稳定剂对玉米汁水溶性膳食纤维饮料影响的研究

马 雪，董依迪

（绥化学院食品与制药工程学院，黑龙江绥化 152061）

稳定剂对玉米汁水溶性膳食纤维饮料影响的研究

马 雪，董依迪

（绥化学院食品与制药工程学院，黑龙江绥化 152061）

研究稳定剂对玉米汁水溶性膳食纤维饮料稳定性的影响，确定最佳稳定剂添加量。利用酶法分离提取水溶性膳食纤维，并加入玉米汁饮料中，以产品的感官评分和混浊稳定系数为指标，通过单因素试验和正交试验对稳定剂进行筛选，确定提高产品稳定性的最佳稳定剂添加量。稳定性研究表明，黄原胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠对玉米汁水溶性膳食纤维饮料的影响较大；单因素试验结果表明，黄原胶最佳添加量为0.12%，海藻酸钠最佳添加量为0.10%，羧甲基纤维素钠最佳添加量为0.15%；正交试验结果表明，复配稳定剂最佳配方为黄原胶添加量0.12%，海藻酸钠添加量0.20%，羧甲基纤维素钠添加量0.15%，此时产品的稳定性较好。稳定剂复配使用可以增加玉米汁水溶性纤维饮料的稳定性，并能得到良好的感官性状。

玉米；水溶性膳食纤维；稳定剂；饮料

玉米汁水溶性膳食纤维饮料（以下简称玉米纤维饮料）是一种淀粉和蛋白质含量都较高的饮品，淀粉和蛋白质都是大分子物质，其分散在水介质中制得的饮料属悬浮液水溶胶[1]，是一种典型的热力学不稳定体系，在加工和贮藏过程中会出现胶凝结块和沉淀分层等不稳定现象[2]。根据膳食纤维溶解性的不同，可分成水溶性膳食纤维（SDF）和水不溶性膳食纤维（IDF）两大类，它们在食品中起着不同作用[3]，水不溶性膳食纤维添加到饮料中可能会造成产品口感粗糙、不细腻，感官品质影响较大；而水溶性膳食纤维的添加不仅可以增加膳食纤维的摄入量，对产品的口感影响也大大降低[4]。乳化剂和增稠剂复合使用可以稳定体系、延长贮藏时间，选择合适的稳定剂对产品的感官品质及稳定性有决定性作用。

若使用不当，会出现“糊口”“挂壁”等现象，从而影响产品感官品质，增加成本。根据斯托克斯定律可知，为了提高产品的稳定性，在尽可能减小微粒直径的同时增大分散介质的黏度，可提高产品的稳定性[5-6]。试验在确定了玉米纤维饮料基本配方的前提下，研究了稳定剂对产品品质的影响，选用几种稳定剂进行稳定剂筛选试验，再将可行的稳定剂进行单因素试验和正交试验，最终进行稳定剂复配筛选研究，确定稳定剂添加的最佳配比，为玉米纤维饮料的开发、产业化生产及玉米产业经济效益提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜玉米，购自黑龙江省绥化市当地市场；α-淀粉酶（酶活力为4 000 U/mg）、糖化酶（酶活力为3 000 U/mg）、中性蛋白酶（酶活力为30 000 U/mg），北京奥博星生物技术有限公司提供；黄原胶、果胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、单甘脂，均为食品级。

1.2 仪器与设备

PHB-2型酸度计、BS 224S型电子天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司产品；TU-1901型紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司产品；JJ-2型高速组织捣碎机，江苏金坛市双捷实验仪器厂产品；80-2B型台式离心机，湖南星科科学仪器有限公司产品；JM-L50型胶体磨，杭州惠合机械设备有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 水溶性玉米膳食纤维制备工艺流程

原料→加水→搅拌制成混悬液→调节pH值→α-淀粉酶酶解→调节pH值→糖化酶酶解→调节pH值→中性蛋白酶酶解→离心分离→提取液→醇析→沉淀→水溶性玉米膳食纤维。

1.3.2 水溶性玉米膳食纤维制备操作要点

取一定量玉米皮渣为原料，加水稀释至料液比1∶10（g∶mL），由于原料中含有一定量的淀粉和蛋白质等成分，为了得到高品质膳食纤维，需要对玉米皮渣进行蛋白酶、α-淀粉酶酶解处理，由于淀粉酶酶解后会产生一些大分子糖类，如糊精等，在后期醇析分离时会进入醇析物中，影响SDF的纯度，故还要用糖化酶，酶解为小分子糖类在醇析时分离出去。首先进行脱淀粉处理，调节pH值至5.0，温度60℃，加α-淀粉酶10 mg/g底物，酶解45 min；再调节pH值至4.5，温度60℃，加糖化酶10 mg/g底物，酶解60 min；处理后的玉米皮悬浮液调节pH值至7.0，温度40℃，加中性蛋白酶10 mg/g底物，酶解90 min。将样品提取液用无水乙醇提取，得到的沉淀烘干即为水溶性玉米膳食纤维[7-9]。

1.3.3 玉米纤维饮料工艺流程

1.3.4 玉米纤维饮料操作要点

（1）玉米预煮。预煮时间12 min，水和玉米粒质量比2∶1，预煮温度100℃。

（2）膳食纤维与辅料的添加量。水溶性玉米膳食纤维添加量6%，白砂糖添加量10%，柠檬酸添加量0.10%，食盐添加量0.05%。

（3）均质。将调配好的料液加热到74±2℃，保温10 min，经胶体磨通过0.05～0.075 mm的狭腔细磨2次后，再用高压均质机均质，均质压力为20～30 MPa。

（4）杀菌。杀菌条件为121℃，15 min。

1.3.5 测定方法

（1）感官评价。产品于4℃下冷藏72 h后取出，进行综合评定。由10名有感官评定经验的专业人员组成评定小组，在感官评定室内进行，按规定的评分标准对产品的感官品质进行综合评分，满分为100分，取其平均值为最终结果。

玉米纤维饮料感官品质评分标准见表1。

表1 玉米纤维饮料感官品质评分标准

（2）混浊稳定系数。将放置一段时间的玉米纤维饮料摇匀，称取一定量并用水1∶20（g∶g） 稀释，将混匀的稀释液以转速4 000 r/min离心15 min，在其最大吸收波长下测定离心前后的吸光度A0和A，以A/A0来表示玉米纤维饮料的混浊稳定性，吸光度越大说明体系越稳定。

2 结果与分析

2.1 单体稳定剂的筛选

将单体稳定剂按使用参考添加量进行筛选试验。选择5种常用稳定剂进行筛选，稳定效果从有无沉淀、絮凝、水析3个方面进行考评[6]。

不同稳定剂对玉米纤维饮料的作用效果见表2。

表2 不同稳定剂对玉米纤维饮料的作用效果

结果表明，单体稳定剂效果较好的有黄原胶、海藻酸钠、CMC-Na，不会产生明显的沉淀、絮凝和水析现象。对效果较好的3种稳定剂进行下一步试验，选择不同添加量进行单因素试验，研究其对玉米纤维饮料稳定性的影响。

2.2 不同稳定剂对玉米纤维饮料的影响

2.2.1 黄原胶对玉米纤维饮料的影响

黄原胶添加量对玉米纤维饮料的影响见图1。

图1 黄原胶添加量对玉米纤维饮料的影响

由图1可知，随着黄原胶添加量的逐渐增加，玉米纤维饮料的混浊稳定性先上升后下降，感官评分先升高后降低，在黄原胶添加量为0.12%时混浊稳定性达到最大值，感官评分也最高。黄原胶由高分子杂多糖构成，含有螺旋区，一方面黄原胶通过氢键与水相互作用，使胶体大分子分散在液相体系中，增加体系的黏稠度；另一方面利用螺旋区域包裹颗粒，防止大颗粒聚集下沉。但黄原胶添加量过大时会将一些水溶性粉末物质（如酪蛋白等）交联起来形成一种胶黏物质，使玉米纤维饮料稳定性下降，并且黏度过大导致玉米纤维饮料的口感黏稠，出现“挂壁”现象，口感下降。因此，玉米纤维饮料中黄原胶最佳添加量为0.12%。

2.2.2 海藻酸钠对玉米纤维饮料的影响

海藻酸钠添加量对玉米纤维饮料的影响见图2。

图2 海藻酸钠添加量对玉米纤维饮料的影响

由图2可知，随着海藻酸钠添加量的增加，玉米纤维饮料混浊稳定性先上升后下降，感官评分也呈相同趋势，在海藻酸钠添加量为0.10%时玉米纤维饮料的混浊稳定性最高；感官评分在海藻酸钠添加量为0.10%和0.15%时较高，且差异不大。海藻酸钠为亲水胶体，具有良好的流动性，添加后的产品口感柔滑。玉米纤维饮料中的金属离子可与海藻酸钠形成高分子网状体系，起到良好的稳定悬浮效果。玉米纤维饮料中的蛋白质和淀粉等大分子物质可以在网状体系中更加稳定，但海藻酸钠添加量过高会使其与金属离子产生沉淀，稳定性下降。因此，玉米纤维饮料中海藻酸钠的最佳添加量为0.10%。

2.2.3 CMC-Na对玉米纤维饮料的影响

CMC-Na添加量对玉米纤维饮料的影响见图3。

图3 CMC-Na添加量对玉米纤维饮料的影响

由图3可知，随着CMC-Na添加量的增加，玉米纤维饮料混浊稳定性先上升后下降，感官评分也呈相同趋势，在添加量为0.15%时混浊稳定性最高；感官评分在添加量为0.10%～0.20%时较高，且差异不大。CMC-Na为增稠剂，加入少量时能增加饮料的黏稠度，提高饮料的稳定性。但高浓度的CMCNa会与溶液中的金属离子形成不可逆的海绵状凝胶结构。因此，玉米纤维饮料中CMC-Na的最佳添加量为0.15%。

2.3 稳定剂的复配

根据以上试验筛选结果，并结合稳定剂各自的特性、使用限量及对产品黏度、口感、风味的影响来确定稳定剂的添加量范围，对玉米纤维饮料的色泽、气味与滋味及组织状态进行综合评定，筛选最佳的复配稳定剂。

正交试验因素与水平设计见表3。

表3 正交试验因素与水平设计/%

进行稳定剂复配正交试验时，先将白砂糖、柠檬酸、食盐、玉米水溶性膳食纤维、CMC-Na、黄原胶干粉混合，再经热溶，将海藻酸钠单独溶解加入。按玉米纤维饮料的加工工艺制得的产品冷却后，放入冰箱中72 h后取出进行综合评定。

稳定剂最适正交试验结果见表4。

由表4的极差分析结果可知，海藻酸钠添加量和CMC-Na添加量均是影响玉米纤维饮料配方的主要因素，黄原胶添加量为次要因素。通过混浊稳定系数结果获得最优工艺参数为A2B2C3，通过感官评分获得最优工艺参数为 A2B2C2。经过验证试验，A2B2C3混浊稳定系数为 0.914，感官评分 92分；A2B2C2混浊稳定系数为0.896，感官评分90分。感官评分差异不大，从稳定性角度考虑，确定A2B2C3为最佳复配条件，即复配稳定剂的最佳配方为黄原胶添加量0.12%，海藻酸钠添加量0.20%，CMC-Na添加量0.15%。

表4 稳定剂最适正交试验结果

3 结论

在水溶性膳食纤维添加量一定的条件下，玉米纤维饮料稳定性主要由稳定剂决定，根据试验数据分析可知，玉米纤维饮料的稳定性受黄原胶、海藻酸钠、CMC-Na的影响较大，玉米纤维饮料中黄原胶的最佳添加量为0.12%，海藻酸钠的最佳添加量为0.10%，CMC-Na的最佳添加量为0.15%。为取得更好的稳定效果，在不影响感官品质的条件下，复配稳定剂的最佳配方为黄原胶添加量0.12%，海藻酸钠添加量0.20%，CMC-Na添加量0.15%，此时产品的稳定性较好，分层、沉淀现象明显降低，在此条件下可得到酸甜适口、有玉米香味、稳定均一的保健功能型饮料。

[1]岳春.玉米汁纤维饮料稳定性的探讨 [J].食品科学，2007，28（4）：368-370.

[2]王蔚瑜，周雪松，马桥康，等.甜玉米饮料稳定性的研究 [J].中国食品添加剂，2016（1）：109-114.

[3]卢宏科，王琴，区子弁，等.膳食纤维的功能与应用[J].广东农业科学，2007（4）：67-70.

[4]胡国荣，刘学文.膳食纤维饮料稳定性的探讨 [J].食品科技，2004（6）：80-81.

[5]张丽华，韩永斌，顾振新.均质压力和稳定剂对复合果蔬汁体态稳定性研究 [J].食品科学，2006，27（1）：112-114.

[6]王顺余，吴淑清.浑浊型玉米汁纤维饮料稳定剂研究[J].长春大学学报，2009，10（19）：63-65.

[7]李正阳，张彩云，童鑫，等.水溶性膳食纤维的提取纯化技术及其抗氧化活性研究进展 [J].粮食科技与经济，2016，41（1）：69-72.

[8]任平国，徐启红.醇沉法提取豆渣中可溶性膳食纤维的研究 [J].中国油脂，2009，34（3）：61-63.

[9]王国泽，高山，王艳华，等.筱麦麸皮可溶性膳食纤维制备工艺的研究 [J].内蒙古工业大学学报（自然科学版），2012（1）：113-115.◇

Effect on Stability of Corn Soluble Dietary Fiber Beverage from Stabilizer

MA Xue，DONG Yidi

（Food and Pharmaceutical Engineering Institute，Suihua University，Suihua，Heilongjiang 152061，China）

The purpose of this paper is to research the effect on stability of corn fiber beverage of stabilizer，determine the optimum ratio of stabilizer.Separates by enzyme extraction of soluble dietary fiber，added into corn beverage，the result is determined by sensory evaluation and turbidity stability factor.The optimum parameters of pectinase are determined by a series of single factor and orthogonal experiment.The results show that，xanthan gum，sodium alginate，and sodium carboxymethyl cellulose impact on corn soluble fiber beverage obviously.The single factor experiment show that，the best dosage of xanthan gum is 0.12%，the best dosage of sodium alginate is 0.10%，the best dosage of sodium carboxymethyl cellulose is 0.15%.The orthogonal test method result show that，compound stabilizers for the best formula is xanthan gum 0.12%，sodium alginate 0.20%，and sodium carboxymethyl cellulose 0.15%.In this case the stability of the product is better.Stabilizer compound used to increase the stability of the fiber corn juice beverage，and can get a good sensory properties.

corn；soluble dietary fiber；stabilizer；beverage

TS275

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.01.004

1671-9646（2017）01a-0014-04

2016-11-16

马 雪（1983— ），女，硕士，讲师，研究方向为农产品加工。