植物蛋白饮料是一个复杂的蛋白质胶体系统, 也是一个热力学上不稳定的体系, 该体系中包括由蛋白质形成的悬浊液、由脂肪形成的乳浊液, 以及由糖、盐等形成的真溶液。
因此, 植物蛋白饮料在生产储藏期间, 易出现蛋白质变性、沉淀, 脂肪上浮等现象, 导致体系产生分层、絮凝、聚结等, 会显著地降低产品品质。植物蛋白饮料的稳定性受多种因素的影响, 但总体而言,主要包括化学、物理和微生物3方面因素。
01 物理因素
1.1 温度
温度是导致蛋白质变性的常见因素,并进而影响到植物蛋白饮料的稳定性,且低温和高温都能够导致蛋白质的变性。当原料贮存在温度0℃以下, 即导致蛋白质发生变性,这可能与蛋白质的疏水相互作用有关,引起了某 些官能团的解离和重排。
高温时,分子间会产生剧烈运动,稳定蛋白质高级结构的键(如疏水相互作用、静电相互作用) 易于被打断, 蛋白质的疏水基团从内部暴露出来, 蛋白质与水分子的相互作用减弱,蛋白质溶解度下降。
因此,在满足生产要求下,生产过程中应尽量缩短加热时间,杀菌后迅速冷却, 以及提高蛋白质与脂类的相互作用,有利于减小蛋白质的变性程度,以提高产品的稳定性。
1.2 粒度大小
植物蛋白饮料稳定性与分散相的粒度大小密切相关。斯托克斯定律显示, 粒子沉降或上浮的速度与粒子半径的平方呈正比关系。
粒度越大,越容易因重力的作用而沉淀析出。但当粒子直径小于0.2μm时, 微粒在溶液中产生布朗运动,这有利于溶液的稳定。
根据斯托克斯定律,对特定植物蛋白饮料而言,粒子密度是常量;介质密度和粘度变化小,也可视为常量。
因此,植物蛋白饮料粒子粒度越大,其沉降速度也就越大。植物蛋白饮料中的非酸败沉淀分层,大部分是由其粒子直径大,沉降速度加快,沉降平衡被破坏而引起的。
02 微生物因素
通常微生物是植物蛋白饮料稳定性的重要影响因素之一。非发酵植物蛋白饮料中,若不杀菌, 微生物极易导致产品的腐败变质, 引起植物蛋白饮料腐败变质的常见细菌有假单孢菌属、变形杆菌属、梭状芽孢杆菌属等。
为避免微生物所导致的破坏, 可采取的措施是, 加强植物蛋白饮料生产过程中的质量控制和卫生管理, 规范杀菌工艺。
在商业生产中,植物蛋白饮料生产中若杀菌不彻底,在适宜温度条件下,微生物则会生长繁殖,导致产品腐败变质;若杀菌时温度过高或杀菌时间过长,则可能导致蛋白质变性、脂肪氧化,致使产品黏度下降、稳定性变差, 以及色泽变暗。
为保证产品的安全性,不得不牺牲其色泽等感官品质,同时,为保证产品的稳定性,通常需加入羧甲基纤维素钠等稳定剂。
目前,常见的发酵型植物蛋白饮料是乳酸菌发酵产品。乳酸菌类微生物主要是将碳水化合物发酵,生成乳酸。
由于淀粉、不溶性碳水化合物的存在会降低产品的稳定性,从这方面看, 乳酸菌发酵有利于植物蛋白饮料的稳定性。
另一方面,乳酸的生成导致产品pH的降低, 这可能会导致蛋白质结构的改变, 而促使发生沉淀。
03 结论与展望
植物蛋白饮料以其含有丰富蛋白质和氨基酸,适量的不饱和脂肪酸, 不含或含有较少的胆固醇, 营养成分全面合理等特点,越来越受消费者欢迎。
近年来,我国植物蛋白饮料取得了长足的进步。然而,在整个饮料市场植物蛋白饮料其占有率仍然不足,且市场总体容量偏低,远远落后于果汁类、茶类、碳酸类饮料；此外,目前植物蛋白饮料市场几乎完全被豆奶、核桃乳、杏仁露、椰汁、花生乳等5个种类所占有, 大力开发其他种类植物蛋白饮料,如玉米蛋白饮料、马铃薯蛋白饮料等,丰富产品种类,并拓展植物蛋白饮料的范围和扩大市场容量势在必行。
多种类植物蛋白饮料的开发有利于提高农产品的精深加工层次和附加值,不仅能够满足人们多口味和喜好的需求,而且对提高农民收入,解决三 农问题具有现实意义。
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