明胶用量及其与卡拉胶复配对奶冻品质的影响

郭元博，王思婷，张 成，薛 婧，龙 肇

中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南长沙 410000

0 引言

奶冻是一种凝胶型半固态乳制品，形态晶莹、口感细腻、营养丰富，广受消费者喜爱。奶冻由牛奶加入亲水性胶体凝固成型，因各类胶体的凝胶性质不同，奶冻的质构、水析率和感官品质等都会因胶体的类别和添加量而变化[1]。研究表明，单一胶体形成的凝胶均有一定缺陷，如明胶在低浓度下难以在室温下形成稳定凝胶结构，卡拉胶形成的凝胶脆性大、弹性小等[2～4]。

较大的胶体添加量可以保证凝胶食品良好的形态和口感[5]，但可能对风味有一定掩盖[6]。谢礼文等[7]对南酸枣果冻工艺进行优化，发现随着亲水胶体的添加量增大，析水率缓慢降低，但感官品质则呈现先提升后降低的情况。不少学者在关于凝胶食品工艺的研究中也发现胶体添加量会影响风味，并且复配胶体时的配比变化，对凝胶的质地及产品风味都有一定的影响[8～13]。试验选取明胶、卡拉胶这两种食品常见胶体为研究对象，考察明胶添加量及两种胶体复配对奶冻品质的影响，为食品生产中凝胶剂的使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

全脂奶粉，恒天然商贸（上海）有限公司；白砂糖，市售；明胶，河南万邦化工科技有限公司；卡拉胶，郑州明瑞化工产品有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 奶冻的制备

称取全脂奶粉50 g、白砂糖25 g以及适量的亲水性胶体（明胶、卡拉胶）混匀，75 ℃水浴搅拌30 min使其充分溶解。将混合均匀的奶冻液罐装至100 mL布丁瓶中（每瓶90 g液体），密封。90 ℃下灭菌30 min后快速冷却于4 ℃冷藏。工艺流程如下[14～16]。

图1 奶冻工艺流程图

1.2.2 亲水性胶体的使用对奶冻品质的影响

（1）不同明胶添加量奶冻的制备按

1.2.1 中配料，分别加入0.9%、1.2%、1.5%、1.8%、2.1%、2.4%（w/v）的明胶。

（2）卡拉胶-明胶复配奶冻的制备

在1.2.2（1）的试验结果上，选取合适的胶体总添加量，用一定量的卡拉胶替代明胶，得到卡拉胶占比为0%、1%、2%、4%、7%、10%、15%的卡拉胶-明胶复配胶体奶冻，冷藏备用。

1.2.3 奶冻质构特性测定

参考张秋会等[17]的方法。采用质构仪测定冷藏第1天和第7天奶冻的质构特性，包括硬度、咀嚼度、回复性、内聚性、弹性。并按表1设定质构测量参数。

表1 质构仪测定条件

1.2.4 水析率的测定

奶冻于4 ℃冷藏7～16 天后，倒出奶冻表面析出水分，称重。用以下公式计算水析率：水析率（%）=析水质量/奶冻质量×100%。

1.2.5 感官评价

参考唐蕾[19]的方法，在光线良好的地方观察奶冻的色泽和凝胶成型情况，鉴别气味，品尝口感及后味情况，根据表2对第1天和第7天奶冻的感官品质作出评价。

表2 奶冻感官评价指标

1.2.6 数据处理

所有试验均重复3次，结果取平均值，计算标准偏差。

2 结果与讨论

2.1 明胶添加量对奶冻品质的影响

2.1.1 明胶添加量对奶冻质构特性的影响

明胶添加量对奶冻质构特性的影响见表3。由表中可看出，随着明胶添加量增大，贮藏过程中奶冻硬度与咀嚼度都逐渐增大，弹性、回复性和内聚性逐渐减小。增大明胶添加量使得溶液中胶体粒子增多，形成的凝胶网络结构更加致密，因此硬度和咀嚼度提高。随着贮存天数的增加，凝胶中的水部分流失，溶质浓度的增大协同增强了胶体粒子间的疏水相互作用及氢键作用力，凝胶强度发生微弱提高[20，21]。但凝胶强度提升，强相互作用的增强，导致奶冻失去了部分黏弹态的柔性和回复性。

表3 明胶添加量对奶冻质构特性的影响

2.1.2 明胶添加量对奶冻持水性的影响

不同明胶添加量下奶冻分别冷藏7 天和16 天时水析率变化如图2所示，可看出明胶添加量越大水析率越低，明胶用量低于1.8%时水析率随添加量增大呈大幅降低趋势，明胶用量高于1.8%时水析率随添加量增大而降低的趋势较为平缓。且添加量越大，贮藏期间水析率变化越小。这是因为加入较多明胶时，奶冻中水分子被明胶所形成的坚固凝胶网络包裹。

图1 明胶添加量对奶冻水析率的影响

2.1.3 明胶添加量对奶冻感官品质的影响

表4显示了不同明胶添加量下奶冻感官品质变化，可以看出明胶添加量对奶冻的外观与口感得分有着明显的影响，对风味与后味得分的影响较小。随着明胶添加量增大，奶冻的外观品质逐渐提高，在2.1%时达最高，且贮藏过程中基本未发生劣变。后味与口感的得分变化趋势相似，明胶用量低于2.1%时得分随添加量增大而提高，在2.4%时有所下降。但在贮藏第7天，明胶添加量0.9%～1.8%的奶冻口感有所提升，而继续添加至2.1%和2.4%得分轻微下降，可能是贮藏过程中部分水的析出，造成氢键作用增强使凝胶的硬度增大，较高的硬度导致口感得分降低。风味得分随着添加量增大呈现先提高后降低的趋势，在1.8%与2.1%达到最高得分，其中添加量为2.4%时，可能是明胶与乳蛋白、乳糖、脂肪等发生过密交联而对风味物质产生了包埋作用，使得风味得分发生了较明显的降低[22]。从感官总分来看，添加2.1%明胶的鲜奶冻的感官品质最好，但在贮藏7 天后添加1.8%明胶的奶冻的感官品质最好。

表4 明胶添加量对奶冻感官品质的影响

因此，结合质构特征与水析率结果综合考虑，1.8%的明胶添加量可以在保证奶冻品质的同时节约一定的经济成本。

2.2 卡拉胶-明胶复配对奶冻品质的影响

2.2.1 卡拉胶-明胶复配对奶冻质构特性的影响

固定胶体总浓度为1.8%，加入0%、1%、2%、4%、7%、10%、15%的卡拉胶替代部分明胶，考察二者复配对奶冻质构特性的影响，结果见表5。

表5 卡拉胶替代度对奶冻质构性质的影响

表5中可以看出随着卡拉胶比例的增大，奶冻的硬度与咀嚼性随之提高，均在15%替代度时达到最高值，可能是强凝胶的卡拉胶网络形成，凝胶结构得到强化，卡拉胶比例提高分子的交联程度加深。加入卡拉胶后，奶冻弹性无明显变化是由于卡拉胶的比例较低，交联网络依然以明胶凝胶为主体，所以弹性并未发生明显的降低。随着卡拉胶比例增大，回复性持续降低，当卡拉胶的替代度高于7%时回复性降低的趋势大幅减缓。2%卡拉胶替代度时奶冻内聚性在减小，但在4%时达到最大值，在此基础上继续提高卡拉胶替代度内聚性下降。整体看来，卡拉胶与明胶的复配中，卡拉胶的替代度越大复配凝胶的强度越强，可能是卡拉胶中的带负电的基团与明胶中的正电基团发生静电相互作用令两种胶体粒子相互紧密交联[23]，形成更牢固的凝胶网络。伴随着卡拉胶替代度增大，凝胶网络中出现卡拉胶胶粒间的交联[24]。因此卡拉胶凝胶脆性较大的缺点逐渐显露，回复性和内聚性下降，并且这种现象在贮藏7 天后更为明显。

2.2.2 卡拉胶-明胶复配对奶冻持水性的影响

从图2中可以看出，卡拉胶比例增大，水析率呈现先减小后增大的趋势，从7%开始，水析率主见上升。其中添加了卡拉胶的奶冻贮存7 天后有3组（4%、7%、10%）较未添加的更为优良，并且在贮藏16 天后时这3组依然优于未添加组，可以认为在这3 个添加量下有助于提高明胶凝胶的持水力。可以看出在卡拉胶组分增多时，其凝胶结构开始逐渐影响奶冻整体品质状况。

图2 卡拉胶比例对奶冻水析率的影响

2.2.3 卡拉胶-明胶复配对奶冻感官品质的影响

不同卡拉胶替代度的奶冻在感官方面分成较为明显的两部分，替代度≤4%的低替代度组中在贮藏过程中外观分数有所提高，而替代度≥7%的高替代度组的外观分数基本不随贮藏发生变化。低替代度组的奶冻中明胶主导的凝胶网络在贮藏中失水较多改善了硬度，所以其外观与口感得分提高。高替代组有较多的卡拉胶，卡拉胶是红藻类植物提取胶体，其特有味道的显露导致奶冻风味的下降。从感官总分来看，含低比例卡拉胶的奶冻得分更高，其中4%的感官品质最好。

在卡拉胶-明胶复配胶体中，7%卡拉胶比例形成的胶体品质更好；4%卡拉胶比例有较好的感官品质，但凝胶性能存在些许的不足。因此从生产实际来看，7%卡拉胶比例的卡拉胶-明胶制得的奶冻胶为优良。

3 结论

表6 卡拉胶比例对奶冻感官品质的影响

（1）随着明胶添加量增大，奶冻的硬度、咀嚼性显著增大，回复性减弱，对贮藏过程中的持水力有较大程度的改善。感官品质上，明胶添加量主要影响奶冻的外观和口感，对风味及后味的影响较小。综合考虑，1.8%明胶添加量的奶冻品质最好。

（2）卡拉胶-明胶复配可以改善单一使用明胶奶冻的品质。少量的卡拉胶与明胶复配后可改善其感官品质，增大卡拉胶替代度后会导致奶冻变硬变脆且感官品质明显下降。因此，4%卡拉胶比例的卡拉胶-明胶复配胶体可以制得品质较好的奶冻。