純牛奶在貯運(yùn)過(guò)程中，極易出現(xiàn)脂肪上浮，影響產(chǎn)品品質(zhì)，如果要防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，除了在生產(chǎn)加工中做一些處理外，必須加入合適的乳化劑，來(lái)乳化脂肪，保持產(chǎn)品穩(wěn)定，但不同HLB值的乳化劑對(duì)牛乳中的脂肪乳化效果不同，穩(wěn)定效果也不同。
關(guān)鍵詞 脂肪上浮 乳化效果 穩(wěn)定效果
隨著生活水平的提高和消費(fèi)觀念的改變，人們更注意于自身身體健康和營(yíng)養(yǎng)要求。因此牛乳作為營(yíng)養(yǎng)全價(jià)食品倍受消費(fèi)者青睞，但純牛奶在貯運(yùn)過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)脂肪上浮而影響產(chǎn)品質(zhì)量。這就需要加入乳化劑來(lái)改善這種情況，減少脂肪上浮，下面就對(duì)不同HLB值乳化劑在純奶加工及貯運(yùn)過(guò)程中的作用機(jī)理做一些分析。
一、 不同HLB值的乳化劑在純牛奶均質(zhì)過(guò)程中的作用
純牛奶在均質(zhì)過(guò)程中，脂肪球破裂為小的脂肪球，脂肪球表面積增大6-10倍，原奶中的乳化劑（磷脂、酪蛋白）遠(yuǎn)不能滿足脂肪界面膜的需要，這就需要加入較多的乳化劑與脂肪形成完整的界面膜，而原有膜物質(zhì)磷脂、酪蛋白會(huì)擴(kuò)展到增大的脂肪-乳漿界面處，由于乳化劑具有競(jìng)爭(zhēng)性，在水包油體系中，乳化劑與水的相互作用主要取決于親水基團(tuán)，當(dāng)乳化劑的親水基團(tuán)大，親油基團(tuán)小即HLB值高的乳化劑是水溶性的，所以在均質(zhì)過(guò)程中HLB值高的乳化劑迅速擴(kuò)展到脂肪-乳聚漿界面處，迅速將剝離的脂肪球包圍，形成完整的界面膜。高HLB值的乳化劑能迅速修補(bǔ)不完整的界面膜，降低脂肪球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中附聚作用。因此，HLB值高的乳化劑效果較好，而HLB值較低的乳化劑分子的親水基團(tuán)較小，與水的親和力較弱，它們?nèi)芙鈺r(shí)需要切斷水分子間氫鍵，所以在水包油體系中的溶解度較小，擴(kuò)散到脂肪-乳漿界面處較慢。在均質(zhì)過(guò)程中，剝離的脂肪顆粒不能及時(shí)被乳化劑包圍形成完整的界面膜，不完整的界面膜得不到及時(shí)修補(bǔ)。同時(shí)，脂肪球在不停地做布朗運(yùn)動(dòng)，脂肪球在緩慢地修補(bǔ)界面膜的過(guò)程中，由于酪蛋白含量少于覆蓋在新形成的界面膜所需數(shù)量，從而造成一個(gè)酪蛋白膠體被同時(shí)吸附在兩個(gè)脂肪球-水表面，造成脂肪附聚作用增加，也即HLB值較低的乳化劑對(duì)脂肪的乳化效果不好。
我們現(xiàn)在利用數(shù)量直觀地反映一下，主要利用分光光度計(jì)來(lái)測(cè)純牛奶均質(zhì)后的吸光度，因?yàn)榧兣Ｄ叹|(zhì)后脂肪球越小，分布越均勻，吸光度越大，脂肪球越大，脂肪球發(fā)生附聚的越多，脂肪球分布越不均勻，吸光度越小，這主要是利用脂肪球的雙折射現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果是將純牛奶稀釋200倍，在540nm波長(zhǎng)下測(cè)得。
表一：不同HLB值的乳化劑在純牛奶均質(zhì)后的吸光度
乳化劑名稱HLB值添加量‰均質(zhì)壓力MPa吸光度
蔗糖酯151.5200.873
親水性單甘脂9.01.5200.857
三聚甘油脂7.21.5200.843
單甘酯7.21.5200.841
SP-604.71.5200.798
備注：?jiǎn)胃手腍LB值為3.8，是一種油包水型乳化劑，但它在分散相中卻起水包油型乳化劑的作用，單甘酯以水合物形式存在于分散相中，此時(shí)，單甘酯的連位羥基上加成2-5mol水時(shí)，單甘酯的親水部分以水合物形式擴(kuò)大，在這種狀態(tài)下具有一種較高的虛假HLB值為7.2。
從表一中數(shù)據(jù)可知，乳化劑的HLB值越高，純牛奶均質(zhì)后的吸光度越大，也即乳化劑的HLB值越高，對(duì)脂肪球的乳化效果越好，脂肪球發(fā)生附聚的機(jī)會(huì)越少，乳化劑的HLB值越低，對(duì)脂肪球的乳化效果越差，脂肪球發(fā)生附聚的機(jī)會(huì)越大。
二、 不同HLB值的乳化劑在純牛奶殺菌和貯存地程中的穩(wěn)定效果
在純牛奶的殺菌和貯存過(guò)程中，由于HLB值高的乳化劑能強(qiáng)烈地吸附于油水界面，頂替原來(lái)的保護(hù)層，而新界面膜由于對(duì)脂肪的親和性較低，它的強(qiáng)度大大降低，保護(hù)作用減弱，親水性乳化劑形成的界面膜在熱能、機(jī)械外力、離心力等外力作用下容易脫離脂肪球表面。由于出現(xiàn)自由位置而使表面張力提高，從而造成脂肪粒子附聚，引起脂肪上浮，即HLB值高的乳化劑形成的界面膜穩(wěn)定性較弱，而HLB值低的乳化劑對(duì)脂肪有較強(qiáng)的結(jié)合力，在外力作用下，乳化劑不容易脫離脂肪球表面，脂肪粒子保持其表面結(jié)構(gòu)，不促進(jìn)脂肪粒的附聚作用，即HLB值低的乳化劑形成的界面膜穩(wěn)定性較好。但是，HLB值低的乳化劑在純牛奶中乳化效果不好，也容易造成脂肪附聚作用的發(fā)生，所以在純牛奶中加入低HLB值的乳化劑總體穩(wěn)定性也不是太好。
我們通過(guò)測(cè)定添加不同HLB值乳化劑的純牛奶均質(zhì)后，再經(jīng)過(guò)300r/min，50min的離心處理測(cè)其吸光度，并與離心前的吸光度做比較。通過(guò)離心，使容易上浮的脂肪和發(fā)和附聚的脂肪與乳漿分離上浮，離心前后吸光度離化越大比值越大，說(shuō)明脂肪上浮越多，體系穩(wěn)定性越差。
表二：添加不同HLB值乳化劑的純牛奶離心前后吸光度
乳化劑名稱HLB值離心前吸光度離心后吸光度R
蔗糖酯150.8930.6280.719
親水性單甘酯9.00.8570.7280.849
三聚甘油酯7.20.8430.6830.810
單甘酯7.20.8410.6800.809
SP604.70.7980.5190.650
從表二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中知，HLB值太高的乳化劑和HLB值太低的乳化劑在離心前后吸光度變化都比較大。
三、 不同HLB值的最佳搭配
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知HLB值太高的乳化劑和HLB值太低的乳化劑單獨(dú)使用，對(duì)防止脂肪上浮效果都不太好，我們必須通過(guò)不同HLB值的乳化劑互相搭配，做到不但乳化效果好，而且穩(wěn)定效果也好，這樣才能最大限度地減少脂肪上浮。
我們根據(jù)乳化劑HLB值的加和性來(lái)計(jì)算混合乳化劑的HLB值，利用均質(zhì)乳離心前后吸光度的變化及離心前吸光度來(lái)測(cè)混合乳化劑在純牛奶中的乳化效果和穩(wěn)定性，選擇均質(zhì)后吸光度大，而且離心前后吸光度變化小的混合乳化劑為最佳搭配。在純牛奶中能最大限度地減少脂肪上浮的混合乳化劑的HLB值。
表三：混合乳化劑在純牛奶中的效果
混合乳化劑的比例混合乳化劑HLB值離心前吸光度A1離心后吸光度A2R=A2/A1
單甘酯：蔗糖酯15=1：212.40.8890.7230.813
單甘酯：親水性單甘酯：蔗糖酯=1：1：110.40.8800.7340.834
單甘酯：三聚甘油酯：蔗糖酯=1：1：19.80.8760.7880.900
單甘酯：親水性單甘酯：蔗糖酯=2：2：19.480.8740.7920.906
單甘酯：三聚甘油酯：親水性單甘酯：蔗糖酯=2：2：2：18.820.8670.7820.902
單甘8.97酯：親水性單甘酯：三聚7.76甘油酯=1：1：17.80.8530.7040.825
單甘酯：三聚甘油酯：親水性單甘酯：SP60=2：2：2：7.350.8340.6830.819
單甘酯：SP60：蔗糖酯=1：1：18.970.8700.7920.91
三聚甘油酯：SP60：蔗糖酯=2：2：17.760.8460.6950.821
單甘酯：SP60=1：15.950.7920.6180.78
從表三可以看出，當(dāng)混合乳化劑的HLB值在9.0左右時(shí)，混合乳化劑不但乳化效果好，而且穩(wěn)定效果也好。
四、 結(jié)論
在純牛奶生產(chǎn)過(guò)程中，一定要選擇好合適的乳化劑，做到乳化效果和穩(wěn)定效果都好，才能最大限度地減少脂肪上浮。當(dāng)混合乳化劑的HLB值為9.0左右時(shí)，乳化效果和穩(wěn)定效果才能最佳。