Đồ uống sữa được axit hóa ngày càng trở nên phổ biến trong những năm gần đây do lợi ích sức khỏe và hương vị độc đáo của chúng. Tuy nhiên, những đồ uống này có thể khó ổn định vì axit trong sữa có thể khiến protein bị biến tính và hình thành các khối kết tụ, dẫn đến lắng đọng và phân tách. Một phương pháp hiệu quả để ổn định đồ uống sữa đã axit hóa là sử dụng carboxymethyl cellulose (CMC), một loại polyme hòa tan trong nước có thể tương tác với protein và các thành phần khác để tạo thành huyền phù ổn định. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về cơ chế hoạt động ổn định đồ uống sữa đã được axit hóa bằng CMC.

Cấu trúc và tính chất của CMC

CMC là dẫn xuất của cellulose, một loại polymer tự nhiên được tìm thấy trong thành tế bào thực vật. Nó được tạo ra bằng cách biến đổi hóa học cellulose với các nhóm carboxymethyl, giúp cải thiện khả năng hòa tan trong nước và các tính chất khác. CMC là một polyme có độ phân nhánh cao với chuỗi tuyến tính dài và nhiều chuỗi bên chứa các nhóm carboxymethyl. Mức độ thay thế (DS) của CMC đề cập đến số lượng nhóm carboxymethyl trên một đơn vị cellulose và nó xác định mức độ hòa tan và độ nhớt của CMC.

Cơ chế hoạt động của CMC trong việc ổn định đồ uống sữa đã axit hóa

Việc bổ sung CMC vào đồ uống sữa đã được axit hóa có thể cải thiện tính ổn định của chúng bằng một số cơ chế:

1. Lực đẩy tĩnh điện: Các nhóm carboxymethyl trên CMC mang điện tích âm và có thể tương tác với các protein tích điện dương và các thành phần khác trong sữa, tạo ra lực đẩy ngăn không cho protein kết tụ và lắng xuống. Lực đẩy tĩnh điện này giúp ổn định hệ thống treo và ngăn chặn sự lắng đọng.
2. Tương tác ưa nước: Bản chất ưa nước của CMC cho phép nó tương tác với các phân tử nước và các thành phần ưa nước khác trong sữa, tạo thành một lớp bảo vệ xung quanh các protein và ngăn chúng tương tác với nhau.
3. Trở ngại không gian: Cấu trúc phân nhánh củaCMCcó thể tạo ra hiệu ứng cản trở không gian, ngăn chặn các protein tiếp xúc gần gũi và hình thành các tập hợp. Các chuỗi CMC dài và linh hoạt cũng có thể quấn quanh các hạt protein, tạo ra một rào cản ngăn chúng tiếp xúc với nhau.
4. Độ nhớt: Việc bổ sung CMC vào đồ uống sữa đã được axit hóa có thể làm tăng độ nhớt của chúng, điều này có thể ngăn chặn sự lắng đọng bằng cách giảm tốc độ lắng của các hạt. Độ nhớt tăng lên cũng có thể tạo ra huyền phù ổn định hơn bằng cách tăng cường sự tương tác giữa CMC và các thành phần khác trong sữa.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của đồ uống sữa axit hóa của CMC

Hiệu quả của CMC trong việc ổn định đồ uống sữa đã được axit hóa phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm:

1. Độ pH: Độ ổn định của đồ uống sữa bị axit hóa bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi độ pH. Ở giá trị pH thấp, protein trong sữa trở nên biến tính và hình thành các khối dễ dàng hơn, khiến việc ổn định trở nên khó khăn hơn. CMC có thể ổn định đồ uống sữa bị axit hóa ở giá trị pH thấp tới 3,5, nhưng hiệu quả của nó giảm ở giá trị pH thấp hơn.
2. Nồng độ CMC: Nồng độ CMC trong sữa ảnh hưởng đến đặc tính ổn định của nó. Nồng độ CMC cao hơn có thể dẫn đến tăng độ nhớt và cải thiện độ ổn định, nhưng nồng độ quá cao có thể dẫn đến kết cấu và hương vị không mong muốn.
3. Nồng độ protein: Nồng độ và loại protein trong sữa có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của thức uống. CMC có hiệu quả nhất trong việc ổn định đồ uống có nồng độ protein thấp, nhưng nó cũng có thể ổn định đồ uống có nồng độ protein cao hơn nếu các hạt protein nhỏ và phân bố đều.
4. Điều kiện chế biến: Các điều kiện chế biến được sử dụng để sản xuất thức uống sữa đã được axit hóa có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của nó. Lực cắt và nhiệt cao có thể gây biến tính và kết tụ protein, dẫn đến mất ổn định. Điều kiện chế biến cần được tối ưu hóa để giảm thiểu lượng protein.