糯玉米汁属悬浮液水溶胶，是一个复杂的多相热力 学不稳定体系，既有蛋白质及微粒形成的悬浮液、脂 肪的乳浊液，又有以糖、无机盐等形成的真溶液[1]，在 其贮存过程中，由于汁液中较大粒径的果肉颗粒在重力 作用下沉降，使其极易出现分层、沉淀和脂肪圈等不 稳定现象，严重影响产品品质。目前改善浊汁混浊稳 定性较为普遍的方法是添加亲水胶体[2]，通过提高连续 相的黏度，或者同时增加体系中悬浮颗粒的某种电荷 (多为负电荷)的带电量以增加颗粒间的斥力，或者自身 交联、缠绕形成网络结构将果肉颗粒分隔，来达到改 善体系稳定性的目的。王顺余等[3]曾考察向玉米汁中添 加几种稳定剂的效果，发现黄原胶、海藻胶、羧甲基 纤维素钠(CMC-Na)和瓜尔豆胶可以提高产品的稳定性， 但仅是从有无沉淀等感官进行评价。据报道，酶解后 的糯玉米汁带负电荷，本研究拟选取一些中性和负电 性亲水胶体，深入探讨其对糯玉米汁体系稳定性的影 响，旨在并确定合适配方，为工业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1材料与试剂

糯玉米品种为江南花糯，采摘于江苏省农业科学院 六合动物科学基地。

柠檬酸钠(食品级)购于当地市场；羧甲基纤维素钠 (CMC-Na)、黄原胶、阿拉伯树胶、海藻酸钠、刺槐 豆胶、瓜尔豆胶(均为食品级）南京同建食品有限公司。

1.2仪器与设备

JJ-2B组织捣碎机江苏省金坛市荣华仪器制造有限 公司；JMS-50(C)分体式变速胶体磨廊坊市廊通机械有 限公司；SNB-1数字式黏度计上海舜宇恒平科学仪器 有限公司；TU-1810紫外-可见分光光度计北京普析 通用仪器制造有限责任公司；TG16-WS台式高速离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司；SRH60-70高压均质机 上海申鹿均质机有限公司；SYQ-DSX-280B手提式压力 蒸气灭菌锅上海申安医疗器械厂；Nano-Zeta电位仪 英国马尔文仪器有限公司。

1.3方法

1.3.1糯玉米汁加工工艺流程

鲜食糯玉米粒一清洗沥干一打浆一胶体磨一糊化一 酶解一灭酶一过滤一调配(加入亲水胶体)一均质一灌装一 杀菌一冷却一糯玉米汁

1.3.2亲水胶体单独作用时糯玉米汁稳定性的影响 根据糯玉米汁特性，选用CMC-Na、黄原胶、阿

拉伯胶、海藻酸钠、瓜尔豆胶和刺槐豆胶等6种亲水胶 体，分别按3种不同的剂量(0.05、0.10、0.15g/100mL)加 入糯玉米汁中，经处理后放置一段时间观察分析，以 确定单一胶体对样品稳定性的影响。

1.3.3亲水胶体复配何用条件优化

根据不同亲水胶体特性和前期单独作用结果，通过选 用稳定性较好的黄原胶为复配主体，分别与海藻酸钠、瓜 尔豆胶以及槐豆胶以质量比1:4、2:3、3:2、4:1的比例进 行两两复配。以及、离心沉淀率和相对黏度为指标，考 察各种配比的亲水胶体对糯玉米汁混浊稳定性的影响。

1.3.4稳定性测定

1.3.4.1稳定系数测定

准确加入10mL成品汁于刻度离心管中，于3500r/mm 离心15mm，取上清液，10倍稀释后，用分光光度计 在波长785nm处测定其吸光度〇4)，稳定系数(及)按照式 (1)计算。及越高，表明稳定性越好[5-7]。

A

R=——(1)

A0

式中：A。为与离心前成品汁的吸光度；A为离心 后上清液的吸光度。

1.3.4.2离心沉淀率测定

离心法是指通过离心产生的外力，使果汁饮料中不 稳定的颗粒迅速沉降，通过观察沉降物及沉降量预测果 汁饮料在未来较长时间内的稳定情况[8]。在刻度离心管 中，准确加入10mL成品汁，称其质量，于3500r/min 离心15mm，弃去上清液后，于烘箱中60°C烘1h，冷 却后称得沉淀的质量，每个样品进行3次重复，利用式 (2)计算离心沉淀率[9]。

沉淀物质量

离心沉淀率/%=X 100(2)

离心样品质量

1.3.5黏度测定

使用SNB-1黏度计，1号转子，在转速60r/min条 件下，于室温测定3mm内糯玉米汁的黏度平均值。结 果用相对黏度来表示，即：

糯玉米汁黏度/(mPa • s)

相对黏度=(3)

纯水黏度/(mPa • s)

1.3.6Zeta电位测定

米用Nano-Zeta电位仪测定Zeta电位。测量环境设 置如下：亲水胶体对糯玉米汁稳定性影响,测量开始时所测量的温度：25 C;计数率： 50〜200kcps;测量位置：0mm。在此条件下测定糯玉 米汁的Zeta电位/mV。

2 结果与分析

2.1不同亲水胶体单独作用对糯玉米汁稳定性的影响

表1单独加入不同亲水胶体对糯玉米汁稳定性的影响 Table 1 Effect of different hydrocolloids on the stability of wax corn juice

亲水胶体添加量/(g/100mL)R相对黏度感官描述

对照0.000.1161.001d后出现脂肪圈，松散沉淀较多

0.050.1711.88有脂肪圈，少量沉淀

CMC-Na0.100.2663.27有脂肪圈，少量沉淀

0.150.3206.60有脂肪圈，少量沉淀

0.050.4451.02有轻微脂肪圈，沉淀较多

黄原胶0.100.4751.29分层，少量沉淀

0.150.4972.75轻微分层，其他状态良好

0.050.1301.00有脂肪圈，沉淀较多

阿拉伯胶0.100.1371.04少量沉淀，部分悬浮物

0.150.1391.15少量沉淀

0.050.3261.29有脂肪圈，沉淀较多

海藻酸钠0.100.3791.52有脂肪圈，少量沉淀

0.150.4251.92轻微脂肪圈，少量沉淀

0.050.2471.48有脂肪圈，少量沉淀

瓜尔赚0.100.3211.98轻微脂肪圈，少量沉淀

0.150.4643.85轻微脂肪圈，其他状态良好

0.050.2992.35有脂肪圈，少量沉淀

刺槐赚0.100.4293.04轻微脂肪圈，少量沉淀

0.150.5014.06轻微脂肪圈，其他状态良好

4:1

3:2

2:3

1:4

 

□黄原胶:海藻酸钠 黄原胶:瓜尔豆胶 黄原胶:刺槐豆胶

0.00.5

1.01.5

2.02.5

离心沉淀率/°/。

酶解后的糯玉米汁混浊主要是因其含有大分子物质 和悬浮颗粒，亲水胶体对糯玉米汁稳定性影响,如糊精和其他悬浮颗粒等。根据Stockes 速度沉降公式可知，颗粒的沉降速度与溶液的黏度成反 比，与颗粒半径的平方成正比，与密度差成正比。因 此，增加糯玉米汁混浊稳定性可以有两种途径：一种是 尽量降低颗粒的直径，如在工艺中采用胶磨、均质等 方法处理；另一种是提高糯玉米汁黏度，一般通过加入 适当的大分子亲水胶体来改变其黏度[10]。糯玉米汁在不 添加亲水胶体的情况下，经均质处理后稳定性仍较差， 放置1d后底部出现泥状沉淀，上部分变稀，顶部出现 脂肪圈。添加一定量的亲水胶体可以保证糯玉米汁产品 均匀的外观状态。

从表1可以看出，未添加亲水胶体的糯玉米汁的稳 定系数和黏度都较低，并且比较容易出现脂肪圈；分别 添加CMC-Na和阿拉伯胶的样品均有少量沉淀。相对而 言，海藻酸钠、瓜尔豆胶和刺槐豆胶这3种天然多糖化 合物对糯玉米汁的稳定效果较好。其中黄原胶对糯玉米 汁的脂肪圈有改善效果，这可能是因为黄原胶具有一定 的乳化作用所致，即黄原胶借助于糯玉米汁水相的稠化 作用，降低了油相和水相的不相容性，使得油脂乳化 在水中[11]，从而改善脂肪圈的形成。同时，亲水胶体 的添加量对糯玉米体系稳定性也有较大的影响。当采 用0.15g/100mL的添加量时，口感上较易为消费者所 接受，但是无论单独添加哪种亲水胶体，得到的糯 玉米汁都有不同程度的脂肪圈或沉淀问题，因此，按 照0.15g/100mL添加亲水胶体，对其采用复配的方式， 以使糯玉米汁产品呈现较好的状态及口感。

2.2不同的复配对糯玉米汁稳定性的影响

 

R

图1两种亲水胶体复配对糯玉米汁#的影响 Fig.1 Effect of individual hydrocolloids on the stability coefficient of wax corn juice

由图1可知，随着黄原胶比例的增加，与海藻酸钠 复配体系的稳定系数呈先下降后上升并趋于稳定，即当 质量比为2:3时达到最低，在质量比2:3〜3:2范围内又上 升。这可能是因为适宜浓度的海藻酸钠对糯玉米汁形成 较好的悬浮体系。而随着黄原胶比例的下降，与瓜尔豆 胶和刺槐豆胶复配体系的稳定系数均呈上升趋势。一般认 为，R> 0.8时，体系稳定性较好。说明这两种胶的复配比 例达到一定水平时，亲水胶体对糯玉米汁稳定性影响,有助于糯玉米汁形成良好的稳定体系。

3.0

图2两种亲水胶体复配对糯玉米汁离心沉淀率的影响 Fig.2 Effect of pairwise combinations of hydrocolloids on the centrifugal sedimentation rate of wax corn juice

由图2可知，在黄原胶、海藻酸钠复配体系中， 随着海藻酸钠复配比例的增加，糯玉米汁的离心沉淀率 呈下降趋势，说明海藻酸钠具有较好的悬浮能力。而 在瓜尔豆胶、刺槐豆胶与黄原胶的复配体系中，随着 瓜尔豆胶和刺槐豆胶复配比例的增加，离心沉淀率呈先 上升后下降的趋势，当黄原胶与刺槐豆胶质量比为1:4 时，沉淀率达到最低值，说明适当比例的复配胶能增 强糯玉米汁体系的悬浮效果。

黄原胶:海藻酸钠

4:1黄原胶:瓜尔豆胶

黄原胶:刺槐豆胶 3:2

^ 2:3

1:4

 

0.03.06.09.010.015.0

相对黏度

图3两种亲水胶体复配对糯玉米汁相对黏度的影响 Fig.3 Effect of pairwise combinations of hydrocolloids on the relative viscosity of wax corn juice

由图3可知，在黄原胶与海藻酸钠的复配体系中， 随着海藻酸钠比例的增加，复配胶体系的相对黏度逐渐 下降，这可能是由于海藻酸钠更易溶于碱性溶液中，在 80°C以上黏度会降低[12]。在黄原胶与瓜尔豆胶复配的体 系，其相对黏度变化不大，这可能是因为瓜尔豆胶分 子平滑，没有支链的部分与黄原胶分子的双螺旋结构以 次级键形式结合成三维网状结构，使胶的亲水性不易被 破坏[13]。在黄原胶与刺槐豆胶的复配体系中，随着刺 槐豆胶比例的增加胶体系的相对黏度呈先上升后下降的 趋势，但仍比同比例的其他亲水胶体要高。

此外，图3还表明，刺槐豆胶对体系的稳定作用 强于瓜尔豆胶。当黄原胶比例一定时，与添加瓜尔豆 胶的复配体系相比，添加刺槐豆胶的复配体系的R和相 对黏度均较高，而离心沉淀率均较低，这种差别很可 能源于两种亲水胶体侧链的疏密程度：瓜尔豆胶每两个 糖单元就连接一条侧链，侧链均匀地间隔排列，而刺 槐豆胶每4个糖单元才有一条侧链，且侧链排布不均 匀，在某一段可能紧密排列，在另一段又可能没有侧 链[14]。对于混浊体系而言，在口感可以接受的前提下， 糯玉米汁的黏度越大，越有利于颗粒的悬浮，亲水胶体对糯玉米汁稳定性影响,混浊体 系的稳定性也越强。

2.3亲水胶体对糯玉米汁静电稳定性的影响

混浊汁的稳定性不仅与体系中的大分子物质的稳定 性有关，还和悬浮颗粒表面的带电情况密切相关[2]。悬 浮颗粒Zeta电位越大，表示颗粒间静电斥力的越大，即 表明颗粒的稳定性越强。

理论上稳定分散体系的悬浮颗粒主要存在两种力， 一种为大分子的空间排斥作用，大分子吸附于悬浮颗粒的 表面，阻止颗粒的相互聚集；另一种则是带电的悬浮颗 粒间的静电排斥作用，从而保持分散体系的稳定性[15-16]。通 常Zeta电位的绝对值大于50mV的体系是非常稳定的，Zeta 电位的绝对值在25〜50mV之间的体系也是比较稳定的， 但当Zeta电位的绝对值小于25mV时，体系则不太稳定[2]。

表2亲水胶体添加前后糯玉米汁的Zeta电位 Table 2 Zeta-potentials of wax corn juice before and after hydrocolloid addition

糯玉米汁Zeta 电位 /mV

不加胶-12.1

黄原胶与刺槐豆胶质量比1:4-29.6

根据复配胶体作用效果的比较，黄原胶、刺槐豆 胶质量比1:4时的组合，样品稳定性较优。通过分别测 定该组合样品与不加胶样品的Zeta电位，由表2可知， 黄原胶与刺槐豆胶的协同增效作用能使糯玉米汁的Zeta 电位绝对值增大至30mV左右，因而颗粒间的静电斥力 增大，从而增加了静电稳定性。由此可见，添加复配 胶的糯玉米汁的悬浮稳定性不仅依靠复配胶的增稠作 用，还依靠静电稳定作用。

3 讨论

本研究通过添加不同亲水胶体（黄原胶、海藻酸 钠、瓜尔豆胶、刺槐豆胶)对糯玉米汁的稳定性进行考 察，比较了不同质量比的亲水胶体对糯玉米汁及、离心 沉淀率和相对黏度的影响。亲水胶体对糯玉米汁稳定性影响,在亲水胶体单独作用时，黄 原胶、海藻酸钠、瓜尔豆胶和刺槐豆胶的作用效果比 较好，而CMC-Na则相反。一些学者[3-4,17-18]对玉米汁饮 料的稳定性研究表明，黄原胶对玉米汁体系有较好的稳 定效果，这与本研究结果类似。贾巍等[19]对糯玉米饮 料配方的研究中发现添加质量浓度为0.05g/100mL的 CMC-Na时，产品稳定不分层；王顺余等[3]研究结果显 示刺槐豆胶对玉米汁有明显的沉淀、絮凝和水析等不良 影响，这都与本研究结果相悖。

DLVO理论认为，胶体的稳定性主要取决于胶粒间 吸引势能(VA)和斥力势能(VR)的总效应。如果胶体粒子 间的VR大于粒子间的VA，则胶体是稳定的；反之， 亲水胶体对糯玉米汁稳定性影响,胶体发生不稳定现象[20]。本研究比较了添加亲水胶体前 后体系的Zeta电位值的变化，说明亲水胶体特别是负电 性胶体通过增大颗粒间的排斥力，能够增强体系的电荷 稳定。因此通过测定体系的Zeta电位值，可以在一定 程度上说明体系的稳定性。

本研究结果表明不同亲水胶体对糯玉米汁稳定性影 响不同，中性和负电性亲水胶体对糯玉米汁有利。在亲 水胶体单独作用时，黄原胶、海藻酸钠、瓜尔豆胶和 刺槐豆胶的作用效果比较好。因糯玉米汁的脂肪含量比 较低，故采用具有一定乳化效果的黄原胶来改善糯玉米 汁的脂肪圈问题。两种亲水胶体复配的比例中，黄原胶 与刺槐豆胶质量比1:4的组合有较高的稳定效果，不仅能 增加体系的相对黏度，也能提高体系的静电斥力。