林志榮

（中華全國供銷合作總社管理干部學(xué)院，北京 100032）

果蔬汁飲料是指在果蔬汁或濃縮果蔬汁中加入水、糖液、酸味劑等調(diào)制而成的清汁或濁汁制品，理想的果蔬汁飲料外觀要求清汁汁液清亮透明，濁汁有均勻的渾濁度，果粒懸浮均勻，無明顯分層現(xiàn)象。果蔬汁飲料由于新鮮天然、營養(yǎng)價值高、風(fēng)味良好而備受關(guān)注，市場占有率不斷提高，但因飲料體系穩(wěn)定性不佳，生產(chǎn)后在倉儲和銷售期易出現(xiàn)渾濁、沉淀或絮凝，如蘋果和葡萄等澄清汁常出現(xiàn)渾濁和沉淀，柑橘、番茄和胡蘿卜等渾濁汁常發(fā)生沉淀和分層，這是限制果蔬汁飲料加工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，引起了廣泛關(guān)注。

本文綜述了影響果蔬汁飲料穩(wěn)定性的主要因素，分析了飲料沉淀的原理，并從過濾澄清、均質(zhì)和添加增稠劑三個方面提出了相應(yīng)的解決措施，特別對幾種常用增稠劑的性能特點(diǎn)做了詳細(xì)介紹，以期為果蔬汁飲料穩(wěn)定性研究提供指導(dǎo)。

1 影響果蔬汁飲料穩(wěn)定性的因素

影響果蔬汁飲料穩(wěn)定性的主要成分是一些懸浮物和大分子物質(zhì)，如細(xì)小的果肉微粒、微生物、纖維、多酚類、蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等。飲料加工過程中果蔬細(xì)胞結(jié)構(gòu)在外力的作用下遭到破壞，進(jìn)而使這些大分子物質(zhì)存在于同一體系之中，在這個多元混合體系里，多酚、多糖、蛋白質(zhì)之間相互作用，會造成體系渾濁度的變化[1]。

1.1 多酚類物質(zhì)

酚類物質(zhì)氧化聚合反應(yīng)是引起果汁渾濁的原因之一。果蔬汁中所含的多酚類物質(zhì)主要有酚酸、原花色素、單寧、黃酮類、兒茶素類、二氫查耳酮類以及羥基肉桂酸和羥基苯甲酸等。果蔬在榨汁時，植物細(xì)胞破碎，在氧的參與下，多酚氧化酶和過氧化物酶與果蔬中的多酚類物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)生成醌，然后聚合成有色大分子物質(zhì)[2-3]，是影響果蔬汁飲料色澤和穩(wěn)定性的主要因素。

1.2 蛋白質(zhì)

果蔬汁中的蛋白質(zhì)常與多酚類物質(zhì)通過疏水鍵連接形成聚合物[4]，且聚合能力與蛋白質(zhì)和酚類物質(zhì)的種類、比例、溫度以及體系的pH 值等因素有關(guān)[5-6]。當(dāng)多酚類物質(zhì)和蛋白質(zhì)濃度很低時，二者形成的絡(luò)合物通常呈溶解狀態(tài)，但濃度高時，二者形成的絡(luò)合物隨濃度的增加產(chǎn)生渾濁甚至沉淀。薛思宇[7]探究了蘋果糖蛋白與兩種多酚之間的互作關(guān)系，結(jié)果表明兩種多酚體系中，綠原酸與槲皮素會降低彼此與糖蛋白的親和力，二者的加入幾乎不改變體系的渾濁度。丹寧酸的加入幾乎不改變糖蛋白與槲皮素的親和度，卻使體系渾濁穩(wěn)定性減弱。槲皮素的加入對“丹寧酸-蘋果糖蛋白”體系渾濁度影響不大。綠原酸與丹寧酸體系中，二者均增加彼此與糖蛋白的親和力，使體系渾濁度增加。

1.3 果膠

果蔬汁中的果膠物質(zhì)含量較高，果膠物質(zhì)一方面對果汁中殘存的果肉顆粒等細(xì)小懸浮物起保護(hù)作用，另一方面可與蛋白質(zhì)、酚類物質(zhì)、細(xì)胞壁碎塊等形成懸浮膠粒。這些膠粒物質(zhì)在果汁加工中，受熱處理或者添加電解物質(zhì)引起的電荷中和，可導(dǎo)致膠粒絮凝，果汁渾濁不清。Raei 等[8]發(fā)現(xiàn)果膠與乳清蛋白之間的相互作用在pH為3.5 時主要為靜電作用，果膠羧基基團(tuán)的負(fù)電荷與蛋白質(zhì)氨基基團(tuán)發(fā)生靜電交互作用形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，當(dāng)溶液pH 值發(fā)生變化或添加電解質(zhì)時，果膠和蛋白質(zhì)之間的靜電平衡被破壞，導(dǎo)致產(chǎn)生絮凝沉淀。趙光遠(yuǎn)等[9]發(fā)現(xiàn)果蔬汁中的果膠隨貯藏時間的延長及溫度的上升發(fā)生一定程度的降解，導(dǎo)致果汁體系黏度下降，出現(xiàn)分層、渾濁現(xiàn)象。

1.4 不溶性淀粉

不溶性淀粉含量較高的果蔬汁飲料易發(fā)生分層現(xiàn)象[10]。果蔬汁經(jīng)熱處理后，不溶性淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)槟z溶狀態(tài)，不能被超濾膜或過濾裝置所分離，經(jīng)澄清或濃縮后，大分子淀粉又重新出現(xiàn)，導(dǎo)致果蔬汁飲料出現(xiàn)二次渾濁。劉啟輝[2]探究蘋果的品種和成熟度對非濃縮還原蘋果濁汁穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明成熟度低時，非濃縮還原蘋果濁汁中不溶性淀粉含量高，果膠含量低，果汁中顆粒粒度較大，分布不均勻，濁度低且沉淀嚴(yán)重。

1.5 微生物

果蔬汁含有豐富的營養(yǎng)成分，容易被霉菌和酵母菌污染，最常見的是原輔料微生物超標(biāo)、果蔬汁飲料在加工過程中殺菌不徹底或殺菌后有微生物再污染。微生物在果蔬汁飲料中生長繁殖，分解果蔬汁中的果膠，導(dǎo)致果蔬汁飲料黏度下降，從而引起懸浮物沉淀；微生物在繁殖過程中產(chǎn)生的大量分泌物也是導(dǎo)致沉淀的原因之一。有研究表明，胡蘿卜汁在存放過程中微生物大量繁殖，產(chǎn)生沉淀。在20 kHz、750 W 超聲波條件下處理胡蘿卜汁2 min，可有效殺滅微生物[11]。

1.6 懸浮物

果蔬汁飲料中存在較多粗大的懸浮物，如細(xì)小的果肉、果實(shí)內(nèi)皮、纖維等，這些懸浮物在重力作用下將產(chǎn)生沉降，沉降過程中大顆粒拖帶小顆粒和膠體一起沉降，導(dǎo)致飲料分層沉淀。果蔬汁飲料中殘留有果膠酶，果膠在果膠酶的作用下逐步水解使果蔬汁介質(zhì)的黏度下降，這也是引起懸浮物沉淀的一個原因。

2 增強(qiáng)果蔬汁飲料穩(wěn)定性的方法

2.1 澄清和過濾

在果蔬汁飲料生產(chǎn)中，特別是清汁型果蔬飲料，常采用澄清或過濾的方式除去飲料中不穩(wěn)定的因素。

2.1.1 酶解澄清

利用果膠酶、淀粉酶或蛋白酶可除去果蔬汁中的淀粉、蛋白質(zhì)和果膠等大分子物質(zhì)，改善果汁色澤，防止渾濁產(chǎn)生。管章瑞等[12]在澄清柚子菊芋果蔬發(fā)酵飲料時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)果膠酶濃度0.08%、溫度55 ℃、澄清時間50 min 時，果蔬飲料的透光率達(dá)到85.8%。吳麗萍等[13]采用果膠酶、活性炭、蜂蜜和冷凍4 種方法防止柿子飲料返濁，結(jié)果發(fā)現(xiàn)濃度0.010%的果膠酶防返濁效果最好。黃春秋等[14]比較了果膠酶、羧甲基纖維素鈉（CMC）和食用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）試劑對辣木百香果復(fù)合液澄清效果的影響，結(jié)果表明果膠酶澄清效果最好，透光率高達(dá)93.18%。

2.1.2 超濾膜過濾

飲料加工過程中可根據(jù)顆粒大小，利用過濾或離心分離逐級除去懸浮物。超濾能有效保留果蔬汁飲料的營養(yǎng)和風(fēng)味，將果膠、蛋白質(zhì)、色素、微生物等大分子截留，從而使過濾和澄清一步完成。羅通彪等[15]發(fā)現(xiàn)20 nm 陶瓷膜柱對多糖的截留率為22.99%，對蛋白質(zhì)的截留率為98.41%，20 nm 陶瓷膜柱適用于桑果、桑葉、金銀花復(fù)合果汁飲料的澄清。甘元英等[16]利用復(fù)合超濾膜截留飲料中的微生物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在放置180 d 后其微生物指標(biāo)仍然符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3 澄清劑吸附

明膠、單寧、硅溶膠、膨潤土等澄清劑帶有一定的電荷，能與果蔬汁中帶電荷的果膠、多酚等物質(zhì)結(jié)合成絮狀沉淀。尤麗新等[17]發(fā)現(xiàn)用200 mg/L 明膠和100 mg/L 單寧澄清菠蘿梨復(fù)合飲料效果最佳；活性炭和PVP 是有良好吸附作用的惰性物質(zhì)，能有效吸附果蔬汁中的色素、蛋白質(zhì)和酚類物質(zhì)。王志清[18]研究PVP 對石榴汁澄清效果的影響，發(fā)現(xiàn)在1.2～1.8 g/L 的PVP、澄清溫度50～70 ℃、澄清時間12～24 h 的工藝條件下，石榴果汁濁度為10～11 NTU，果汁中的可溶性固形物含量和酸度基本不變。殼聚糖含有氨基和羥基的活性基團(tuán)，能與果蔬汁中帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)、纖維素、果膠等形成穩(wěn)定的膠體結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到澄清的目的。鞠春艷[19]利用殼聚糖澄清臭李子果汁，發(fā)現(xiàn)殼聚糖濃度0.7 g/L、澄清溫度58 ℃、澄清時間1.5 h 時，臭李子果汁的透光率為92.2%。

2.2 均質(zhì)

根據(jù)微粒沉降理論，飲料中懸浮物沉降的速度與微粒密度、大小及介質(zhì)的黏度有關(guān)[20]。均質(zhì)是使懸浮液體系中的微粒在擠壓、強(qiáng)沖擊的作用下進(jìn)一步細(xì)化、均勻化，所以均質(zhì)可以減小顆粒半徑、降低自身質(zhì)量、提高飲料的黏滯性、延緩沉降速度。果蔬汁飲料常通過均質(zhì)防止果肉分離和沉淀，均質(zhì)的效果與均質(zhì)的次數(shù)、溫度以及均質(zhì)壓力有關(guān)。劉雪君[21]發(fā)現(xiàn)在均質(zhì)壓力30 MPa、時間10 min、均質(zhì)3 次的條件下，薇菜渾濁飲料穩(wěn)定性最佳。目前常用的均質(zhì)設(shè)備有高壓均質(zhì)機(jī)、膠體磨等，一般微粒在1～2 μm之間有較好的穩(wěn)定效果。

2.3 添加穩(wěn)定劑

果蔬汁飲料的懸浮性問題及膠體微粒絮凝引起的二次沉淀，一直是困擾飲料生產(chǎn)的技術(shù)難題，目前主要是通過添加穩(wěn)定劑起到增稠和懸浮的效果。果蔬汁飲料中常用的懸浮穩(wěn)定劑主要有黃原膠、瓊脂、結(jié)冷膠、卡拉膠、CMC、果膠、瓜爾豆膠等，這些膠體特性各不相同，飲料工業(yè)中通常復(fù)配使用，以充分發(fā)揮膠體間的協(xié)同增效作用。

2.3.1 黃原膠

黃原膠是由黃單胞桿菌以碳水化合物為主要原料經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的一種微生物胞外多糖，在冷水中溶解性最強(qiáng)。黃原膠具有極高的黏度和增稠性，耐高溫和酸堿，且本身具有假塑性和觸變性，用于果蔬汁飲料不會產(chǎn)生黏質(zhì)基膠質(zhì)感，因此是被廣泛使用的懸浮和增稠膠體，但由于價格較高，且與多種穩(wěn)定劑能較好的兼容，一般都與其它膠體復(fù)配使用。馬寅斐等[22]發(fā)現(xiàn)添加0.012%黃原膠、0.05%CMC9 和0.015%結(jié)冷膠，芒果汁飲料均勻渾濁、口感黏稠、穩(wěn)定性優(yōu)。宋華靜等[23]選用0.15%羧甲基纖維素鈉和0.20%黃原膠作復(fù)合懸浮劑后，發(fā)現(xiàn)火龍果飲料的懸浮穩(wěn)定性和感官品質(zhì)較好。

2.3.2 結(jié)冷膠

結(jié)冷膠來源于少動鞘氨醇單胞菌的新型微生物多糖，根據(jù)分子中?；康牟煌?，可分為高酰基結(jié)冷膠和低?；Y(jié)冷膠。低?；Y(jié)冷膠在極低用量下具有極高的凝膠強(qiáng)度和透明度，其懸浮穩(wěn)定性是其它膠體不可比擬的，此外，由于其味釋放性好、假塑性強(qiáng)、耐高溫、耐酸、在較低pH 值下可單獨(dú)成膠，適合作酸性果蔬汁飲料的懸浮穩(wěn)定劑。梁曹雯等[24]研制南瓜型果肉飲料，發(fā)現(xiàn)0.14%的結(jié)冷膠和0.07%CMC 作復(fù)配增稠劑，果肉飲料懸浮穩(wěn)定性好。此外，低酰基結(jié)冷膠對Ca2+、Mg2+等二價離子高度敏感，可通過添加二價離子控制結(jié)冷膠形成的弱凝膠結(jié)構(gòu)，使其達(dá)到最佳穩(wěn)定效果[25]。

2.3.3 瓜爾豆膠

瓜爾豆膠由豆科植物瓜爾豆的胚乳研磨加工而成，是半乳糖和甘露糖聚合而成大分子物質(zhì)，是目前國際上最為廉價而又廣泛使用的親水膠體之一。瓜爾豆膠用于果蔬汁飲料中具有增稠和穩(wěn)定的效果，并使產(chǎn)品富有良好的滑膩口感，添加量為0.05%～0.5%。瓜爾豆膠本身不具有懸浮穩(wěn)定作用，但與黃原膠復(fù)配后可以形成空間弱凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有很好的懸浮穩(wěn)定性。易美君等[26]在紅樹莓薏米保健飲料的穩(wěn)定性研究中，選用0.09%黃原膠和0.03%瓜爾豆膠作為復(fù)合穩(wěn)定劑，飲料具有最佳的穩(wěn)定效果。飲料工業(yè)生產(chǎn)中要注意瓜爾豆膠的用量，過高時會帶有瓜爾豆特有的氣味，從而影響產(chǎn)品風(fēng)味。

2.3.4 果膠

果膠是從柑橘、檸檬、柚子等水果的果皮中提取的一種植物膠，以聚半乳糖醛酸為基本骨架的高分子多糖，分為高酯果膠（HMP）和低酯果膠（LMP）。低酯果膠對酸穩(wěn)定，pH 3.1 左右時凝膠強(qiáng)度和黏度最大，其黏度特性使果汁具有新鮮水果風(fēng)味，達(dá)到天然果汁的逼真效果；低酯果膠能與Ca2+結(jié)合形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[27-28]，具有良好的承托力和假塑性，使飲料懸浮穩(wěn)定且保持良好的流動性。趙瑾[29]發(fā)現(xiàn)選用3.0 g/L 的果膠和3.0 g/L 的CMC作穩(wěn)定劑，在20 MPa 條件下均質(zhì)2 次，可保持渾濁梨汁穩(wěn)定。

2.3.5 瓊脂

瓊脂是從海藻中提取的多糖體，懸浮穩(wěn)定性較好，但其穩(wěn)定效果受pH 值和溫度影響較大。pH 較低時，瓊脂凝膠強(qiáng)度和黏度較小，pH 6～11 時，溶液黏度最大，因此選擇合適的酸味劑和pH 值是瓊脂懸浮作用成敗的關(guān)鍵。以瓊脂-CMC 為懸浮劑主劑的飲料，溶液的流動性和穩(wěn)定性相對較好、透明且不易析出凝膠，表現(xiàn)出較好的組合協(xié)同性。謝志新等[30]發(fā)現(xiàn)添加0.05%的瓊脂、0.35%CMC 和0.1%黃原膠，蘆柑果汁紅柚砂囊復(fù)合懸浮飲料外觀透明、紅柚砂囊顆粒懸浮均勻、口感酸爽潤滑。劉永吉等[31]發(fā)現(xiàn)添加0.15 g 黃原膠、0.1 g 瓊脂和0.4 g CMC 時，懸浮型楊梅果粒飲料楊梅風(fēng)味鮮明、果粒懸浮均勻穩(wěn)定。劉笑茹[32]對紅菇蔦復(fù)合飲料加工工藝進(jìn)行了探索，結(jié)果表明黃原膠和瓊脂復(fù)合穩(wěn)定劑比為1∶1 時飲料品質(zhì)最佳。

2.3.6 卡拉膠

卡拉膠是從紅藻類海草中提煉出來的親水性膠體?？ɡz不耐酸和高溫，在酸性溶液中（尤其當(dāng)pH 值≤4.0）或高溫長時間加熱易發(fā)生水解，凝膠強(qiáng)度和黏度下降，一定程度上影響了其懸浮穩(wěn)定性，通常與其他膠體復(fù)配使用。施伽等[33]研究發(fā)現(xiàn)，相比黃原膠和果膠，添加0.1%I-卡拉膠的刺梨果汁飲料穩(wěn)定性更好。羅昱等[34]研究發(fā)現(xiàn)添加0.09%穩(wěn)定劑（黃原膠∶卡拉膠=1∶2）制備得到的渾濁型無籽刺梨果汁口味醇和、組織均勻、穩(wěn)定性好。劉雪君[21]通過試驗發(fā)現(xiàn)黃原膠和卡拉膠配比為7∶3 時，薇菜渾濁飲料穩(wěn)定性最好。

2.3.7 CMC

CMC 是天然纖維素與苛性堿及一氯醋酸反應(yīng)后制得的一種陰離子型纖維素膠，具有水溶性好、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、耐酸等特點(diǎn)，一般與其它膠體復(fù)配使用。任婧楠等[35]對果汁型橙汁囊胞飲料的懸浮穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明添加了羧甲基纖維素鈉的復(fù)合增稠劑（0.15%CMC+0.2%黃原膠+0.1%果膠或0.1% CMC+0.05%黃原膠+0.1%瓊脂）的果汁型橙汁囊胞飲料懸浮效果良好，且為非牛頓流體，具有假塑性流體特征。

良好的果蔬汁飲料有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，且滋味柔和協(xié)調(diào)、無異味。不同的果蔬汁飲料，消費(fèi)者對產(chǎn)品的口感和稀稠度要求也不同。對于清爽型飲料，如橙汁、葡萄汁等，在穩(wěn)定劑的選用上盡量選用假塑性好、黏度不高的膠體；而對于芒果混濁型的果汁體系，可以選用黏度稍高的膠體。

3 結(jié)論與展望

果蔬汁飲料是一個復(fù)雜的體系，各類大分子是形成沉淀的主要物質(zhì)，這些物質(zhì)受飲料體系的pH 值、溫度、離子強(qiáng)度等因素的影響，因此在飲料制作過程中應(yīng)選擇適宜的工藝條件，如采用熱溶膠、冷配料、后酸化、超高溫瞬時滅菌及快速冷卻的工藝路線來降低穩(wěn)定劑的酸熱降解。目前，為了更高效地解決果蔬汁飲料穩(wěn)定性的問題，開發(fā)耐酸熱降解、凝膠溫度點(diǎn)高、不影響飲料風(fēng)味的新型膠體以及研究各種膠體的有機(jī)復(fù)配是果蔬汁飲料穩(wěn)定性研究的發(fā)展方向，同時穩(wěn)定劑的作用機(jī)理還需要更加深入的研究，只有全面掌握穩(wěn)定劑的性質(zhì)、作用機(jī)理，才能充分發(fā)揮其作用。