海红果发酵乳饮料稳定效果的研究

佟晨 何浩芳 李佳瑶 杨冀露 李书启

摘  要：选择海藻酸钠、果胶、黄原胶、CMC-Na、明胶和卡拉胶等6种稳定剂，采用单因素和正交试验方法，探究不同稳定剂对海红果发酵乳饮料稳定效果的影响。结果表明，在6种稳定剂添加量均为0.1%时，对海红果发酵乳饮料的稳定效果较好的4种稳定剂分别为：果胶、黄原胶、海藻酸钠和CMC-Na;4种稳定剂复合的稳定剂的最佳添加量为：果胶浓度0.25%，黄原胶0.1%，海藻酸钠0.15%，CMC-Na0.6%，自然沉降率为5.22%。说明该复合稳定剂可有效提高海红果乳饮料的稳定性能。

关键词：海红果;乳饮料;正交试验;稳定剂

中图分类号 TS201.4文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）13-0039-04

Abstract：In this experiment，sodium alginate，pectin，xanthan gum，cmc-na，gelatin and carrageenan were selected as four stabilizers with better stabilization effect on fermented milk beverage of sea red fruit. The effects of different stabilizers on fermented milk beverage of sea red fruit were investigated by single factor and orthogonal test. The results showed that when the added amount of six stabilizers was 0.1%，the four stabilizers with better stabilization effect on the fermented milk beverage of sea red fruits were pectin，xanthan gum，sodium alginate and cmc-na. The optimal addition amount of stabilizer obtained after the combination of the four stabilizers was as follows：pectin concentration was 0.25%，xanthan gum concentration was 0.1%，sodium alginate concentration was 0.15%，cmc-na concentration was 0.6%，and natural sedimentation rate was 5.22%，indicating that the composite stabilizer could effectively improve the stability of haihong fruit milk beverage.

Key words：Malus micromalus Makino;Milk drink;Orthogonal experiment;Stabilizer

海红果属蔷薇科苹果属滇池海棠系的西府海棠种，是我国特有的果树品种，具有抗寒耐旱、病虫害少、生命力顽强等特性[1]，主要分布于我国晋、陕、蒙3省（区）交界处的黄土丘陵沟壑地区[2]。海棠果的花、根、果实均可入药，能祛风湿、平肝，主治风湿疼痛、疏通筋骨、脚气水肿、吐泻所引起的转筋、妇女不孕以及尿道感染等症[3]。现代研究表明，海红果中富含总酸、单宁以及黄酮，并含有16种氨基酸[4]，营养价值高，是一种药食两用的果实，用途较广[5]。

在活性乳酸菌饮料生产的过程中，由于乳酸菌的持续发酵，产品的pH不断下降，所含有的酪蛋白高度不稳定，极易发生分层及沉淀，即稳定效果不佳[6]。为此，本实验以海红果为主要原料，制作海红果发酵乳饮料，主要研究不同稳定剂对海红果发酵乳稳定性的影响，以期为海红果的产业化生产提供一定的理论指导，提高其综合利用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂 海红果，购自于山西忻州。全脂奶粉、白砂糖：购自超市;柠檬酸（食品级）、卡拉胶、明胶、果胶、海藻酸钠、黄原胶、羧甲基纤维素钠：分析纯，市售;乳酸菌：北京川秀科技有限公司。

1.2 主要仪器 PX-300B型培养箱：上海跃进医疗器械厂;878A多功能搅拌机：常州国华电器有限公司;JJ-56均质机：廊坊市盛通机械有限公司坊市。

1.3 试验方法

1.3.1 海红果发酵乳饮料工艺流程 海红果→清洗去核去壳→打浆→过滤（海红果果汁）→复原乳→复配→均质→杀菌→冷却至室温→接菌→发酵→冷却。

1.3.2 稳定剂的筛选 将添加黄原胶、海藻酸钠、明胶、果胶、卡拉胶、CMC-Na浓度均为0.1%的6瓶酸奶，发酵后静置于4℃冰箱中，30d后观察并测定其自然分层率，比较其稳定性能，筛选出其中稳定效果较好的稳定剂。

1.3.3 稳定剂单因素实验

1.3.3.1 果胶 分别添加0.05%、0.1%、0.15%、0.2%和0.25%的果胶，制作活性乳酸菌饮料，冷藏30d后分别测定其自然分层率，重复3次取平均值。

1.3.3.2 黄原胶 分别添加0.05%、0.1%、0.15%、0.2%和0.25%的黄原胶，制作活性乳酸菌饮料，冷藏30d后分别测定其自然分层率，重复3次取平均值。

1.3.3.3 海藻酸钠 分别添加0.01%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%的海藻酸钠，制作活性乳酸菌饮料，冷藏30d后分别测定其自然分層率，重复3次取平均值。

1.3.3.4 CMC-Na 分别添加0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%的CMC-Na，制作活性乳酸菌饮料，冷藏30d后分别测定其自然分层率，重复3次取平均值。

1.3.4 稳定剂的复配试验 分别选择果胶、黄原胶、海藻酸钠、CMC-Na等4种稳定剂，根据L9（34）正交表设计4因素3水平的正交试验，以海红果发酵乳饮料的自然分层率为检测指标。

2 结果与分析

2.1 不同稳定剂的稳定效果 选取不同稳定剂，浓度均为0.1%，制作海红果发酵乳饮料，放置30d后，测定其自然沉降率，筛选出合适的稳定剂进行单因素测定，筛选结果见图1。由图1可知，不同稳定剂对于海红果发酵乳饮料的稳定效果不同，其中，效果较好的有果胶、黄原胶、CMC-Na、海藻酸钠4种，而卡拉胶和明胶对乳饮料稳定效果不佳，推测可能是由于其分子结构的差异所致。故选取前4种稳定剂做后续单因素实验。

2.2 果胶对海红果发酵乳饮料稳定性的影响 果胶属于阴离子多糖，可与带正净电荷的酪蛋白发生络合作用，吸附在酪蛋白的表面形成保护膜，利用它们之间的静电排斥力或空间位阻作用防止酪蛋白的聚集沉淀，从而提高酸性乳饮料产品的稳定性[8-9]。由图2可知，海红果发酵乳饮料的自然分层率随着果胶浓度的增大而下降，当添加量超过0.15%后，分层率下降缓慢，这主要是因为用以包裹酪蛋白，维持体系稳定的果胶的量已经足够。当果胶浓度为0.25%时，沉降率最小为11.92%，因而选择果胶添加量为0.15%、0.2%、0.25%的果胶添加量进行后续正交实验。

2.3 黄原胶对海红果发酵乳饮料稳定性的影响 由图3可知，随着黄原胶添加量的增加，海红果发酵乳饮料的自然分层率迅速下降并趋于平缓，并在0.25%时达到最小值14.75%，但此时产品的口感粘稠度亦会增大、糊口。综合成本因素及稳定性考虑，选择0.1%、0.15%、0.2%的黄原胶添加量进行后续正交实验。

2.4 海藻酸钠对海红果发酵乳饮料稳定性的影响 由图4可知，随着海藻酸钠浓度的增加，海红果发酵乳饮料的分层率呈现缓慢下降的趋势，并当浓度达到0.15%后，沉淀率没有太大改变。可以推测，海藻酸钠在酪蛋白上的吸附可能存在一个临界吸附量，当达到这个浓度后体系趋于稳定，在海藻酸钠0.2%的时候沉降率达到最小值14.58%。因此，选择海藻酸钠0.05%、0.1%、0.15%3个浓度进行后续正交实验

2.5 CMC-Na对海红果发酵乳饮料稳定性的影响 由图5可知，CMC-Na的浓度为0.03%时，分层率较高，体系失稳，随着浓度增加，分层率逐渐减小。这是因为，当CMC-Na浓度增加时，有足够多的CMC-Na吸附乳饮料中的酪蛋白，即此时CMC-Na提供了充分的空间位阻作用使体系趋于稳定状态，从而避免了1个CMC-Na分子与多个酪蛋白胶粒之间发生架桥絮凝，导致体系失稳[10-11]。当CMC-Na的浓度为0.15%时海红果发酵乳饮料的沉降率为12.50%，由于此时海红果发酵乳饮料口感偏涩且不够清爽。因此，选择添加量为0.06%、0.09%、0.12%进行后续正交实验。

2.6 复合稳定剂的稳定效果

2.6.1 复合稳定剂的最优参数 正交实验极差分析结果列于表2。从表2可以看出，以果胶、黄原胶、海藻酸钠、CMC-Na为考察因素，以自然沉降率为指标，对海红果乳饮料的自然沉降率影响最大的1个因素是果胶，其次是黄原胶，CMC-Na对海红果发酵乳饮料的沉降率影响不是很大，影响最小的是海藻酸钠;最终得到的最优参数为A3B1C3D1，即果胶浓度为0.25%，黄原胶浓度为0.1%，海藻酸钠浓度为0.15%，CMC-Na浓度为0.6%。

2.6.2 差异显著性 在方差分析中，因各实验无重复，故以最小平方和列作为误差列，在a=0.05的情况下，进行F检验，结果见表3。由表3可知，果胶的添加量对海红果乳饮品的沉降率影响是显著的，而黄原胶、海藻酸钠和CMC-Na的添加量对其影响则不显著。在最优条件组合时，海红果发酵乳饮料的沉降率达到5.22%，优于正交实验各条件所得沉淀率。通过验证实验，进一步确定了正交实验所得的最优条件组合的准确性。

3 结论

（1）当黄原胶、果胶、明胶、卡拉胶、海藻酸钠、CMC-Na等6种稳定剂单独添加，添加量均为0.1%时，稳定效果较好的有果胶、黄原胶、海藻酸钠以及CMC-Na等4种。

（2）采用正交试验方法研究果胶、明胶、海藻酸钠以及CMC-Na等4种不同浓度的配比对海红果发酵乳饮料稳定性的影响，结果表明，果胶浓度为0.25%，黄原胶浓度为0.1%，海藻酸钠浓度为0.15%，CMC-Na浓度为0.6%时的稳定性最好，且果胶浓度的变化对海红果发酵乳饮料的稳定性有显著影响。经试验验证，使用此复合稳定剂处理的海红果发酵乳饮料在4℃条件下储藏30d后，自然沉降率仅为5.22%。

（3）该复合稳定剂可有效提高乳饮料的稳定性能。

参考文献

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（責编：张宏民）