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可溶性大豆多糖的性質及其在清爽型酸性蛋白飲品中的應用

清爽型含乳飲料在日本已經有近一百年的歷史 ,包括清涼含乳飲料和益生菌飲料,典型的品牌有KAPLIS(可爾必思)、養樂多(YAKULT)、明治乳業以及朝日、三得利等飲料巨頭。近20年來,隨著可溶性大豆多糖的出現,其產品豐富了多樣化的包裝,延長了產品的貨架期,擴大了產品銷售半徑,銷售量在日本已經占整個飲料市場的一定比重,并呈現快速增長趨勢。中國含乳飲料市場經過近幾年的快速發展,產品已經呈現多樣化,未來必將在清涼乳飲料、益生菌飲料等功能性飲料上進行新一輪發展和潮流引領。本文就可溶性大豆多糖的功能特性及其在清爽型酸性蛋白飲料中的應用前景進行探討。

 

 可溶性大豆多糖的分子結構特征

可溶性大豆多糖(Soluble Soybean Polysaccharides, SSPS)是一種來源于大豆的水溶性多糖類,屬酸性多糖,結構類似果膠,由半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Ara)、半乳糖醛酸(GalA)、鼠李糖(Rha)、巖藻糖(Fuc)、木糖(Xyl)和葡萄糖(G1c)等組成。其主要的構造是聚鼠李糖半乳糖醛酸和聚半乳糖醛酸的主鏈上結合著半乳聚糖和阿拉伯糖聚糖,側鏈近似球狀結構;另外還有一些蛋白質成分結合在糖鏈上,相對分子質量約為30-100萬。

可溶性大豆多糖的結構使其在水溶液中具有相對低的黏度和較高的穩定性;優良的溶解性能,無論在較高的溫度或是較低的溫度下都可以溶解,且溶解冷卻后不會形成絮凝和凝膠現象;溶液的黏度受酸、熱及鹽類的影響很小。

可溶性大豆多糖的這些優良特性使其具有很多獨特的功能,如乳化及乳化穩定性、酸性條件下對蛋白顆粒的穩定作用、抗粘結性、成膜性能及發泡穩定性等,作為乳化劑、穩定劑、分散劑和抗結劑等廣泛應用于各個領域,且可溶性大豆多糖本身即是膳食纖維,因此可適于添加到各種食品中。

 

可溶性大豆多糖在酸性乳飲料中穩定蛋白質機理

可溶性大豆多糖是一種具有類果膠結構的陰離子多糖,最早由日本不二制油公司自1993年開始商業化生產,可溶性大豆多糖易溶于水,且不形成凝膠,其溶液具有很好的耐酸、耐熱、耐鹽性。1994年開始被應用到酸性乳體系中作為穩定劑?扇苄源蠖苟嗵侨芤旱恼扯鹊陀诠z,用于穩定酸性乳飲料時具有更清爽的口感,并且其用量少于果膠時就可以達到相同的穩定效果。

Nakamura等用酶解法對比研究了可溶性大豆多糖和果膠對酸性乳體系的穩定作用。當酶解掉可溶性大豆多糖的阿拉伯多糖(arabinan)或半乳聚糖(galactan)的中性支鏈后,其穩定作用消失,而酶解開主鏈的半乳聚糖或鼠李二半乳糖醛酸聚糖(rhamnogalacturonan)時,其對酸性乳體系仍有較好的穩定效果。相反的是,當果膠主鏈被酶解后其穩定作用明顯減弱,而中性支鏈被酶解后穩定效果沒有顯著變化。根據以上實驗結果,Nakamura認為可溶性大豆多糖和果膠穩定酸性乳體系的機理不同。由阿拉伯多糖或半乳聚糖構成的中性支鏈多糖是可溶性大豆多糖穩定酸性乳體系的關鍵因素。當可溶性大豆多糖吸附到酪蛋白表面后,較長的中性支鏈提供很好的空間穩定作用以穩定酸性乳體系。而果膠相對于可溶性大豆多糖來說,主要是由于吸附有果膠的酪蛋白復合膠粒間的靜電排斥作用。這一實驗結果與前述的結論是不一致的,對于果膠穩定酸性乳體系的機理還有待于進一步的探討。

Nakamura等還對可溶性大豆多糖和果膠對酸性乳體系穩定作用的差異進行了對比研究。果膠所帶的電荷較多,在果膠/乳蛋白體系剛開始酸化時,就可以吸附到酪蛋白上,在pH為5.8-5.0的范圍內,某種程度上影響了酪蛋白膠束的重排。而可溶性大豆多糖在pH大于4.6時,不與酪蛋白發生相互作用,當pH小于4.2時,可溶性大豆多糖的穩定效果要優于果膠。這些差別是由兩者分子結構的不同所致,可溶性大豆多糖帶有少量的電荷和較長的中性支鏈,與酪蛋白發生吸附后,其中性支鏈會提供較強的相互作用。

蛋白質分子結構是由含有酸性羧基和堿性氨基的肽鏈組成。當蛋白溶液中加入大豆多糖時,大豆多糖的酸性主鏈與蛋白質的氨基結合,使整個結合體帶負電荷而相互排斥,防止蛋白粒子相互接觸而沉淀,與其它酸性多糖穩定劑相比,大豆多糖還有長的中性支鏈,能維持蛋白粒子更大的空間結構,使蛋白顆粒即使在等電點也不能相互接觸而沉淀,這就是大豆多糖優于其它穩定劑并能在酸性條件下穩定蛋白的原因。

●可溶性大豆多糖的應用優勢

可溶性大豆多糖在冷水中可溶,屬于牛頓黏性(具有非常低的黏度),低黏度下具有很高的溶解度,具有很好的乳化性能和被膜性能。耐酸,耐堿,耐熱性能都很好,在酸性條件下有很高的乳化穩定性。特別是在低ph值下也能保持良好的穩定性。大豆多糖非常適合于低黏度飲料中,即使在富含鈣的營養強化飲料中也不會減低其良好的穩定效果。同時因為有很低的黏度,對飲料中香氣成分的揮發和擴散沒有任何抑制作用。同果膠相比,大豆多糖具有更低的黏度和更好的乳化穩定效果。與果膠和CMC比較試驗顯示,大豆多糖有更寬的PH適用范圍,適用的PH值更低。而且價格低廉,在乳品飲料特別是酸乳飲料領域中具有很好的優勢。

在日本市場中,大豆多糖每年的使用量達到2500噸之多,僅次于第一大使用量的明膠,具有非常廣泛的應用領域,幾乎所有的食品領域中都有大豆多糖的存在。除了加工性能上的優點外,還因為大豆多糖屬于水溶性膳食纖維的一種,具有保健功能,所以在日本市場銷量很高。在我國,大豆多糖類產品還不多見,其應用領域的研究也沒有展開。

 

可溶性大豆多糖在清爽型酸性蛋白飲品中應用前景

清爽型含乳飲料與目前市場上其他含乳飲料相比最大亮點在于清爽的口感、與眾不同的發酵風味和健康時尚的果汁風味。當今的主流產品都面臨著同質化的問題,競爭就是通過差異化建立壓倒對手的優勢。用大豆多糖作穩定劑的乳飲料非常清爽,接近天然,更健康、安全。甜里帶點酸,不油膩,不粘喉,清新爽口的滋味盈滿味蕾,更能同時補充豐富營養!這種類型的產品是未來十年潮流趨勢,尤其是南方炎熱的氣候條件下,既能解渴又能補充少量的蛋白質、維生素、礦物質,做到了:果汁+牛奶+乳酸菌+膳食纖維的完美組合。作為雙歧因子和膳食纖維,大豆多糖更具有優越的生理保健功能,除了具有一般膳食纖維所具有的功能外,還有調節胃腸中微生物營養平衡和類膽固醇的代謝以及抑制免疫血清中脂質的氧化的特性。
    國外以日本、韓國和臺灣等東南亞國家和地區為主,此類清爽型含乳飲品已經流行幾十年之久,是日本、韓國新品潮流。目前,國內眾多企業已經對此類產品看好,如已經上市的中糧集團的檸檬U格、芒果U格乳酸菌果汁飲品;旺旺集團的0泡果奶飲品,發酵型乳酸菌飲品;樂天澳的利的乳味果汁飲料、妙之吻乳味碳酸飲品;光明集團的暢優活性植物乳酸菌飲品;康師傅的優健美乳味飲品等等。這些產品的出現預示著清爽型含乳飲料正如旭日東升,正在逐步得到消費者的認可。

中國飲料市場經過數年發展,碳酸飲料、茶飲料、果汁飲料、含乳飲料已經達到接近飽和的程度。其中含乳飲料中按黏度的高低分為低黏度型和中高黏度兩種類型,后一種是目前市場上的主流產品,飲料的品種較多。大豆多糖優良的穩定性和超低的黏度猶如鶴立雞群,是你產品創新的最佳優良原料,大豆多糖溶液的黏度幾乎不受鹽濃度濃度的影響,也不會引起體系的凝膠,在各類礦物質強化的乳飲料中為你帶來方便的選擇。


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