含酒精乳制品饮料配方中的稳定性研究

牛奶蛋白中大约80%是酪蛋白（包括as-，B-，Y-，K-酪蛋白），同时酪蛋白酸钠也是食品工业中最常用的一种蛋白质乳化剂和蛋白质强化剂。酪蛋臼在水溶液中的性质以及在油-水界面的性质已广为人知；但是在含有酒精的溶液中，对它物化性质的报道还不多见。乳状液稳定性的测量方法有很多种，如光散射法1）、浊度法（1）、电导率测定法[3）、测定乳状液底部脂肪含量法[16）等。乳状液体系中，由于分散相和连续相之间密度的差异，脂肪粒子会因此而上浮或下沉，这样乳状液体系中底部的脂肪浓度在经历一定时间后会发生改变（降低或增加），因此，测定乳状液体系中底部脂肪含量的变化就可以看出乳状液体系的分层稳定性。这种方法操作简单而且结果比较直观，本试验采用了这种方法并稍作改变，用测定乳状液底部固形物含量的变化来代替测定乳状液底部脂肪含量的变化。
酒精会使乳状液体系的一些性质发生改变，如连续相密度降低，介电常数变小，表面张力以及水分活度发生改变。这些改变对酪蛋白酸钠的物化功能性质以及以其作为乳化剂的乳状液体系的稳定性具有很大的影响。因此，探讨酒精对酪蛋白酸钠溶液性质的影响以及含酒精乳状液的一些基本性质对于正确认识特定溶剂条件下酪蛋白酸钠的乳化行为和研究开发类似于Cream Liqueur的酒精乳制品饮料或酒精蛋白饮料具有很大的理论和实践意义。
1，酒精对酪蛋白酸钠溶液性质的影响
酒精对蛋白溶液的性质有很大影响，如蛋白质的溶解性，表面性质（表面张力，表面膨胀流变性，老化等）等。酒精对蛋白溶液性质的改变必然公影响到蛋白质作为一种食品乳化剂的功能。研究酒精对蛋白质溶液性质的影喇对了解蛋白质分子在酒精水溶液中行为的影响以及制备稳定的、以蛋白质作乳化剂和稳定剂的含酒精乳状液具有指导意义。随着酒精浓度的提高，酪蛋白酸钠的溶解度逐渐下降。酒精是蛋白质的不良溶剂和变性剂，它降低了水的极性，结果使蛋白质的空间伸展被压缩，降低了由此产生的空间稳定效应[2），另一方面，酒精降低了体系的介电常数，使蛋白分子之间的静电作用下降。而且，由于酒精的强亲水性，使得游离的水分子数目（水分活度）降低，使蛋白--水的相互作用被削弱。对酪蛋白来说，酒精能使酪蛋白对盐的稳定性降低（7），正是由于以上原因使酪蛋白在酒精溶液中的溶解度表现出的结果。


酒精对油--水界面张力以及油一蛋白溶液界面张力的影响
为了解酒精对油一水界面性质的影响，我们分别测定了含不同浓度酒精的油--水界面和酪蛋白溶液-油界面的界面张力。由图2.2和图2.3可以看到酒精明显降低了油-水界面以及酪蛋白溶液-油界面的界面张力。
从结构来说酒精是一种两性物质，乙基和羟基分别是酒精分子的疏水和亲水基团，它可以象表面活性剂一样吸附于油一水界面。同时，在蛋白溶液中也可能与蛋白分子在界面上发生竞争吸附，一定程度上降低了界面张力14..17。不存在蛋白质时，随着酒精浓度的提高，油一-水界面界面张力降低得非常明显：在同样酒精浓度时，10mg/1的酪蛋白溶液--油界面的界面张力降低的幅度要比没有蛋白质存在时低。这可能是因为在蛋白质存在时，乙醇分子只能填充到界面上蛋白质分子的间隙中或者部分取代界面上的蛋白质分子，所以界面张力降低的幅度不如图2.2所示那样明显。酒精能改变酪蛋白水溶液的性质，因而也可能给以酪蛋白酸钠作乳化剂的乳状液的性质带来一定影响。我们测定了酪蛋白稳定的0/%乳状液性质的粘度，结果发现酒精可以引起乳状液粘度的升高，如图2.4所示。造成这种现象的原因可能有多种，酒精与水相混可以提高体系的粘度[]，此外，酒精加入乳状液体系后，可能有部分酒精溶解于油中，使体系中的油相体积分数增大，同忖洒精改变水的极性并进而改变了蛋白分子之间以及蛋白分子与水分子之间的相互作用[4），而且由前面的结果可知，酒精可以降低酪蛋白酸钠溶液-油界面张力，界面张力的降低是界面取代的主要动力，由此可知，酒精可能部分取代乳状液粒子表面被吸附的蛋白质，使游离于水相中的蛋白质浓度提高，乳状液体系中这些变化都可能提高体系的粘度。酒精浓度达一定值时，破坏了乳状液的稳定性，使乳状液粒子快速聚集而“长大”，粒子直经的增加，会导致含酒精乳状液粘度的大幅度提高[1），这从图2.4中可以看到，当酒精浓度超过30wt%时，体系的粘度急剧增加，在此之前粘度只是比较平缓地增加。
主要结论
1，酒精对酪蛋白酸钠溶液的性质有较大影响，酒精降低了酪蛋白酸钠在水中的溶解度，降低了油--水界面和酪蛋白溶液-油界面的界面张力。
2，酒精对酪蛋白稳定的乳状液的性质也有很大的影响，含油量为10wt%时，酒精提高了体系的粘度；在乳状液含油量为35wt%时，酒精反而降低了体系的粘度，含酪蛋白为4、6wt%，油35wt%的乳状液表现为假塑性流体的性质。
3，在一定浓度范围之内，酒精可以改善乳状液体系的分层稳定性，但当酒精含量超过一定程度后，乳状液体系的稳定会被很快破坏。
4，含酒精乳状液体系中，提高乳状液中脂肪含量在一定范围内可以提高乳状液体系的稳定性，但含酒精的乳状液体系中脂肪含量过高时，体系的稳定性反而可能降低。