CN113430237A - 一种酸性乳饮料专用速溶黄原胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物技术领域，公开了一种酸性乳饮料专用型速溶黄原胶的制备方法，包括：采用黄原胶发酵过程中钙离子的减少；提取过程中对发酵液进行调酸保温处理；提取液处理后加入乙醇进行沉淀，多次洗涤后烘干，获得黄原胶粉末；黄原胶粉末加入适量的麦芽糊精后，在沸腾干燥中采用表面活性剂作为粘合剂，最终获得酸性乳饮料专用型速溶黄原胶产品。利用本发明提供的方法制备的产品在酸性乳饮料体系中能稳定使用，同时兼顾速溶效果，减少搅拌匀浆的时间，生产工艺绿色环保、成本小、能耗低，适合大规模工业化生产，市场前景广阔。

Description

一种酸性乳饮料专用速溶黄原胶的制备方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种酸性乳饮料专用型速溶黄原胶的制备方法。

技术背景

黄原胶(Xanthan gum，XG)又称黄胶、汉生胶，是一种自然多糖和重要的生物高聚物，由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌以淀粉等为主要原料，经生物工程技术好氧发酵产生的。黄原胶具有安全、无毒，低浓高粘，具有良好的触变性、增稠性、乳化稳定性，以及对酸、碱、盐的高度稳定性等优点，目前是国际上公认的性能最优越的生物胶。其在食品、医药、日用化工、农业和石油开采等领域得到广泛应用。

近年来，随着我国人民生活水平的不断提高、健康意识的不断加强，乳制品市场日益壮大。酸奶以其独特的营养和风味风靡全世界，在国外占据乳制品行业80％的市场份额，但因其价格比较贵在我国的市场占有率不到20％。酸性乳饮料酸甜适中，爽滑可口，不仅保留了酸奶的特殊风味，还具备了酸奶的大部分营养和功能，且价格适中，因而在我国深受广大消费者的青睐，特别是少年儿童，在我国液态乳市场上迅速占据了相当的份额，并且每年保持20％左右的增长速率。酸性乳饮料是一种以鲜奶、复原奶和豆奶为主要原料，添加其他甜味剂、稳定剂、香精和色素等辅助原料，利用活性菌进行乳酸发酵或直接添加果汁、食品酸等(乳酸、苹果酸和柠檬酸等)辅助原料调配获得的pH介于3.8到4.2、低于酪蛋白的等电点4.6，蛋白含量大于1％的含乳饮料。

在实际生产中，稳定酸性乳饮料最常用的稳定剂以羧甲基纤维素CMC价格最低廉，因而其在我国酸性乳饮料工业中得到了广泛的应用。虽然CMC单独应用可以达到稳定产品的目的，但是产品的口感和风味释放不好。而黄原胶在酸性乳饮料中应用可以给产品带来爽滑的口感，所以生产厂家通常将它和CMC复配用于酸性乳饮料产品。但是在CMC基础上添加黄原胶后，产品的稳定性可能会比单独添加CMC时变差。这个问题给生产厂家选择该复配配方带来麻烦，限制了黄原胶在酸性乳饮料产品中的应用。

另外黄原胶在实际应用中还存在溶解方面的问题。黄原胶的溶解过程与其他高聚物有共同之处。高聚物的溶解过程经历两个阶段，首先是溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体积膨胀，即溶胀过程，然后才是高分子均匀分布在溶剂中，达到完全溶解。然而黄原胶在溶解过程中会有“鱼眼”现象的产生：即胶体在水中，颗粒表面由于水溶胀而形成胶质层，此时分子链并未形成能自由运动的无规线团。胶质层的形成延缓并阻碍水分子向胶团内部渗透，并且使颗粒之间发生胶结而成块状，形成表面是初期冻胶而内部却是干芯的大团块，使胶分子在水中溶胀与溶解速度降低。溶解速度降低也会导致黄原胶分子释放速度变慢，从而和乳饮料中的酪蛋白络合速度变慢，影响整个体系的稳定性。

中国专利技术“CN102524394A”公开了一种适用于酸性乳饮料的黄原胶加工工艺，该工艺制备的产品能应用于酸性乳饮料中，但是仍然存在速溶方面的问题。中国专利技术“CN103074408A”公开了一种速溶黄原胶的生产方法，该工艺制备的产品尚不能应用于酸性乳饮料中，但是仍在速溶方面做出了贡献。

CMC和少量黄原胶复配可以使酸性乳饮料变得更稳定或更不稳定，这主要依赖于黄原胶的来源。所以，黄原胶可以用来和CMC进行复配以此对酸性乳饮料的稳定，同时，其可以改善产品的质构和提供给产品爽滑的口感。只是，因为国内外各厂家因原料及加工工艺不同.生产的黄原胶的性质也千差万别，黄原胶来源格外重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种酸性乳饮料专用型速溶黄原胶的制备方法，以本发明所提供的工艺制备黄原胶产品，可以显著提高与CMC复配后酸性乳饮料中应用的稳定性，同时速溶效果好，减少搅拌和均质时间。

本发明主要通过如下技术方案来实现的：

一种酸性乳饮料专用速溶黄原胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤1)黄原胶发酵，步骤2)黄原胶提取，步骤3)制备速溶黄原胶。

进一步地，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1)黄原胶发酵：在发酵罐中打入发酵培养基，降温27℃时，将种子罐中的种子液打入发酵罐中，27℃发酵培养72小时，通过氢氧化钠添加装置控制pH在6.0，发酵培养时间为72小时，获得发酵液；

步骤2)黄原胶提取：采用酸将发酵液的pH调节为3.5-4.5，保温罐升温到70-90℃，保温4-6h，按照发酵液2-4倍的比例加入95％的酒精，混合20-30min，使黄原胶多糖呈纤维状沉淀析出，将沉淀泵入离心机进行固液分离，分离的废酒精液回收，分离的多糖纤维再次用酒精进行脱水处理，处理后泵入离心机进行固液分离，得到纤维状物料，经挤压脱水后在真空条件下70℃干燥，粉碎；

步骤3)制备速溶黄原胶：粉碎后的粉末与10％重量份的麦芽糊精干粉充分混合后，输送到沸腾干燥器中，将吐温80与水按照1:(5-20)的体积比例混合，最终喷入的重量比例为黄原胶粉末的3-10％，得到酸性乳饮料专用型速溶黄原胶。

优选地，所述步骤3)中，吐温80与水按照1:10的体积比例混合。

优选地，所述步骤3)制备速溶黄原胶，包括如下步骤：粉碎后的粉末与10％重量份的麦芽糊精干粉充分混合后，输送到沸腾干燥器中，将吐温80与水按照1:10的比例混合，最终喷入的重量比例为黄原胶粉末的5％，得到酸性乳饮料专用型速溶黄原胶。

优选地，所述步骤2)中，采用盐酸将发酵液的pH调节为4.0。

优选地，所述步骤2)中，保温温度80℃，保温时间6h。

本发明还要求保护上述的制备方法制备的酸性乳饮料专用型速溶黄原胶。

本发明还要求保护所述的酸性乳饮料专用型速溶黄原胶在生产饮料中的应用。

优选地，所述应用为：黄原胶和CMC复配使用。

更优选地，所述黄原胶和CMC的质量比为1:2-4。

与现有技术相比，本发明具有但是并不限于以下优点：

(1)本发明提供的一种酸性乳饮料专用型速溶黄原胶的制备方法，制备的黄原胶应用效果好，与CMC复配不会造成酸性乳饮料沉淀等现象出现。

(2)本发明得到的黄原胶产品能速溶于酸性乳饮料体系中，减少了酸性乳饮料的搅拌和均质时间。

(3)本发明改进了发酵和提取工艺，减少了钙离子的人为添加，增强了本发明获得的黄原胶产品在酸性乳饮料中应用。

(4)本发明通过控制各环节工艺参数与环节，达到制备黄原胶产品溶解性能可控的目的，制成的不同规格产品可用于不同配方的酸性乳饮料配方中。

(5)本发明采用酒精沉淀工艺，提取条件温和，工艺操作简单，高效低耗，实现原料的充分利用，实现溶剂的全部回收再利用，无“三废”排放，是典型的绿色生产工艺。

(6)本发明通过酒精脱水工艺，添加麦芽糊精以及喷洒吐温80水溶液，制得黄原胶性能更加优异，与CMC复配使用，能够提高表观粘度，降低离心沉降率，并且无分层和水析出现，组织状态较好

附图说明

图1：不同类型和浓度的黄原胶与CMC复配对酸性乳饮料离心沉降率的影响。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种酸性乳饮料专用型速溶黄原胶的制备方法，其具体包括如下步骤：

(1)发酵：在发酵罐中打入已配好的发酵培养基，采用实消，温度120℃，压力0.11MPa，时间30min，降温27℃时，将种子罐中的种子液打入发酵罐中，27℃培养72小时，通过氢氧化钠添加装置控制pH在6.0，72小时候停止发酵，获得发酵液。

(2)提取：采用盐酸调节pH，将发酵液调节pH4.0，保温罐升温到80℃，保温6h，按照发酵液3倍的比例加入95％的酒精，混合20min。使黄原胶多糖呈纤维状沉淀析出，将沉淀物料泵入离心机进行固液分离，分离的废酒精液回蒸馏塔储罐，分离的多糖纤维再次用95％的酒精进行脱水处理，处理后泵入离心机进行固液分离的纤维状物料经挤压脱水后在真空条件下70℃干燥。粉碎。

(3)粉碎后的粉末与10％的麦芽糊精干粉充分混合后，输送到沸腾干燥器中，将吐温80与水按照1:10的比例混合，最终喷入比例为黄原胶干粉5％。进风温度为70℃，喷雾压力0.2MPa。最终获得酸性乳饮料专用型速溶黄原胶产品。

实施例2

一种酸性乳饮料专用型速溶黄原胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)发酵：在发酵罐中打入已配好的发酵培养基，采用实消，温度120℃，压力0.11MPa，时间30min，降温27℃时，将种子罐中的种子液打入发酵罐中，27℃培养72小时，通过氢氧化钠添加装置控制pH在6.0，72小时候停止发酵，获得发酵液。

(2)提取：采用盐酸调节pH，将发酵液调节pH3.0，保温罐升温到60℃，保温12h，按照发酵液4倍的比例加入85％的酒精，混合20min。使黄原胶多糖呈纤维状沉淀析出，将沉淀物料泵入离心机进行固液分离，分离的废酒精液回蒸馏塔储罐，分离的多糖纤维再次用95％的酒精进行脱水处理，处理后泵入离心机进行固液分离的纤维状物料经挤压脱水后在真空条件下80℃干燥。粉碎。

(3)粉碎后的粉末与5％的麦芽糊精干粉充分混合后，输送到沸腾干燥器中，将吐温80与水按照1:20的比例混合，最终喷入比例为黄原胶干粉3％。进风温度为80℃，喷雾压力0.3MPa。最终获得酸性乳饮料专用型速溶黄原胶产品。

实施例3

利用酸性乳饮料常规配方研究不同黄原胶来源对体系稳定性的影响样品用量20kg，其中30％鲜奶、lO％白砂糖、1％植物蛋白、CMC若干，余量为水，按照常规方法制备酸性乳饮料，柠檬酸调节pH为4.0，灭菌，制得。

离心沉淀率的测定

在有刻度的离心管中，准确加入配制好的饮料10mL，然后在3000rpm的离心机中离心1Omin，弃去上清液，准确称取沉淀物重量，利用下面公式计算沉淀率。

沉淀率％＝沉淀物(g)/饮料量(g)×100％。

粘度的测定

样品制备24h后，在室温下用粘度计检测表观粘度。

首先通过浓度梯度试验确定CMC的添加量，分别选择8个浓度的添加量。具体各指标见表1：

表1

CMC添加量％	表观粘度(mPa.s)	离心沉降率％
			0.10	2.1	2.07
0.15	3.3	1.91
			0.20	4.5	1.82
0.25	5.3	1.64
			0.30	5.9	1.55
0.35	6.3	1.46
			0.40	6.5	1.43
0.45	6.6	1.41

可见，单独使用CMC，酸性乳饮料的稳定性较差，随着CMC添加量的增加有所缓解，当添加量高于0.35％后，酸性乳饮料的稳定性提高并不显著，综合考虑成本等因素，选择CMC的添加量为0.35％。

二、不同类型和浓度的黄原胶与CMC复配对酸性乳饮料稳定性能的影响。

1、黄原胶类型。

实验组：实施例1；

对照1：不采用酒精脱水，其余同实施例1；

对照2：不添加麦芽糊精，其余同实施例1；

对照3：不添加吐温80，其余同实施例1；

对照4：采用CN102524394A制备的产品。

2、黄原胶添加量：0.05％,0.10％,0.15％,0.20％,0.25％,0.30％；CMC的添加量为0.35％。

如图1所示，横向观察，随着黄原胶添加量的增大，离心沉降率逐步降低，添加量0.15％左右，离心沉降率最低，继续增加黄原胶的添加量，对沉降率的影响并不大；而且黄原胶用量过高时(0.3％)，通过观察发现，饮料的稳定性变差，出现轻微分层和水析，并且有明显的沉淀出现；选择黄原胶添加量为0.15％时，无分层和水析，组织状态良好，无沉淀；纵向观察，与对照1-4相比较，实验组通过酒精脱水工艺，添加麦芽糊精以及喷洒吐温80水溶液，制得黄原胶性能更加优异，与CMC复配使用，能够提高表观粘度，降低离心沉降率，并且无分层和水析出现，组织状态较好，优于对照1-4。

以上列举的仅是本发明的一部分最佳具体实施例，而不是全部的实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种酸性乳饮料专用速溶黄原胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤1）黄原胶发酵，步骤2）黄原胶提取，步骤3）制备速溶黄原胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1）黄原胶发酵：在发酵罐中打入发酵培养基，降温27℃，将种子罐中的种子液打入发酵罐中，27℃发酵培养，通过氢氧化钠添加装置控制pH在6.0，发酵培养时间为72小时，获得发酵液；

步骤2）黄原胶提取：采用酸将发酵液的pH调节为3.5-4.5，升温到70-90℃，保温4-6h，按照发酵液2-4倍的体积比例加入95%的酒精，混合20-30min，使黄原胶多糖呈纤维状沉淀析出，将沉淀泵入离心机进行固液分离，分离的废酒精液回收，分离的多糖纤维再次用酒精进行脱水处理，处理后泵入离心机进行固液分离，得到纤维状物料，经挤压脱水后在真空条件下70℃干燥，粉碎；

步骤3）制备速溶黄原胶：粉碎后的黄原胶粉末与10%重量份的麦芽糊精干粉充分混合后，输送到沸腾干燥器中，将吐温80与水按照1:（5-20）的体积比例混合，最终喷入的重量比例为黄原胶粉末的3-10%，得到酸性乳饮料专用型速溶黄原胶。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中，吐温80与水按照1:10的体积比例混合。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）制备速溶黄原胶，包括如下步骤：粉碎后的黄原胶粉末与10%重量份的麦芽糊精干粉充分混合后，输送到沸腾干燥器中；将吐温80与水按照1:10的比例混合，喷入到沸腾干燥器的重量比例为黄原胶粉末的5%，得到酸性乳饮料专用型速溶黄原胶。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中，采用盐酸将发酵液的pH调节为4.0。

6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中，保温温度80℃，保温时间6h。

7.按照权利要求1-6任其一所述的制备方法制备的酸性乳饮料专用型速溶黄原胶。

8.权利要求7所述的酸性乳饮料专用型速溶黄原胶在生产饮料中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用为：黄原胶和CMC复配使用。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述黄原胶和CMC的质量比为1:2-4。

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