羟丙基甲基纤维素对混合脂搅打奶油品质的影响

混合脂搅打奶油是由植物油脂和动物油脂（黄油、奶粉等）混合加工而成的搅打充气类乳制品，属于乳浊液体系，具有不稳定性，在实际生产中常添加乳化剂以提高奶油产品品质。羟丙基甲基纤维素（Hydroxypropyl Methyl Cellulose，HPMC）是由D-葡萄糖通过β-（1-4）糖苷键连接的线性高分子化合物，具有大量羟基，可与水分子形成氢键，使其具有良好的水溶性、持水性和乳化性。本文在实验室原有配方的基础上，通过与市售奶油对比，测定不同添加量的HPMC对混合脂搅打奶油乳浊液粒径、脂肪部分聚结率、表观粘度、离心乳析率以及奶油膏体打发性能和质构特性的影响，探究不同含量的HPMC（0.03%-0.15%）对混合脂搅打奶油品质的影响，从而为混合脂搅打奶油的工业化生产提供理论依据和参考。

一、材料与仪器

1.材料与试剂。精炼植物油，益海嘉里食品科技有限公司；葡萄糖粉，绥化象屿金谷生化科技有限公司；无水奶油，新西兰恒天然集团有限公司；稀奶油，法国乐来；DMK加糖炼乳，广州贝瑞克食品有限公司；NL-108芝士粉，广州焙杰食品有限公司；食盐，广东省盐业集团有限公司；麦芽糊精，肇庆焕发生物科技有限公司；酪蛋白酸钠，河北华龙食品集团有限公司；复配乳化稳定剂，广东稳邦生物科技有限公司；羟丙基甲基纤维素，山东赫达集团股份有限公司；市售含乳脂植物基奶油，立高食品股份有限公司。

2.仪器与设备。AH-2020型高压均质机，Special in HPH ATS工业系统有限公司；JHS-2/90型恒速数显搅拌机，杭州仪表电机有限公司；BT-9300SE型激光粒度分布仪，丹东百特仪器有限公司；DV-2T型旋转粘度计，美国Brookfield公司；JM-7LT型奶油搅打机，徐州佳乐福机械有限公司；TA-XT Plus型质构分析仪，超技仪器技术有限公司；LD5-10型低速离心机，北京医用离心机厂。

二、实验与方法

1.搅打奶油的制备。在70℃条件下，将水相完全溶解、油相充分分散，在搅拌状态下将油相缓慢加入水相中，随后对乳浊液进行巴氏杀菌（70℃±2℃，30min），保温后将乳浊液降温（60±2）℃，进行两次均质处理（46MPa/46MPa），再将均质后的乳浊液过冷排降温至6℃-8℃，然后在-18℃冷柜降温至中心温度-18℃。

2.粒度分布的测定。将乳浊液样品按质量比1：50加去离子水稀释。设定参数如下：通用模式，颗粒吸收率为0.001，颗粒折射率为1.414，分散剂为纯水，分散剂折射率为1.333，泵的转速为1200r/min。体积平均直径（D4，3，μm）的计算公式如下：

在上述公式中，ni为脂肪球数量；Di为脂肪球直径。

3.脂肪部分聚结率的测定。在粒径分析中，一般认为粒径大于10μm时脂肪发生聚集，将大于10μm的脂肪球数量占总脂肪球数量的比例认定为脂肪部分聚结率。

4.表观粘度的测定。采用Brookfield DV-2T旋转粘度计测定乳浊液体系的表观粘度，测定时采用4号转子，转速为100rpm，测试时间为1min，乳浊液温度保持在5℃-10℃。

5.离心乳析率的测定。移取10g乳浊液于刻度离心管中，在4000r/min条件下离心30min，读取下层乳清的体积。搅打奶油乳浊液离心乳析率的计算公式如下：

6.打发性能的测定。（1）打发时间的测定。搅打前将乳浊液置于4℃环境下解冻24h，使冰晶完全融化。取900g乳浊液于搅打缸内，使用搅打器7档进行搅打，打发至奶油可以在打发棒上形成鸡尾状尖峰时停止打发，记录打发所需时间。

（2）搅打起泡率的测定。分别取打发前和打发后的奶油，置于相同型号的不锈钢碗中，测定其质量，搅打起泡率的计算公式如下：

在上述公式中，m1为同体积打发前乳浊液的质量，g；m2为同体积已完成打发的奶油的质量，g。

（3）打发膏体状态观测。取打发后的奶油盛于留样碗中，分别置于25℃常温环境30min和4℃冰箱隔夜放置，观测打发后和放置一段时间后奶油膏体状态的变化。制定搅打奶油膏体状态评价表（表1），选择5名经过培训的专业奶油打发人员对奶油膏体状态进行评分，以去掉最值后的平均值为膏体状态评价分值。

7.质构特性的测定。采用TA-XT Plus质构分析仪，测定压缩力模式，选择A/BE探头（直径为40mm）。测试距离设定为25mm，触发力为Auto-0.02N，测前、测中和测后速度均为2.0mm/s。通过测定压力随时间变化曲线，得到样品的硬度、稠度、内聚性和粘性数据。每个样品测定3次，最终结果取平均值。

8.数据处理。采用Excel 2010和SPSS 22.0对数据进行分析，使用ANOVA进行方差分析，使用Duncan分析对组内数据进行差异显著性分析；采用Origin 2019进行绘图。每组实验重复3次，最终结果均以平均值±标准偏差表示。

三、结果与分析

1.HPMC对乳浊液粒度和脂肪部分聚结率的影响。添加HPMC后，奶油平均粒径D4，3为1.711-2.264μm，粒径分布区间为0.37-13.89μm；市售奶油的平均粒径D4，3为1.874μm，粒径分布区间为0.37-11.15μm；分布曲线均为不规则双峰分布。随着HPMC添加量的增加，平均粒径D4，3先减小后增大，当添加量为0.09%时，乳浊液粒径最小，为1.711μm，这可能是因为HPMC会与酪蛋白酸钠竞争吸附在油水界面上，从而改变脂肪球的界面张力，影响脂肪球粒径。HPMC对油水界面的亲和力优于蛋白质，随着HPMC的添加，界面吸附蛋白数量减少，界面张力减小，可能降低乳浊液中脂肪球的部分聚集。随着HPMC的进一步添加，乳浊液粘度显著增加，抑制了酪蛋白酸钠在乳液中的迁移，增大界面张力，从而导致脂肪部分聚集。添加HPMC后，乳浊液中脂肪部分聚结率为0.04%-0.91%，随着HPMC添加量的增加，脂肪部分聚结率先减小后增加，这可能与HPMC的强界面活性和乳浊液表观粘度的变化有关。当HPMC添加量为0.09%时，脂肪部分聚结率为0.04%，与市售奶油无明显差异。

2.HPMC对乳浊液表观粘度的影响。添加HPMC后，奶油乳浊液的表观粘度为768-1016cP，且随着HPMC添加量的增加而增加，市售奶油的表观粘度为832cP。HPMC作为一种常用的食品增稠剂，其甲基基团与水分子通过氢键缔合，减少了脂肪球的活动空间，从而提高了乳浊液体系的粘度，HPMC分子链间的相互缠绕也会导致粘度的增加。

3.HPMC对乳浊液离心乳析率的影响。添加HPMC后，奶油乳浊液的离心乳析率为1.37%-5.79%，且随着HPMC添加量的增加而降低。在乳浊液体系中，离心乳析率越低，乳浊液越稳定，说明随着HPMC的添加，乳浊液稳定性增强。大量研究表明，乳浊液离心乳析率的变化与表观粘度相关。随着HPMC的添加，乳浊液表观粘度显著增加，乳液的粘性阻力增强，脂肪球迁移速率降低，脂肪球相互碰撞发生聚集的几率减小，从而导致脂肪球聚集发生分层的现象减少。

4.HPMC对搅打奶油打发性能的影响。（1）HPMC对搅打奶油打发时间和搅打起泡率的影响。添加HPMC后，奶油打发时间为360-554s，搅打起泡率为374%-407%，随着HPMC添加量的增加，打发时间和搅打起泡率均先增加后降低。市售奶油的打发时间为342s，搅打起泡率为418%。当HPMC添加量为0.09%时，搅打奶油的打发时间为554s，长于市售奶油；搅打起泡率为407%，与市售奶油接近。研究表明，搅打时间的变化可能与界面蛋白浓度和表观粘度有关。一方面，表观粘度的增加导致搅打时空气难以进入乳浊液中，使搅打时间增加；另一方面，HPMC与蛋白质竞争吸附在油水界面上，界面蛋白浓度降低，导致界面膜稳定性降低，搅打时脂肪球更易发生侨联包裹起泡，而且搅打时间越长，乳浊液中充入的空气相对越多，脂肪聚结率更大，导致搅打起泡率增加。

（2）HPMC对搅打奶油膏体状态的影响。添加HPMC后，奶油打发后状态为25.5-27.5分，常温放置30min后为22.0-26.0分，4℃冰箱隔夜放置后为20.5-26分，奶油膏体状态评分均低于市售奶油，但当HPMC添加量为0.09%时，奶油状态相对接近。当HPMC添加量为0.09%时，奶油膏体状态最佳，裱柱保持度好，常温放置30min和冰箱隔夜放置后膏体无明显气孔；当添加量为0.03%和0.15%时，奶油膏体较光泽，手感较软，裱柱花纹较圆润，较浮大，且柱子容易倒塌，冰箱隔夜放置气孔较多。对奶油膏体进行试味发现，添加HPMC的奶油膏体化口性均优于市售奶油，且HPMC添加量越高，奶油膏体化口性越好。因此，可选择添加0.09%的HPMC来制作混合脂搅打奶油。

5.HPMC对搅打奶油质构特性的影响。添加HPMC后，奶油的硬度、稠度、粘性和内聚力分别为269-327g、3109.29-3811.93g.sec、-248.56--301.55g、-527.91--572.77g.sec，而市售奶油的硬度、稠度、粘性和内聚力分别为347.13g、4006.62g.sec、-316.52g和-695.20g.sec，实验样品的质构参数均低于市售奶油。在实验样品奶油中，随着HPMC添加量的增加，奶油的硬度、稠度、粘性和内聚力均先增加后减小，当HPMC添加量为0.09%时，奶油硬度最高，粘性最强。

综上所述，本文探究了HPMC对混合脂搅打奶油及其乳浊液性能的影响，以改善混合脂奶油的产品性能。通过对乳浊液粒度、脂肪部分聚结率、表观粘度和离心乳析率的分析发现，HPMC能明显增加乳浊液表观粘度，降低离心乳析率，提高乳浊液稳定性。在混合脂搅打奶油中添加0.09%的HPMC，可明显提高奶油搅打起泡率，提高奶油稳定性，改善膏体状态，并且提高奶油化口性。

作者简介：刘雪梅（1988-），女，汉族，湖南永州人，硕士研究生，研究方向为奶油。