近些年來，酸乳生產(chǎn)廠家了保證產(chǎn)品的質(zhì) 量，常常在觸變性配料中經(jīng)常加入增稠劑，使酸乳更加 粘稠和細(xì)膩。但是增稠劑的添加量往往是隨機(jī)和 經(jīng)驗(yàn)性的，并且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)價(jià)往往是從感官 方面。食品流變學(xué)是研究食品在力的作用下變形 的科學(xué)。酸乳是一種復(fù)雜的流體，影響其流變學(xué)特 性的因素很多'如非脂乳固體和脂肪含量，發(fā)酵劑 的種類及發(fā)酵溫度等都會(huì)對(duì)酸乳的流變學(xué)特性產(chǎn) 生影響。目前，在我國(guó)關(guān)于酸乳流變學(xué)特性的研究 還不多。有關(guān)的研究報(bào)道表明在酸乳的發(fā)酵過程 中，乳酸菌分泌產(chǎn)生的胞外多糖利用其自身形成的 空間位壘，干擾酪蛋白之間的相互鏈接方式，動(dòng)態(tài) 的影響酪蛋白微球立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，進(jìn)而影響凝膠結(jié)構(gòu)的形成氣因而在酸乳的生產(chǎn)過程中，添加 多糖類食品添加劑也會(huì)對(duì)酸乳的凝膠結(jié)構(gòu)和流變 學(xué)特性產(chǎn)生一定的影響。而對(duì)其影響的探究將對(duì)酸 乳品質(zhì)的改善具有一定的理論指導(dǎo)作用。

 

黃原膠(Xanthan Gum)是由植物的細(xì)菌性病 害甘藍(lán)黑腐病菌一黃單胞菌dant/iomowas Campeseris)在特定的培養(yǎng)基、pH值、通氧量及溫 度下代謝而獲得的一種胞外多糖膠質(zhì)，是一種多 功能的生物高分子聚合物。因其能通過控制產(chǎn)品 的流變學(xué)行為而顯著改善食品的質(zhì)地、口感、外 觀而被作為添加劑廣泛應(yīng)用于食品中' 本試驗(yàn) 通過在原料乳中添加不同量的黃原膠并采用不 同的發(fā)酵劑進(jìn)行發(fā)酵，得到酸乳。進(jìn)而研究不同 樣品在不同剪切速率和剪切時(shí)間下的黏度變化， 并試從微觀結(jié)構(gòu)上對(duì)其進(jìn)行了解釋。從而為多糖 類增稠劑的應(yīng)用及產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)價(jià)提供一定的 理論指導(dǎo)。

 

1材料與方法1.1酸乳的生產(chǎn)原料乳中加入不同含量（〇。〇%、〇。1%、〇。2%、 0.3%)的黃原膠，65 X均質(zhì)，95 ^下滅菌5 min, 冷卻至43丈，然后分別加人保加利亞乳桿菌、嗜 熱鏈球菌及二者的混合發(fā)酵劑，接種量3%。所用 的菌種由本研究室提供，混合菌種按嗜熱鏈球菌 和保加利亞乳桿菌1:1的比例加入。接種后分裝， 42弋條件下發(fā)酵，當(dāng)酸度達(dá)到80 °T B寸取出，放入 4 的冰箱中，后熟24 h后進(jìn)行檢測(cè)。

 

1.2主要的儀器和設(shè)備YXQG02型手提式電熱壓力蒸汽消毒器（山 東安得醫(yī)療科技有限公司）；美國(guó)BROOKFIELD DV- UI+流變儀；電熱恒溫培養(yǎng)箱(龍口市電爐制 造廠）;RME 100S高剪切混合乳化機(jī)（啟東市長(zhǎng) 江機(jī)電有限公司）；1.3試驗(yàn)方法剪切應(yīng)力和表觀黏度的測(cè)定在20尤下進(jìn)行， 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化范圍是0-240 r/min，先升速后降 速。取時(shí)間間隔為8 s，每次測(cè)定重新更換樣品。

 

恒溫(20 ^)，恒速（16 r/min)下進(jìn)行，測(cè)定4 個(gè)樣品的剪切應(yīng)力和表觀黏度隨時(shí)間的變化，測(cè) 定時(shí)間是5 min。

 

2結(jié)果與分析2.1不同菌種發(fā)酵對(duì)酸乳流變學(xué)特性的影響恒溫、恒速條件下，不同菌種發(fā)酵的酸乳的 剪切應(yīng)力隨時(shí)間的變化見圖1。

 

圖1剪切應(yīng)力隨時(shí)間的變化趨勢(shì)圖圖1的測(cè)定結(jié)果顯示，這三種酸乳的剪切應(yīng) 力和表觀黏度都是隨著剪切速率的增加而降低， 并且都能夠很好的遵循對(duì)數(shù)方程。但是從剪切應(yīng) 力和表觀黏度的大小來看，混合菌種的剪切應(yīng)力 和表觀黏度值比單一菌株發(fā)酵酸乳的值都要大。 這說明單一菌株的發(fā)酵效果不如混合菌種的發(fā) 酵效果好。酸乳樣品的剪切應(yīng)力隨剪切速率的變 化曲線見圖2。

 

圖2為變速剪切下不同菌種發(fā)酵酸乳樣品 的剪切應(yīng)力與表觀黏度測(cè)定結(jié)果，這-種酸乳樣 品都能夠形成觸變環(huán)。說明這三種都是觸變性流 體。觸變性是指某體系在攪動(dòng)或其它機(jī)械作用 下，其黏度或剪切應(yīng)力隨時(shí)間變化的一種流變現(xiàn) 象。在外切力作用下，若體系的黏度隨剪切時(shí)間 的延長(zhǎng)而下降，靜止后又恢復(fù)，即具有時(shí)間因素 的切稀現(xiàn)象，稱為正觸變性;反之，若體系的黏度 t升，靜止后又恢復(fù)，即具有時(shí)間因素的切稠現(xiàn) 象，稱為負(fù)觸變性。當(dāng)一個(gè)特定體系可先后出現(xiàn) 正觸變性和負(fù)觸變性特征，稱之為復(fù)合觸變性141。 圖I顯示酸乳樣品的黏度隨剪切時(shí)間的延長(zhǎng)而 逐漸降低，結(jié)合圖2的測(cè)定結(jié)果可以看出，說明 這幾種酸乳都是正觸變性流體。

 

圖3為表觀黏度隨剪切速率的變化趨勢(shì)圖， 這3種酸乳的表觀黏度在升速過程中都是隨著 剪切速率的增加而降低。在降速過程中，表觀黏 度隨著剪切速率的增大而增大。并且混合菌種發(fā) 酵的酸乳的平均黏度比單一菌種發(fā)酵的酸乳要 大，并且嗜熱鏈球菌發(fā)酵酸乳的平均黏度比保加 利亞乳桿菌發(fā)酵酸乳的黏度大。這與圖1的測(cè)定 結(jié)果相吻合。

 

BOUZAR等人的研究報(bào)道表明，牛乳經(jīng)過發(fā) 酵后黏度增加是由于酪蛋白的凝集和保加利亞 乳桿菌和嗜熱鏈球菌產(chǎn)生的胞外多糖(EPS)多聚 物作為增稠劑、膠凝劑增加了發(fā)酵乳的黏度[51。嗜 熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌在發(fā)酵過程種具有 互利共生關(guān)系保加利亞乳桿菌在乳中代謝生成 的氨基酸可以刺激嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)，而嗜熱鏈 球菌在代謝過程中產(chǎn)生的甲酸可以促進(jìn)保加利 亞乳桿菌的生長(zhǎng)1W!1。因此混合發(fā)酵劑發(fā)酵的酸乳 的平均剪切應(yīng)力和表觀黏度值要比單一發(fā)酵劑 的發(fā)酵酸乳的大。而嗜熱鏈球菌發(fā)酵酸乳的平均 剪切應(yīng)力和表觀黏度值比保加利亞乳桿菌發(fā)酵 酸乳的值要大。初步估計(jì)，這是由于這兩種酸乳 在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的EPS的不同造成的。

 

2.2黃原膠對(duì)酸乳流變學(xué)特性的影響圖4為原料乳中添加不同量的黃原膠，采用 混合發(fā)酵劑發(fā)酵所得的酸乳剪切應(yīng)力隨時(shí)間的 變化趨勢(shì)圖。

 

100 ? y = -3.2602Ln(x) + 19.7212R2 - 0.8518°2070120170220270 0剪切時(shí)間/s圖4C黃原膠添加量圖4混合菌種發(fā)酵酸乳剪切應(yīng)力隨時(shí)間的變化趨勢(shì)圖圖4的測(cè)定結(jié)果同圖1A相比，剪切應(yīng)力和 表觀黏度值都是隨著剪切時(shí)間的增加而逐漸降 低，但添加黃原膠后，其剪切應(yīng)力和表觀黏度平 均值反而比未添加黃原膠的要小。同時(shí)，加入量 0.1%和0.2%的兩個(gè)樣品在受到剪切時(shí)其表觀黏 度和剪切應(yīng)力變化出現(xiàn)波浪式起伏，這可能是其 結(jié)構(gòu)不均勻造成的。

 

8 6 4 2^ 8 6 4 2 0*d/^a5ft100150200剪切速率/,圖5混合茴種發(fā)酵酸乳剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化趨勢(shì)圖圖5的測(cè)定結(jié)果表明，添加黃原膠后發(fā)酵的 酸乳仍然是一種觸變性流體。怛從剪切應(yīng)力值的 平均大小來看，加入黃原膠后會(huì)變小。閣5的測(cè) 定結(jié)果與之相符合。這與我們預(yù)先猜想的結(jié)果不 一致的，這是由于黃原膠的加人影響r正常酸乳 凝膠結(jié)構(gòu)的形成而造成的。單一發(fā)酵劑發(fā)酵的效 果與之相同。

 

圖6混合茴種發(fā)酵酸乳表觀黏度隨剪切速率的變化趨勢(shì)圖酸乳的制作就是牛乳中的酪蛋白在乳酸菌 形成的乳酸作用下，相互凝集構(gòu)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 的過程。在酸乳凝膠形成的過程中，由乳酸菌代 謝產(chǎn)生的胞外多糖被緩慢而均勻的分泌出來，這 些多糖與酪蛋白之間是相斥的，因此會(huì)產(chǎn)生空間 位壘效應(yīng)，這種效應(yīng)是由無到有逐漸增大的[21。因 此，我們可以推出額外加人的黃原膠分子同酪蛋 白分子間也具有空間位壘效應(yīng)。并且這種效應(yīng)是 一開始就有的。黃原膠分子側(cè)鏈葡萄糖醛酸基帶 負(fù)電荷'因此，在發(fā)酵的初始階段，黃原膠分子 同酪蛋白分子間由于靜電作用而相互排斥，并且 黃原膠分子自身在介質(zhì)中也會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這 種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響了酪蛋白的凝集。黃原膠的添加 量較低時(shí)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所形成的網(wǎng)孔會(huì)越大并 ft越不均勻。隨著黃原膠濃度的增加，所形成的 網(wǎng)孔會(huì)越來越小，此時(shí)形成的酷蛋白凝集體也會(huì)變 得越來越小。因而會(huì)導(dǎo)致表觀黏度和和剪切應(yīng)力的 降低。因此會(huì)出現(xiàn)圖4、圖5和圖6所示結(jié)果。

 

3結(jié)論(1)單一發(fā)酵劑和混合發(fā)酵劑發(fā)酵的酸乳都 是正觸變性流體，混合發(fā)酵劑的發(fā)酵效果比單一 發(fā)酵劑的效果好。嗜熱鏈球菌發(fā)酵的酸乳的黏度 比保加利亞乳桿菌發(fā)酵酸乳的表觀黏度大。說明 這兩種發(fā)酵劑在發(fā)酵過程中產(chǎn)生了不同的EPS。

 

(2)添加黃原膠后，酸乳的剪切應(yīng)力和表觀 黏度反而會(huì)降低。

 

(3)黃原膠分子會(huì)通過空間位壘作用影響酪 蛋白的凝集，并目。添加量越大，所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)的網(wǎng)孔越小，所形成的酪蛋白凝集體也越來越 小。

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