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液态乳体系稳定性机理的初步研究

作　者: 赵正涛
导　师: 杜金华
学　校: 山东农业大学
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 酪蛋白乳清蛋白脂肪球稳定性 Zeta电势
分类号: TS252.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 2次
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内容摘要

牛乳是一种复杂的胶体体系,在生产过程中常常会出现脂肪上浮和蛋白质絮凝沉淀等现象,从而影响产品的质量和稳定性。这也是困扰广大乳品企业的一大难题。因而对于乳体系主要成分的特性研究非常有必要。在实际加工过程中,乳品企业往往是通过添加乳化剂和增稠剂的方式来增加体系的稳定性。但是添加剂的选择和量的选择都是经验性和随机性的。缺乏理论的指导。本研究采用离心分离的方法得到酪蛋白胶束、乳清蛋白和脂肪球。从微观上分析研究了酪蛋白和乳清蛋白在不同酸度条件下的稳定性变化。并首次采用Zeta电势和表面张力相结合的方法对这三种成分与两种乳化剂之间的作用机理进行了研究。研究结果如下:1.当酪蛋白溶液的pH<7时,pH的降低会导致胶体磷酸钙的溶解,体系的平均粒径变小。Zeta电势值(绝对值)和电导率值逐渐降低,表明酪蛋白胶束间的静电斥力减小,酪蛋白会发生凝集,平均粒径增大,体系也会变得不稳定。TURBISCAN LAB扫描的结果表明,酪蛋白溶液在pH5.8～6.6之间时较稳定,平均粒径在pH值为6.2时有最小值,为26.03nm。2.乳清蛋白溶液的Zeta电势值(绝对值)随着pH的降低逐渐减小,表观黏度先增大后降低。表面张力值和平均粒径都是先降低后增大,并在pH6.6时有最小值55.04mN/m和20.286nm。乳清蛋白溶液在pH5.8～7.0范围内稳定性较好,在pH6.6时稳定性最好。体系在空间效应、静电等多种作用力作用下维持稳定,降低pH时,分子结构展开使得空间效应增强,在一定程度上弥补了静电斥力的减小,因而体系在pH>5.8时也较稳定,pH的进一步降低会导致斥力势能的急剧减小使得蛋白质分子相互聚合,从而使得体系变得不稳定。3.研究了乳化剂的HLB值和添加量对乳脂肪球溶液特性的影响。研究表明,乳化剂的最佳添加HLB值为9,在该HLB条件下确定的最佳添加量为0.08%。乳脂肪溶液添加乳化剂后,乳化剂能够吸附到乳脂肪球表面,形成一层紧密的薄膜层,阻止乳脂肪球的聚集,从而维持乳状液的稳定。HLB为9时乳化剂分子能够更有效的吸附到乳脂肪球表面,并且随着添加量的增加这种作用逐渐增强。当乳化剂的添加量>0.08%时,此时体系的电导率值、表面张力值和脂肪球的Zeta电势值达到平衡状态。继续添加乳化剂时,过剩的乳化剂分子会相互聚集形成胶束,从而增加了体系中的粒子数目。4.研究了单甘酯和蔗糖酯同酪蛋白之间的作用机理。研究表明,酪蛋白的Zeta电势值(绝对值)和体系的电导率值都是随着乳化剂添加量的增加先增大后降低,表面张力值分别在单甘酯添加量0.02%和蔗糖酯添加量0.01%时达到最大值,然后随着添加量的继续增加显著降低,体系的黏度值则一直增大。5.无论是亲水性的蔗糖酯还是亲油性的单甘酯,当加入到乳清蛋白溶液时,都能够有效阻止乳清蛋白分子的聚合。乳清蛋白的Zeta电势值(绝对值)和体系的电导率值都是随着乳化剂添加量的增加先增大后降低。表面张力值都是在添加量为0.01%时达到极大值,而后随着添加量的增加显著降低。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
1 引言  11-22
  1.1 乳制品的发展现状  11-12
  1.2 乳制品的主要成分及对稳定性的影响  12-17
    1.2.1 乳脂肪  12-13
    1.2.2 酪蛋白  13-15
    1.2.3 乳清蛋白  15-16
    1.2.4 乳糖、酶类及其它物质  16-17
  1.3 影响液态乳体系稳定性的主要因素  17-19
    1.3.1 酸度  17
    1.3.2 温度  17-18
    1.3.3 盐类平衡  18
    1.3.4 加工过程对牛乳稳定性的影响  18-19
  1.4 液态乳体系稳定性研究现状  19-21
  1.5 本试验研究目的及意义  21-22
2 材料与方法  22-27
  2.1 试验材料  22
  2.2 主要仪器设备  22
  2.3 试验方法及技术路线  22-27
    2.3.1 酪蛋白特性的研究  23-24
    2.3.2 乳清蛋白特性的研究  24-25
    2.3.3 乳化剂对牛乳脂肪球特性的影响  25-26
    2.3.4 酪蛋白和乳化剂之间的相互作用  26-27
    2.3.5 乳清蛋白和乳化剂之间的相互作用  27
3 结果与分析  27-57
  3.1 酪蛋白在不同酸度条件下特性的测定  27-33
    3.1.1 Zeta 电位的测定结果  27-28
    3.1.2 电导率的测定结果  28-29
    3.1.3 黏度的测定结果  29-30
    3.1.4 平均粒径和稳定性的测定结果  30-33
  3.2 不同酸度条件下乳清蛋白特性的测定  33-38
    3.2.1 样品黏度测定结果  33
    3.2.2 Zeta 电位测定结果  33-34
    3.2.3 表面张力的测定结果  34-35
    3.2.4 平均粒径和稳定性的测定结果  35-38
  3.3 乳化剂对牛乳脂肪球特性影响  38-45
    3.3.1 HLB 值对乳脂肪特性的影响  38-41
    3.3.2 添加量对乳脂肪的特性影响  41-43
    3.3.3 分析  43-45
  3.4 酪蛋白和乳化剂之间的相互作用  45-51
    3.4.1 Zeta 电势的测定结果  45-46
    3.4.2 电导率的测定结果  46
    3.4.3 黏度的测定结果  46-47
    3.4.4 表面张力的测定结果  47-48
    3.4.5 显微观察  48-49
    3.4.6 分析  49-51
  3.5 乳清蛋白和乳化剂的作用机理研究  51-57
    3.5.1 Zeta 电位的测定结果  51-52
    3.5.2 电导率的测定结果  52
    3.5.3 表面张力的测定结果  52-53
    3.5.4 黏度的测定结果  53-54
    3.5.5 倒置显微镜观察结果  54-56
    3.5.6 分析  56-57
4 讨论  57-58
  4.1 牛乳中主要成分的稳定性研究  57
  4.2 乳化剂同牛乳中主要成分之间的相互作用  57-58
  4.3 进一步研究方向  58
5 结论  58-60
参考文献  60-69
致谢  69-70
攻读学位期间发表论文情况  70

液态乳体系稳定性机理的初步研究

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