不同親水膠體對芒果汁飲料穩定性的影響

趙 蕓，張連慧，應 欣，吳偉莉，鐘 鳴，李 慧

（中糧營養健康研究院，營養健康與食品安全北京市重點實驗室，北京 102209）

芒果是一種原產于印度的漆樹科常綠大喬木，芒果性喜溫暖，不耐寒霜，最適生長溫度為25～ 30 ℃，芒果為熱帶水果，果實含有糖、蛋白質、粗纖維等，其中所含有的維生素A的前體胡蘿卜素成分很高，具有較高的營養價值。隨著社會的快節奏發展，水果類加工產品的消費量在整個水果消費結構中所占的比重逐漸提高[1]，其中芒果原漿、芒果濃縮汁和芒果果汁飲料是目前國內外最大的芒果加工類產品[2]。隨著我國居民消費觀念的逐步提升與轉變，消費者對食品飲料的健康、安全、口味更為注重，對中高濃度的飲料需求逐漸提升，對其產品的風味、口感、穩定性有了更高的要求[3]。但目前市售的中高濃度果肉型飲料產品中存在易出現果肉沉淀，上層析水澄清等問題，嚴重影響了飲料的外觀、口感和組織狀態。如何改善果肉型飲料的穩定性，提高其產品的感官品質一直是備受國內外行業關注的熱點問題[4-5]。

本實驗目的是通過添加黃原膠、果膠、大豆多糖、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、結冷膠等5種親水膠體在單因素條件下對芒果果汁飲料穩定性的影響，并從中選取2種親水膠體進行穩定性實驗及感官測評分析，得到適宜的復配親水膠體添加量，為果肉型飲料的生產企業選擇親水膠體及復配膠體提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白砂糖：太古股份有限公司；芒果濃縮漿，按芒果濃縮漿比例還原成50%果汁飲料：由德樂食品有限公司提供；黃原膠、果膠：杜邦中國集團有限公司；大豆多糖：日本不二產業株式會社；羧甲基纖維素鈉：北京中柏創業化工產品有限公司；結冷膠：美國CP Kelco公司；檸檬酸、檸檬酸鈉：安徽豐原生物化學股份有限公司；上述原料均為食品級原料。

1.2 儀器與設備

APV1000高壓均質機：APV有限公司；T-18分散器：德國IKA有限公司；Tm5料理機：美善品多功能食品料理機；Millpore純水儀：密理博儀器公司；Bsa2202s- cw/bsa323s-cw天平：德國賽多利斯儀器公司；Biofuge primo離心機：美國Thermo公司；DV-II PRO粘度計：美國Brookfield公司；Turbiscan AGS穩定性分析：法國Formulation公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程白砂糖、芒果濃縮漿等主料溶解→親水膠體熱溶解→檸檬酸、檸檬酸鈉、香精等輔料溶解→調配→料液預熱→均質→常壓殺菌→灌裝→冷卻→成品。

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 親水膠體的制備 將親水膠體緩慢加入70～80 ℃的水中，勻速攪拌，保證親水膠體充分溶解，制成膠溶液，現配現用。

1.3.2.2 調配 按照設計比例和配料順序添加，在主料中依次加入親水膠體、酸味劑，每種原料加入時應充分攪拌，以便混合均勻。

1.3.2.3 均質 使用分散器進行高速剪切，12 000 r/min下剪切5 min，后進行高壓均質，均質溫度在60 ℃，均質壓力為20 MPa，均質一次，使果肉顆粒微細化，均勻化，并增加帶肉果汁的懸浮穩定性。

1.3.2.4 殺菌 將調配好的芒果果汁進行常壓殺菌，在95～100 ℃條件下，維持10 min。

1.3.3 測定方法

1.3.3.1 親水膠體對穩定性的影響實驗 在制備好的芒果果汁中添加黃原膠、果膠、大豆多糖、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、結冷膠5種不同親水膠體，分別選取3個不同濃度，在55 ℃條件下靜置7 d進行加速破壞性實驗[6]。通過測定離心沉淀率和黏度的變化觀察親水膠體對芒果汁穩定性影響，確定較適宜的親水膠體種類及其用量，并進行復配確定穩定劑復配比例。

1.3.3.2 離心沉淀率的測定 稱量離心管的重量W1，稱取30.00 g飲料樣品，放入離心機中，在轉速5 000 r/min，下離心10 min，將離心管中上清液倒出，并稱其重量W2，代入計算公式[7]。

每個樣品進行3次平行測定，離心沉淀率取平均值。

1.3.3.3 粘度測定 選用低粘型粘度計，選用61#轉子，測試溫度為室溫25 ℃，剪切速度為50 rpm，粘度選取通過每組實驗3次平均值。

1.3.3.4 感官評定 對不同復配型親水膠體的芒果果汁在室溫條件下靜置7 d，通過對感官評價員測試的消費者接受程度，了解產品穩定性。

研究方法采用評分法，評價員測試3個產品；3個產品循環測試順序，這樣可以避免因測試順序帶來的偏頗。評價員是感官評價小組成員，并且在過去三個月內喝過且購買過果汁飲料產品，飲用頻率在每月一次及以上的。測試基數：42人（27個女生和15個男生）。評價員在評定樣品后可以將樣品吐出在水槽內，在每個樣品品嘗間隙休息大約1 min，以此來減少上次品嘗樣品余味的影響。評定時使用純凈水或蘇打餅干來去除樣品殘留味道[8]。

表1 產品測試具體評價指標表

1.3.3.5 Turbiscan穩定性分析 穩定性分析測試儀是采用近紅外光作為光源，有一個透射光檢測器和一個背散射光檢測器。光源與透射光檢測器和背散射光檢測器組成測量探頭[9]。測量探頭從樣品池的底部到樣品池的頂部每40 μm測量一次，完成樣品池從底部到頂部的測量稱為一次掃描。隨著時間的變化，由于樣品的不穩定性，透射光和背散射光都會發生變化，這說明樣品顆粒的粒徑、濃度發生了變化[10]。

對不同復配型親水膠體的芒果果汁靜置7 d，進行穩定性分析觀察其變化情況。透射光檢測器用于研究清澈透明的樣品，背散射光檢測器用于研究濃度較高樣品[11]。由于該芒果果汁飲料樣品的濃度比較高，在這種情況下，采用背散光ΔBS對樣品進行分析，并采用多次掃描模式，掃描溫度為室溫25 ℃，總掃描時間為24 h[12]。

根據多重光散射原理，當體系分散相體積和粒子的平均直徑發生變化時，背散射光強度和透射光強度也會發生變化，而這種變化用TSI是穩定性動力學指數來衡量，它反映的是樣品在整個放置時間濃度和顆粒粒徑的變化幅度的綜合指標[13]。變化幅度越大，TSI穩定性動力學指數越大，體系就越不穩定，反之變化幅度越小，TSI穩定性動力學指數越小，體系就越穩定[14-15]。

2 結果與討論

2.1 單因素親水膠體對芒果果汁穩定性的影響

不同添加量的親水膠體對芒果果汁穩定性的影響，見表2所示。選取黃原膠加入50%芒果果汁中，在高溫55 ℃破壞條件下靜置7 d觀察其穩定性，并進行離心沉淀率和粘度測定，當黃原膠添加量在0.7 g/kg時，產品沉淀量較少，當添加量達到1.0～1.3 g/kg時粘度增加明顯，在靜置后產品的流動性變化較大，流動性較差，從結果來看黃原膠的適宜添加量為0.7 g/kg。添加果膠和大豆多糖的芒果果汁產品穩定性明顯提高，但當其添加量達到1.4 g/kg和1.2 g/kg時并且在高溫55 ℃靜置7 d后出現絮狀沉淀。芒果果汁粘度隨羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）添加量增大而逐漸增大，離心沉淀率隨CMC-Na添加量的增加而減小，當CMC-Na添加量為2.0 g/kg時產品的穩定性較好。隨著結冷膠添加量的增加，芒果果汁的粘度顯著增加，其離心沉淀率隨著結冷膠的增加而減小，當結冷膠的添加量為1.5 g/kg時，芒果果汁未出現分層現象，但是產品口感不佳。

表2 不同親水膠體對芒果果汁穩定性的影響

添加親水膠體的產品粘度適當，穩定性得到一定的提高，品質得到改善，但添加單一親水膠體對產品的穩定作用有限，不能達到使產品長期穩定的目的，需要復配親水膠體的使用，使之達到滿足貨架期穩定性的要求[16]。

2.2 復配型親水膠體對芒果果汁的感官影響

由單因素實驗結果得出黃原膠和羧甲基纖維素鈉對芒果果汁飲料穩定性較為明顯，因此對芒果果汁飲料穩定性實驗中用黃原膠、羧甲基纖維素鈉進行復配，觀察其穩定效果，并通過感官評價員測試的消費者接受程度，考察其口感得出最佳的復合配方。

通過親水膠體復配實驗和感官實驗的綜合考慮，得出最佳復配比例黃原膠添加量為0.7 g/kg，羧甲基纖維素鈉添加量為1.8 g/kg時，與感官評價員測試結果相符合，3個樣品的接受度得分均介于有點接受和接受之間且在95%置信度下有顯著性差異。

表3 復配親水膠體對穩定性的影響

表4 復配親水膠體對消費者的感官影響

2.3 不同親水膠體芒果果汁飲料的Turbiscan穩定性比較

樣品為不同親水膠體復配比列的芒果果汁產品，由于產品的濃度比較高，在這種情況下，可以采用背散光對樣品進行分析。下圖圖譜是樣品的背散射光的掃描圖。圖的左邊部分代表樣品池的底部，圖的右邊代表樣品池的頂部，中間部分代表樣品池的中間。第一次掃描是顯示藍色，最后一次掃描顯示是紅色。分析背散射光光強變化，背散射光光強增加為正，反之背散射光光強降低為負。通過對樣品的整體背散射光光強變化值看出芒果果汁飲料存在不穩定現象，A樣品存在微量頂部析水澄清和底部微量沉淀，B樣品存在少量頂部析水澄清和底部微量沉淀，C樣品的背散射光光強變化值變化比較明顯，C樣品存在頂部析水澄清和底部少量沉淀。

通過比較不同復配比例芒果果汁產品的穩定性動力學指數（TSI），它反映的是樣品在整個放置時間濃度和顆粒粒徑的變化幅度的綜合指標。由表5中得到，黃原膠和羧甲基纖維素鈉的不同添加比例對芒果果汁產品穩定性有一定影響，C樣品的TSI變化幅度較大，穩定性動力學指數大，產品穩定性較差，A樣品的TSI變化幅度較小，樣品的穩定性較好。

圖1 A樣品穩定性掃描圖

圖2 B樣品穩定性掃描圖

圖3 C樣品穩定性掃描圖

表5 不同復配樣品24 h的TSI值

3 結論

黃原膠和羧甲基纖維素鈉作為穩定劑對芒果果汁飲料有很好的穩定作用，兩種親水膠體復配的穩定效果比單一添加親水膠體效果好。芒果果汁飲料穩定劑最佳添加量為0.7 g/kg黃原膠和1.8 g/kg羧甲基纖維素鈉的穩定性相對較理想，此條件下所得芒果果汁飲料口感細膩，TSI穩定性指數最小。因此，本實驗研究所得的穩定劑復配方案可為果肉型飲料的實際規模化生產提供了實驗依據和實踐指導。

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