Zakwaszane napoje mleczne cieszą się w ostatnich latach coraz większą popularnością ze względu na swoje walory zdrowotne i niepowtarzalny smak.Jednak stabilizacja tych napojów może być trudna, ponieważ kwas w mleku może powodować denaturację białek i tworzenie agregatów, co prowadzi do sedymentacji i separacji.Jedną ze skutecznych metod stabilizacji zakwaszonych napojów mlecznych jest zastosowanie karboksymetylocelulozy (CMC), rozpuszczalnego w wodzie polimeru, który może wchodzić w interakcje z białkami i innymi składnikami, tworząc stabilne zawiesiny.W artykule omówiony zostanie mechanizm działania stabilizacji zakwaszanych napojów mlecznych przez CMC.

Struktura i właściwości CMC

CMC jest pochodną celulozy, naturalnego polimeru występującego w ścianach komórkowych roślin.Powstaje poprzez chemiczną modyfikację celulozy grupami karboksymetylowymi, które poprawiają jej rozpuszczalność w wodzie i inne właściwości.CMC jest silnie rozgałęzionym polimerem o długim łańcuchu liniowym i wielu łańcuchach bocznych grup karboksymetylowych.Stopień podstawienia (DS) CMC odnosi się do liczby grup karboksymetylowych na jednostkę celulozy i określa stopień rozpuszczalności i lepkości CMC.

Mechanizm działania CMC w stabilizacji zakwaszanych napojów mlecznych

Dodatek CMC do zakwaszanych napojów mlecznych może poprawić ich stabilność poprzez kilka mechanizmów:

1. Odpychanie elektrostatyczne: Grupy karboksymetylowe na CMC są naładowane ujemnie i mogą oddziaływać z dodatnio naładowanymi białkami i innymi składnikami mleka, tworząc siłę odpychającą, która zapobiega agregacji i osiadaniu białek.To odpychanie elektrostatyczne stabilizuje zawiesinę i zapobiega sedymentacji.
2. Oddziaływania hydrofilowe: Hydrofilowy charakter CMC umożliwia mu interakcję z cząsteczkami wody i innymi składnikami hydrofilowymi w mleku, tworząc warstwę ochronną wokół białek i zapobiegając ich wzajemnej interakcji.
3. Zawada przestrzenna: rozgałęziona strukturaCMCmoże wytworzyć efekt przeszkody przestrzennej, zapobiegając bliskiemu kontaktowi białek i tworzeniu agregatów.Długie, elastyczne łańcuchy CMC mogą również owijać się wokół cząstek białka, tworząc barierę, która zapobiega ich kontaktowi ze sobą.
4. Lepkość: Dodanie CMC do zakwaszonych napojów mlecznych może zwiększyć ich lepkość, co może zapobiegać sedymentacji poprzez zmniejszenie prędkości opadania cząstek.Zwiększona lepkość może również stworzyć bardziej stabilną zawiesinę poprzez zwiększenie interakcji między CMC a innymi składnikami mleka.

Czynniki wpływające na stabilizację zakwaszanych napojów mlecznych metodą CMC

Skuteczność CMC w stabilizacji zakwaszanych napojów mlecznych zależy od kilku czynników, m.in.:

1. pH: Na stabilność zakwaszonych napojów mlecznych duży wpływ ma pH.Przy niskich wartościach pH białka w mleku ulegają denaturacji i łatwiej tworzą agregaty, co utrudnia stabilizację.CMC może stabilizować zakwaszone napoje mleczne już przy pH 3,5, ale jego skuteczność spada przy niższych wartościach pH.
2. Stężenie CMC: Stężenie CMC w mleku wpływa na jego właściwości stabilizujące.Wyższe stężenia CMC mogą prowadzić do zwiększenia lepkości i lepszej stabilizacji, ale zbyt wysokie stężenia mogą skutkować niepożądaną teksturą i smakiem.
3. Stężenie białka: Stężenie i rodzaj białek w mleku może wpływać na stabilność napoju.CMC jest najskuteczniejszy w stabilizowaniu napojów o niskim stężeniu białka, ale może również stabilizować napoje o wyższym stężeniu białka, jeśli cząsteczki białka są małe i równomiernie rozmieszczone.
4. Warunki przetwarzania: Warunki przetwarzania stosowane do produkcji zakwaszanego napoju mlecznego mogą wpływać na jego stabilność.Wysokie siły ścinające i ciepło mogą powodować denaturację i agregację białek, prowadząc do niestabilności.Warunki przetwarzania należy zoptymalizować, aby zminimalizować zawartość białka.