变性淀粉对酸奶体系中酪蛋白胶束稳定作用的研究进展
王冠群;崔波;檀琮萍;李天铎
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【摘 要】酸奶产品在长期存放过程中,由于体系的不稳定性,会出现结块、絮凝、分层等现象,主要原因是酸奶中的主要成分酪蛋白絮凝而使体系失稳。变性淀粉可用于酸奶产品中作为乳化稳定剂。在酸奶的低pH值条件下,变性淀粉吸附于酪蛋白上,产生的静电排斥作用和空间位阻作用而使体系稳定。本文综述了酪蛋白在酸奶体系中稳定的机理作用,以及所添加的变性淀粉发挥的作用并提出了展望,期望可以完善酸奶体系稳定性的认识,为乳化稳定剂的作用提供理论指导。%In the process of long-term storage of yogurt products,due to system instability,there will be lumps,flocculation,layered and so on,mainly becau the main ingredient in yogurt which is cain will be flocculation leading to the system losing stability.Modified starch can be ud as emulsion stabilizer in yoghurt products.Modified starch can be adsorbed on the cain,in the low pH value of the yoghurt conditions,which is producing electrostatic repulsion and steric effect and afterwards this can lead to system stability.This article reviews that the mechanism of action of stability of the cain is in the y
oghurt products,and the added of modified starch is effecting in the yoghurt and will be making the prospect.Expect to improve the understanding of the stability of the system of yogurt products,which can be to provide the role of emulsion stabilizer for the theoretical guidance.芳华电影剧情介绍
【期刊名称】《山东轻工业学院学报（自然科学版）》
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【年(卷),期】2012(026)002
【总页数】4页(P11-14)
【关键词】酸奶体系;变性淀粉;酪蛋白;稳定作用
【作 者】王冠群;崔波;檀琮萍;李天铎
【作者单位】山东轻工业学院山东省轻工助剂重点实验室,山东济南250353 山东轻工业学院农产品加工研究所,山东济南250353;山东轻工业学院山东省轻工助剂重点实验室,山东济南250353 山东轻工业学院农产品加工研究所,山东济南250353;山东轻工业学院山东省轻工
助剂重点实验室,山东济南250353 山东轻工业学院农产品加工研究所,山东济南250353;山东轻工业学院山东省轻工助剂重点实验室,山东济南250353
【正文语种】中 文
【中图分类】酸辣鸡人像艺术摄影Q939
Abstract:In the process of long－term storage of yogurt products，due to system instability，there will be lumps，flocculation，layered and so on，mainly becau the main ingredient in yogurt which is cain will be flocculation leading to the system losing stability.Modified starch can be ud as emulsion stabilizer in yoghurt products.Modified starch can be adsorbed on the cain，in the low pH value of the yoghurt conditions，which is producing electrostatic repulsion and steric effect and afterwards this can lead to system stability.This article reviews that the mechanism of action of stability of the cain is in the yoghurt products，and the added of modified starch is effecting in the yoghurt and will be making the prospect.Expect to improve the understanding of the stability of the system of yogurt products，which can be to provide the role of emulsion stabilizer for
the theoretical guidance.
Key Words:yogurt system;modified starch;cain;stability.
酸奶是以新鲜的牛奶为原料，经过高温灭菌后再向牛奶中添加有益菌(保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌)，经发酵后，再冷却灌装的一种牛奶制品。酸奶不但保留了牛奶的所有优点，而且某些方面经加工过程还扬长避短，成为更加适合于人类的营养保健品。酸奶制品不但能够提高食物的消化率，还能提高肠胃的蠕动性，促进脂类及各种矿物质元素的吸收，而且能增强抗感染能力，降低血液胆固醇和血胺浓度。此外，其中的乳酸菌还具有抗肿瘤、抗变异和调节肠道微生物的作用［1］。但是，酸奶制品常常出现黏稠度低、组织状态粗糙、口感差、乳清析出等不良现象，故酸奶制品加工过程中往往添加特定的稳定剂或增稠剂以改善酸奶制品的品质，提高酸奶制品的黏稠度并改善其质地状态与口感，防止成品乳清析出，并改善酸奶结构［2］。
酪蛋白胶束是酸奶中的主要成分。酪蛋白胶束在牛乳正常pH值6.7条件下，可稳定存在于牛乳体系中，以酪蛋白－磷酸盐聚合体形式存在，水力学半径为40～300 nm［3］。但当pH值逐渐降低时，会发生絮凝而使体系稳定性缺失。而酸奶的pH值在4.0～4.6之间，酪蛋
白的等电点pl为4.6(会发生絮凝)。因此，在酸奶体系中应当加入乳化稳定剂(例如果胶、结冷胶、变性淀粉等)维持体系稳定。在低pH值条件下，乳化稳定剂会吸附在酪蛋白上，由于其相互作用而产生静电排斥作用和空间位阻作用而使酸奶体系稳定。并且，乳化稳定剂的存在，可以支持酸奶中酪蛋白的弱网络结构，也对体系有稳定作用［4］。综治维稳工作
天然淀粉在食品工业中的应用越来越广泛，变性淀粉是在原淀粉固有的特征基础上，通过物理、化学或酶改性处理，改变淀粉天然性质，使其更适合现代食品工业加工的要求。因此，变性淀粉的应用更加广泛，具有耐酸、耐热、抗剪切等性能的变性淀粉更适应现代生产工艺的要求。部分变性淀粉耐酸碱、耐高温性较好，适于做pH 3.0～10.0之间各种酸碱性和120℃以下高温处理的食品物料中的添加剂。变性淀粉作为增稠剂、悬浮剂、稳定剂，能代替果胶、结冷胶等原有的稳定剂和增稠剂，已成功地应用于食品工业生产中［4，5］。
乐谷卫浴酪蛋白是牛奶中的主要蛋白质，由α-、β-、γ-和κ-酪蛋白四种形式组成，其氨基酸组成和电泳行为有所不同。营养价值较高，经酸化或凝乳酶处理后沉淀［5］。α-和β-酪蛋白有较多的丝氨酸被磷酸化，形成钙结合位点。酪蛋白是一种大型致密、具有一定硬度难分解的凝乳。
在酸奶中，酪蛋白占其总量的80%～85%，是一类含磷蛋白质，由αs1-、αs2-、β-、和κ-酪蛋白组成［6］，αs1-、αs2-和β-酪蛋白在内部组成酪蛋白的亚胶束的核心，κ－酪蛋白附着在亚胶束的表面，进一步结合磷酸钙形成胶束。κ－酪蛋白具有疏水的N－端和亲水的C－端，其中C－末端不能与其它酪蛋白通过磷酸钙作用而延伸到连续相中，构成酪蛋白胶束的“聚电解质刷”(thepolyelectrolyte brush)［7］。酪蛋白胶束由于胶束表面的κ－酪蛋白形成的毛发层(聚电解质刷)而在牛乳正常pH值(6.7)下保持稳定［8］。如果降低pH值达到酪蛋白胶束的等电点(4.6)，这种毛发状结构的电荷分布就会发生改变(由负电荷变为正电荷)，静电斥力减小，于是胶束产生凝聚趋向，最后形成凝胶。
一般认为，酪蛋白胶束的稳定性存在是由于酪蛋白胶束之间存在的静电排斥和空间位阻相互作用的原因。然而，酸奶pH值(4.0～4.6)正处于酪蛋白的等电点(pI约为4.6)(pH＜pI)［9］。此时，酪蛋白胶束的磷酸钙发生溶解，胶束表面的κ－酪蛋白发生坍塌，表面ξ－电势降低，胶束表面电荷由负电荷(pH值为6.8左右)变为正电荷(pH值为4.0左右)，从而导致酪蛋白胶束间的静电排斥作用减弱［10］。表面κ－酪蛋白的塌陷也使“聚电解质刷”的作用力消失，其空间位阻作用也降低［11］，随之，酪蛋白发生絮凝。
原淀粉作为增稠稳定剂会使酸奶有糊口感，且体态粗糙，低温储藏后会出现老化现象。变性淀粉的出现恰恰可以弥补以上稳定剂的不足。应用于酸奶的系列变性淀粉是在原淀粉的基础上引入交联键和亲水基团，改变其糊化、溶胀、凝沉和冻融等特性。原淀粉颗粒间各分子是通过氢键结合在一起，交联后淀粉中交联酯键的强度远高于氢键，并增大了淀粉的分子量，增强并保持了氢键，其作用如同分子间的桥梁，使得淀粉胶体分散系对热、酸和机械作用具有较强的抵抗力［8］，对于酸奶的定黏度、保持体态、改善口感和外观、减轻乳清析出，延长保质期都有很好的作用。变性淀粉由于经过交联变性耐机械剪切能力较强，可以保持完整的颗粒结构，有利于维持酸奶的粘度和体态。
变性淀粉在酸奶生产中的基本功能是保水性和提高产品的黏度稳定性。一般来说，变性淀粉在酸奶中一般是和酪蛋白结合反应，提高酸奶体系的水合能，还能和酪蛋白分子形成稳定的网络结构，从而限制水分子的自由移动。
对酪蛋白来说，当pH＞pI时(牛乳正常pH值6.7)，蛋白质呈现阴性，带负电荷。酪蛋白所带的大量负电荷增强了酪蛋白－酪蛋白之间静电排斥作用，也使得酪蛋白－脂肪、乳清蛋白等正电基团间的相互作用减弱，使牛乳体系稳定。当pH＜pI时(酸奶体系pH值4.0)，酪蛋白
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呈现阳性，带正电荷［9］。在酸奶体系中，因为pH值的降低，带正电荷的变性淀粉可以通过静电作用与酪蛋白发生吸附作用，形成变性淀粉－酪蛋白胶束，防止κ－酪蛋白在表面层的塌陷，维持胶束在酸奶体系中的稳定性。而且变性淀粉具有更好的溶胀性，吸附在酪蛋白表面，形成酪蛋白－多糖复合物胶粒，其胶粒表面的亲水性物质通过永久偶极和氢键的作用，使乳清中的水分子在胶粒表面形成更加稳定的水化层，防止分层、析出。
变性淀粉－酪蛋白复合物(蛋白质－多糖类结构)中2种大分子以共价键结合，体系温度、pH值、离子强度的改变对这种结合没有太大的影响，因而复合物能在高离子强度、较高及较低pH值、高温条件下保持较高的稳定性，并具有理想的乳化、稳定性能，大量的试验结果也说明了这一点。另外，研究还发现，多糖的链长，蛋白质分子结合的多糖分子数不同，配比的反应底物以及反映时间等因素都会影响复合物的稳定性能［12］。因此，具有长链的变性淀粉比短链的果胶、结冷胶等稳定剂的稳定效果更加显著。具有理想乳化稳定性能的变性淀粉－酪蛋白复合物中应有足够的变性淀粉结合以提高复合物的溶解度和提供空间位阻，同时应保持复合物中酪蛋白分子表面的κ－酪蛋白侧链具有一定的疏水性，以便复合物能快速且紧密地吸附。
Cucheval A等［13］通过含果胶的酸性牛奶的扩散光谱分析，得出结论是，当果胶加入到酸奶体系中，在浓度接近于酪蛋白胶束的半覆盖时，带负电荷的聚合物和钙离子相互作用是可见的。进一步的证据表明沉淀多糖的总量与钙离子有直接关系，这显这表示，聚合物的加入可以改变胶体中钙离子的平衡。这与变性淀粉与酪蛋白吸附是一致的，需要保持酪蛋白中κ－酪蛋白一定的疏水性，以便形成更加稳定的网络结构，以及水化层。
