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大豆蛋白发酵饮料中食品稳定剂的应用进展
大豆蛋白发酵饮料是一种口味酸甜细滑、营养价值高、市场前景广阔的特色饮料.由于大豆蛋白发酵饮料属于复杂的不稳定体系,在生产和货架期间容易发生分层、水析和沉淀的问题.本文主要概括了在大豆蛋白发酵饮料的生产过程中,为提高饮料货架期稳定性所添加的稳定剂.
大豆蛋白发酵饮料的生产特性
大豆蛋白发酵饮料属于一种植物性饮料,其主要原料为大豆,将大豆进行处理后,经过高温消毒、除腥味、浸泡、磨浆等过程,然后在添加配料后经过乳酸菌发酵制得.经过发酵,一方面降低了大豆中的抗营养因子和有害物质水平,产生多种具有香味的有机酸、醇、酯、多肽和氨基酸,并含有低聚糖类、维生素及对人有益的各种矿物质,促使大豆变得更容易消化吸收；另一方面,发酵使得饮料中含有大量的活性乳酸菌,对人体肠胃与免疫功能有着显著的作用.
由于大豆蛋白发酵饮料含有蛋白质悬浮液,脂肪形成的乳浊液,并且还包括一些糖类物质与盐类物质形成的真溶液,并且发酵后pH值降低,接近大豆蛋白等电点后容易造成蛋白絮凝.因此,大豆蛋白发酵饮料通常需要适当地添加食品稳定剂,通过提高大豆水化性能、乳化性能或黏度,解决饮料货架期稳定性低的问题,提高饮料的储存性能和感官质量.
大豆蛋白发酵饮料中食品稳定剂的应用
大豆蛋白发酵饮料加工中使用的稳定剂主要为增稠剂、乳化剂和络合剂类,各类稳定剂发挥了不同的功效.通常将稳定剂与白砂糖等甜味剂混合均匀,杀菌并降温后与蛋白料液混合,再进行后续加工.
增稠剂.大豆蛋白发酵饮料中常用的增稠剂包括果胶、大豆多糖、羧纤维素钠、明胶、结冷胶、卡拉胶、瓜尔豆胶、魔芋胶、刺槐豆胶、变性淀粉等淀粉衍生物、黄原胶、海藻酸钠、海藻酸丙二醇酯、甲壳素、决明胶等.果胶和大豆多糖具有很好的乳化性能和披覆性能,在酸性条件下有很好的乳化稳定性,都具有清爽、低粘的口感,使用效果较好,但是成本较高.结冷胶、黄原胶这类微生物胶具有良好的稳定性,耐热、耐酸和耐酶解的性能良好.结冷胶由于产品性能好,使用量低,逐渐取代了琼脂和卡拉胶的使用.结冷胶、微晶纤维素与其他增稠剂复配则具有显著的悬浮效果,对预防沉淀有明显增效作用.羧纤维素钠在酸性条件下容易降解,常用于与其他增稠剂复配使用.海藻酸钠这种食品稳定剂的应用受到pH值的限制,对于植物蛋白发酵饮料中的豆球蛋白、酪蛋白的保护作用不明显.此外,蔗糖、葡萄糖这类双糖、单糖物质通过与增稠剂复配,发挥其所含的羟基能与蛋白粒子高度亲和、阻止蛋白粒子聚合的作用,有效地提高了稳定效果.
大豆多糖是从豆科大豆子实体和叶中提取得到的水溶性多糖类物质.在生产大豆分离蛋白、腐竹、豆腐或膳食纤维时会有大量的副产物豆渣的生成,其中含有大约55%水溶性大豆多糖,利用副产物豆渣可以生产出水溶性大豆多糖.由于水溶性大豆多糖的低粘度、抑菌性、成膜性等理化性质,可以很好的应用于食品中改善食品体系功能特性、作为添加剂加到酸性蛋白饮料中得到口感清爽的产品.研究表明,在提取水溶性大豆多糖中增加甲氧基脱除工艺,水溶性大豆多糖中的甲氧基含量越抵,其在酸性蛋白饮料中稳定蛋白粒子的能力越强.
乳化剂.大豆蛋白发酵饮料中常用的乳化剂包括单甘酯、聚甘油酯、单硬脂酸甘油酯、双硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、山梨醇酐单硬酸酯、月桂酸单甘油酯、双乙酰酒石酸单甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、酪朊酸钠、大豆磷脂、卵磷脂、硬脂酰乳酸盐等.在蛋白发酵饮料的生产中,适当添加乳化剂,能够在油水界面上产生共吸附,减少油水界面张力,降低界面疏水性,使脂肪微粒均匀分布,形成均一乳浊液,防止和减少脂肪上浮和分层现象.
由于蛋白质的颗粒较大, 单靠乳化剂的乳化作用还不足以完全稳定, 一般还需与具有悬浮作用的物质配合使用.因此,乳化剂在大豆蛋白发酵饮料中不作为单独的稳定剂,需要与增稠剂两者复配使用,发挥协同作用,共同保持体系的稳定.对于简单的水/油体系来说, 对乳化剂的选择和应用的依据是W-O或O-W乳状液, 再根据各种乳化剂的HLB 值来选择即可.然而, 对于大豆蛋白发酵饮料这样的复杂体系, HLB 值只能作为选择乳化剂的重要而非唯一的依据,还需综合考虑饮料的蛋白含量、pH值、热处理程度及添加的其它增稠剂等因素.
络合剂.大豆蛋白发酵饮料的生产原料常含有钙、镁等多价金属盐离子.当pH值降到大豆蛋白质等电点以下时,溶液中的钙离子呈游离态,可与蛋白粒子产生桥连作用形成胶团,出现絮凝沉淀.络合物可以与体系中的钙离子作用生成螯合物,降低游离态钙离子数量,减少钙离子与大豆球蛋白结合,从而提高植物蛋白乳酸菌饮料的稳定性.蛋白发酵饮料中通常使用的络合剂为磷酸盐、柠檬酸盐等,磷酸盐和柠檬酸盐在饮料行业还称作酸度调节剂.磷酸盐具有良好的缓冲、乳化和螯合金属离子等特性,因此磷酸盐类对大豆蛋白饮料的稳定性具有重要作用.用于大豆蛋白发酵饮料生产的络合剂具体种类包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸氢二钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾,而三偏磷酸钠、焦磷酸钠对大豆蛋白饮料的稳定性没有显著作用.
展望和结语
在大豆蛋白发酵饮料的生产过程中,食品稳定剂是保持饮料稳定性的重要物质.增稠剂是其中核心的稳定剂种类,增稠剂可以单种使用或者多种增稠剂组合使用.由于单一种类的稳定剂很难全面解决大豆蛋白这类蛋白发酵饮料复杂的稳定问题,可以将具有协同增效作用的多种增稠剂复配使用,增稠剂与乳化剂、络合剂配合添加,还可以进一步与蔗糖、葡萄糖等辅助成分按一定比例复合使用,以达到更佳的效果.
目前使用的大豆蛋白发酵饮料稳定剂中,作为增稠剂的大豆多糖和作为乳化剂的大豆磷脂是天然的大豆加工产物,可以复配添加到大豆蛋白类饮料中,不仅能够发挥所需的稳定作用,而且还能与大豆原料形成较佳的口味相容性,避免了大豆多糖和大豆磷脂添加到牛奶等其他非豆饮料中可能存在的豆腥味问题.
随着消费者对于健康需求的不断增加,活性乳酸发酵饮料的市场需求越来越大.对于活性乳酸发酵饮料,除了解决分层、水析和沉淀问题外,还需要解决如何在货架期内最大限度地保持活菌数量和活性的问题,这需要进一步从加工工艺、配方配比、菌种改性等方面研究改良.
基于营养和口味多元化的要求,单一的发酵蛋白饮料制品将逐渐发展为大豆蛋白与牛奶蛋白、与其他动植物蛋白组合的酸性双蛋白或多蛋白饮料制品,更进一步,为了提高营养和口味丰富性,还会添加果蔬原料作为辅料.这些原、配料的添加使得整个饮料体系更加复杂,增加了饮料体系的不稳定性因素,将会对大豆蛋白发酵饮料的稳定性研究提出更高的要求.
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