食品增稠剂在乳制品加工中的应用

马红燕，康怀彬，李　芳，陈俊亮，张瑞华，邹良亮

（河南科技大学食品与生物工程学院，河南洛阳　471003）

食品增稠剂在乳制品加工中的应用

马红燕，*康怀彬，李芳，陈俊亮，张瑞华，邹良亮

（河南科技大学食品与生物工程学院，河南洛阳471003）

增稠剂在食品工业中用途非常广泛，尤其在乳制品加工中，科学合理地使用增稠剂不仅可以改善乳制品的口感、黏合性、风味等功能，而且还可以降低生产成本，提高产品的稳定性。新版《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》 （GB 2760—2014）于2015年5月24日实施，与2011版标准相比，新版标准在牛乳制品中允许使用的增稠剂种类及用量方面都作了调整。通过对新版标准中常用增稠剂的种类、作用机理及检测方法进行详细叙述，介绍了其在乳制品生产中的实际应用状况。

增稠剂；牛乳制品；应用

0　引言

食品增稠剂在食品工业生产中用途非常广泛，能够提高食品的黏稠度或形成凝胶，从而改变食品的物理性状，赋予食品黏润、适宜的口感，并兼有乳化、增强持水性和稳定产品性状的功能，故又被称为食品胶，或糊精［1-2］。食品增稠剂是以氨基酸或为数不多的几种单糖为结构单元而构成的高分子化合物，其分子量通常在几万至几百万之间，遇水可产生较高黏度。增稠剂的种类很多，根据其来源大致可分为4类：来源于动物组织，如明胶等；来源于植物原料，如槐豆胶等；来源于海藻类产品，如海藻酸钠；以天然原料合成，如纤维素胶等［3］。

食品增稠剂经常被用于充当乳化剂、黏着剂、悬浮剂、泡沫稳定剂等，在食品生产特别是乳制品的生产中起着非常重要的作用，可起到使乳制品增稠、稳定、均质及乳化胶凝的作用，特别是在酸性乳制品生产中，食品增稠剂的作用效果更加显著。在宏观特性上可使产品的黏度升高、沉淀率降低，在微观性质上可使产品的粒径减小、水分的流动性减弱［4］。

1　乳制品生产中允许添加的增稠剂

新版《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）于2014年12月24日发布，并于2015年5月24日正式实施。GB 2760—2014是一部保证食品添加剂安全使用和保障我国食品安全的国家强制性标准，它明确规定了各种食品中允许添加的食品添加剂种类及其添加限量。对乳制品而言，该标准明确规定允许添加的增稠剂有11种，其具体对应的乳制品种类及最大使用量，如黏着剂、悬浮剂、泡沫稳定剂等，在食品生产特别是乳制品的生产中起着非常重要的作用。

乳制品中允许添加的增稠剂［5］见表1。

表1　　乳制品中允许添加的增稠剂

2　乳制品中常用增稠剂的功能特性及检测方法

2.1海藻酸丙二醇酯

2.1.1功能特性

海藻酸丙二醇酯（Propylene glycol alginate） 又被称作藻酸丙二醇酯、藻酸丙二酯、丙二醇藻蛋白酸酯、褐藻酸丙二醇酯，简称PGA，是一种从褐藻中提取并经过酯化处理的新型增稠剂，它是由葡聚糖单元（其中部分羧基被酯化）组成的线性高分子聚合物［6］。PGA是食品用稳定胶体中唯一具有稳定和乳化双重作用的天然单体胶体，其分子结构中同时具有亲水基和亲油基，因此PGA具有乳化性、增稠性、膨化性、耐酸性和稳定性等多种功能特性。我国在1988年批准其作为食品添加剂使用［7］。PGA为白色或淡黄色粉末，溶于水后呈黏稠状胶体，黏度较高，透明度大［8］。PGA作为一种新型的乳化稳定剂，已被广泛用于酸奶和酸性乳饮料的生产中［9］。

PGA主链是由α-L-古洛糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸组成，2种糖醛酸在PGA分子中的比例和位置决定着PGA的黏度、胶凝性和对离子的选择性。PGA分子中的丙二醇基为亲脂端，能够和脂肪球结合；分子中的糖醛酸为亲水端，含有大量羟基和部分羧基，能够与蛋白质结合［10-11］。加入乳制品中的PGA经过高压均质后，被乳制品中的微粒（蛋白质与脂肪球）吸附到各自表层上面，使微粒表面带有相互排斥的同性电荷，确保微粒不聚集成团状，延缓沉降速度，保证乳制品的稳定性［12］。同时，PGA具有较强的耐酸性，可应用于pH值3～5的酸性乳制品中，且具有很好的乳化能力，能够赋予酸乳产品天然的质地口感，可提高酸乳黏度，防止蛋白质沉淀和乳清上浮，从而起到良好的稳定蛋白作用［13］。

PGA唯一不足之处就是价格昂贵，导致乳制品生产成本增加。目前，通常将其与其他稳定剂混合使用，并取得了良好效果。PGA能与大多数天然的和合成的食品增稠剂配合使用，效果比单独使用要好，并且经过复配后，可以明显降低其使用量，从而降低其使用成本。

2.1.2检测方法

食品中的海藻酸丙二醇酯，用气相色谱法测定加水分解生成的丙二醇，再用间萘二酚比色法定量构成藻酸的糖醛酸。丙二醇的量乘以相对分子质量比，即可求出海藻酸丙二醇酯的量［14］。

2.2双乙酰酒石酸单双甘油酯

在GB 2760—2011版本中，双乙酰酒石酸单双甘油酯不可用于巴氏杀菌乳、灭菌乳、发酵乳、乳粉和奶油粉、稀奶油等产品中。但在2014版中，双乙酰酒石酸单双甘油酯可用于调制乳、风味发酵乳、乳粉、奶油粉、稀奶油、以乳为主要配料的即食风味食品或其预制产品等，并规定了各自的最大使用量［5，15］。

2.2.1功能特性

双乙酰酒石酸单双甘油酯（DATEM）是一种食品乳化剂、增稠剂，为浅黄色或乳白色的液态、膏状或蜡状固体（片状或粉状），有乙酸味［16］。

DATEM能够分散于热水中，溶于乙醇、丙二醇等有机溶剂，能与油脂混溶，具有乳化、稳定、防老化和保鲜等作用。在乳制品生产时，DATEM可用作乳化剂和分散剂，可以提高产品乳化性能、防止油水分离。GB 2760—2014规定在调制乳生产中，DATEM最大使用量是5.0 g/kg；在风味发酵乳生产中，其最大使用量是10.0 g/kg［5］。

2.2.2检测方法

双乙酰酒石酸单双甘油酯的检测按照《食品安全国家标准食品添加剂双乙酰酒石酸单双甘油酯》（GB 25539—2010）的规定进行检测［16］。

2.3决明胶

2.3.1功能特性

决明胶是以决明植物的种子胚乳为原料，经萃取加工而成的食品添加剂，其主要成分是由半乳糖侧链和甘露糖线性主链聚合形成的半乳甘露聚糖［17］。决明胶为浅黄色至类白色的粉末，其中半乳甘露聚糖的含量≥75%［17］。由于容易扩散，并且黏度随温度上升而增加、随溶液浓度增加而呈指数级增加，决明胶被广泛用于冰激凌、奶酪、甜点、果酱等食品的加工中。

2.3.2检测方法

决明胶的检测按照《食品安全国家标准食品添加剂决明胶》 （GB31619—2014）的规定进行检测［17］。

2.4聚葡萄糖

根据GB 2760—2014规定，聚葡萄糖可作为增稠剂、膨松剂、水分保持剂、稳定剂使用，可按生产需要适量添加于调制乳和风味发酵乳中［5］。

2.4.1功能特性

聚葡萄糖（Polydextrose，PDX）是以葡萄糖为原料，以山梨糖醇、柠檬酸为增韧剂和催化剂，按89∶10∶1比例调配加热成熔融态混合物后，经真空缩聚而成的一种D-葡萄糖多聚体，平均聚合度约为12，平均分子量为2 000 Da左右，分子量分布范围从150～20 000 Da，以α-1，6键和α-1，4键为主［18-20］。

聚葡萄糖是膳食纤维的来源之一，它是一种低热量、低血糖指数、稳定性好、具有极高耐受性的特殊碳水化合物［21］。自1981年美国食品与药物监督管理局批准聚葡萄糖作为食品添加剂使用后，近年来得到了快速发展，已有56个国家和地区相继批准聚葡萄糖在食品加工中的使用［22］。目前，国内外市场上销售的多种食品中都添加了聚葡萄糖［23］。聚葡萄糖在低pH值的条件下稳定性好，同时可代替食品中的糖和脂肪，并具有增加有益菌群分布、有益肠道健康的功能，是一种优良的水溶性膳食纤维，已被广泛用于乳制品（如牛奶、酸奶、低脂及无脂乳品、豆奶和配方奶粉等） 的生产加工中［21，23-24］。聚葡萄糖的使用不仅可以增强乳制品的营养和保健功能，还可以改善产品的口感，提高乳制品在保质期内的稳定性，并且不会与其中的任何成分发生对人体不利的理化反应。目前，在功能酸奶生产中，通常添加聚葡萄糖作为益生元，促进酸奶中有益菌的增殖［24-25］，提升酸奶口感，同时还可以取代一部分蔗糖和脂肪，降低产品能量［26］。

2.4.2检测方法

目前，官方认定的聚葡萄糖检测方法由美国分析化学家协会（Association of Official Analytical Chemists，AOAC）制定，采用离子交换色谱法对食物中的聚葡萄糖进行检测，具体操作见AOAC 2000.11。

3　增稠剂在乳制品生产中的应用

3.1在酸奶生产中的应用

3.1.1海藻酸丙二醇酯在酸奶中的应用

在酸奶制品中添加增稠剂可提高酸奶黏稠度，并具有改善产品质地和口感、防止乳清析出的作用。李向东等人［27］研究了PGA和变性淀粉作为复配增稠剂在搅拌型酸奶中的应用，结果表明，PGA和变性淀粉有较好的协同作用，二者的最佳添加量分别为0.15%和1.20%（W/W），此条件下酸奶的品质最佳。卫晓英等人［13］研究表明，PGA以0.2%（W/W）的添加量用于酸乳生产加工时，样品的持水力提高10.9%，乳清析出量下降26.0%，产品品质最佳。在酸性乳饮料加工时，将0.2%（W/W）PGA，0.3%羧甲基纤维素钠，0.1%高酯果胶和0.015%蔗糖酯复配添加到产品中，乳饮料口感最优、稳定性最高［11］。

3.1.2聚葡萄糖在酸奶中的应用

聚葡萄糖已经被证明是良好的益生元，它的发酵可使肠道内容物pH值从7.24±0.45降至6.44± 0.35，可有效增殖乳酸菌及双歧杆菌等益生菌［22］。此外，由于聚葡萄糖在低pH值下稳定，所以用于酸奶生产时，能提供清爽的口感并强化膳食纤维含量；在低脂和无脂产品中能防止析水，并赋予产品良好的质构和奶油口感。

Allgeyer L C等人［28］向酸奶中添加聚葡萄糖（2.5～5.0 g/240 mL），可以增强酸奶制品的黏稠度和甜度，提高酸奶的口感。同时，聚葡萄糖能够较好地维持菌种活力，延长产品货架期。刘军军［29］研究表明，将聚葡萄糖以4%（W/W）添加到凝固型酸奶的生产中，产品稳定性最好，乳清析出较少，质地细腻，口感润滑，酸甜度适中；并且聚葡萄糖能够显著提高凝固型酸奶在贮藏期的感官和理化特性，增加风味物质含量，延长凝固型酸奶的保质期。李绍波等人［30］的研究表明，将聚葡萄糖添加到酸奶中，不仅有助于酸奶发酵、减少乳清析出，还能够改善酸奶产品的组织状态，提高奶香味和口感；当聚葡萄糖添加量为3%（W/W）时，可达到最好的凝乳效果，且酸度适中，能有效地维持和提高乳酸菌活性。

3.2在冰激凌生产中的应用

冰激凌以其醇厚持久的风味、轻滑细腻的组织结构，以及丰富的营养和凉爽的口感而深受消费者的喜爱。在冰激凌中添加食品增稠剂，不仅可以改善产品口感、提高产品品质，而且还可以延长产品的货架期。

3.2.1海藻酸丙二醇酯（PGA）在冰激凌中的应用

早在1934年，海藻胶就作为冰激凌的稳定剂开始应用，之后研制出PGA，并在冰激凌中得到了日益广泛的应用。在冰激凌中添加PGA，可以明显改善油脂和含油脂固体微粒的分散度，改善产品的外观状态和内部结构，并能提高冰激凌的分散稳定性、抗融化性等，从而提高冰激凌的口感，同时还能防止冰激凌中乳糖冰晶体的生成［31-32］。

3.2.2双乙酰酒石酸单双甘油酯在冰激凌中的应用

在冰激凌中加入0.2%～0.3%（W/W）的双乙酰酒石酸单双甘油酯，可显著改进脂肪在混合料中的分散性，使脂肪粒子微细、分布均匀，提高乳化液稳定性，促进脂肪与蛋白质的相互作用，有助于控制脂肪的附聚和凝聚作用；增加空气混入量，提高起泡性和膨胀率；防止或控制粗大冰晶形成，赋予冰激凌细腻的组织结构和良好的干性度。此外，双乙酰酒石酸单双甘油酯还可以改善冰激凌的稳定性和保型性，防止储存过程中收缩变形；改善口融性，使香料分布均匀，减少香料使用量［17］。

3.2.3聚葡萄糖在冰激凌中的应用

添加聚葡萄糖的作用是增强冰激凌的凝胶能力，并可替代其中的部分脂肪，提供滑爽细腻的口感。同时，聚葡萄糖易溶于水，持水性良好，是一种很好的水溶性膳食纤维，具有改善人体肠道有益菌群微生态环境的功能，生产中的推荐添加量是5%［25，33］。李海奇［26］研究表明，在冰激凌生产中，用聚葡萄糖取代40%的人造奶油，能够提高冰激凌的膨胀率，且由于聚葡萄糖的持水性能高，冰点以下不会形成大晶体，降低了冰激凌的冰点，从而使冰激凌的组织更加细腻、口感更好。因此，可以利用聚葡萄糖健康、低糖、低热量这些特性，来研发品质优良、低热、代脂肪的新型保健膳食纤维冰激凌。

4　食品增稠剂的发展前景

目前，我国对增稠剂的研究逐渐增多，但增稠剂的生产主要以中小型企业为主，产业化、规模化较小，仍存在一些问题，如技术力量薄弱和新技术工艺转化不力等现实问题［3］。与发达国家相比，我国在增稠剂的产品种类、生产规模和技术等方面都存在一定的差距，具有广阔和良好的发展空间。随着人们生活水平的提高，对乳制品的外观、口感和风味等也提出了更高的要求，因此新型食品增稠剂的开发显得尤为重要。未来，我国食品增稠剂的研发将主要集中于纯天然、持水力强、乳化性能好、稳定性高的功能营养增稠剂的开发，并拥有良好的市场发展前景。

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The Application of Thickening Agent in Dairy Products

MA Hongyan，*KANG Huaibin，LI Fang，CHEN Junliang，ZHANG Ruihua，ZOU Liangliang
（College of Food and Bioengineering，He'nan University of Science and Technology，Luoyang，He'nan 471003，China）

Thickening agents are widely used in food production，especially in dairy products.It could not only improve the quality of dairy products in taste，adhesiveness，and flavor etc.，but also could lower the production cost and increase the products'stability by exactly and reasonably adding thickening agents.A new version of《national standard of food safety -addition standards of food additives》 （GB 2760—2014） is carried out on May 24，2015.Compared with the old version applied in 2011，the types and added amounts of thickening agents allowed to be added in dairy products have been adjusted in the new edition standard.In this paper，the common types of thickening agents，and their functional mechanism and detection methods are fully discussed，meanwhile，the actual status of their application in dairy products are also be introduced.

thickening agents；dairy products；application

TS202.3

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.01.047

2015-11-10

国家自然科学基金青年科学基金项目（31501563）；洛阳市畜牧局项目（2518）；河南省教育厅自然科学研究项目（13A550252，2011A550004）。

马红燕（1983— ），女，在读硕士，研究方向为食品质量与安全检测新技术。

康怀彬（1963— ），男，硕士，教授，研究方向为食品安全检测及质量控制。