利用LUMiSizer探究均質(zhì)工藝對燕麥穩定性的影響

更新更新時(shí)間：2022-10-18 點(diǎn)擊次數：1208

近年來(lái)谷物雜糧飲品迅速發(fā)展，受到越來(lái)越多消費者的青睞，但是谷物雜糧飲品易出現分層、沉淀等不穩定現象，影響其感官品質(zhì)。因此，在加工過(guò)程中提高漿液體系穩定性非常重要。造成谷物雜糧飲品不穩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(guò)高壓均質(zhì)后，不僅使得脂肪球和蛋白等顆粒細化，還使得糖、膠體等物質(zhì)分散的更加均勻。當前采用均質(zhì)工藝提高飲品穩定性的研究主要通過(guò)靜置分層高度和離心沉淀率等指標進(jìn)行評價(jià)[，但在實(shí)際實(shí)驗中靜置分層觀(guān)察耗時(shí)較長(cháng)，離心沉淀率在評價(jià)粘度較高的飲品時(shí)存在較大的不準確因素，采用一種耗時(shí)短、準確性高的穩定性評價(jià)方法是關(guān)鍵。因此，本論文針對酶解和調配后燕麥漿的穩定性問(wèn)題，利用LUMisizer穩定性分析儀研究了均質(zhì)次數和壓力對漿液穩定性的影響，為燕麥漿類(lèi)產(chǎn)品的開(kāi)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農業(yè)有限公司；α-淀粉酶北京奧博星生物技術(shù)有限責任公司。

Dispersion Analyser Lumisizer 611型穩定性分析儀德國L.U.M.GmbH公司；JM-LB60型立式膠體磨溫州七星乳品設備廠(chǎng)；SRH60-70型高壓均質(zhì)機上海申鹿均質(zhì)機有限公司；DGG-9140BD型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海森信實(shí)驗儀器有限公司；04241/2-11Waring 1L型雙速組織搗碎機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(shí)驗設備有限公司；JJ-1型精密定時(shí)電動(dòng)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(shí)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(guò)清理和篩選，放入烘箱中150℃烘烤40min，期間不時(shí)翻動(dòng)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打漿，先低速20s，后高速60s；打漿后過(guò)200目篩。

1.2.1.2 酶解和調配

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%復合膠體（瓜膠∶黃原膠∶結冷膠∶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)一定次數后測定穩定性和顆粒粒度。

1.2.2 穩定性（Slope 值）指標的測定

采用德國LUMisizer穩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)監測樣品的穩定性、全程分離步驟、沉降及懸浮并存的復雜分離行為[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(xiàn)，計算光透過(guò)率積分（Integral Transmission，%）對時(shí)間（Time，h）的曲線(xiàn)的斜率Slope值。通過(guò)Slope值的大小比較樣品的穩定性。Slope值越大，在一定的時(shí)間內樣品的透光率變化越快，即樣品的移動(dòng)分層速度變化越快，樣品越不

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

2 結果與分析

2.1 均質(zhì)次數對燕麥漿穩定性和粒度的影響

2.1.1 均質(zhì)次數對燕麥漿穩定性的影響

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)行穩定性分析，結果如圖1所示，橫坐標表示樣品管的位置：左側為樣品管頂部，右側為樣品管底部。樣品管水平放置在儀器中（管頂在中心，管底在外側），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(xiàn)以紅色開(kāi)始，逐漸向綠色過(guò)渡。從圖1中可以看出，漿液中主要呈現出沉降行為。經(jīng)過(guò)一次均質(zhì)后的漿液，光信號在離心監測過(guò)程中變化較大，譜線(xiàn)由內向外變化范圍寬，沉降速度快，樣品不穩定。經(jīng)過(guò)二次均質(zhì)的樣品較一次均質(zhì)樣品譜線(xiàn)】的變化范圍變窄，穩定性提高。而經(jīng)過(guò)三次均質(zhì)后，樣品穩定性卻有所下降。

圖1 穩定性分析圖譜

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 結論與討論

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

由于設備所限，本實(shí)驗僅研究了均質(zhì)次數對燕麥漿穩定性的影響。而在實(shí)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(jià)還需要進(jìn)一步的研究和探索。此外，不同的均質(zhì)壓力、次數和溫度以及均質(zhì)與酶解、酸等處理手段復合也都會(huì )對燕麥漿中蛋白等組分的功能特性和結構變化產(chǎn)生較大影響。因此，均質(zhì)工藝與組分功能特性，結構變化的機理研究需要更深入的探究。