试验设计 XOS、麦芽糊精(MD)和低聚果糖(FOS)用作生产蓝色着色剂粉末的壁材,在80 ℃下,将20 g FOS和XOS混悬液分别溶解到80 g去离子水中,完全溶解后,将悬浮液冷却至 40 °C。将20 g MD加入80 g去离子水中,悬浮液在25 ℃下静置24小时,使用均质机在2000 rpm转速下,将200 g(每100 g悬浮液中含10.1 g固体)天然蓝色着色剂牛奶逐渐加入每种悬浮液中,持续5分钟。总固体浓度(载体+蓝色着色剂)等于每100 g悬浮液中含10.35 g固体。每100 g悬浮液中含有3.20 g天然蓝色着色剂牛奶干物质。然后,将280 g悬浮液在喷雾干燥机中干燥,制备成样品进行表征,分别检测形态、粒度分布、游离京尼平含量、颜色、水分含量、吸湿性和水活度等指标。 用MD、FOS和XOS生产的喷雾干燥天然蓝色着色剂被用于配制三种不同的食品(椰蓉球、奶油泡芙和松糕),最后进行颜色评估。 试验结果 (1)喷雾干燥蓝色着色剂的特征 如图1所示,从外观上看,这些粉末呈蓝色,但强度略有不同,XOS基质有利于获得最高的蓝色强度。
(2)形态、尺寸分布、水分含量和aw 如表1所示,载体对颗粒的D4,3影响较大(p值=0.001);含有XOS的颗粒尺寸较小。同样,与粒度分布相比,含有XOS的颗粒的平均粒度低于MD(p值=0.012)。所有配方生产的微粒的aw值都小于0.2,水分含量小于3.4 g H2O/100 g d.m.(干物质),低于这些值的粉末具有合适的储存稳定性特征,并能保持微生物稳定性。
如图2所示,蓝色着色剂微粒的形状和表面没有视觉上的差异。然而,所使用的载体材料在团聚行为方面影响了粉末的形态。图像显示没有孔隙或裂缝的证据,用XOS制成的颗粒与用MD和FOS制成的颗粒具有相似的形态特征。
(3)游离京尼平含量和颜色参数 如图3所示,含有XOS的微粒在干燥后显示出更高的游离京尼平含量,表明与MD相比,XOS是蓝色着色剂的最佳载体;与MD相比,XOS基质的分子尺寸最小,极性最高;所有样品的BI都显示出添加了蓝色着色剂的牛奶的颜色特征,与FOS和XOS相比,MD的白色更突出,会干扰微粒的颜色。
(4)相结构 如图4所示,所有样品均呈现无结晶区域的无定形结构,由于键和分子的能级较低,无定形固体通常比晶体结构更易溶解。
(5)喷雾干燥蓝色着色剂在食品中的应用 如图5所示,含MD的着色剂较难加入,可以观察到无法正常溶解的小颗粒;从外观上看,载体并不影响椰蓉球的强度,但使用XOS来生产蓝色着色剂粉末,可以通过益生元来丰富它,以此来增加其健康性。
如图6所示,无论使用哪种载体基质(MD、FOS或XOS),都可以加入我们的蓝色着色剂。与不同的载体相比,奶油泡芙的视觉外观没有差异,这表明XOS可用作奶油泡芙中的蓝色着色剂载体。
如图7所示,在烘烤过程后,蓝色仍然保持稳定,不同载体基质的蓝色强度没有差异,因此可以在蛋糕中使用XOS来携带蓝色着色剂。
如表2所示,分析参数L、a和b,添加了XOS的产品的参数略微偏蓝。
试验结论 总之,本文研究了XOS作为牛奶蛋白-交联京尼平载体的性能,与MD相比,新兴的益生元在粉末状系统中携带天然蓝色化合物的能力以及将其掺入食品中后具有优势。使用XOS生产的粉末状蓝色着色剂具有更高的游离京尼平保留率、更小的颗粒直径和更高的蓝色强度。在食品应用方面,在高温处理过程中,XOS具有高温稳定性。此外,含有XOS的微粒呈无定形结构,这种微粒很容易与疏水性和亲水性食品基质结合。以上结果表明,用XOS生产的喷雾干燥天然蓝色着色剂具有创新潜力,可应用于多种食品(乳制品、饮料、乳剂、糖果等),作为一种功能性配料,替代人工蓝色色素,并具有益生元特性。 参考资料: Neves M I L, Strieder M , Prata A S,et al.Xylooligosaccharides as an innovative carrier matrix of spray-dried natural blue colorant[J].Food Hydrocolloids, 2021, 121:107017. |