脂肪酸聚甘油酯對(duì)軟冰淇淋基料穩(wěn)定性的影響

脂肪酸聚甘油酯對(duì)軟冰淇淋基料穩(wěn)定性的影響

脂肪酸聚甘油酯及其脂肪酸衍生物是世界上使用最廣泛的乳化劑。其生產(chǎn)過(guò)程是丙三醇在高溫以及堿性催化劑的作用下聚合成從二甘油到十甘油等許多不同的聚甘油物質(zhì)。然后聚合甘油與棕櫚酸和硬脂酸等脂肪酸進(jìn)行酯化,形成脂肪酸聚甘油酯的平衡混合物。用脂肪酸對(duì)純化的二甘油進(jìn)行酯化,之后再用分子蒸餾技術(shù),可生產(chǎn)濃縮的單?；视王?這種二甘油酯是親水、非離子型乳化劑。在冰淇淋生產(chǎn)中常用PGE與其他乳化劑復(fù)配使用,可以改善冰淇淋的穩(wěn)定性,抗融性和膨脹率等性質(zhì)。由于不同的脂肪酸使得PGE在常溫下的存在狀態(tài)不同,有半固態(tài)和固態(tài)兩種,即為低熔點(diǎn)和高熔點(diǎn)兩種。而這兩種PGE在其他性質(zhì)及其對(duì)食品乳狀液有怎樣的影響,相關(guān)報(bào)道較少。本實(shí)驗(yàn)的研究目的就是找出這兩種PGE在軟冰淇淋基料這種食品乳狀液中所起的作用和其它性質(zhì)上的差別。1材料和方法1.1聚甘油酯lvdv脫脂乳粉新西蘭;甜乳清粉德國(guó);濃縮乳清蛋白含80%乳清蛋白,美國(guó);氫化椰子油中國(guó)張家港;白砂糖中國(guó)上海;聚甘油酯由丹尼斯克(中國(guó))公司提供。LVDVⅡ+型轉(zhuǎn)子粘度計(jì)BROOKFIELD,美國(guó);744型pH計(jì)METROHM,瑞士;Rheostress1型流變儀ThermoHaake,德國(guó);MA2000光散射儀FROMULATION,法國(guó);MarsterSizer2000粒徑分析儀MALVERN,英國(guó)。1.2干物料的制備總干物質(zhì)含量為30.73%,總脂肪5.47%,總蛋白質(zhì)3.17%(其中酪蛋白含量約為43%),非脂乳固體為8.64%,冰點(diǎn)降低系數(shù)為20.78,相對(duì)甜度17.04。干物料在室溫下混合后加入到50℃的溫水中溶解,并將50℃下溶解好的脂肪混入其中,之后再加熱到70℃均質(zhì)(200bar),然后在90℃殺菌5min,并在60℃條件下灌裝到無(wú)菌瓶中。在殺菌前添加疊氮化鈉(0.04%)來(lái)抑制儲(chǔ)藏過(guò)程中微生物的生長(zhǎng)。1.3物理特性的檢測(cè)1.3.1表觀粘度測(cè)定利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)檢測(cè)乳狀液的表觀粘度,采用時(shí)間測(cè)量法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,確定在25℃時(shí)用S62轉(zhuǎn)子以100r/min的轉(zhuǎn)速,旋轉(zhuǎn)30s的條件來(lái)測(cè)量乳狀液的表觀粘度。平行測(cè)量?jī)纱?取平均值記錄。利用pH計(jì)測(cè)量冰淇淋料液在25℃時(shí)的pH,平行兩次取平均值。1.3.2粒徑分布的測(cè)量激光衍射粒徑分析是根據(jù)顆粒能使激光產(chǎn)生散射這一物理現(xiàn)象測(cè)試粒度分布的。這樣,不同角度測(cè)量散射光的強(qiáng)度,就可得到樣品的粒徑分布。用Mastersizer-2000激光衍射儀測(cè)量緩冷室溫儲(chǔ)存第1d的樣品中粒子的大小。操作參數(shù)為顆粒折射率1.529,顆粒吸收率0,分散劑折射率1.330,遮光度12.5%。1.3.3掃描電鏡sem分析垂直掃描分散穩(wěn)定性分析可以在不破壞樣品的情況下,直接分析濃縮和不透明的樣品。它是通過(guò)分析樣品中清晰(透射)和不透明的(反射)的部分來(lái)反映其中粒子的變化情況,追蹤樣品的物理演化過(guò)程。將5mL樣品在無(wú)菌環(huán)境下注入到圓柱狀玻璃管中,并在室溫環(huán)境中儲(chǔ)藏。以波長(zhǎng)為850nm的近紅外光波進(jìn)行掃描,每24h掃描一次,連續(xù)六次。掃描高度為5～46mm(樣品高度),對(duì)散射角為135°的散射光進(jìn)行分析。平均散射光的降低說(shuō)明樣品中粒子數(shù)量減少,并且體積增加,樣品出現(xiàn)絮凝或聚結(jié)等不穩(wěn)定現(xiàn)象。2結(jié)果與討論2.1不同固體pge添加量的粘度PGE的添加對(duì)乳狀液的粘度影響較大。本實(shí)驗(yàn)選擇了PGE的添加量為0.04%、0.07%、0.10%、0.20%和0.40%五個(gè)濃度梯度進(jìn)行粘度的比較,結(jié)果如圖1所示。從圖1中可知,不同存在狀態(tài)的PGE對(duì)樣品粘度的影響差別很大,固態(tài)PGE(solidPGE)的添加量從0.04%上升到0.07%時(shí),樣品的粘度從423.5cp迅速下降到162cp之后穩(wěn)定在150～200cp之間;而半固態(tài)PGE(semisolidPGE)在添加量為0.07%時(shí),樣品的粘度達(dá)到最高,為261.9cp,在添加量為0.20%時(shí)最低,為80cp。由此可知,固態(tài)PGE在少量添加時(shí)樣品的粘度迅速下降到一平衡范圍,之后維持在范圍內(nèi)。半固態(tài)PGE有上升后再下降的特點(diǎn)。從pH曲線看出一個(gè)有趣的現(xiàn)象,即不論固態(tài)還是半固態(tài)PGE,對(duì)樣品的酸度影響都不顯著,pH維持在6.43～6.47范圍內(nèi),但是卻呈現(xiàn)出波浪上升的趨勢(shì)。2.2半固體pge添加量對(duì)樣品粒徑的影響一種乳狀液中液滴大小并不是完全均勻的,一般各種大小皆有,而且有一定分布。液滴大小分布是表征乳狀液特性的重要參數(shù)。兩種PGE的添加對(duì)樣品粒子的影響存在一定差別,見(jiàn)圖2。從圖2可知,半固態(tài)PGE在添加量為0.20%時(shí),樣品的粒子最小;在其他添加量時(shí),樣品粒子的大小相近。由此可知,半固態(tài)PGE的最適添加量為0.20%。與半固態(tài)PGE很相似,固態(tài)PGE在添加量為0.40%時(shí)樣品的粒子最小,其他添加量時(shí)樣品粒子的大小相近。除了添加量為0.04%時(shí),樣品粒子較大。對(duì)添加兩種PGE的樣品進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),半固態(tài)PGE在最適添加量時(shí)樣品的粒子比固態(tài)PGE添加量為0.4%時(shí)的樣品粒子小一些,如圖3。這表明半固態(tài)PGE比固態(tài)PGE更容易被吸附到水/油界面膜上,并使之穩(wěn)定。由于半固態(tài)PGE分子中的烴鏈(疏水基團(tuán))較固態(tài)的要短一些,親水基團(tuán)與疏水基團(tuán)的體積比較大,因此可以形成較小的粒子,并且穩(wěn)定水/油界面所需乳化劑的量較少。而固態(tài)PGE的烴鏈較長(zhǎng),親水基團(tuán)與疏水基團(tuán)的體積比較小,所形成的樣品粒子較大,穩(wěn)定水/油界面所需的乳化劑較多。2.3不同儲(chǔ)藏時(shí)間下半固體pge對(duì)乳狀液穩(wěn)定性的影響兩種PGE樣品對(duì)穩(wěn)定性的影響差別較大,通過(guò)Turbiscan分析可知,半固態(tài)PGE可有效改善軟冰淇淋基料的穩(wěn)定性,而固態(tài)PGE此性質(zhì)較弱,結(jié)果如圖4和圖5所示。對(duì)圖4分析可知,只有半固態(tài)PGE的添加量為0.20%時(shí),樣品的平均散射光隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)幾乎沒(méi)有變化,維持在52%左右;其它添加量時(shí),樣品的平均散射光隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。說(shuō)明半固態(tài)PGE的添加量為0.20%時(shí),乳狀液中粒子沒(méi)有隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而有明顯變化,本樣品的宏觀穩(wěn)定性較好。從圖5中可知,添加固態(tài)PGE的樣品,隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),樣品的平均散射光都有下降的趨勢(shì),宏觀上樣品有肉眼可見(jiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生。即使在添加量為0.40%,樣品粒子最小的情況下,仍有不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生。由于PGE為非離子型乳化劑,不能在液滴粒子表面形成雙電層來(lái)增加液滴粒子間的靜電斥力以穩(wěn)定乳狀液,而固態(tài)PGE所形成的界面膜穩(wěn)定性差,容易破裂,使粒子間發(fā)生絮凝和(或)聚結(jié)等現(xiàn)象,造成乳狀液不穩(wěn)定現(xiàn)象發(fā)生。半固態(tài)PGE在其最適添加量時(shí),可形成較為穩(wěn)定的界面膜,可有效延長(zhǎng)乳狀液的穩(wěn)定時(shí)間。3半固體pge對(duì)樣品粘度的影響通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)可知,PGE的添加量對(duì)乳狀液的粘度、粒子大小和穩(wěn)定性影響很大。對(duì)于軟冰淇淋乳狀液來(lái)說(shuō),半固態(tài)PGE的最適添加量為0.20%,固態(tài)PGE的最適添加量為0.40%。而且半固態(tài)PGE和固態(tài)PGE不僅存在狀態(tài)有差別,它們?cè)谛再|(zhì)上也有很大不同。半固態(tài)PGE對(duì)樣品粘度的影響是少量增加時(shí)粘度上升,隨著添加量的增加,樣品的粘度產(chǎn)生波動(dòng),而固態(tài)PGE則是少量增加時(shí)樣品粘度迅速下降,之后維持在一定范圍內(nèi)。它們