏过程中酸奶后产酸的测定。

参照杜磊等[10]方法有修改：将酸奶样品在4℃下储存，在常规保质期内的第0，3，6，9，12，15，18天测定酸奶样品的pH值和酸度。

（7） 酸奶黏度变化的测定。

将酸奶样品在4℃下储存，在常规保质期内的第0，3，6，9，12，15，18天测定酸奶样品的表观黏度（AV），并作出其占初始黏度百分比（%）的变化曲线。

2 结果与讨论

2.1不同质量分数PGA与果胶对酸奶黏度的影响

图1为添加不同质量分数的PGA与果胶对搅拌型酸奶黏度的影响。由图1可以看出，随着PGA与果胶质量分数的增加，酸奶的黏度逐渐增大，表明二者均有较好的增稠效果。这可能是因为低质量分数的PGA或果胶可以增强酸乳体系中酪蛋白和磷酸钙的胶体结构，同时增强蛋白质分子间的相互作用和酸奶的水合作用[11]，进而增大酸奶的黏稠度。

图1 不同质量分数PGA与果胶对酸奶黏度的影响

但也不难看出，不同质量分数的PGA和果胶的增稠效果是有差异的。当添加量小于0.12%时，果胶对酸奶的增稠效果优于PGA；当添加量大于0.12%后，添加PGA的酸奶黏度有大幅度的上升，当质量分数达0.13% ～0.14%时，体系黏度超过了果胶；而当质量分数增加至0.15%时，添加果胶的酸奶黏度上升较快，最终略高于PGA。

所以在增稠性方面，当PGA的添加量为0.13%和0.14%时，对搅拌型酸奶的增稠作用明显优于果胶。

2.2不同质量分数PGA与果胶对酸奶持水力的影响

不同质量分数的PGA与果胶对酸奶持水力的影响如图2所示。由图2可以看出，随着PGA与果胶质量分数的增加，酸奶的持水力（WHC）逐渐增大，但就其增量来说两者差别很小。开始时添加果胶的酸奶持水力要高于PGA，而在质量分数达0.13% ～0.14%时，添加PGA的酸奶持水力超过果胶。故可得在此质量分数下，添加PGA对提高搅拌型酸奶的持水力效果更好。

酸奶的持水力与酪蛋白胶束有关，它作为一个胶体结构可增强酸奶的持水性能，但当条件变化后会影响其结构稳定性，从而降低持水力。同时也受到不同酸化速率的影响，若酸化速率太快，会使酪蛋白胶束收缩，导致疏水基团暴露，使持水力下降。而添加PGA与果胶酸奶持水力增大的原因可能是在均质和灭菌后，这两种物质与复原乳中的钙离子发生相互作用，并且在酸奶发酵成熟后形成紧密的网状结构，从而保持住水分[12]。

图2 不同质量分数PGA与果胶对酸奶持水力的影响

表2 酸奶样品的感官评定指标结果

另外与图1比较看出，添加PGA和果胶对酸奶持水力与黏度的影响有较大的相关性，这可能是由于体系黏度增大使酸乳中酪蛋白胶束更加稳定，进而提高持水力。

2.3不同质量分数PGA与果胶对酸奶乳清析出量的影响

图3为不同质量分数PGA与果胶对酸奶乳清析出量的影响。

图3 对酸奶乳清析出量的影响

由图3可以看出，酸奶的脱水收缩作用敏感性（STS）随着PGA与果胶质量分数的增加而逐渐减小。当PGA与果胶的添加量小于0.12%时，两曲线下降较为缓慢，添加PGA的酸奶乳清析出量均大于果胶；当添加量大于0.12%后，添加PGA的酸奶STS值有大幅下降，且当质量分数达0.13% ～0.14%时，酸奶的STS值明显低于果胶；而当质量分数增大至0.15%时，添加果胶的酸奶STS值下降较快，最终略低于PGA。这表明当PGA的添加量为0.13%和0.14%时，对改善搅拌型酸奶乳清分离的效果要比果胶的好。

同时与图2相比可看出，酸奶的乳清析出与持水力呈一定的负相关性，持水力增大可减弱酸奶的脱水收缩作用，从而减小乳清析出量。

2.4酸奶样品感官评定结果

对添加不同质量分数PGA与果胶的酸奶样品进行感官评定的结果如表2所示。由表2可以看出，添加0.14%的PGA与0.12% ～0.14%的果胶可使酸奶具有良好的风味和口感，其中添加0.13%的PGA可使酸奶质地口感最好。

从色泽上看，添加PGA的酸奶分值略高于果胶，但差别很小，因为果胶粉末呈淡黄色，而PGA粉末呈白色，两者对酸奶颜色的影响不大，但PGA的效果略优于果胶；在滋味和气味方面，当两者的质量分数在0.12% ～0.14%时，酸奶的酸甜度较为适中，其中添加0.13%的PGA与0.14%的果胶可使酸奶酸甜比最为适当；从组织状态中看出，当添加量较小或较大时，会使酸奶的黏稠度偏稀或偏浓，影响口感，而当添加0.13% ～0.14%的PGA与0.12% ～0.14%的果胶时，酸奶的黏稠度较为适当。

因此，当PGA的添加量为0.13%和0.14%时，对酸奶的感官影响均略优于果胶，且质量分数为0.13%的PGA对酸奶的作用效果最好。

2.5不同质量分数PGA与果胶对酸奶后产酸的影响

酸奶的后产酸是其加工过程中不可回避的技术难题，也是影响酸奶货架期品质一致性的关键问题，寻找或开发能够抑制酸奶后产酸的稳定剂一直是业界研究的重点。表3和表4为添加量为0.12% ～0.14%的PGA与果胶对酸奶pH值和酸度变化的影响，整体而言，随着储存天数的增加，所有酸奶的pH值均逐渐降低，而酸度逐渐升高，pH值越低则其酸度就越高[13]。这是由于在储存过程中，乳酸菌继续生长消耗乳糖产生乳酸，使酸奶是酸度进一步升高，而pH值不断下降[14]。

表3 质量分数为0.12% ～0.14%的PGA与果胶对酸奶pH值变化的影响

表4 质量分数为0.12% ～0.14%的PGA与果胶对酸奶酸度变化的影响

同时在第12天之前，pH值和酸度变化较快，但随后逐渐变慢，可能是因为乳酸菌的活菌数减少，使其活力降低[15]。其中所有样品的pH值均在4.03 ～4.25之间，酸度值在80.3 ～107.2°T之间，符合GB19302-2010中规定的酸奶制品的°T≥70的国家标准。

同时，随着PGA与果胶质量分数的增加，酸奶pH下降和酸度上升的幅度都逐渐减小，表明PGA与果胶均有抑制酸奶后产酸的作用。在相同质量分数下，添加PGA酸奶的pH值降幅和酸度升幅都比果胶的小，添加PGA的酸奶最终酸度明显低于果胶，其中酸度上升幅度最小的是PGA质量分数为0.13%和0.14%的酸奶。表明PGA在抑制酸奶后产酸方面要优于果胶，这一特性对于保证酸奶在货架期内口味的一致性非常重要。就此而言，PGA作为酸奶的稳定剂具有较好的应用前景。

2.6不同质量分数PGA与果胶对酸奶黏度变化的影响

图4为添加0.12% ～0.14%的PGA与果胶对酸奶黏度在18 d内变化的影响。由图4可以看出，在储藏过程中，酸奶的黏度均在第3天时出现不同程度的升高，之后随着天数的增加而逐渐降低。这可能是因为酸奶中的凝乳微粒重新聚集凝结，使水分又回到其网状结构中，恢复酸奶的凝乳状态；同时变性的乳清蛋白发生膨润作用，稳定了酪蛋白网状结构中的水分，使酸奶的黏度状态变得稳定，黏度也得以升高[16]。

图4 质量分数为0.12% ～0.14%的PGA和果胶对酸奶黏度变化的影响

另外从图4还可看出，在第3 ～9天添加PGA的酸奶黏度下降的百分比很相近，只有添加量为0.12%的酸奶在第15天后黏度下降较快；而在添加果胶的酸奶中，黏度下降的百分比随质量分数的增大而减小，但三者下降的趋势差别不大。

总体而言，添加PGA的酸奶黏度下降较为平缓，而添加果胶的下降较快，且在货架期结束时，前者黏度下降的百分比明显小于后者。酸奶黏度的下降可能是由于胶体在酸性环境中轻微的降解所致，这表明PGA在酸奶体系中具有更好的稳定性，这与先前研究中报道的PGA具有良好的酸稳定性[6]相一致。因此，从体系黏稠度、口感变化的角度考虑，与果胶相比而言，以PGA作为酸奶增稠剂更有利于保持货架期内酸奶质感的一致性。

3 结论

随着PGA与果胶质量分数的增加，酸奶的黏度和持水力逐渐增大，乳清析出量逐渐减小，说明PGA与果胶均有利于酸奶体系的稳定，当质量分数为0.13% ～0.14%时，PGA对酸奶稳定性的效果优于果胶。

添加PGA和果胶均可有效改善酸奶的质地和口感，添加量为0.13% ～0.14%的PGA对酸奶的感官影响略优于果胶，且当质量分数为0.13%时，PGA的效果最好。

在酸奶货架期内，随着PGA与果胶质量分数的增加，酸奶酸度增加和黏度降低的幅度都逐渐减小，但与果胶相比，添加PGA酸奶的变化幅度更小，且其在货架期内黏度下降的幅度低于果胶。表明PGA更有利于抑制酸奶后产酸，具有更好的酸稳定性，有利于保持货架期内酸奶质感和口味的一致性。

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Comparative study on the application of propylene glycol alginate and pectin in the stirred yoghurt

CHEN Ying-qi1,JIANG Qi-xing1,XIA Wen-shui1,DOU Tao2
(1.School of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;2.Shanghai Hanjun Sugar Industry Co.,Ltd,Shanghai 200333，China)

Stirred yogurt were made by adding different mass fractions of propylene glycol alginate(PGA)and pectin,and acidity,pH value, apparent viscosity,water holding capacity,whey precipitation amount,sensory evaluation,post acid production and viscosity were used as in⁃dicators to campare and analyze the effects of PGA and pectin on the quality of yogurt.The results showed that PGA and pectin were condu⁃cive to the stability of yogurt system,when the addition amount was 0.10% ～0.12%,the thickening and stabilizing effects of pectin were slight⁃ly better than PGA,but the effects of PGA were better when the addition amount was more than 0.13%.The inhibition of post acid produc⁃tion and the acid stability of PGA were better than pectin in all mass fractions,which made yogurt maintain the stability of texture,taste and flavor over a relatively long storage time,and was more conducive to maintain the quality of yogurt.

Propylene glycol alginate;Pectin;Stirred yoghurt;Comparative analysis

TS252.54

A

1001-2230（2016）11-0017-04

2016-05-24

江苏高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015A052）；“十二五”国家科技支撑计划项目（2011BAD23B00）。

陈迎琪（1994-），女，本科，研究方向为食品加工与配料。

姜启兴