黄原胶的研究与制备-博迅鼓风干燥箱的使用！

酸性乳饮料酸甜适中，爽滑可口，既具备了酸奶 的特殊风味，又包含了酸奶的大部分营养成分和功 能，且价格便宜，深受广大消费者的喜爱。为满足消 费者对酸性乳饮料日益增长的需求，乳制品企业致 力于开发形式多样的酸性乳饮料产品。但是由于酪蛋白在酸性乳饮料生产过程中易聚合，导致产品在 贮存过程中发生分层、絮凝，带来蛋白质沉淀问题， 影响产品品质，给生产厂家带来很大的困扰，一直 制约着酸性乳饮料产品的生产和开发。

１ 材料与方法

１．１ 材料与试剂

黄原胶：市售普通型和专用型。分别编号为 ＵＳ－ ０１，ＵＳ－０２，ＦＲ－０１，ＦＲ－０２，ＣＮ－０１和 ＣＮ－０２。其 中 ＵＳ 为美国产，ＦＲ 为法国产，ＣＮ 为国产。ＵＳ－０１和 ＦＲ－ ０１为酸性乳饮料专用型黄原胶，其他为普通黄原胶。 菌种：甘蓝黑腐病黄单胞菌；ＫＣｌ，ＮａＯＨ，ＣａＣＯ３ 和盐酸均购于天津恒兴化学试剂制造有限公司；食 品级乙醇（体积分数为９５％）、葡萄糖、脱脂奶粉、羧 甲基纤维素 钠（ＣＭＣ）、山 梨 酸 钾、柠檬酸均为市售 普通食品和食品添加剂、加工助剂；蛋白胨、酵母粉、 琼脂等购自国药集团。

１．２ 仪器与设备

ＨＰＬＣ，美国安捷伦公司；原 子 吸 收 光 谱 仪，北 京普析通用仪器有限公司；电子天平，梅特勒－托利 多（ＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ）；ｐＨ 计，上 海 雷 磁 科 技 有限公司；恒温培养箱、摇床：上海一恒仪器有限公 司；Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ黏 度 计，美 国 Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ 公 司；立 式 压力蒸汽灭菌器、电热鼓风干燥箱：上海博迅实业有限公司；其他实验仪器购自蜀牛玻璃仪器有限公司。

１．３ 试验方法

１．３．１ 黄原胶特殊基团（丙酮酸和乙酰基）质量分数测定

丙 酮 酸 质 量 分 数 的 测 定 参 考 ＧＢ１８８６．４１— ２０１５《食品安全国家标准 食品添加剂 黄原胶》中丙 酮酸质量分数的测定方法；乙酰基质量分数的测定 参考文献中的方法；对黄原胶进行处理，获得试 样进行液相分析。

１．３．２ 金属离子含量测定

钾和钠离子质量分数的测定参照 ＧＢ５００９．９１—２０１７《食品安全国家标准 食品中钾、钠的测定》中第 一法；镁离子质 量 分 数 的 测 定 参 照 ＧＢ５００９．２４１— ２０１７《食品安全国家标准 食品中镁的测定》中第一 法；钙离子质量分数的测定参照 ＧＢ５００９．９２—２０１６ 《食品安全国家标准 食品中钙的测定》中第一法。

１．３．３ 发酵条件的优化

将冷冻菌种活化后接入种子培养基培养２０ｈ，按 ５％的接种量（体积分数）接入２５０ｍＬ摇瓶中（瓶内加 ６０ｍＬ 原 始 发 酵 培 养 基），摇 床 转 速 ２５０ｒ／ｍｉｎ， ３０ ℃培养７２ｈ。以原始发酵培养基为基础培养基， 应用单因素优化方法，以发酵液产胶率（每千克发酵 液获得的黄原胶干物质质量）、发酵液黏度、Ｃａ２＋ 质量 分数为指标对ＣａＣＯ３ 的添加量进行优化。ＣａＣＯ３ 的 添加量分别设定为０，０．１‰，０．２‰，０．３‰，０．４‰和 ０．５‰（以培养基计）。采用 ＮａＯＨ 调节ｐＨ。

１．３．４ 提取过程优化

采用乙醇沉淀的方式对黄原胶进行提取。因为 需要在酸性环境下将丙酮酸去除，故在单因素实验中 将条件假设为ｐＨ４．０，温度４０ ℃，时间２ｈ；保温完 成后，将黄原胶倒出，加入１０００ｍＬ乙醇，用 ＮａＯＨ 溶液将ｐＨ 调整为中性；对黄原胶进行沉淀后，将沉 淀捞出，加入５００ｍＬ乙醇进行洗涤；洗涤完成后，得 到纤维状黄原胶，将黄原胶烘干、粉碎、过８０目筛。

２ 结果与分析

在酸性乳饮料调酸过程中，当酪蛋白带负电荷 较少时，酪蛋白就会和黄原胶发生络合作用，络合的 强度受黄原胶的电荷密度及分子构象影响。因 此，不同来源黄原胶在产品中具有不同的电荷密度 和分子构象，和酪蛋白络合的强度不同，从而使酸性 乳饮料产品具有不同的稳定性。丙酮酸基团和乙酰 基是黄原胶分子中的特殊基团，其质量分数显著影 响黄原胶的溶液特性。其中，丙酮酸基团质量分数 决定了黄原胶的电荷密度，且黄原胶中丙酮酸基团 和乙酰基质量分数对黄原胶溶液的构象转变温度有 一定的影响。在黄原胶的生物合成中，碳源和无机盐是影响 黄原胶分子量最显著的因素。主要通过在培养基 中通过添 加 无 机 盐 的 方 式 来 引 入 Ｃａ２＋ ，Ｍｇ２＋ ，Ｋ＋ 和 Ｎａ＋ 等离子，这些离子的引入会对产品的生物合 成速率和终产品的性能（分子量、黏度和耐热性等） 有较大的影响。其中，Ｃａ２＋ 可以作为聚合酶的促进 因子，提高聚合酶的活性，从而提高黄原胶分子的聚 合度和分子量；Ｍｇ２＋ 是多种激酶和合成酶的激 活剂；Ｋ＋ 和 Ｎａ＋ 则 是 黄 单 胞 菌 细 胞 膜 上 钠 钾 泵 的 组成成分，该泵对膜上离子的通透性有显著的影响， 它有助于细胞中大分子物质的转运，既有助于将黄 原胶生物合成的能量和前体物质葡萄糖转入胞内， 也有助于将黄原胶的生物合成的前体物质转出胞 外，从而对黄 原 胶 的 生 物 合 成 产 生 显 著 影 响。因此，笔者认为专用型黄原胶和普通型黄原胶 的主要差异为 专 用 型 的 Ｃａ２＋ 和丙酮酸质量分数与 普通型的黄原有所区别。根据这些区别，可以在发 酵提取过程中 对 Ｃａ２＋ 的添加量和丙酮酸脱除条件 进行优化处理。

３ 结 论

酸性乳饮料是近年来发展比较迅速的饮料产 品，但其含有的酪蛋白在酸性条件下极易絮凝沉淀， 因此需要添加稳定剂。而黄原胶能给其带来良好的 口感，由于黄原胶无法单独稳定体系，需 要 和 ＣＭＣ 进行复配使用，不同的黄原胶产品复配后体系稳定 性不同。通过对不同黄原胶的各项指标进行测定， 找到了酸性乳饮料专用型黄原胶和普通型黄原胶的 主要差异为专 用 型 Ｃａ２＋ 质量分数和丙酮酸质量分 数都低于普通型的黄原胶。通过发酵体系的单因素 优化，寻找到了最佳的 ＣａＣＯ３ 添加量为０．２‰。通过 在提取过程采用正交实验优化，在ｐＨ３．５，温度７０ ℃，时间４ｈ获得黄原胶丙酮酸质量分数为３．１２％。 最终加入改性黄原胶的酸性乳饮料，稳定性较好，使 风味和稳定性均得到了保障。