张馨予植物蛋白饮料及其稳定性的研究进展(杏仁饮料)
摘要:植物蛋白饮料是天然材料所制,富含较高的营养价值,不仅功能性强且健康,广大消费者对其反馈良好。不同植物蛋白饮料富含较高的营养,口感良好,拥有广阔的发展前景。由于植物蛋白饮料中富含物质丰富,有糖类、蛋白质、脂肪等,生产与贮存期间分散相易发生不稳定现象,主要表现为下沉、上浮,严重时会发生分层,严重影响产品品质。所以,保障植物蛋白饮料的稳定是生产时急需解决的问题。本文现就植物蛋白饮料(杏仁饮料)的稳定性展开论述。
关键词:植物蛋白饮料;稳定性;进展
生活水平的提高使人们的健康意识也得到增强,植物蛋白饮料一直被誉为滋养饮料,目前也深受消费者的厚爱。与果汁、饮茶等这些软饮料类型相比,植物蛋白饮料是绿饮品,营养且健康,近些年获得发展良好。经市场预估,全球植物蛋白饮料增值空间大,年增长率高达15.5%,亚太地区占有较大的市场份额,且增长速度飞快。植物蛋白饮料就是选取植物果实、种子或者种仁为原料,经过加工与调制,经高压杀菌最终制成乳状饮料。因其风味独特,营养价值高,具有保健作用,是绿有机饮品,市场得到较大发展。
1.植物蛋白饮料之杏仁饮料
杏仁饮料的主要成分是杏仁,顾名思义,这是一种用杏仁所制的绿植物蛋白饮料,其中含有丰富的氨基酸、微量元素、维生素。我国北方是生产杏仁的主要产地,杏仁被作为食品应用的时间久远,是一种十分丰富的植物蛋白资源。这不仅对人体有较高的营养保健作用,其药用价值也较高,具有镇咳、润肠、消痰作用。每100g杏仁含蛋白质22.5g、脂肪45.4g与多类维生素、矿物质,如:钙、钾、磷等[1]。杏仁蛋白属于一种低分子白蛋白,方便消化,食用价值高。甜杏仁蛋白中所含的氨基酸类别较多。长时间进食杏仁制品对人体健康有益。杏仁饮料的销量属河北承德最大。
2 植物蛋白饮料的稳定性及影响因素
2.1 化学因素
2.1.1 蛋白质浓度
植物蛋白饮料中,蛋白质与蛋白质发生作用会因絮凝造成沉淀,蛋白质与脂类发生作用能够实现体系的稳定。蛋白质浓度会对其相互作用造成影响。另外,2种物质互相作用下同样
会遭受蛋白质理化性质干扰。植物蛋白质、脂类种类较多,其结构与组成和理化性质存在关联。当前,植物饮料界对具体种类的蛋白质间以及蛋白质与脂类间的相互作用缺乏研究。
2.1.2 PH
蛋白质水化作用易受体系PH影响,由于蛋白质分子不仅呈酸碱性,且含有氨基、羟基。植物蛋白质来源复杂,环境、结构、等电点均不相同。植物蛋白质等电点的PH在4-6之间,杏仁蛋白PH则为5.0[2]。这种环境下,蛋白质带有的静电荷几乎为零,蛋白质分子间缺乏较强的静电斥力,水化作用不佳,溶解度较低,易引起絮凝沉淀。为确保植物蛋白稳定,应加速蛋白质解离,使植物蛋白在短时间溶解。因此,在满足风味、口感基础上,应保障植物蛋白饮料PH与等电点的合适距离。酸碱性较强时,植物蛋白品质较低,这期间不宜饮用。因此,应将植物蛋白饮料的PH控制于7-8。
2.1.3 盐离子
一般情况下,盐离子会和蛋白质发生盐溶效应,浓度高达0.5mol/L之上时,会析出蛋白质,
例如:钙离子、镁离子等会导致析出蛋白质。所以,生产、贮存植物蛋白饮料时,应避免有浓度的盐离子存在。
2.1.4 配料成分
植物蛋白饮料中含有的配料与体系的稳定性息息相关,如:糖类、增稠剂、乳化剂。一般情况下,糖类物质很容易于蛋白质分子表面产生糖膜,增强水、蛋白质亲和性。另外,糖类物质还能够实现介质密度与粘度的分散,一定程度能够确保植物蛋白饮料的性质稳定。
乳化剂可以降低二相界面张力,避免了分散体系界面张能过高,也可以使脂肪在乳状液体中均匀分布,保持了溶剂的稳定性。带电荷的乳化物分子可以减少液滴流动中的电流,使液滴流动的静电斥力增加,从而避免了液滴流动碰撞甚至聚结。在植物蛋白饮料中使用乳化物质的较多,如:单聚甘油生产不饱和脂肪酸酯、单、双脂肪产硬脂酸酯等[3]。依据国标标准,蛋白饮料中,应适当使用单、双甘油,没有明确提出限量,聚甘油脂肪酸酯最多只能使用10g/kg,蔗糖脂肪酸最多使用1.5g/kg。饮料体系的稳定和乳化剂、蛋白质等息息相关,不仅和种类相关,还与其理化性质有关联,乳化剂浓度越高饮料体系就会越稳定。
斯托克斯定律说明:粘度较强能够改善乳状液体系颗粒的沉降,使体系更为稳定。增稠剂可使植物蛋白饮料黏稠度增强,维持饮料状态的均匀与稳定。植物蛋白饮料生产期间所用的增稠剂有果胶、黄原胶等。
2.2 物理因素
2.2.1 温度
温度是引起蛋白质变性的主要原因,持续下去会对植物蛋白饮料稳定性造成影响,低温、高温均会使蛋白质性质发生改变。原料贮存温度小于0℃时,就会使蛋白质变性,这可能和蛋白质的疏水作用有关,会产生对某官能团的重排、光解离。遇高热,分子内运动激烈,疏水性和静电的相互作用易被打断,影响生长性能,蛋白质内容物易暴露于疏水性基团,从而减少了蛋白质溶解性。当生产条件满足时,生长时间宜尽可能使温度升温同时减少,在杀菌后迅速冷冻,以增加与蛋白质、脂肪类的互相影响,延缓蛋白质的性质发生变化,增强产品的稳定性。
2.2.2 粒度大小
植物蛋白饮料分散相、稳定性粒度大小存在关系,研究发现粒子沉降、上浮速度和粒子半
径平方是正比。粒度越大,越易因重力因素沉淀析出。一旦粒子直径<0.2μm时,溶液中的微粒会发生布朗运动,维持溶液的稳定。特定植物蛋白饮料的常量即介质、粒子密度,因此植物蛋白饮料粒子粒度的大小直接决定沉降速度。植物蛋白饮料的非酸败沉淀分层,多因粒子直径过大,沉降速度快,沉降平衡易受损引起。
2.3 微生物
一般情况下,微生物为植物蛋白饮料稳定性的主要原因,非发酵植物蛋白饮料若不杀菌,微生物易致使产品腐败变质,变形杆菌属、假单孢菌属等[4]。为避免微生物对人造成破坏,可在生产植物蛋白饮料期间做好卫生管理,严格控制质量,实现杀菌工艺的规范性。商业生产时,植物蛋白饮料生产若未彻底杀菌,温度适宜时,会大量生长繁殖微生物,产品容易变质。杀菌时若温度过高,杀菌时间过长,很容易致使蛋白质发生变性,脂肪发生氧化,降低饮料黏度、稳定性和泽。为保障饮料安全,不得不牺牲泽品质。为实现饮料的稳定性,一般需加入稳定剂,如:羧甲基纤维素钠。
现下,乳酸菌发酵产品是常见的发酵型植物蛋白饮料。受乳酸菌类微生物的影响碳水化合物会发酵成为乳酸。受不溶性碳水化合物、淀粉的影响,植物蛋白饮料稳定性可提高。加
上形成的乳酸会使饮料PH降低,无形中会使蛋白质结构发生变化,最终产生沉淀。
3 结论和展望
植物蛋白饮料所含的蛋白质、氨基酸丰富,还含有不饱和脂肪酸,含有的胆固醇较少,营养价值高且合理,深受消费者欢迎。目前,市场有众多的植物蛋白饮料,杏仁饮料为其中一种。植物蛋白饮料稳定性可作为评判饮料品质的主要指标,对稳定性有影响的因素包含物理、化学、微生物方面。近些年,我国植物蛋白饮料虽然发展趋势良好,但在整个饮料市场的占有率尚未达到理想状态,整体容量较低。另外,植物蛋白饮料市场品种单调,需开发其他种类,如:马铃薯蛋白饮料等,实现饮料种类的多样化,有效扩大饮料范围与市场容量。开发类型不同的植物蛋白饮料,深度加工农产品,提高其附加值,满足消费者的不同需求,还有助于解决“三农”问题,帮助农民增加收入。
参考文献:
[1]闫宗伟.植物蛋白饮料稳定性影响因素及常用测定方法研究[J].食品安全导刊,2021(25):191-192.
[2]庞婕,胥小荣,孔庆岩,等.运用PCR定量分析植物蛋白饮料中杏仁源性成分的研究[J].食品安全导刊,2022(34):95-98.
[3]王满生,杨晶,龚友才,等.高钙型火麻仁植物蛋白饮料的研制[J].食品工业,2020,41(7):123-126.
[4]马鹏利,张馨予,冬子众,等.木糖醇珍珠油杏植物蛋白饮料的研制[J].饮料工业, 2019(3):4-13.