悬浮剂——为果粒饮料产业助力

（来源：食品研发与生产   2022-07-18）

　　酷热来临，饮料进入热销季，其中果粒饮料受到很多消费者的欢迎。作为一个独特的饮料品种，悬浮型果粒饮料自20世纪80年代问世以来，已走过30多年的历程。悬浮型果粒饮料具有诸多优良的感官效果和特点，如真实感强、外观独特、富含营养素、方便饮用等，因此受到广大消费者的青睐。

　　“凝胶才能悬浮”原理的发现，不但为果粒悬浮现象作出了合理的解释，同时也为悬浮饮料中悬浮剂的选择指明了方向：从理论上讲，一切能产生凝胶的单体或复合胶都可用作悬浮剂。而只会产生黏度不会形成凝胶的胶体不可能单独成为悬浮剂。

　　在实际生产中，真正能作为悬浮剂在生产中应用的胶体还必须具备以下几个条件：第一，符合食品添加剂的安全性要求；第二，具有很好的风味释放性能，口感优良；第三，具有优越的耐酸热分解能力；第四，抗析水性能强；第五，具有较高的凝胶温度点，便于工艺操作；第六，用量省，具有较好的经济性能。

悬浮剂的分类

　　琼脂

　　琼脂是最早报道用作悬浮型果粒饮料的悬浮剂。

　　琼脂在pH值较低的溶液中凝胶强度和黏度较小，随着pH值的增大，凝胶强度和黏度增大，在pH值为6~11时，溶液黏度最大。随着高温持续时间的增加，琼脂溶液凝胶强度和黏度降低，在高温持续时间超过5小时后，溶液黏度很小，不能形成胶凝。因此，严格掌握工艺温度和高温持续时间、选择合适的酸味剂和pH值是琼脂悬浮作用成败关键。

　　同时，加入羧甲基纤维素钠（CMC）也会对琼脂的凝胶强度和流动性产生较大影响。以琼脂-CMC为悬浮剂主剂的饮料，溶液的流动性、稳定性相对较好，透明且不易析出凝胶，表现出较好的组合协同性。很多研究也证明了琼脂-CMC是一个优良的悬浮剂组合，制得的产品清亮透明，稳定性较佳。

　　卡拉胶

　　卡拉胶-K+、卡拉胶-槐豆胶-K+、卡拉胶-魔芋胶-K+复配的悬浮剂悬浮效果最为理想，后两者表现了良好的组合协同性。在一定浓度范围内卡拉胶-K+分别与魔芋胶和槐豆胶复配时，凝胶强度会显著提高。ι-卡拉胶也有较理想的悬浮效果，但目前市场价格较高，作为悬浮剂应用将受到限制。

　　黄原胶

　　黄原胶有一个显著的特征是与甘露聚糖的同促作用，如槐豆胶、瓜尔豆胶等。当黄原胶与甘露聚糖混合时，其混合物黏度较之其中任何一种单独存在时都明显增加。这一特性使得黄原胶与甘露聚糖的复合物能用作果粒饮料悬浮剂。黄原胶与甘露聚糖同促作用在悬浮饮料中得到广泛应用的有黄原胶—魔芋胶及黄原胶—槐豆胶两种组合。

　　黄原胶和魔芋胶都是非凝胶多糖，但将二者按一定比例混合可以出现协同作用，得到凝胶。当黄原胶与魔芋胶的质量比为7∶3，总含量为1.0%时，协同效应达到最大值。混合多糖胶凝化能力不仅与混合比例有关，还与饮料体系中盐离子浓度有关，盐离子浓度为0.2摩尔每升时，凝胶强度最大。

　　槐豆胶是产于地中海一带的刺槐树种子加工而成的植物籽胶，是一种以半乳糖和甘露糖残基为结构单元的多糖化合物，单体不会凝胶。槐豆胶和黄原胶有强烈的协效增稠性，复配胶的黏度随着胶体含量的升高而升高；加热可使复配胶的黏度有较大幅度的增加；pH值对复配胶的黏度有一定的影响，在碱性条件下黏度下降的幅度较大；冻融变化使槐豆胶和黄原胶复配胶的黏度有较大幅度的增加。

　　低酯果胶

　　果胶是从柑橘果皮等提取的一种植物胶，是以聚半乳糖醛酸为基本骨架的高分子多糖，分为高酯（HMP）果胶和低酯（LMP）果胶。

　　HMP果胶依靠氢键与糖、酸结合形成凝胶，要求的糖浓度较高，一般难以在悬浮饮料中得到应用。而LMP果胶依靠游离羧基与多价阳离子形成离子键凝胶，因此只需有一定浓度的阳离子的存在和一定的温度条件就可以在少糖和无糖的条件下形成胶凝。

　　LMP果胶是一种对酸性较稳定的多糖，在pH值为3.1左右时凝胶强度和黏度最大。LMP果胶用于悬浮饮料的优点是口感明快、流畅，同时耐酸性强，适合在酸性饮料中使用，缺点是添加量较大，价格偏高。

　　结冷胶

　　结冷胶分为高酰基结冷胶和低酰基结冷胶。用pH值为10的碱液处理高酰基结冷胶可得到低酰基结冷胶，低酰基结冷胶形成的凝胶结实有脆性，类似于琼脂。低酰基结冷胶具有假塑性和极低的黏性，使饮料保持良好的流动性及悬浮能力，在酸性条件下也很稳定，因此在果粒悬浮饮料中有很好的应用价值。高酰基结冷胶柔软而富有弹性，其凝胶质构适合很多食品的需求，广泛地应用于乳品中悬浮果肉、可可粉等。

　　在乳品悬浮中，高酰基结冷胶在低浓度时的流变性能发挥良好的悬浮作用。高酰基结冷胶在酸奶中应用优势有以下几点：具有与酪蛋白相溶性、不会像低酰基结冷胶一样形成挂壁现象；具有低用量、结构复原特性良好等特性。在含有纤维的果汁饮料和豆制品饮料中，高酰基结冷胶也可以很好地发挥悬浮作用而不产生沉淀。由于高酰结冷胶具有用量省、凝胶温度点高、抗析水、不挂壁等优点，目前还被广泛应用于果粒奶悬浮饮料中。

悬浮剂的优缺点

　　悬浮剂的酸热降解是影响悬浮型果粒饮料稳定性的关键因子。酸热条件能加剧胶体的分解，导致失效，最明显的有琼脂、卡拉胶、甘露聚糖类，果胶与结冷胶的耐酸热性稍强。胶体的分解会严重影响悬浮效果。在生产实践中，如果配料过程中胶体加热时间过长、加酸时间过早或由于贮料桶容量过大，使热料贮存时间过长，都会出现悬浮困难，或同一批量产品中初灌装产品与末灌装产品质量不一致的情况。

　　为了解决这个问题，在生产中可采取热溶胶、冷配料、超高温瞬时灭菌、限量贮料、限时灌装的工艺。用此工艺生产悬浮型果粒饮料，可明显降低悬浮剂的使用量，并使同一批次产品质量保持一致。

　　悬浮型果粒饮料经常出现的一个产品缺陷是析水现象，即在饮料上部出现一段既不含悬浮剂，又不含果粒的透明层，与下部饮料体形成明显界限，易被消费者误认为饮料变质。

　　由于采用悬浮剂的不同，析水现象的出现可分为两种原因。

　　第一，利用琼脂等刚性胶体作为悬浮剂的，如果在悬浮剂的凝胶温度点附近受到机械振动，会引起胶体凝胶状态的破坏，形成不完全凝胶，析出部分自由水，同时产生絮状的胶体凝聚物。因此，以此类胶体制作果粒饮料时，严禁在胶凝点附近受到机械振动。只有在其凝胶完全形成后，才可进行均粒处理，同时均粒时过分的剧烈摇动，也会使凝胶发生破坏，产生胶体析水现象。

　　第二，以黄原胶—甘露聚糖类胶体作为悬浮剂时，其凝胶作用主要是靠两种胶体经物理嵌合及氢键缔合而形成，若在形成凝胶后受到稍强的机械振荡，很容易使氢键遭到破坏，使凝胶现象部分或全部消失，从而产生脱水或沉淀，故此类胶体应在胶凝初始期均粒，此时稍加摇动，便可达到均粒效果，不会造成氢键的破坏。

　　悬浮型果粒饮料在生产销售过程中，经常会出现这样的问题：即生产出悬浮良好的产品，经长期运输到达销售点时，发现果粒已全部沉降至容器底部，这是由于运输过程中受到长时间的振荡而产生的机械位移。单体胶所产生的振荡位移在重新均粒后仍能恢复悬浮。

　　黄原胶-甘露聚糖等复合胶发生的振荡位移重新均粒后不能恢复悬浮，主要原因是互配胶体间的氢键遭到了破坏。但重新加热至胶凝温度点以上，氢键重新缔合，可以恢复悬浮。生产厂家可以根据销售运输距离的长短，通过调节胶体用量，改变胶体的凝胶强度，以减少或克服振荡位移。

　　要彻底、高效地解决悬浮型果粒饮料生产过程中存在的问题，还有待于高度耐酸热降解、凝胶温度点高、不影响饮料风味，同时抗析水性能强的新型悬浮剂的开发研制。新型胶体的开发应用及各种胶体的有机复配有助于获得更加满意的产品，这是悬浮型果粒饮料今后的研究发展方向。