果膠對(duì)發(fā)酵乳品質(zhì)影響的研究進(jìn)展

楊利平，龍芷姣，許秋莉，王玫玫，曹華傳

深圳市晨光乳業(yè)有限公司（深圳 518000）

據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)每年消耗果膠1 500 t以上，其中約80%需要從國(guó)外進(jìn)口，且進(jìn)口果膠價(jià)格昂貴[1]。通常，0.2%～0.3%濃度的果膠可改善發(fā)酵乳的外觀、質(zhì)地和風(fēng)味等質(zhì)量屬性，減少乳清分離并延長(zhǎng)保質(zhì)期[2]。果膠作為一種可溶性膳食纖維[3]，主要由α-1, 4糖苷鍵連接的半乳糖醛酸殘基構(gòu)成，這些殘基被甲基部分乙酰化或酯化，果膠根據(jù)殘基與甲醇的酯化程度，酯化度高于50%的為高甲氧基果膠（high methoxyl pectin，HMP），反之為低甲氧基果膠（low methoxyl pectin，LMP）[4]。在食品工業(yè)中，果膠被食品和藥物管理局列入公認(rèn)安全（GRAS）名單，是一種高價(jià)值的功能性食品成分[4-5]。由于果膠分子存在極性區(qū)和非極性區(qū)，使果膠具有多種功能性質(zhì)，因此果膠在果醬、發(fā)酵乳飲料、果味奶飲料和冰淇淋等食品中用作膠凝劑、增稠劑、乳化劑和穩(wěn)定劑，改善稠度（增加黏度）的同時(shí)降低脫水收縮[6]。

發(fā)酵乳是以生牛（羊）乳或者乳粉為原料，經(jīng)殺菌、發(fā)酵后制成的pH降低的產(chǎn)品，富含鈣、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，具有多種健康益處和令人愉悅的口感[7]，在體重管理、乳糖不耐癥、免疫學(xué)效應(yīng)、胃腸道或呼吸道疾病和牙齒健康方面是優(yōu)選[8]。穩(wěn)定劑將兩種或兩種以上的混合物均勻分散，使食物的質(zhì)地變得平滑，添加到發(fā)酵乳中，能增強(qiáng)理想的特性，如黏度、外觀、口感以及質(zhì)地[9]。果膠作為穩(wěn)定劑，能夠形成一個(gè)三維網(wǎng)絡(luò)，復(fù)合牛奶成分并吸收介質(zhì)中的最大水分，使發(fā)酵乳的黏度增加，在生產(chǎn)中，LMP的加入能減少乳清析出；添加HMP可改善發(fā)酵乳的膠體穩(wěn)定性，穩(wěn)定發(fā)酵乳的結(jié)構(gòu)[10]。

1 果膠對(duì)發(fā)酵乳穩(wěn)定性的影響

果膠加入到發(fā)酵乳中，可以提高發(fā)酵乳的堅(jiān)實(shí)度、黏度和稠度，改善口感，延長(zhǎng)貨架期，是果膠加工利用的有效途徑。由于HMP具有獨(dú)特的與蛋白質(zhì)交互的性質(zhì)，適宜于作為蛋白質(zhì)溶液體系的穩(wěn)定劑，可以預(yù)防由于牛奶蛋白質(zhì)絮凝引起的沉降問(wèn)題[11]，改善發(fā)酵乳的膠體穩(wěn)定性，用于生產(chǎn)具有良好口感特性和較高黏度的發(fā)酵乳[12]。Jensen等[13]的研究表明，果膠在稀釋的酸化牛奶中通過(guò)靜電相互作用來(lái)影響酸乳的穩(wěn)定性；吸附作用在pH≤5時(shí)發(fā)生，此時(shí)HMP的多糖鏈吸引表層酪蛋白顆粒，通過(guò)帶電的果膠鏈和HMP不帶電部分所形成的空間斥力來(lái)增加溶液穩(wěn)定性[14]。Maroziene等[15]發(fā)現(xiàn)，在牛乳的自然酸度下添加HMP可能會(huì)引起相的分離，導(dǎo)致酪蛋白沉淀；LMP作為穩(wěn)定劑添加到牛乳中，其在牛乳自然酸度下導(dǎo)致酪蛋白沉淀的趨勢(shì)小很多，但其穩(wěn)定效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于HMP。果膠的半乳糖醛酸以及益生菌釋放的代謝物，如有機(jī)酸、谷胱甘肽、丁酸鹽和葉酸，都有助于提升發(fā)酵乳的抗氧化活性[16]。LMP主要維持發(fā)酵乳體系的電荷平衡，保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和提高發(fā)酵乳的黏度、風(fēng)味，改善食用體驗(yàn)，隨著LMP水平的增加，細(xì)菌數(shù)量增多，有助于代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生，導(dǎo)致更高的酸度以及抗氧化能力[8]。

2 果膠對(duì)發(fā)酵乳質(zhì)構(gòu)的影響

通過(guò)發(fā)酵乳稠度測(cè)試對(duì)攪拌型酸奶的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行分析，得到堅(jiān)實(shí)度、稠度、黏度和顆粒指數(shù)。堅(jiān)實(shí)度用來(lái)模擬測(cè)試探頭下壓過(guò)程中受到的最大力，硬度越高，表示發(fā)酵乳網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成越穩(wěn)定。黏度用來(lái)模擬探頭回縮時(shí)所受的負(fù)向最大力，用于模擬表示酸奶樣品的內(nèi)部黏合力。據(jù)劉新新等[17]研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)添加向日葵低酯果膠能夠增加發(fā)酵乳的黏度，相比于對(duì)照樣品，黏度提高54.5%。江楊[18]研究表明，適當(dāng)添加蘋果果渣果膠會(huì)增強(qiáng)發(fā)酵乳中的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高發(fā)酵乳的穩(wěn)定性，減少乳清析出，增加發(fā)酵乳的黏度；但過(guò)量添加反而會(huì)破壞凝膠骨架，影響凝膠網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度和稠度，降低發(fā)酵乳的黏度，無(wú)法顯示出發(fā)酵乳應(yīng)有的質(zhì)地。發(fā)酵山楂酒果膠的添加使發(fā)酵乳的堅(jiān)實(shí)度和稠度顯著降低，略微降低發(fā)酵乳的顆粒指數(shù)；而浸泡山楂酒果膠的添加可以增強(qiáng)發(fā)酵乳中的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高發(fā)酵乳的穩(wěn)定性，減少乳清析出，增加發(fā)酵乳的黏度[18]。LMP在發(fā)酵乳中的硬度和脫水收縮效應(yīng)有關(guān)，添加LMP的發(fā)酵乳具有更高的彈性和凝膠強(qiáng)度，更高的模量（G’、G’’、G*）和復(fù)數(shù)黏度，G*的冪律參數(shù)已經(jīng)證實(shí)了對(duì)發(fā)酵乳凝膠強(qiáng)度的影響[1]。據(jù)報(bào)道，LMP有助于水合果膠鏈相互滲透到蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中，促進(jìn)凝固型發(fā)酵乳基質(zhì)中形成混合凝膠[19]，由于存在可溶性固體，果膠可通過(guò)促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)來(lái)改善凝固型發(fā)酵乳的理化性質(zhì)，如可溶性固形物、pH和酸度[20]。

3 果膠對(duì)發(fā)酵乳持水力的影響

持水力是指發(fā)酵乳樣品在受外力作用條件下，保持其原有水分與其添加水分的能力，代表了其產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)質(zhì)量的穩(wěn)定性[21]。發(fā)酵乳的持水性與酪蛋白膠束有關(guān)，隨著發(fā)酵進(jìn)行，pH逐漸降低，膠束穩(wěn)定狀態(tài)改變，從而持水率降低[22]。添加向日葵低酯果膠發(fā)酵乳的持水率為71.1%，較對(duì)照樣品明顯提高9.38%[17]。山楂酒果膠的添加可以增強(qiáng)發(fā)酵乳的持水力，不會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵乳蛋白凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)弱化[23]。LMP中帶負(fù)電荷的羧基和帶正電荷的酪蛋白相互作用，形成三維網(wǎng)絡(luò)，將水困在其中，形成一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)，抵抗流動(dòng)，從而導(dǎo)致更高的持水能力，減少乳清損失，改善低脂發(fā)酵乳的硬度、流變學(xué)、質(zhì)量和整體喜好[23]。

4 果膠對(duì)發(fā)酵乳感官的影響

發(fā)酵乳的感官評(píng)價(jià)一般從色澤口感、滋味氣味和組織狀態(tài)三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)酵乳基本均勻一致、細(xì)膩潤(rùn)滑、味道柔和、酸甜適中為最佳。盡管存在個(gè)體差異，感官評(píng)定仍是衡量產(chǎn)品接受度的最終依據(jù)[24]。研究發(fā)現(xiàn)，添加低濃度的蘋果果渣果膠會(huì)顯著提高凝固型發(fā)酵乳和攪拌型發(fā)酵乳的組織狀態(tài)；在0.025%～0.2%的添加量范圍內(nèi)，浸泡山楂酒果膠的添加量越高，發(fā)酵乳的質(zhì)地品質(zhì)越好，凝乳變得更加均勻細(xì)膩，乳清析出顯著減少[18]。隨著發(fā)酵乳中添加LMP濃度（≤1.0%）的增加，乳清損失、視覺(jué)平滑度、甜味、酸味和質(zhì)地的分?jǐn)?shù)發(fā)生了提高，增加了感官喜好得分[20]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，果膠的加入有助于改善發(fā)酵乳的品質(zhì)，提高發(fā)酵乳的穩(wěn)定性、減少乳清損失、提高黏度及質(zhì)構(gòu)、增強(qiáng)持水力，從而提升感官喜好。文章主要討論果膠對(duì)于發(fā)酵乳品質(zhì)的影響，但果膠與其他添加劑復(fù)合使用，對(duì)發(fā)酵乳的影響尚不得知，可做進(jìn)一步的研究，為消費(fèi)者提供健康美味的產(chǎn)品。