利用LUMiSizer探究均質(zhì)工藝對燕麥穩(wěn)定性的影響

近年來谷物雜糧飲品迅速發(fā)展，受到越來越多消費者的青睞，但是谷物雜糧飲品易出現(xiàn)分層、沉淀等不穩(wěn)定現(xiàn)象，影響其感官品質(zhì)。因此，在加工過程中提高漿液體系穩(wěn)定性非常重要。造成谷物雜糧飲品不穩(wěn)定的主要原因是谷物原料中含有較多的淀粉、蛋白質(zhì)等大顆粒物質(zhì)，Stocks定律認(rèn)為，流體粒子的沉降速度與粒子的半徑有關(guān)，粒子的半徑越小，沉降速度越小，體系的穩(wěn)定性越高。而高壓均質(zhì)正是一種有效降低顆粒粒徑的方法，谷物雜糧飲品通過高壓均質(zhì)后，不僅使得脂肪球和蛋白等顆粒細(xì)化，還使得糖、膠體等物質(zhì)分散的更加均勻。當(dāng)前采用均質(zhì)工藝提高飲品穩(wěn)定性的研究主要通過靜置分層高度和離心沉淀率等指標(biāo)進(jìn)行評價[，但在實際實驗中靜置分層觀察耗時較長，離心沉淀率在評價粘度較高的飲品時存在較大的不準(zhǔn)確因素，采用一種耗時短、準(zhǔn)確性高的穩(wěn)定性評價方法是關(guān)鍵。因此，本論文針對酶解和調(diào)配后燕麥漿的穩(wěn)定性問題，利用LUMisizer穩(wěn)定性分析儀研究了均質(zhì)次數(shù)和壓力對漿液穩(wěn)定性的影響，為燕麥漿類產(chǎn)品的開發(fā)提供參考。

1.1材料與儀器

優(yōu)選燕麥米 吉林普康有機(jī)農(nóng)業(yè)有限公司；α-淀粉酶 北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司。

Dispersion Analyser Lumisizer 611型穩(wěn)定性分析儀 德國L.U.M.GmbH公司；JM-LB60型立式膠體磨 溫州七星乳品設(shè)備廠；SRH60-70型高壓均質(zhì)機(jī) 上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司；DGG-9140BD型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海森信實驗儀器有限公司；04241/2-11Waring 1L型雙速組織搗碎機(jī) 北京中科科爾儀器有限公司；DKB-501A型超級恒溫水槽 上海精宏實驗設(shè)備有限公司；JJ-1型精密定時電動攪拌器 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；PL2002-IC型電子天平 梅特勒-托利多儀器公司。

1.2實驗方法

1.2.1 燕麥漿的制備

1.2.1.1 燕麥漿的制作

燕麥經(jīng)過清理和篩選，放入烘箱中150℃烘烤40min，期間不時翻動以防烤焦。烘烤后燕麥呈金黃或黃褐色，伴有烘烤后*的燕麥香氣?？竞玫难帑湻湃肭逅薪?3～15h。將浸泡后的燕麥加12倍水放入組織搗碎機(jī)打漿，先低速20s，后高速60s；打漿后過200目篩。

1.2.1.2 酶解和調(diào)配

燕麥漿置于酶解罐中，加入0.50% α-淀粉酶、在70℃下酶解1.0h后加入0.30%復(fù)合膠體（瓜膠∶黃原膠∶結(jié)冷膠∶CMC=4∶5∶3∶3）在70℃下使膠體溶解并混合均勻。

1.2.1.3 均質(zhì)

調(diào)配后的燕麥漿液先用膠體磨膠2min，使膠體分散更均勻。固定均質(zhì)溫度50℃，在一定壓力下均質(zhì)一定次數(shù)后測定穩(wěn)定性和顆粒粒度。

1.2.2 穩(wěn)定性（Slope 值）指標(biāo)的測定

采用德國LUMisizer穩(wěn)定性分析儀對不同酶解條件下得到的燕麥漿酶解液進(jìn)行穩(wěn)定性分析。儀器采用Stokes Law的離心加速方法和Lambert-Beer Law光學(xué)技術(shù)監(jiān)測樣品的穩(wěn)定性、全程分離步驟、沉降及懸浮并存的復(fù)雜分離行為[9]。軟件記錄儀器測定得到的樣品在離心作用下紅外透光率的變化并繪制譜線，計算光透過率積分（Integral Transmission，%）對時間（Time，h）的曲線的斜率Slope值。通過Slope值的大小比較樣品的穩(wěn)定性。Slope值越大，在一定的時間內(nèi)樣品的透光率變化越快，即樣品的移動分層速度變化越快，樣品越不

穩(wěn)定；反之Slope數(shù)值越小，樣品越穩(wěn)定。檢測條件：溫度25℃，離心速度3500r/min，光散射系數(shù)1.00，每10s掃描一次，共掃描200次。

2 結(jié)果與分析

2.1 均質(zhì)次數(shù)對燕麥漿穩(wěn)定性和粒度的影響

2.1.1 均質(zhì)次數(shù)對燕麥漿穩(wěn)定性的影響

固定均質(zhì)壓力30MPa，將分別均質(zhì)1、2、3次后的燕麥漿進(jìn)行穩(wěn)定性分析，結(jié)果如圖1所示，橫坐標(biāo)表示樣品管的位置：左側(cè)為樣品管頂部，右側(cè)為樣品管底部。樣品管水平放置在儀器中（管頂在中心，管底在外側(cè)），在離心作用下，樣品中的沉淀逐漸沉積在管底。圖譜中的譜線以紅色開始，逐漸向綠色過渡。從圖1中可以看出，漿液中主要呈現(xiàn)出沉降行為。經(jīng)過一次均質(zhì)后的漿液，光信號在離心監(jiān)測過程中變化較大，譜線由內(nèi)向外變化范圍寬，沉降速度快，樣品不穩(wěn)定。經(jīng)過二次均質(zhì)的樣品較一次均質(zhì)樣品譜線】的變化范圍變窄，穩(wěn)定性提高。而經(jīng)過三次均質(zhì)后，樣品穩(wěn)定性卻有所下降。

圖1 穩(wěn)定性分析圖譜

Fig.1 The dispersion analysis chromatograms

注：其中a、b、c分別為一次均質(zhì)、二次均質(zhì)、三次均質(zhì)樣。

3 結(jié)論與討論

均質(zhì)次數(shù)對燕麥漿液的穩(wěn)定性（Slope值），經(jīng)過2次均質(zhì)的漿液穩(wěn)定性最高。

由于設(shè)備所限，本實驗僅研究了均質(zhì)次數(shù)對燕麥漿穩(wěn)定性的影響。而在實際生產(chǎn)中溫度也對均質(zhì)效果以及原料中活性物質(zhì)的保留具有一定的影響。因此，均質(zhì)溫度的選擇和評價還需要進(jìn)一步的研究和探索。此外，不同的均質(zhì)壓力、次數(shù)和溫度以及均質(zhì)與酶解、酸等處理手段復(fù)合也都會對燕麥漿中蛋白等組分的功能特性和結(jié)構(gòu)變化產(chǎn)生較大影響。因此，均質(zhì)工藝與組分功能特性，結(jié)構(gòu)變化的機(jī)理研究需要更深入的探究。