关于谷物饮品稳定性的研究进展

关于谷物饮品稳定性的研究

谷物是重要的营养资源，其中含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、膳食纤维、维生素和微量元素。不同的谷物作物还有其独特的功能性营养成分，例如燕麦中的β一葡聚糖具有降低血糖血脂、血清胆固醇、抗氧化等作用，对于预防由高血脂引起的心脑血管疾病，控制糖尿病，抗衰老等也有一定的效果。荞麦中则含有其他谷类作物所没有的芦丁，可用于治疗毛细血管的脆性和渗透性出血，降低血脂和胆固醇，抗菌防辐射。将谷物原料加工成饮品，不仅满足人们对营养健康的需求，也增加了一种新的谷物食用途径。相对于磨浆、煮粥等传统的烹调方法制成的谷物饮品，谷物饮料具有较长的保质期，同时干净卫生、饮用方便，可以替代牛奶、豆浆作为一种新的早餐饮品。

谷物经过烘烤、磨浆、调配、均质后形成的浓浆饮品是一个复杂的热力学体系，具有不稳定的特点。体系中既有蛋白质形成的胶体溶液，又有乳化脂肪形成的乳浊液，还有糖等形成的真溶液。这些成分之间较大的密度差是造成谷物饮品不稳定的主要原因，饮品加热或长时间放置后易出现漂浮、分层、沉淀等问题。因此谷物饮品的最大问题就是稳定性问题。影响谷物饮品稳定性的因素有很多：水质、分散相的成分和浓度、颗粒大小、电解质、pH、微生物等等，这些因素单独和相互作用，共同影响了饮品的稳定性。

近几年关于谷物饮品研制的报道中，解决饮品稳定性差的方法集中于在体系中加入一些增稠胶体和乳化剂等；一部分学者也研究了加工工艺对稳定性的影响。本文将从增稠剂、乳化剂、酶解工艺和均质工艺对谷物饮品稳定性影响的研究现状进行阐述。

一、增稠剂和乳化剂在谷物饮品中的应用

谷物制成的饮品是以水为分散介质，碳水化合物、蛋白质和油脂为主要分散相的宏观分散体系，具有热力学不稳定性。添加合适的增稠胶体和乳化剂可以使饮品形成相对稳定的体系，赋予饮品长期的稳定性。

1、增稠剂在谷物饮品中的应用

增稠剂能使饮品具有粘性，改善饮品的物理特性、增加粘稠度、获得粘润口感。增稠剂可以防止谷物饮品中的液滴并合，降低谷物颗粒的沉降速度，从而稳定乳浊液中的分散粒子，提高谷物饮品的稳定性。谷物饮品中常用的增稠剂有黄原胶、卡拉胶、结冷胶、微晶纤维素等。

黄原胶能够赋予饮料爽口的特性，对谷物饮品中的蛋白质具有保护作用；

卡拉胶可与酪蛋白形成均相的三维空间网状结构或凝胶，能有效防止含乳谷物饮品的凝聚沉淀。卡拉胶在中性或碱性条件下很稳定，但在酸性溶液中(尤其是pH<4时)易发生水解，从而使凝胶强度和粘度下降，因此，在酸性或发酵型谷物饮料加工中不适宜将卡拉胶作为增稠稳定剂使用。

结冷胶具有良好的稳定性，耐酸耐高温。结冷胶对微生物与酶也有一定的抵抗能力。结冷胶

使用量也比较低，0.25%的结冷胶就可以达到琼脂1.5%和卡拉胶1%的凝胶强度。研究发现结冷胶对颗粒的悬浮能力较MCC更强。除了具有良好的稳定性，结冷胶也能够提供优良的质地，结冷胶对剪切力非常敏感，食用时有入口即化的感觉，加之其强大的香气释放能力，使谷物原料的谷香豆香挥发出来，大大提高谷物饮品的风味和口感。

MCC也是谷物饮品中使用较多的稳定胶体。它与其他亲水胶体的不同之处在于MCC本身并不与水结合，而只是连续分散，由于微晶纤维素其本身并不能形成粘稠溶液，故胶态MCC 往往与其他胶(如CMC、黄原胶)配合使用。此外，MCC对冷热的稳定性良好，分散液具有丰富细腻的口感，几乎不影响调味料的感官特性，使谷物饮料获得良好的风味。此外，MCC 作为膳食纤维，还可以减少饮料含热量、增加纤维量，可用于功能型饮料。

在谷物饮品中，使用单一增稠稳定剂很难使产品达到长期均匀，稳定悬浮。混合使用两种或多种胶体溶液会协同增效，达到好的效果，因此谷物饮品中常采用复合增稠剂。

2、乳化剂在谷物饮品中的应用

乳化剂是一类具有亲水基和疏水基的表面活性剂。将乳化剂加入谷物饮料中，分子向着水油表面定向吸附，降低表面张力，防止脂肪上浮及溶液中粒子间相互聚合，达到稳定的效果。谷物饮品中常用的乳化剂有单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯等。单硬脂酸甘油酯为油包水型乳化剂，因其本身的乳化性很强，也可作为水包油型乳化剂，谷物饮品加工中高压均质过程对单硬脂酸甘油酯几乎没有影响。

蔗糖酯能够与淀粉形成络合物，防止谷物饮品中淀粉的老化回生现象。在谷物饮品中加入单甘酯和蔗糖酯可促使谷物原料中的脂肪颗粒在水中分散的更均匀，乳化液更稳定。谷物饮品中乳化剂的一般用量蔗糖酯为0.05%一0.1%；单甘酯为0.3%~0.5%，若产品油脂、蛋白质成分较多，或含不易乳化的原料，则应增加用量至1%~5%。

乳化剂具有协同效应，复合乳化剂在水油界面上，分子间相互作用形成络合物，吸附量增大，膜强度增大，比单一使用某种乳化剂时的乳化效果好的多，因此，使用时常常将几种乳化剂配合使用。

二、酶解工艺对谷物饮品稳定性的影响

酶解工艺是采用一定量的淀粉酶、蛋白酶在一定条件下对谷物原料中的淀粉、蛋白质等大分子物质进行酶解处理，使饮品中的颗粒细化，将一些不溶的淀粉、蛋白质分解为可溶性的糖、糊精、多肽和氨基酸等，从而提高饮品稳定性的工艺过程。生产中常用的酶制剂有α一淀粉酶、β一淀粉酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶等。

1、淀粉酶在谷物饮品中的应用

谷物饮品沉淀多、易分层，而稳定剂加入太多会导致粘度大、糊口，谷物原料中淀粉含量较大，是造成谷物饮品沉淀的重要原因，加入淀粉酶进行控制性水解，既提高了产品的风味，又利于消化吸收，和稳定剂、乳化剂配合，体系也更加稳定，酶解后的产品质量和口感远远

高于细磨工序的产品。

在谷物饮品加工中进行酶解，加酶量、酶解温度和酶解时间非常关键。加酶过少，饮料中的淀粉水解不完全；加酶过多，饮料的酶味太重，也造成了酶制剂的浪费。酶解温度往往在酶制剂的最适温度上下波动，温度过高会影响酶制剂的活性从而达不到理想的酶解效果。酶解时间的确定务必使酶解过程完全，但时间过长，也会使饮品中的活性成分因长时间加热而变性。因此，控制合适的加酶量、酶解温度和时间在酶解过程中是非常重要的。

2、蛋白酶在谷物饮品中的应用

蛋白酶是催化蛋白质水解的一类酶。饮料中常用木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶，碱性蛋白酶等将原料中的蛋白质水解为多肽和氨基酸。谷物饮料经过酶解后，难溶的蛋白质减少，可溶性的多肽和氨基酸增加，体系中由大分子蛋白质造成的聚沉现象减少，体系稳定性提高。同时也减少了蛋白质变性引起的饮料变色等品质劣变的现象。

三、均质工艺对谷物饮品稳定性的影响

根据Stokes定律，粒子的半径越小，沉降速度越小，体系的稳定性越高。因此，降低分散粒子的半径也是提高饮品稳定性的有效方法。

粉碎过滤后的饮品中，颗粒较大，需采用胶体磨和均质处理使悬浮颗粒和液滴微粒化。由于谷物颗粒中粗纤维和淀粉含量较高，不易粉碎，所以要多次均质达到破碎分散和乳化效果。均质也可以细化蛋白质和脂肪粒子，有效改善脂肪上浮现象，使产品体系更为稳定。均质是谷物饮品加工中的重要环节，其效果直接影响饮品中脂肪球和蛋白质等粒子的破碎程度，以及乳化剂的吸附状况。获得理想的均质效果需要控制好均质温度和均质压力。

1、均质温度对谷物饮品稳定性的影响

一般来说，均质温度越高，乳化剂迁移吸附的速度越快，饮品达到的乳化效果越好。此外，均质温度必须高于原料中脂肪的熔点使脂肪呈液态才能达到均质效果。均质温度上限根据原料的热敏性而定，温度过高会破坏脂肪球膜，造成脂肪凝集和分离，也会引起饮品中的蛋白质变性。不同的谷物饮品所需的最佳均质温度也各不相同，需要进行实验摸索。

2、均质压力对谷物饮品稳定性的影响

均质压力也是影响均质效果的重要因素。在一定范围内提高均质压力能使饮品中粒子的直径明显减小，体系稳定性明显提高。若压力继续增加，粒子表面积增大，自由能增加，饮品中的颗粒易聚合，产品稳定性随之下降。因此，选择合适的均质压力十分关键。

四、展望

谷物代餐饮品具有营养丰富、风味浓郁、即食即饮的特点，与和市场上现有品类形成了差异，也深受广大消费者的喜爱。近年来，谷物饮品市场发展突飞猛进，潜力巨大。为了提高谷物饮品的商业价值，进一步改善谷物饮品的稳定性，需要全面分析影响谷物饮品稳定性的因素，