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

這是賓夕法尼亞州立大學(xué)研究人員團隊的結(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——是許多消費者不想要的，尤其是在有機巧克力牛奶中。

團隊負責(zé)人、食品科學(xué)教授 Federico Harte 表示，盡管美國食品和藥物管理局已批準使用角叉菜膠，但對其安全性的擔(dān)憂仍然存在。他指出，一些科學(xué)家認為這種添加劑——一種從紅海藻中提取的化合物——會導(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。

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

在這項研究中，研究人員對含有脫脂牛奶、可可粉和糖的無脂巧克力牛奶配方進行熱處理，然后使用 125 至 500 兆帕的高壓噴射技術(shù)對其進行加工。將經(jīng)高壓噴射處理的巧克力牛奶的粘度、流動性和穩(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，當巧克力牛奶以 500 兆帕處理時達到最大穩(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。“因為牛奶蛋白似乎是提高用這種方法處理的樣品中可可穩(wěn)定性的主要成分，我們進行了第二項研究，以確定額外的牛奶蛋白和高壓噴射處理對脫脂巧克力牛奶穩(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，研究人員報告說，在 39 華氏度下儲存 14 天的儲存期內(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)已申請了該工藝的臨時專利，并正在與一家乳制品制造商合作開發(fā)和擴大規(guī)模。

哈特指出，食品的高壓噴射加工是一個全新的概念，他在賓夕法尼亞州立大學(xué)已經(jīng)對這個想法進行了大約六年的試驗。他在 Rodney A. Erickson 食品科學(xué)大樓的試點工廠中開展的這項技術(shù)工作是獨一無二的，因為它使用微型汽車大小的增壓泵通過金剛石或藍寶石噴嘴噴射牛奶。液體作為細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——您通常會在工程服務(wù)商店找到它，”Harte 說。“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硬材料。我們在一個完全不同的應(yīng)用程序中使用它。”

十年前，哈特在田納西大學(xué)任教時，用美國國立衛(wèi)生研究院的贈款購買了這些設(shè)備，并在他來到賓夕法尼亞州立大學(xué)時將其運送到大學(xué)公園校區(qū)。“在美國的任何一所大學(xué)食品科學(xué)系都找不到這種類型的儀器，”他說。“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——壓力為 100 兆帕。“我們正在施加五倍的壓力，500 兆帕，”他說。“當液體離開孔口時，它以 3 馬赫的速度移動——是音速的三倍。”

食品科學(xué)研究生 Michelle Tran 和 Grace Voronin 也參與了這項研究。Robert Roberts，教授兼食品科學(xué)負責(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。

美國農(nóng)業(yè)部國家食品和農(nóng)業(yè)研究所和國家乳制品委員會部分資助了這項研究。