圆苞车前子在发酵乳饮料中的应用研究

荆培培

（内蒙古蒙牛乳业（集团） 股份有限公司，内蒙古呼和浩特 011500）

圆苞车前子（Plantago ovata Forsk）为车前科车前属圆苞车前的干燥成熟种子[1]。车前子具有药蔬兼用、医食同源之性，被卫生部列为可用于保健食品的物品。车前子中主要分离的多糖类成分为车前黏液质或车前子胶[2]。其主要有效成分为车前子胶，为一种酸性多糖黏液质，由D-木糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖醛酸、L-鼠李糖、D-半乳糖组成。

发酵乳饮料多采用二次配料，因此对该产品的稳定体系有较高的要求，目前常用的稳定剂有CMC（羧甲基纤维素）、刺槐豆胶、瓜尔豆胶、大豆多糖、果胶和卡拉胶等，主要作用是保护体系中的蛋白质以耐受加工中的各种热，减少由于各种组分共存所引起的沉淀可能性，提高产品耐剪切性，保证产品稳定性[3]。研究发现，酸性乳酸菌饮料中大豆多糖、果胶具有良好的稳定作用，CMC和黄原胶在胡萝卜汁乳酸菌饮料中的稳定性也有研究[4-6]。车前子多糖是车前子中主要的有效成分，作为一种新型的亲水性胶体，在乳品中应用研究并不多。

通过对圆苞车前子粉耐酸性、耐热性、耐剪切和生产工艺条件的摸索，确定其在生产发酵乳饮料的最佳工艺条件，为圆苞车前子粉在发酵乳饮料中的应用提供理论数据。

1 材料与仪器

1.1 材料

鲜牛乳 （蛋白质 2.9～3.1 g，脂肪 3.1～3.3 g），呼和浩特市蒙牛乳业有限公司提供；圆苞车前子粉，北京四品国际贸易有限公司提供；CHOOZIT型Ma 14发酵剂（乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种），杜邦公司提供；白砂糖，市售一级；乳酸，河南金丹公司提供；柠檬酸，山东潍坊英轩公司提供。

1.2 仪器

IKA T25型搅拌器、APV型均质机、恒温水浴锅、ESCO SVE-6A1型操净台、METTLER TOLEDO PG6002-S型天平、LS 13320型激光衍射粒度仪，美国Beckman Coulter公司产品；LUMiSizer 65X型全功能稳定性分析仪，德国LUM公司产品；MCR302型流变仪，奥地利Anton Paar公司产品。

1.3 圆苞车前子粉特性研究

黏度检测方法均采用MCR302型流变仪配套的CC27/T200/AL标准测量系统，将样品（约15 mL）倒入体积约为30 mL的测量杯中，使用配套的直径为30 mm的转子，采用匀速升降速度的方法检测样品。样品测试温度为25℃，剪切速率为0～100 s-1，取样点间隔为5 s-1。

1.3.1 质量分数对黏度的影响

配制质量分数为0.3%，0.5%，0.8%，1.0%，1.5%的圆苞车前子粉溶液，在50℃恒温水浴加热30 min，后降至室温，检测黏度变化。

1.3.2 温度对圆苞车前子粉溶液黏度的影响

配制质量分数为1.0%的圆苞车前子粉溶液，分别在25，50， 75，95℃恒温水浴加热30 min，后降至室温，检测黏度变化。

1.3.3 低pH值对圆苞车前子粉溶液黏度的影响

配制质量分数为1.0%的圆苞车前子粉溶液，在50℃恒温水浴加热30 min，后降至室温，用稀酸调其pH值为2.0，3.0，3.5，4.0，5.0，检测黏度变化。

1.3.4 不同剪切力对圆苞车前子粉溶液黏度的影响

配制质量分数为1.0%的圆苞车前子粉溶液，在50℃恒温水浴加热30 min，后降至室温，经过均质机10，15，20，25 MPa剪切后，检测黏度变化。

1.4 圆苞车前子粉在发酵乳饮料应用

1.4.1 工艺流程

发酵乳基料制备：配料→预热→均质→接种→发酵→破乳→冷却→备用；

圆苞车前子粉与白砂糖混合溶液制备：预热→化料→冷却→备用；

发酵乳基料与糖液混合→调酸→二次均质→灌装→成品。

1.4.2 操作要点

（1）配料。化料温度50℃，转速1 000 r/min，高速剪切10 min。

（2）均质。目的是使料液充分均匀混合，防止出现脂肪上浮，提高乳液的稳定性及黏稠度，经过试验验证，确定均质温度50℃，均质压力20 MPa。

（3）杀菌。杀菌目的是杀死料液中微生物，以得到组织状态和口感良好的产品。当杀菌温度过低及杀菌时间太短致使微生物不能被完全杀死，将导致产品有乳清析出，或产品呈渣状；温度过高、时间延长又可导致牛奶中的酪蛋白变性严重，牛奶发酵不易凝固，甚至可引起牛奶褐变，进而增加生产成本。经过试验验证，确定杀菌温度为95℃，杀菌时间5 min的效果最优。

（4）发酵。试验采用CHOOZIT型Ma 14发酵剂，接种量0.05%，发酵温度31℃。

（5）圆苞车前子粉与白砂糖混合溶液制备。用白砂糖与不同质量分数梯度圆苞车前子粉（0.3%，0.5%，0.8%，1.0%）混合，加入到50℃水中，充分溶解，经95℃，5 min杀菌，备用。

（6）混合。发酵基料与圆苞车前子粉与白砂糖混合溶液混合。

（7）调酸。用乳酸和柠檬酸，质量比为1∶3，调整pH值为3.2。

（8）二次均质。均质温度20℃，均质压力20MPa，保证最终产品品质均一稳定。

（9）冷却。冷却至10℃，灌装。

1.5 产品稳定性检测

1.5.1 离心沉淀稳定性

离心管中，称取一定质量（G）的待测样，以转速3 600 r/min离心15 min后，弃去上清液，放置烘箱中烘干，称取底部沉淀质量（G1），将离心沉淀率作为发酵饮料沉淀稳定性的标准。

1.5.2 粒径检测

饮料中颗粒的大小与区间分布，能够反映产品稳定性好坏。采用BECKMAN激光衍射粒度仪，方法：流动相水，泵速50%；模块：RF 7801d（pids），进样量5 μL，清洗3次，每次8 s，检测范围0.04～2 000 μm，循环检测时间60 s。

1.5.3 Lumisizer disipersion analyser分析仪检测

将待检样品装入2 mm的样品皿中，同批次的不同样品装入量需保持一致，样品在装入的过程中不得产生气泡，否则会影响透光率，进而影响稳定性图谱。LUM稳定性分析仪的离心速率同样选择转速4 000 r/min，谱图线条数设定为255条，谱图间隔时间为10 s，测样温度设定为20℃。

2 结果与分析

2.1 圆苞车前子粉特性研究

2.1.1 质量分数对圆苞车前子粉黏度的影响

图1 质量分数对黏度的影响

从图 1中可以看出，圆苞车前子粉的黏度随质量分数的增加而增加，当质量分数达到0.8%时，黏度增加明显；当质量分数到达1.0%时，黏度有胶团出现。

2.1.2 温度对圆苞车前子粉黏度的影响

温度对黏度的影响见图2。

图2 温度对黏度的影响

从图2中可以看出，50～75℃时黏度有所增加，当到达95℃时黏度有所下降。

2.1.3 低pH值对圆苞车前子粉黏度的影响

低pH值对黏度的影响见图3。

图3 低pH值对黏度的影响

从图3中可以看出，pH值2.0～3.0时黏度有所下降，pH值3.0～5.0时黏度变化不大。

2.1.4 剪切力对圆苞车前子粉黏度的影响

剪切力对黏度的影响见图4。

图4 剪切力对黏度的影响

从图4中可以看出，黏度随着均质压力增大而降低，当均质压力达到20 MPa时，黏度降低比较明显。

2.2 发酵乳饮料稳定性研究

2.2.1 离心沉淀稳定性

离心沉淀见表1。

从表1可以看出，添加量0.8%的样品离心沉淀率最低为0.844%，添加量0.3%的样品离心沉淀率最高为1.41%，说明添加0.8%样品的离心沉淀稳定性最好。

2.2.2 粒径检测稳定性

圆苞车前子粉添加量0.3%见图5，圆苞车前子粉添加量0.5%见图6，圆苞车前子粉添加量0.8%见图7，圆苞车前子粉1.0%添加量见图8。

表1 离心沉淀

图5 圆苞车前子粉添加量0.3%

图6 圆苞车前子粉添加量0.5%

图7 圆苞车前子粉添加量0.8%

图8 圆苞车前子粉添加量1.0%

饮料中粒径的大小区间分布，能够反映产品稳定性好坏。利用激光衍射粒度仪检测结果如图8，添加量0.3%的平均粒径为1.212 μm，添加量0.5%的平均粒径为0.896 μm，添加量 0.8%的平均粒径为0.766 μm，添加量1.0%的平均粒径为0.827 μm，添

图9 圆苞车前子粉添加量0.3%

图11 圆苞车前子粉添加量0.8%

从图9～图12可以看出，0.8%添加量的透光率相对低，说明产品在货架期内相对均一稳定。

3 结论

（1）质量分数对黏度影响很大，质量分数达到0.8%时黏度是18 MPa·s，最适溶解温度为50℃，最适均质压力为20 MPa；低pH值对黏度影响不大，适合在发酵乳等低pH值产品中应用。

（2）圆苞车前子粉添加量为0.8%，在50℃水中溶解圆苞车前子粉，在50℃下均质压力20 MPa进行一次均质，在95℃，5 min条件下杀菌，发酵温度为32℃，调整pH值为3.2，在20℃，20 MPa条件下进行二次均质，即可得到优质嗜温性乳酸菌发酵的乳饮料，说明圆苞车前子粉可以应用到发酵乳饮料的生产中，其工业化应用还有待进一步研究。加量0.8%时粒径最小，分布均匀一些。

2.2.3 Lumisizer disipersion analyser分析仪检测

圆苞车前子粉添加量0.3%见图9，圆苞车前子粉添加量0.5%见图10，圆苞车前子粉添加量0.8%见图11，圆苞车前子粉添加量1.0%见图12。

图10 圆苞车前子粉添加量0.5%

图12 圆苞车前子粉添加量1.0%