首次使用高壓噴射技術(shù)加工的無(wú)脂巧克力牛奶表現(xiàn)出更高的粘度，穩(wěn)定了液體中的可可顆粒，并且無(wú)需添加有爭(zhēng)議的乳化劑。

這是賓夕法尼亞州立大學(xué)研究人員團(tuán)隊(duì)的結(jié)論，他們的研究表明，新技術(shù)可以排除在巧克力牛奶中使用角叉菜膠。廣泛使用的食品添加劑——即使在貨架上放置數(shù)天后也有助于保持液體的光滑和充分混合——是許多消費(fèi)者不想要的，尤其是在有機(jī)巧克力牛奶中。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、食品科學(xué)教授 Federico Harte 表示，盡管美國(guó)食品和藥物管理局已批準(zhǔn)使用角叉菜膠，但對(duì)其安全性的擔(dān)憂仍然存在。他指出，一些科學(xué)家認(rèn)為這種添加劑——一種從紅海藻中提取的化合物——會(huì)導(dǎo)致炎癥和消化問題，如腹脹和腸易激疾病。因此，該添加劑在的嬰兒配方奶粉中被禁用。

“這項(xiàng)研究不是反對(duì)卡拉膠——它是關(guān)于消費(fèi)者想要只使用他們認(rèn)可的成分的清潔食品標(biāo)簽，”他說(shuō)。“而且卡拉膠絕對(duì)不是他們想要的巧克力牛奶中的東西。我們知道美國(guó)農(nóng)業(yè)部已經(jīng)考慮禁止將其用于有機(jī)巧克力牛奶。我們的結(jié)果表明這是可能的。”

在這項(xiàng)研究中，研究人員對(duì)含有脫脂牛奶、可可粉和糖的無(wú)脂巧克力牛奶配方進(jìn)行熱處理，然后使用 125 至 500 兆帕的高壓噴射技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加工。將經(jīng)高壓噴射處理的巧克力牛奶的粘度、流動(dòng)性和穩(wěn)定性與未經(jīng)過高壓噴射處理的巧克力牛奶(添加和不添加角叉菜膠)進(jìn)行比較。

正如預(yù)期的那樣，不含角叉菜膠的巧克力牛奶表現(xiàn)出可可粉的立即相分離，而含有角叉菜膠的配方可穩(wěn)定 14 天，可可顆粒不會(huì)從懸浮液中脫落。然而，研究人員觀察到隨著噴射處理壓力的增加穩(wěn)定性增加，當(dāng)巧克力牛奶以 500 兆帕處理時(shí)達(dá)到最大穩(wěn)定性。

“我們相信，酪蛋白膠束(一種牛奶蛋白)的結(jié)構(gòu)變化以及高壓噴射加工引起的新酪蛋白-可可相互作用增加了巧克力牛奶中的可可穩(wěn)定性，”Harte 說(shuō)。“因?yàn)榕Ｄ痰鞍姿坪跏翘岣哂眠@種方法處理的樣品中可可穩(wěn)定性的主要成分，我們進(jìn)行了第二項(xiàng)研究，以確定額外的牛奶蛋白和高壓噴射處理對(duì)脫脂巧克力牛奶穩(wěn)定性的影響。”

在最近發(fā)表在《乳制品科學(xué)雜志》上的研究結(jié)果中，研究人員報(bào)告說(shuō)，在 39 華氏度下儲(chǔ)存 14 天的儲(chǔ)存期內(nèi)，以 500 兆帕處理的含有 4%“膠束酪蛋白”的配方顯示沒有相分離。牛奶蛋白的添加與 500 兆帕的高壓噴射處理一起導(dǎo)致更高的表觀粘度，使可可顆粒保持懸浮狀態(tài)。

由于使用高壓噴射技術(shù)來(lái)提高可可的分散穩(wěn)定性，為該行業(yè)提供了一種生產(chǎn)清潔標(biāo)簽、但穩(wěn)定的低脂巧克力牛奶的加工替代方案，賓夕法尼亞州立大學(xué)已申請(qǐng)了該工藝的臨時(shí)專利，并正在與一家乳制品制造商合作開發(fā)和擴(kuò)大規(guī)模。

哈特指出，食品的高壓噴射加工是一個(gè)全新的概念，他在賓夕法尼亞州立大學(xué)已經(jīng)對(duì)這個(gè)想法進(jìn)行了大約六年的試驗(yàn)。他在 Rodney A. Erickson 食品科學(xué)大樓的試點(diǎn)工廠中開展的這項(xiàng)技術(shù)工作是獨(dú)一無(wú)二的，因?yàn)樗褂梦⑿推嚧笮〉脑鰤罕猛ㄟ^金剛石或藍(lán)寶石噴嘴噴射牛奶。液體作為細(xì)小液滴射流離開噴嘴，與空氣碰撞，形成氣溶膠。

“我們用于制作這些巧克力牛奶的設(shè)備不是您在食品行業(yè)中找到的設(shè)備——您通常會(huì)在工程服務(wù)商店找到它，”Harte 說(shuō)。“該設(shè)備用于切割金屬。它是一種水射流儀器，用于切割大理石或不銹鋼等堅(jiān)硬材料。我們?cè)谝粋€(gè)完全不同的應(yīng)用程序中使用它。”

十年前，哈特在田納西大學(xué)任教時(shí)，用美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的贈(zèng)款購(gòu)買了這些設(shè)備，并在他來(lái)到賓夕法尼亞州立大學(xué)時(shí)將其運(yùn)送到大學(xué)公園校區(qū)。“在美國(guó)的任何一所大學(xué)食品科學(xué)系都找不到這種類型的儀器，”他說(shuō)。“而且我也不知道世界其他地方有什么。”

為了了解處理巧克力牛奶的泵所產(chǎn)生的壓力，Harte 提供了這樣的比較：在馬里亞納海溝的底部——任何海洋中的最深點(diǎn)——壓力為 100 兆帕。“我們正在施加五倍的壓力，500 兆帕，”他說(shuō)。“當(dāng)液體離開孔口時(shí)，它以 3 馬赫的速度移動(dòng)——是音速的三倍。”

食品科學(xué)研究生 Michelle Tran 和 Grace Voronin 也參與了這項(xiàng)研究。Robert Roberts，教授兼食品科學(xué)負(fù)責(zé)人;John Coupland，食品科學(xué)教授;和食品科學(xué)教授格雷格齊格勒。

美國(guó)農(nóng)業(yè)部國(guó)家食品和農(nóng)業(yè)研究所和國(guó)家乳制品委員會(huì)部分資助了這項(xiàng)研究。