三赞胶与瓜尔胶复配在山楂汁饮料中的应用

张媛媛,刘永杰,鲁 梅

(潍坊工程职业学院,山东 青州 262500)

三赞胶(Sanxan)是一种新型微生物多糖,其分子结构由1分子D-甘露糖、1分子D-葡萄糖醛酸、1分子L-鼠李糖、1分子D-葡萄糖组成[1]。生产三赞胶的菌种是鞘氨醇单胞菌属新种,该菌株最早分离自河北省,为革兰氏阴性杆菌,以葡萄糖和无机氮源为培养基,采用酸沉法提取纯化[2]。2020年,国家卫健委批准三赞胶作为新型食品添加剂,可用于饮料、乳品等食品中。三赞胶是我国自主研发的生物胶,具有良好的乳化性能和稳定性,作为新型食品添加剂有着极大的成本优势,发展前景广阔[3]。

山楂是一种药食同源的水果,含有丰富的维生素C以及黄酮,山楂汁饮料可以解油腻、健胃消食,近年来成为餐桌上常见的饮料之一。山楂中存在大量的果胶,但在加工过程中因为考虑提高出汁率等因素多会添加果胶酶,导致山楂汁饮料产品往往口感稀薄。为了提高山楂汁饮料的感官品质,在后续工艺中会添加食用胶。目前市售的山楂汁饮料中绝大多数添加的食用胶多为黄原胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠等,尚未见有关三赞胶在山楂汁饮料中的应用研究报道。

瓜尔胶是一种粘度高、性能稳定的食品胶,用途广泛,能增加饮料的粘稠度。瓜尔胶在果浆中能使果粒处于悬浮状态,通常在饮品中采用复配的方式来改善产品品质。赵文星等[4]将瓜尔胶与不同胶体复配应用在含乳饮料中,发现每 100g含乳饮料中复合稳定剂添加量为CMC0.4g、瓜尔胶0.03g、黄原胶0.01g时能保持饮料最好的稳定性;陈宇坤等[5]在含乳饮料中采用三赞胶与刺槐豆胶复配,研究结果表明食用胶总质量为0.4g/100mL,两者质量比为3∶7时,制得的含乳饮料感官评分最佳。

以三赞胶与瓜尔胶复配,利用两种胶体间的协同增效原理形成复合稳定胶体,以起到协同增效并改善含乳饮料口感的作用,同时弥补单独使用三赞胶时的不足。试验分析以山楂汁饮料的感官评分以及离心沉淀率两种指标为主要决定因素,以粘度为次要参考指标,对三赞胶与瓜尔胶的复配比例进行优化,以期为三赞胶与其他复配胶在山楂汁饮料中的应用提供一定的理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料及仪器

三赞胶(食品级):河北玖宇生物科技有限公司;瓜尔胶(食品级):河北玖宇生物科技有限公司;敞口山楂:产自山东省青州市;蔗糖:莲花健康产业集团股份有限公司;果胶酶:50000U/g,青岛海维森生物科技有限公司;NDJ79旋转式粘度计:上海安德仪器有限公司;BSM电子分析天平:上海卓精电子天平有限公司;QL-861旋涡混合器:海门市其林贝尔仪器制造有限公司;HHS-21-4数显恒温水浴锅:上海博迅实业有限公司;FSH-2A可调高速均质机:常州市亿能实验仪器厂。

1.2 山楂汁制备工艺及操作要点

山楂清洗干净,在料液比 1∶4 条件下,100℃蒸煮5min,趁热打浆榨汁后,8层纱布过滤,得滤液,滤渣再进行上述操作,合并两次滤液,混合均匀,得到山楂汁原液,添加水、蔗糖、三赞胶、瓜尔胶调配,经均质搅拌后再进行灌装,巴氏杀菌,最终制得成品山楂汁饮料(原汁≥50%)。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

将三赞胶和瓜尔胶按比例称取,配制总质量分数为0.4g/100mL的复配胶,利用旋涡混合仪在干粉状态下混合均匀,再一边搅拌一边添加到调配好其他成分的山楂汁中(原汁含量50%),高压均质后,巴氏灭菌,得成品山楂汁饮料,供相关指标测定。其中三赞胶与瓜尔胶的质量比分别为10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、3∶7、2∶8、1∶9和0∶10。

1.3.2 指标测定

(1)表观粘度测定:通过旋转粘度计DJ79测定产品的粘度,选择第Ⅲ测定组,用01号转子,转速为75r/min,测定溶液表观粘度。连续做三次平行试验,取平均值。测量温度为25℃。

(2)感官评价:邀请15名感官初级评价员对山楂汁进行感官评价。依据感官评价表(表1),对山楂汁饮料的色泽、滋味、气味、口感四个方面进行评价[6],总分100分,各指标分值分别为色泽25分,滋味25分、气味20分、口感30分。

表1 山楂汁饮料感官评价标准

(3)离心沉降率测定:将山楂汁饮料常温(25℃)贮藏三天后,测定其离心沉降率。称量离心管的重量W1,称取一定重量(W)的样品到离心管中,以4000r/min的转速旋转10min,离心后倒出上层液体,再将离心管倒置5min后称其重量为W2。每个样品进行3次平行测定,离心沉淀率取三次平均值[7]。离心沉淀率的计算公式如下:

2 结果与分析

2.1 三赞胶与瓜尔胶复配比例对山楂汁饮料表观粘度的影响

表观粘度是判定山楂汁饮料粘稠度的一项指标[8]。将不同质量配比的三赞胶与瓜尔胶复配后添加于山楂汁饮料中,所测山楂汁饮料粘度如图1所示。可见随着三赞胶比例的下降,山楂汁饮料的粘度逐渐下降。图中预测值为两种胶单独存在时表观粘度之和,当三赞胶和瓜尔胶的复配质量比为9∶1～2∶8时,实测值大于预测值,说明三赞胶与瓜尔胶之间存在着协同增效作用。当三赞胶和瓜尔胶质量比为6∶4时,增效系数达到52.66%,增效作用最显著。单独使用三赞胶时虽然溶液粘度大,但常造成产品口感差,感官评分低等不良影响。采用与瓜尔胶复配可以有效改善三赞胶在山楂汁饮料中单独使用时的不良影响。

图1 三赞胶与瓜尔胶的复配比例对山楂汁饮料粘度的影响

2.2 三赞胶与瓜尔胶复配对山楂汁饮料感官评分的影响

对添加了不同质量配比复配胶的山楂汁饮料进行感官评价,结果如图2。三赞胶和瓜尔胶复配胶体加入到山楂汁饮料中,主要影响山楂汁的粘稠度和口感,对色泽和气味没有明显的影响。由图2可见,按照一定比例添加三赞胶和瓜尔胶可以改善山楂汁饮料的感官评分。当三赞胶单独添加在山楂汁饮料中,会出现明显的固体颗粒,口感粗糙,入口稀薄。三赞胶添加比例越高,感官评分越低。当三赞胶和瓜尔胶的复配质量比为4∶6时,山楂汁饮料的感官评分最高。

图2 三赞胶与瓜尔胶复配对山楂汁饮料感官评分的影响

2.3 三赞胶与瓜尔胶复配比例对山楂汁饮料离心沉淀率的影响

离心沉淀率是反应饮料稳定性的重要指标[9]。三赞胶与瓜尔胶复配比例对山楂汁饮料离心沉淀率的影响如图3所示。由结果可知,添加三赞胶可与瓜尔胶形成复合胶体,可以改善山楂汁饮料的稳定性,在两种胶添加比例为4∶6时,离心沉淀率最低,为2.53%。

图3 三赞胶与瓜尔胶配比对山楂汁饮料离心沉淀率的影响

2.4 对照验证试验

综合上述结果,以山楂汁饮料的感官评分以及离心沉淀率两种指标为主要决定因素,以粘度为次要决定因素,选择三赞胶与瓜尔胶质量配比为4∶6时制作山楂汁饮料,同时做对照试验及三次重复试验,取平均值。试验结果见表2。

表2 对照试验感官评分及离心沉淀率

结合感官评分以及离心沉降率指标综合分析,在食用胶总添加量为0.4 g/100 mL,三赞胶与瓜尔胶复配质量比例为4:6时,感官评分最优。

3 结论

研究了三赞胶与瓜尔胶复配在山楂汁饮料中的应用,结果表明,当三赞胶与瓜尔胶的复配质量比为9∶1～2∶8时,两者复配起到协同增效作用。瓜尔胶的加入可改善山楂汁饮料的口感,减少单独使用三赞胶时的不良影响。以山楂汁饮料的感官评价为主,综合考虑离心沉淀率和节约材料等因素,最终确定复配胶在山楂汁饮料中的优化配方为添加量为0.04%、三赞胶与瓜尔胶的复配质量比为4∶6。