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CN113712141A - 一种细菌纤维素复配稳定剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种细菌纤维素复配稳定剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN113712141A CN202010448878.7A CN202010448878A CN113712141A CN 113712141 A CN113712141 A CN 113712141A CN 202010448878 A CN202010448878 A CN 202010448878A CN 113712141 A CN113712141 A CN 113712141A
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陆婷芬
高红亮
刘明耀
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Abstract

本发明提供了一种常温饮料细菌纤维素复配稳定剂，所述含细菌纤维素复配稳定剂包括质量比为(1‑15)：(1‑5)：1的细菌纤维素、黄原胶和麦芽糊精。所述稳定剂对常温饮料具有良好的稳定作用。细菌纤维素作为一种天然的膳食纤维，可保证饮品中营养成分的均衡及其他稳定剂成分的稳定性。本发明制备的常温饮料在长期静置过程中无明显分层及沉淀现象，在保质期内本发明的常温饮料细菌纤维素复配稳定剂能够良好保持饮品体系的稳定。

Description

一种细菌纤维素复配稳定剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于食品领域，具体涉及一种常温饮料细菌纤维素复配稳定剂及其制备方法。
背景技术
常温饮料因品种丰富、口感清爽且储存、携带便利而备受大众喜爱，在家庭聚餐中更是必不可少。由于常温饮料中糖、蛋白质、纤维素等含量较高且成分复杂，易形成复杂的悬浮体系，在生产和储存过程中极易产生颗粒物聚集沉淀现象，导致严重的分层问题，影响外观和口感，降低饮品的体验感。为保证常温饮料在保质期内的悬浮稳定性，目前工业生产通常采取使用冷萃取、降低并细化内容物颗粒度、添加复配乳化增稠剂等方法提高常温饮品的稳定性。
细菌纤维素是由微生物发酵形成，属于微生物初级代谢产物。其是由吡喃葡萄糖单体通过β-(1，4)-糖苷键聚合形成的平行直链分子。在食品工业中细菌纤维素由来已久，最初被称为“纳塔(Nata)”，为乳白半透明状凝胶，咀嚼性好，口感脆滑细嫩，其良好的热稳定性、抗冻性、耐酸及耐光等特性使之成为新型的天然食品添加剂，且表现出良好的呈味性。此外，作为膳食纤维来源的一种，细菌纤维素在食品中的添加可进一步补充、均衡人体的营养来源。
发明内容
为提升常温饮料的悬浮稳定性、改善饮用口感、提升饮品档次，本发明利用细菌纤维素作为一种良好的食品稳定剂应用于常温饮料中，在保证原始口感清甜的同时，进一步解决了饮料易沉淀、易分层的问题，在保质期内本发明所述饮品悬浮稳定效果显著优于普通复配稳定剂。
本发明提供了一种含细菌纤维素复配稳定剂，以细菌纤维素、黄原胶和麦芽糊精为主要原料，在能够保证常温饮料清爽香甜口感的同时，减轻常温饮料久置易分层及易沉淀的现象，在保质期内能够更好地保持常温饮料饮品体系的稳定性，提升外观美观性及口感均一性。
其中，所述细菌纤维素、黄原胶和麦芽糊精的质量比为(1-15)：(1-5)：1；优选地，所述细菌纤维素、黄原胶和麦芽糊精的质量比为3：1：1。
其中，所述含细菌纤维素复配稳定剂还可以包括瓜尔胶、明胶、羧甲基纤维素钠、果胶和阿拉伯胶等，其总含量不超过0.02‰。
所述细菌纤维素为驹形杆菌纤维素、醋酸杆菌纤维素、木葡糖醋杆菌纤维素。
本发明还提供了一种含细菌纤维素复配稳定剂的制备方法，所述方法包括：
将细菌纤维素、黄原胶和麦芽糊精按质量比(1-15)：(1-5)：1进行复配，将各组分干粉混合均匀即可得到所述含细菌纤维素复配稳定剂。
优选地，所述含细菌纤维素复配稳定剂由细菌纤维素、黄原胶和麦芽糊精按质量比3：1：1的比例混合而成，且使用冷冻干燥技术制备原料干粉。
其中，所述细菌纤维素为驹形杆菌纤维素、醋酸杆菌纤维素、木葡糖醋杆菌纤维素。优选地，为驹形杆菌纤维素。
本发明所述含细菌纤维素复配稳定剂可用于饮料(如常温饮料)中，热饮、需冷藏饮料等非常温饮料不适用。
本发明还提供了所述含有细菌纤维素复配稳定剂在作为食品稳定剂中的应用。
本发明还提供了所述细菌纤维素复配稳定剂在制备饮料中的应用。优选地，本发明还提供了所述细菌纤维素复配稳定剂在制备常温饮料中的应用。
本发明还提供了一种由所述细菌纤维素复配稳定剂制备的常温饮料，其配方中各成分及其重量百分含量分别为：白砂糖1％-8％、含细菌纤维素复配稳定剂0.036‰-0.2‰、饮料风味剂60％-80％、余量为水；
优选地，所述常温饮料，其配方中各成分及其重量百分含量分别为：白砂糖4％、含细菌纤维素复配稳定剂0.1‰、饮料风味剂70％、余量为水。
所述常温饮料的制备方法为：
a.将饮料风味剂加入5-10倍体积的热水搅拌溶解；
b.加入蔗糖，搅拌溶解；
c.加入所述纤维素复配稳定剂与上述溶液均匀混合并加水定容；
d.10000r/min高速剪切10-15min，并用100-200目的筛网过滤；
e.在50℃-60℃，30MPa下均质2-4次；
f.分装后于115℃灭菌20min；
g.冷却至室温，摇匀即得所述常温饮料。
本发明所述含细菌纤维素复配稳定剂常温饮料的制备方法采用过滤及高压均质方法，能在最大程度上保证复配稳定剂的充分溶解及饮品的均一口感。
本发明的有益效果在于：本发明所述的含细菌纤维素的复配稳定剂对常温饮料具有良好的悬浮稳定作用；另外，所述细菌纤维素作为一种天然的膳食纤维，可保证饮品中营养成分的均衡及其他稳定剂成分的稳定性，并可以用于进一步补充、丰富饮品中的营养成分；由本发明所述含细菌纤维素的复配稳定剂制得的常温饮料在长期静置过程中无明显果肉分层及沉淀现象，在保质期内本发明的常温饮料细菌纤维素复配稳定剂能够良好地保持饮品体系的稳定。
附图说明
图1是细菌纤维素复配稳定剂加入全脂可可奶饮料静置14天的状态。
图2是细菌纤维素复配稳定剂加入橙汁饮料静置72h的状态。
图3是细菌纤维素复配稳定剂对全脂可可奶饮料悬浊稳定性的影响。
图4是细菌纤维素复配稳定剂对橙汁饮料悬浊稳定性的影响。
图5是细菌纤维素复配稳定剂对全脂可可奶饮料沉淀率的影响。
图6是细菌纤维素复配稳定剂对橙汁饮料沉淀率的影响。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
实施例1：细菌纤维素干粉的制备
将发酵提纯后的细菌纤维素水洗3次直至pH呈中性，冷冻干燥过夜后，高速研磨获得纯净的细菌纤维素干粉，包装后置于干燥处室温保藏。
实施例2：不添加复配稳定剂的常温饮料的制备。
实施例3：添加低浓度普通稳定剂的常温饮料的制备
复配稳定剂是由黄原胶、麦芽糊精按照质量比1：1的比例混合而成的，复配稳定剂在本发明实施例3的两种常温饮料中的添加质量百分比分别为：全脂可可奶0.024‰，橙汁饮料0.042‰。
实施例4：添加高浓度普通稳定剂的常温饮料的制备
复配稳定剂是由黄原胶、麦芽糊精按照质量比1：1的比例混合而成的，复配稳定剂在本发明实施例4的两种常温饮料中的添加质量百分比分别为：全脂可可奶0.24‰，橙汁饮料0.42‰。
实施例5：添加低浓度细菌纤维素的常温饮料的制备
添加的复配稳定剂仅由细菌纤维素组成，在全脂可可奶中添加质量百分比为0.012‰，在橙汁饮料中添加质量百分比为0.021‰。
实施例6：添加高浓度细菌纤维素的常温饮料的制备
添加的复配稳定剂仅由细菌纤维素组成，在全脂可可奶中添加质量百分比为0.048‰，在橙汁饮料中添加质量百分比为0.084‰。
实施例7：添加含纤维素复配稳定剂的常温饮料的制备
纤维素复配稳定剂是由细菌纤维素、黄原胶、麦芽糊精按照质量比1：1：1的比例混合而成的，复配稳定剂在两种常温饮料中的添加质量百分比分别为：全脂可可奶0.036‰，橙汁饮料0.063‰。
实施例8：添加含纤维素复配稳定剂的常温饮料的制备
纤维素复配稳定剂是由细菌纤维素、黄原胶、麦芽糊精按照质量比2：1：1的比例混合而成的，复配稳定剂在两种常温饮料中的添加质量百分比分别为：全脂可可奶0.048‰，橙汁饮料0.090‰。
实施例9：添加含纤维素复配稳定剂的常温饮料的制备
纤维素复配稳定剂是由细菌纤维素、黄原胶、麦芽糊精按照质量比3：1：1的比例混合而成的，复配稳定剂在两种常温饮料中的添加质量百分比分别为：全脂可可奶0.060‰，橙汁饮料0.105‰。
实施例10：添加含纤维素复配稳定剂的常温饮料的制备
纤维素复配稳定剂是由细菌纤维素、黄原胶、麦芽糊精按照质量比4：1：1的比例混合而成的，复配稳定剂在两种常温饮料中的添加质量百分比分别为：全脂可可奶0.072‰，橙汁饮料0.2‰。
本发明实施例2-10所述常温饮料的制备方法为：
a.将饮料风味剂(如可可奶风味剂、橙汁风味剂等)加入10倍体积的热水搅拌溶解；
b.加入蔗糖，搅拌溶解；
c.添加稳定剂——加入纤维素复配稳定剂与上述溶液均匀混合并加水定容；
不添加稳定剂——将上述溶液加水定容；
d.10000r/min高速剪切10min，并用100目的筛网过滤；
e.在60℃，30MPa下均质2次；
f.分装后于115℃灭菌20min；
g.冷却至室温，摇匀即得。
所述复配稳定剂是采用上述实施例3-10所述成分和比例获得。
应用实施例
对本发明实施例2-10制得的含复配稳定剂的常温饮料进行静置状态观察、悬浊稳定性及沉淀率测定。其中，共设置5组对照组，包括空白对照组(实施例2)、低浓度普通稳定剂组(实施例3)、高浓度普通稳定剂组(实施例4)、低浓度细菌纤维素组(实施例5)、高浓度细菌纤维素组(实施例6)；4组实验组，分别为实施例7-10。
其中，可可奶饮料中，低浓度普通稳定剂组复配稳定剂添加量为0.024‰，高浓度普通稳定剂组复配稳定剂添加量为0.24‰，低浓度细菌纤维素组纤维素添加量为0.012‰，高浓度细菌纤维素组纤维素添加量为0.048‰，4组实验组含纤维素复配稳定剂添加量分别为0.036‰、0.048‰、0.060‰、0.072‰。
其中，橙汁饮料中，低浓度普通稳定剂组复配稳定剂添加量为0.042‰，高浓度普通稳定剂组复配稳定剂添加量为0.42‰，低浓度细菌纤维素组纤维素添加量为0.021‰，高浓度细菌纤维素组纤维素添加量为0.084‰，4组实验组含纤维素复配稳定剂添加量分别为0.063‰、0.090‰、0.105‰、0.2‰。
一、静置状态观察
观察并记录刚灭菌后及室温静置一段时间后常温饮料的分层状态，可可奶实验结果见图1，橙汁实验结果见图2。
在可可奶饮料应用中，均质灭菌后静置1d，5组对照组(实施例2～6)均存在不同程度的分层，以未添加稳定剂的空白对照组(实施例2)最为明显，出现可可层、中间悬浮层、乳清层三层，添加含细菌纤维素复配稳定剂的实验组(实施例7～10)均未出现明显分层；静置3d后，5组对照组(实施例2～6)分层现象更为严重，未添加稳定剂的空白对照组(实施例2)悬浮层和乳清层消失，奶粉和可可粉彻底沉淀，呈现可可层和水层，其余对照组(实施例3～6)可可层分层严重；添加含细菌纤维素复配稳定剂的实施例7出现分层，其余实验组(实施例8～10)均未出现明显分层现象；静置7d后，添加复配稳定剂(实施例3～4)和细菌纤维素(实施例5～6)的对照组上层奶清层增厚，表明奶液开始分层析出；添加细菌纤维素复配稳定剂的实施例7和实施例8下层可可沉淀更为明显；静置14d后，5组对照组(实施例2～6)均出现显著分层，实施例9和实施例10含细菌纤维素复配稳定剂的实验组未见分层现象。
在橙汁应用中，均质灭菌后静置，对照组除高浓度普通稳定剂组(实施例4)外均存在不同程度的分层，以未添加稳定剂的空白对照组(实施例2)最为明显，出现果肉层和果汁层两层，添加含细菌纤维素复配稳定剂的实验组(实施例7～10)均未出现明显分层；静置12h后，对照组除高浓度普通稳定剂组(实施例4)外分层现象更为严重，实施例5出现分层，其余实验组(实施例7～10)均未出现明显分层现象；静置24h后，添加高浓度普通稳定剂的对照组(实施例4)依旧分层现象不明显，实施例5和实施例6出现分层，其余实验组(实施例7～10)均未出现明显分层现象；静置72h后，实施例9和实施例10均未出现分层现象，较为均匀。
上述结果表明，本发明含细菌纤维素复配稳定剂能够很好地稳定常温饮料。
二、悬浊稳定性测定
将摇匀的常温饮料4200×g离心15min，取上层清液，测定A600，可可奶饮料实验结果见图3，橙汁饮料实验结果见图4。吸光值A660越高表明饮料中的浑浊度越高，表明悬浊稳定性越好。
在可可奶应用中，5组对照组(实施例2～6)的吸光值均在静置14d的周期中出现显著的下降现象，其中未添加任何稳定剂的实施例2的A660下降现象最为明显，表明悬浮稳定性最差，添加普通稳定剂的对照组(实施例3～4)均有一定程度上的悬浮稳定作用，其中添加低浓度普通稳定剂(实施例3)和低浓度细菌纤维素组(实施例5)的悬浮稳定效果最好；4组添加含细菌纤维素复配稳定剂的实验组中均表现出优于对照组的悬浮稳定性，其中实施例9、10含细菌纤维素复配稳定剂的实验组饮品A660在静置14d后依然无显著下降，表明悬浮稳定效果最佳，无可可粉等成分沉淀。
在橙汁应用中，5组对照组(实施例2～6)的吸光值均在静置72h的周期中出现显著的下降现象，其中未添加任何稳定剂的实施例2的A660下降现象最为明显，表明悬浮稳定性最差，添加稳定剂均有一定程度上的悬浮稳定作用；4组添加含细菌纤维素复配稳定剂的实验组(实施例7～10)中均表现出优于对照组的悬浮稳定性，添加细菌纤维素复配稳定剂的实施例9和实施例10饮品A660在静置72h后读数略有下降，表明悬浮稳定效果较佳，两个实验组间无显著差异。
三、沉淀率测定
称取一定量(M0)摇匀的常温饮料3000r/min离心15min，弃上清，50℃烘干过夜，称得沉淀重量(M1)，沉淀率即为M1/M0×100％，可可奶实验结果见图5，橙汁实验结果见图6。沉淀率越高，表明饮料的悬浮稳定性越差。
在可可奶应用中，5组对照组(实施例2～6)的沉淀率均在静置14d的周期中出现显著的上升现象，其中未添加任何稳定剂的实施例2沉淀率最高，在静置14d后达到38.75±3.26％，表明悬浮稳定性最差，添加稳定剂均有一定程度上的悬浮稳定作用，其中添加低浓度普通稳定剂(实施例3)和低浓度细菌纤维素(实施例5)的悬浮稳定效果最好。4组添加含细菌纤维素复配稳定剂的实验组(实施例7～10)中均表现出优于对照组的悬浮稳定性，其中实施例9、10细菌纤维素复配稳定剂的实验组饮品沉淀率最低，仅为4.5±0.02％，表明悬浮稳定效果最佳。
在橙汁应用中，5组对照组(实施例2～6)除高浓度普通稳定剂组(实施例4)外沉淀率均在静置4h的周期中出现显著的上升现象，其中未添加任何稳定剂的实施例2沉淀率最高，在静置4h后达到49.54±3.15％，表明悬浮稳定性最差，添加稳定剂均有一定程度上的悬浮稳定作用；4组添加含细菌纤维素复配稳定剂的实验组(实施例7～10)中均表现出优于对照组的悬浮稳定性，添加细菌纤维素复配稳定剂的实施例9和实施例10饮品沉淀率最低仅为15.04±0.07％，两种添加浓度无显著差异，表明悬浮稳定效果最佳。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (9)

1.一种细菌纤维素复配稳定剂，其特征在于，所述稳定剂包括细菌纤维素、黄原胶和麦芽糊精按质量比(1-15)：(1-5)：1混合而成。
2.根据权利要求1所述的细菌纤维素复配稳定剂，其特征在于，所述细菌纤维素为驹形杆菌纤维素、醋酸杆菌纤维素、木葡糖醋杆菌纤维素。
3.根据权利要求1所述的细菌纤维素复配稳定剂，其特征在于，所述稳定剂还可以包括瓜尔胶、明胶、羧甲基纤维素钠、果胶和阿拉伯胶。
4.根据权利要求1-3之任一项所述的细菌纤维素复配稳定剂的制备方法，其特征在于，所述稳定剂的各组成成分细菌纤维素、黄原胶和麦芽糊精的干粉按比例混合均匀，即可得到所述细菌纤维素复配稳定剂。
5.一种饮料，其特征在于，其包含根据权利要求1-3之任一项所述的细菌纤维素复配稳定剂。
6.一种常温饮料，其特征在于，所述常温饮料的配方中各成分及其重量百分含量分别为：白砂糖1％-8％、含根据权利要求1-3之任一项所述的细菌纤维素复配稳定剂0.036‰-0.2‰，饮料风味剂60％-80％，余量为水；
所述常温饮料的制备方法为：
a.将饮料风味剂加入5-10倍体积的热水搅拌溶解；
b.加入蔗糖，搅拌溶解；
c.加入纤维素复配稳定剂与上述溶液均匀混合并加水定容；
d.10000r/min高速剪切10-15min，并用100-200目的筛网过滤；
e.在50℃-60℃，30MPa下均质2-4次；
f.分装后于115℃灭菌20min；
g.冷却至室温，摇匀即得所述常温饮料。
7.根据权利要求1-3之任一项所述的含有细菌纤维素复配稳定剂在作为食品稳定剂中的应用。
8.根据权利要求1-3之任一项所述的含有细菌纤维素复配稳定剂在制备饮料中的应用。
9.根据权利要求1-3之任一项所述的含有细菌纤维素复配稳定剂在制备常温饮料中的应用。
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