懸浮型果粒飲料作為一個獨特的飲料品種，自20世紀80年代問世以來，已走過近40年的歷程。懸浮型果粒飲料，具有諸多優(yōu)良的感官效果和特點，如真實感強、外觀獨特、富含營養(yǎng)素、方便飲用等，因此受到廣大消費者的青睞?！澳z才能懸浮”原理的發(fā)現(xiàn)，不但為

懸浮型果粒飲料作為一個獨特的飲料品種，自20 世紀 80 年代問世以來，已走過近 40年的歷程。懸浮型果粒飲料，具有諸多優(yōu)良的感官效果和特點，如真實感強、外觀獨特、富含營養(yǎng)素、方便飲用等，因此受到廣大消費者的青睞。

“凝膠才能懸浮”原理的發(fā)現(xiàn)，不但為果粒懸浮現(xiàn)象作出了合理的解釋，同時也為懸浮飲料中懸浮劑的選擇指明了方向：從理論上講，一切能產(chǎn)生凝膠的單體或復(fù)合膠都可用作懸浮劑。而只會產(chǎn)生黏度不會形成凝膠的膠體不可能單獨成為懸浮劑。

然而在生產(chǎn)實際中，真正能作為懸浮劑在生產(chǎn)中應(yīng)用的膠體，還必須具備以下幾個條件：第一，符合食品添加劑的安全性要求；第二，具有很好的風(fēng)味釋放性能，口感優(yōu)良；第三，具有優(yōu)越的耐酸熱分解能力；第四，抗析水性能強；第五，具有較高的凝膠溫度點，便于工藝操作；第六，用量省，具有較好的經(jīng)濟性能。

01、幾種常用懸浮劑的性能及應(yīng)用介紹

一、瓊脂

瓊脂是最早報道用作懸浮型果粒飲料的懸浮劑。周瑛[2]首次介紹將瓊脂用于柑橘果粒懸浮飲料的制作。方修貴等[16]通過對果膠、明膠、瓊脂、銀耳膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素 （CMC） 等膠體對柑橘汁胞懸浮效果的實驗，認為瓊脂是最適宜的懸浮劑，其使用濃度為0.18%～ 0.20%，在適當濃度的銀耳膠存在下，懸浮效果更好。李正明等[17]也對瓊脂用于柑橘汁胞懸浮飲料進行了研究，認為瓊脂加檸檬酸鹽的組合能取得滿意的效果。

彭加澤[18]對瓊脂用于柑橘汁胞懸浮實驗的最佳結(jié)果：瓊脂濃度 0.25%，飲料 pH 調(diào)節(jié)在 3.6～ 4.0，配料后加熱時間不宜過長。

祝幕韓等[19]認為瓊脂是目前生產(chǎn)中使用的增稠劑中最強的凝膠劑，即使?jié)舛仍?0.04%時，凝膠作用也明顯存在，并且飲料透明度好、口感滑爽。

胡國華等[1]將瓊脂用于明列子懸浮飲料，研究指出影響瓊脂懸浮作用的主要因素有濃度、溫度、pH 和電解質(zhì)等。高溫和高溫持續(xù)時間過長，溶液酸度較強都會引起瓊脂降解和失效。

瓊脂在 pH 較低的溶液中凝膠強度和黏度較小，隨著 pH 的增大，凝膠強度和黏度增大，在 pH 為 6～ 11 時，溶液黏度最大。瓊脂溶液凝膠強度和黏度隨著高溫持續(xù)時間的增加而減小，在高溫持續(xù)時間超過 5h 后，溶液黏度很小，不能形成膠凝。

因此，嚴格掌握工藝溫度和高溫持續(xù)時間、選擇合適的酸味劑和 pH 是瓊脂懸浮作用成敗之關(guān)鍵。

同時，加入 CMC也會對瓊脂的凝膠強度和流動性產(chǎn)生較大影響，以瓊脂-CMC 為懸浮劑主劑的飲料，溶液的流動性、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。眾多研究也證明了瓊脂 -CMC 是一個優(yōu)良的懸浮劑組合，制得產(chǎn)品清亮透明，穩(wěn)定性較佳[20-24]。

董文明等[25]用瓊脂與滇皂莢多糖膠進行復(fù)配，以瓊脂 0.05%，滇皂莢多糖膠 0.03%，氯化鉀 0.03%的懸浮劑配方，制得滿意的蘆薈懸浮飲料。

王艷哲等[26]以瓊脂 0.20%，CMC0.20%，明膠 0.10%的懸浮劑配方對含 7%的菊花花瓣飲料有良好的懸浮穩(wěn)定作用。

二、卡拉膠

胡國華等[1]對卡拉膠的懸浮效果進行了研究：以卡拉膠 -K+、卡拉膠 - 槐豆膠 -K+、卡拉膠 - 魔芋膠 -K+ 復(fù)配的懸浮劑懸浮效果最為理想，后兩者表現(xiàn)了良好的組合協(xié)同性，在一定濃度范圍內(nèi) κ-卡拉膠分別與魔芋膠和槐豆膠復(fù)配時，它們的凝膠強度會顯著提高。ι-卡拉膠也有較理想的懸浮效果，但目前其市場價格較高，作為懸浮劑應(yīng)用將受到限制。

以 κ-卡拉膠為懸浮劑主劑的明列子飲料在加入適當濃度的 K+ 以及與其它膠體復(fù)配時均能表現(xiàn)出良好的懸浮效果，其主要缺點是不太耐酸和耐高溫，一定程度上影響了飲料的懸浮穩(wěn)定性，但仍不失為一種較為理想的明列子飲料懸浮劑。

卡拉膠在懸浮飲料中使用量為0.1%～ 0.4%，K+ 為 0.2%，Ca2+ 為 0.2%。

三、海藻酸鈉

向云峰等[35]用 0.25%的海藻酸鈉與 0.02%的氯化鈣結(jié)合制得了合格的懸浮果囊飲料。艾志錄等[36]則認為單純采用海藻酸鈉對汁胞的懸浮穩(wěn)定效果不太理想，采用幾種膠體的混合使用，如海藻酸鈉與羧甲基纖維素或明膠的混用效果較好。

四、黃原膠 - 甘露聚糖

黃原膠有一個顯著的特征是其與甘露聚糖的同促作用，如槐豆膠、瓜爾豆膠等。當黃原膠與甘露聚糖混合時，其混合物黏度較之其中任何一種單獨存在時都明顯增加[38]。這一特性使得黃原膠與甘露聚糖的復(fù)合物能用作果粒飲料懸浮劑。

黃原膠與甘露聚糖同促作用在懸浮飲料中得到廣泛應(yīng)用的有黃原膠 - 魔芋膠及黃原膠 - 槐豆膠二種組合。

（一）黃原膠 - 魔芋膠

魔芋膠（konjac gum）的主要成分是葡甘露聚糖，分子式為[C6H10O5]n，是由 D-葡萄糖和 D-甘露糖按 1∶1.6摩爾比以β-1，4 糖苷鍵連接而成的雜多糖。

黃原膠和魔芋膠都是非凝膠多糖，但將二者按一定比例混合可以出現(xiàn)協(xié)同作用，得到凝膠，當黃原膠與魔芋膠的質(zhì)量比為7∶3，總含量為1.0%時，協(xié)同效應(yīng)達到最大值?；旌隙嗵悄z凝化能力不僅與混合比例有關(guān)，還與飲料體系中鹽離子濃度有關(guān)，鹽離子濃度為0.2mol/L時，凝膠強度最大[39-40]。

董文明等[41]以甜玉米為原料，用各種懸浮劑綜合研究懸浮飲料的穩(wěn)定性，結(jié)果表明黃原膠、魔芋膠、環(huán)狀糊精的復(fù)合懸浮劑效果最好，其最佳用量分別為0.04%、0.02%、0.02%。能最大限度地提高甜玉米粒粒羹的穩(wěn)定性，解決了產(chǎn)品在銷售存放過程中出現(xiàn)的顆粒下沉現(xiàn)象。

（二）黃原膠 - 槐豆膠

槐豆膠（locust bean gum）是產(chǎn)于地中海一帶的刺槐樹種子加工而成的植物籽膠，是一種以半乳糖和甘露糖殘基為結(jié)構(gòu)單元的多糖化合物，單體不會凝膠。

據(jù)范建平等[42]的研究：黃原膠與槐豆膠在混合物含量達到 0.5%～ 0.6%時形成凝膠。當槐豆膠與黃原膠的比例為 2∶ 8 時，混合液的黏度最高，其協(xié)效性最好。當混合物含量達到 1%時，槐豆膠與黃原膠混合溶液的黏度是槐豆膠單溶液黏度的 150 倍左右，是黃原膠單溶液黏度的 3 倍左右?；旌先芤旱酿ざ入S著含量的增加而增加，含量小于 0.3%時，增加的幅度較?。缓枯^高時，有較大幅度的增加；當含量達到 1%時，其黏度為4370mPa·s。

據(jù)郭守軍等[43]的研究結(jié)論表明，槐豆膠和黃原膠有強烈的協(xié)效增稠性，槐豆膠與黃原膠復(fù)配膠的黏度隨著膠體含量的升高而升高；復(fù)配膠為“非牛頓流體”，溶液的黏度隨著剪切力的增加而降低；加熱可使復(fù)配膠的黏度有較大幅度的增加，其中加熱60min可使復(fù)配膠的黏度趨于最大值，而加熱超過90min使其黏度有所降低；pH對復(fù)配膠的黏度有一定的影響，其中在堿性條件下黏度下降的幅度較大；凍融變化使槐豆膠和黃原膠復(fù)配膠的黏度有較大幅度的增加。

林美娟等[44]用膠體對糯玉米汁懸浮穩(wěn)定性的研究指出，當黃原膠與槐豆膠質(zhì)量比為1∶4時，飲料沉淀率達到最低值，懸浮穩(wěn)定性最佳。

司衛(wèi)麗等[45]研究了魔芋膠、槐豆膠與黃原膠對懸浮果粒果汁飲料穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明，當魔芋膠、槐豆膠與黃原膠以3∶2∶2比例復(fù)配，用量為0.06%時，懸浮果粒果汁飲料的穩(wěn)定性最好，且黏度適中，無明顯凝膠現(xiàn)象。

司衛(wèi)麗等[46]還研究了魔芋膠、槐豆膠與黃原膠的復(fù)配及各種磷酸鹽類對懸浮果粒酸乳飲料穩(wěn)定性的影響，研究認為當魔芋膠、槐豆膠與黃原膠以質(zhì)量比4∶1∶2的比例復(fù)配，且其添加量為0.06%時，體系懸浮性較好；添加飲料總量0.08%的六偏磷酸鈉，體系懸浮性最好。

五、低酯果膠

果膠（pectin）是從柑橘果皮等提取的一種植物膠，是以聚半乳糖醛酸為基本骨架的高分子多糖，按照其分子中半乳糖醛酸上羧基酯化度的不同，分為高酯 （HMP）果膠（酯化度＞ 50%）和低酯（LMP）果膠（酯化度＜ 50%）。

HMP果膠依靠氫鍵與糖、酸結(jié)合形成凝膠，所要求的糖濃度較高，從而一般難以在懸浮飲料中得到應(yīng)用。而 LMP 果膠依靠游離羧基與多價陽離子形成離子鍵凝膠，因此只需有一定濃度的陽離子的存在和一定的溫度條件就可以在少糖和無糖的條件下形成膠凝。

LMP果膠是一種對酸性較穩(wěn)定的多糖，在 pH 在 3.1 左右時凝膠強度和黏度最大。因此，在用 LM果膠作穩(wěn)定劑時，在不影響懸浮飲料滋味前提下要盡可能地將 pH 調(diào)低[1]。

LMP 果膠用于懸浮飲料的優(yōu)點是口感明快、流暢，同時耐酸性強，適合在酸性飲料中使用[47]，缺點是添加量較大，價格偏高。

六、結(jié)冷膠

結(jié)冷膠多糖主鏈結(jié)構(gòu)是一個線性四糖重復(fù)單位，由β-D-葡萄糖、β-D-葡萄糖醛酸和 α-L-鼠李糖作為重復(fù)單元以 2∶ 1∶ 1 的摩爾比聚合成長鏈分子；相對分子質(zhì)量約為 0.5×106 道爾頓。高酰基結(jié)冷膠和低?；Y(jié)冷膠的區(qū)別在于：高?；Y(jié)冷膠在第 1 個葡萄糖基的 C-3 位置上有 1 個甘油酯基，C-6 位置上有 1 個乙?；渲衅咸烟侨┧峥杀?K+、Ca2+、Na+、Mg2+ 中和形成混合鹽。用 pH 為 10 的堿液處理高?；Y(jié)冷膠可得到低?；Y(jié)冷膠，低?；Y(jié)冷膠形成的凝膠結(jié)實有脆性，類似于瓊脂[50]。

（一）低酰結(jié)冷膠

低?；Y(jié)冷膠依靠其游離基團與二價金屬離子形成凝膠的特性，與適量的 Ca2+、Mg2+ 等離子結(jié)合形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，既具有良好的承托力，又具有假塑性和極低的黏性，使飲料保持良好的流動性及懸浮能力，在酸性條件下也很穩(wěn)定，因此在果粒懸浮飲料中有很好的應(yīng)用價值。

朱姝賓等[51]分別以低酰結(jié)冷膠、碳酸鈣、多聚磷酸鈉、檸檬酸為單因素，制備懸浮溶液，通過正交試驗，得出用低酰結(jié)冷膠制備懸浮體系的最佳配方：低酰結(jié)冷膠 0.018%，碳酸鈣 0.04%，多聚磷酸鈉 0.02%，檸檬酸0.2%。懸浮體系透明，放置 90d 果粒仍能保持均勻懸浮。

鐘芳等[8]等研究認為，在流變學(xué)上，含量為 0.1%～0.4%的結(jié)冷膠溶膠呈現(xiàn)典型的屈服假塑性特征。含量為0.1%的結(jié)冷膠溶膠屈服應(yīng)力為 0.405Pa，高于重力作用下橙子砂囊下沉所形成的剪切應(yīng)力。因此，結(jié)冷膠具有在果粒懸浮飲料中作為懸浮穩(wěn)定劑的潛力。

加速儲藏實驗結(jié)果表明，當結(jié)冷膠含量為 0.08%，Ca2+ 離子含量為160μg/g 時，橙子砂囊懸浮效果最好。在此基礎(chǔ)上，結(jié)冷膠與黃原膠的復(fù)配，借助結(jié)冷膠形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及黃原膠在剪切力作用下連續(xù)相黏度的增大，橙子砂囊懸浮飲料加速實驗中靜置 90d 形成的砂囊下沉距離小于 1.5cm，復(fù)配膠的使用還有利于橙子砂囊風(fēng)味的保留，在加速儲藏實驗進行 25d 后，檸檬烯的保留率為28.7%，而不加膠對照樣的保留率僅為 0.08%。

王秀梅等[52]研究認為梨的顆粒在直徑 3mm 時，0.025%結(jié)冷膠能起到較好的懸浮效果，保質(zhì)期可達到一年。

（二）高酰結(jié)冷膠

高?；Y(jié)冷膠的凝膠柔軟而富有彈性，其凝膠質(zhì)構(gòu)適應(yīng)于很多食品的需求。在乳品懸浮中，高酰基結(jié)冷膠在低濃度時的流變性能發(fā)揮良好的懸浮作用，高?；Y(jié)冷膠廣泛地應(yīng)用于乳品中懸浮果肉、可可粉等。

高?；Y(jié)冷膠在在酸奶中應(yīng)用優(yōu)勢有以下幾點：具有與酪蛋白相溶性，不會像低酰基結(jié)冷膠一樣形成掛壁現(xiàn)象；具有低用量、結(jié)構(gòu)復(fù)原特性良好等特性。在含有纖維的果汁飲料和豆制品飲料中，高酰基結(jié)冷膠也可以良好地發(fā)揮懸浮作用而不產(chǎn)生沉淀[53]。高?；Y(jié)冷膠于 72℃ 左右形成柔軟、彈性的凝膠，且無溫度滯后性[54]。

由于高酰結(jié)冷膠具用量省，凝膠溫度點高，抗析水、不掛壁等優(yōu)點，目前被廣泛應(yīng)用于“果粒奶”懸浮飲料中。

七、幾種常用懸浮劑基本性狀比較

通過以上闡述，對幾種適合用于懸浮飲料的膠體主要性狀匯總成表 1 及圖 2。

表 1 幾種膠體的懸浮性狀比較[57]

圖 2 幾種懸浮膠體的性能比較示意圖[57]

02、懸浮飲料生產(chǎn)中常見的工藝問題及解決方法

一、懸浮劑的酸熱降解

懸浮劑的酸熱降解是影響懸浮型果粒飲料穩(wěn)定性的關(guān)鍵因子。酸熱條件能加劇膠體的分解失效，最明顯的有瓊脂、卡拉膠、甘露聚糖類，果膠與結(jié)冷膠的耐酸熱性稍強。膠體的分解，會嚴重影響懸浮效果。在生產(chǎn)實踐中，如果配料過程中膠體加熱時間過長，加酸時間過早，或由于貯料桶容量過大，造成熱料貯存時間過長，都會造成懸浮困難，或同一批量產(chǎn)品中初灌裝產(chǎn)品與末灌裝產(chǎn)品質(zhì)量不一致的情況。

為了解決這個問題，在生產(chǎn)中可采取熱溶膠，冷配料，超高溫瞬時滅菌，限量貯料，限時灌裝的工藝（圖3）。用此工藝生產(chǎn)懸浮型果粒飲料，可明顯降低懸浮劑的使用量，并使同一批次產(chǎn)品質(zhì)量保持一致[14]。

圖 3 果粒懸浮飲料合理工藝流程[57]

二、析水

懸浮型果粒飲料經(jīng)常出現(xiàn)的一個產(chǎn)品缺陷是析水現(xiàn)象，即在飲料上部出現(xiàn)一段既不含懸浮劑，又不含果粒的透明層，與下部飲料體形成明顯界限，極不雅觀，易被消費者誤認為飲料變質(zhì)。

由于采用懸浮劑的不同，析水現(xiàn)象的出現(xiàn)可分為兩種原因。

第一，利用瓊脂等剛性膠體作為懸浮劑的，如果在懸浮劑的凝膠溫度點附近受到機械振動，如生產(chǎn)過程中邊冷卻邊搖動等操作都會引起膠體凝膠狀態(tài)的破壞，形成不完全凝膠，析出部分自由水，同時產(chǎn)生絮狀的膠體凝聚物。因此，以此類膠體制作果粒飲料時，嚴禁在膠凝點附近受到機械振動。只有在其凝膠完全形成后，才可進行均粒處理，同時均粒時過分的劇烈搖動，也會使凝膠發(fā)生破壞，產(chǎn)生膠體析水現(xiàn)象。

第二，以黃原膠 - 甘露聚糖類膠體作為懸浮劑時，其凝膠作用主要是靠兩種膠體經(jīng)物理嵌合及氫鍵締合而形成，若在形成凝膠后受到稍強的機械振蕩，很容易使氫鍵遭到破壞，使凝膠現(xiàn)象部分或全部消失，從而產(chǎn)生脫水或沉淀，故此類膠體應(yīng)在膠凝初始期(45℃ 左右)均粒，此時稍加搖動，便可達到均粒效果，不會造成氫鍵的破壞[14]。

三、果粒的運輸沉降（振蕩位移）

懸浮型果粒飲料在生產(chǎn)銷售過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的問題：即生產(chǎn)出懸浮良好的產(chǎn)品，經(jīng)長期運輸?shù)竭_銷售點時，發(fā)現(xiàn)果粒已全部沉降至容器底部，這是由于運輸過程中受到長時間的振蕩而產(chǎn)生的機械位移。單體膠所產(chǎn)生的振蕩位移在重新均粒后仍能恢復(fù)懸浮（真性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）。

而黃原膠 - 甘露聚糖等復(fù)合膠發(fā)生的振蕩位移重新均粒后不能恢復(fù)懸浮（假性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)），主要原因是互配膠體間的氫鍵遭到了破壞。但重新加熱至膠凝溫度點以上，氫鍵重新締合，假性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能重新形成，恢復(fù)懸浮。

生產(chǎn)廠家可以根據(jù)銷售運輸距離的長短，通過調(diào)節(jié)膠體用量，改變膠體的凝膠強度，以減少或克服振蕩位移[14]。

要徹底、高效地解決懸浮型果粒飲料生產(chǎn)過程中存在的問題。還期待于高度耐酸熱降解、凝膠溫度點高、不影響飲料風(fēng)味同時抗析水性能強的新型懸浮劑的開發(fā)研制。新型膠體的開發(fā)應(yīng)用及各種膠體的有機復(fù)配有助于獲得滿意的產(chǎn)品，這是懸浮型果粒飲料今后的研究發(fā)展方向。

03、一款火龍果懸浮飲料的試制[56]

接下來我們以火龍果為主要原料，檸檬酸、白砂糖、黃原膠、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、卡拉膠等為輔料，制作一款火龍果懸浮飲料。

一、材料

火龍果（紅皮白肉品種）、白砂糖、檸檬酸、黃原膠、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、卡拉膠等。

二、工藝流程

三、操作要點

（一）原料選擇

選取果體表面潔凈、無裂痕、無凍傷的新鮮火龍果，并檢查果體的軟硬程度，用手指輕輕按壓果體，除去質(zhì)地較軟的火龍果。

（二）清洗、去皮、切分

將選取的新鮮火龍果置于不銹鋼盆中，用流動自來水將其表面沖洗干凈，并除去果體表面的雜質(zhì)等。

然后，輕輕地將果肉與果皮分離去皮，以免造成果肉受損和原料浪費。去皮后檢查果體表面的粉紅色薄皮是否除去，若粉紅色薄皮殘留過多，將會影響成品的感官品質(zhì)。最后，將一部分去皮火龍果切分成塊，另一部分冷藏備用。

（三）火龍果原果漿的制備

將切分成塊的火龍果放入榨汁機中，進行制漿。直至漿體均勻，無果粒后，放入容器中冷藏備用。

（四）火龍果果粒的制備

將去皮后的火龍果切成 4 mm3 果粒，用開水燙10~15 s。為防止果粒在使用前發(fā)生褐變反應(yīng)，將切好的果粒用 0.1%的異抗壞血酸溶液浸泡處理 30 min。

然后，用 2%的 CaCl2 溶液在常溫下鈣化處理 0.5 h。最后，用純凈水漂洗 3~5 次，置于冰箱中（5 ℃左右）冷藏備用。

（五）懸浮穩(wěn)定劑的制備

取適量溫水（40 ℃左右）（100 mL 左右）加入0.2%黃原膠和 0.15% CMC-Na 的復(fù)合懸浮穩(wěn)定劑，并保持在 90~95 ℃水浴溫度下 2~3 min，用玻璃棒輕輕攪拌使之溶解。

（六）火龍果懸浮飲料的調(diào)配

取一定量純凈水加入15%火龍果原果漿、6%白砂糖、復(fù)合懸浮穩(wěn)定劑，加熱并使白砂糖完全溶解，之后加入0.12%檸檬酸調(diào)味，并加入6%的火龍果果粒。

（七）灌裝

灌裝前要對所需的玻璃飲料瓶進行挑選、清洗，剔除次瓶，清洗后，倒放在干凈的塑料筐中，備用。灌裝過程盡量迅速，封口時力度要適中，封口嚴密。

（八）殺菌

采用巴氏殺菌法，將灌裝的懸浮飲料置于 85 ℃溫水中，保持 20~25 min，殺菌完成后，冷卻至常溫。

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