黃原膠的研究與制備-博迅鼓風干燥箱的使用！

酸性乳飲料酸甜適中，爽滑可口，既具備了酸奶 的特殊風味，又包含了酸奶的大部分營養成分和功 能，且價格便宜，深受廣大消費者的喜愛。為滿足消 費者對酸性乳飲料日益增長的需求，乳制品企業致 力于開發形式多樣的酸性乳飲料產品。但是由于酪蛋白在酸性乳飲料生產過程中易聚合，導致產品在 貯存過程中發生分層、絮凝，帶來蛋白質沉淀問題， 影響產品品質，給生產廠家帶來很大的困擾，一直 制約著酸性乳飲料產品的生產和開發。

１ 材料與方法

１．１ 材料與試劑

黃原膠：市售普通型和專用型。分別編號為 ＵＳ－ ０１，ＵＳ－０２，ＦＲ－０１，ＦＲ－０２，ＣＮ－０１和 ＣＮ－０２。其 中 ＵＳ 為美國產，ＦＲ 為法國產，ＣＮ 為國產。ＵＳ－０１和 ＦＲ－ ０１為酸性乳飲料專用型黃原膠，其他為普通黃原膠。 菌種：甘藍黑腐病黃單胞菌；ＫＣｌ，ＮａＯＨ，ＣａＣＯ３ 和鹽酸均購于天津恒興化學試劑制造有限公司；食 品級乙醇（體積分數為９５％）、葡萄糖、脫脂奶粉、羧 甲基纖維素 鈉（ＣＭＣ）、山 梨 酸 鉀、檸檬酸均為市售 普通食品和食品添加劑、加工助劑；蛋白胨、酵母粉、 瓊脂等購自國藥集團。

１．２ 儀器與設備

ＨＰＬＣ，美國安捷倫公司；原 子 吸 收 光 譜 儀，北 京普析通用儀器有限公司；電子天平，梅特勒－托利 多（ＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ）；ｐＨ 計，上 海 雷 磁 科 技 有限公司；恒溫培養箱、搖床：上海一恒儀器有限公 司；Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ黏 度 計，美 國 Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ 公 司；立 式 壓力蒸汽滅菌器、電熱鼓風干燥箱：上海博迅實業有限公司；其他實驗儀器購自蜀牛玻璃儀器有限公司。

１．３ 試驗方法

１．３．１ 黃原膠特殊基團（丙酮酸和乙?；┵|量分數測定

丙 酮 酸 質 量 分 數 的 測 定 參 考 ＧＢ１８８６．４１— ２０１５《食品安全國家標準 食品添加劑 黃原膠》中丙 酮酸質量分數的測定方法；乙?；|量分數的測定 參考文獻中的方法；對黃原膠進行處理，獲得試 樣進行液相分析。

１．３．２ 金屬離子含量測定

鉀和鈉離子質量分數的測定參照 ＧＢ５００９．９１—２０１７《食品安全國家標準 食品中鉀、鈉的測定》中第 一法；鎂離子質 量 分 數 的 測 定 參 照 ＧＢ５００９．２４１— ２０１７《食品安全國家標準 食品中鎂的測定》中第一 法；鈣離子質量分數的測定參照 ＧＢ５００９．９２—２０１６ 《食品安全國家標準 食品中鈣的測定》中第一法。

１．３．３ 發酵條件的優化

將冷凍菌種活化后接入種子培養基培養２０ｈ，按 ５％的接種量（體積分數）接入２５０ｍＬ搖瓶中（瓶內加 ６０ｍＬ 原 始 發 酵 培 養 基），搖 床 轉 速 ２５０ｒ／ｍｉｎ， ３０ ℃培養７２ｈ。以原始發酵培養基為基礎培養基， 應用單因素優化方法，以發酵液產膠率（每千克發酵 液獲得的黃原膠干物質質量）、發酵液黏度、Ｃａ２＋ 質量 分數為指標對ＣａＣＯ３ 的添加量進行優化。ＣａＣＯ３ 的 添加量分別設定為０，０．１‰，０．２‰，０．３‰，０．４‰和 ０．５‰（以培養基計）。采用 ＮａＯＨ 調節ｐＨ。

１．３．４ 提取過程優化

采用乙醇沉淀的方式對黃原膠進行提取。因為 需要在酸性環境下將丙酮酸去除，故在單因素實驗中 將條件假設為ｐＨ４．０，溫度４０ ℃，時間２ｈ；保溫完 成后，將黃原膠倒出，加入１０００ｍＬ乙醇，用 ＮａＯＨ 溶液將ｐＨ 調整為中性；對黃原膠進行沉淀后，將沉 淀撈出，加入５００ｍＬ乙醇進行洗滌；洗滌完成后，得 到纖維狀黃原膠，將黃原膠烘干、粉碎、過８０目篩。

２ 結果與分析

在酸性乳飲料調酸過程中，當酪蛋白帶負電荷 較少時，酪蛋白就會和黃原膠發生絡合作用，絡合的 強度受黃原膠的電荷密度及分子構象影響。因 此，不同來源黃原膠在產品中具有不同的電荷密度 和分子構象，和酪蛋白絡合的強度不同，從而使酸性 乳飲料產品具有不同的穩定性。丙酮酸基團和乙酰 基是黃原膠分子中的特殊基團，其質量分數顯著影 響黃原膠的溶液特性。其中，丙酮酸基團質量分數 決定了黃原膠的電荷密度，且黃原膠中丙酮酸基團 和乙?；|量分數對黃原膠溶液的構象轉變溫度有 一定的影響。在黃原膠的生物合成中，碳源和無機鹽是影響 黃原膠分子量最顯著的因素。主要通過在培養基 中通過添 加 無 機 鹽 的 方 式 來 引 入 Ｃａ２＋ ，Ｍｇ２＋ ，Ｋ＋ 和 Ｎａ＋ 等離子，這些離子的引入會對產品的生物合 成速率和終產品的性能（分子量、黏度和耐熱性等） 有較大的影響。其中，Ｃａ２＋ 可以作為聚合酶的促進 因子，提高聚合酶的活性，從而提高黃原膠分子的聚 合度和分子量；Ｍｇ２＋ 是多種激酶和合成酶的激 活劑；Ｋ＋ 和 Ｎａ＋ 則 是 黃 單 胞 菌 細 胞 膜 上 鈉 鉀 泵 的 組成成分，該泵對膜上離子的通透性有顯著的影響， 它有助于細胞中大分子物質的轉運，既有助于將黃 原膠生物合成的能量和前體物質葡萄糖轉入胞內， 也有助于將黃原膠的生物合成的前體物質轉出胞 外，從而對黃 原 膠 的 生 物 合 成 產 生 顯 著 影 響。因此，筆者認為專用型黃原膠和普通型黃原膠 的主要差異為 專 用 型 的 Ｃａ２＋ 和丙酮酸質量分數與 普通型的黃原有所區別。根據這些區別，可以在發 酵提取過程中 對 Ｃａ２＋ 的添加量和丙酮酸脫除條件 進行優化處理。

３ 結 論

酸性乳飲料是近年來發展比較迅速的飲料產 品，但其含有的酪蛋白在酸性條件下極易絮凝沉淀， 因此需要添加穩定劑。而黃原膠能給其帶來良好的 口感，由于黃原膠無法單獨穩定體系，需 要 和 ＣＭＣ 進行復配使用，不同的黃原膠產品復配后體系穩定 性不同。通過對不同黃原膠的各項指標進行測定， 找到了酸性乳飲料專用型黃原膠和普通型黃原膠的 主要差異為專 用 型 Ｃａ２＋ 質量分數和丙酮酸質量分 數都低于普通型的黃原膠。通過發酵體系的單因素 優化，尋找到了最佳的 ＣａＣＯ３ 添加量為０．２‰。通過 在提取過程采用正交實驗優化，在ｐＨ３．５，溫度７０ ℃，時間４ｈ獲得黃原膠丙酮酸質量分數為３．１２％。 最終加入改性黃原膠的酸性乳飲料，穩定性較好，使 風味和穩定性均得到了保障。