懸浮型果粒飲料作為一個獨特的飲料品種，自20世紀80年代問世以來，已走過近40年的歷程。懸浮型果粒飲料，具有諸多優良的感官效果和特點，如真實感強、外觀獨特、富含營養素、方便飲用等，因此受到廣大消費者的青睞。“凝膠才能懸浮”原理的發現，不但為

懸浮型果粒飲料作為一個獨特的飲料品種，自20 世紀 80 年代問世以來，已走過近 40年的歷程。懸浮型果粒飲料，具有諸多優良的感官效果和特點，如真實感強、外觀獨特、富含營養素、方便飲用等，因此受到廣大消費者的青睞。

“凝膠才能懸浮”原理的發現，不但為果粒懸浮現象作出了合理的解釋，同時也為懸浮飲料中懸浮劑的選擇指明了方向：從理論上講，一切能產生凝膠的單體或復合膠都可用作懸浮劑。而只會產生黏度不會形成凝膠的膠體不可能單獨成為懸浮劑。

然而在生產實際中，真正能作為懸浮劑在生產中應用的膠體，還必須具備以下幾個條件：第一，符合食品添加劑的安全性要求；第二，具有很好的風味釋放性能，口感優良；第三，具有優越的耐酸熱分解能力；第四，抗析水性能強；第五，具有較高的凝膠溫度點，便于工藝操作；第六，用量省，具有較好的經濟性能。

01、幾種常用懸浮劑的性能及應用介紹

一、瓊脂

瓊脂是最早報道用作懸浮型果粒飲料的懸浮劑。周瑛[2]首次介紹將瓊脂用于柑橘果粒懸浮飲料的制作。方修貴等[16]通過對果膠、明膠、瓊脂、銀耳膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素 （CMC） 等膠體對柑橘汁胞懸浮效果的實驗，認為瓊脂是最適宜的懸浮劑，其使用濃度為0.18%～ 0.20%，在適當濃度的銀耳膠存在下，懸浮效果更好。李正明等[17]也對瓊脂用于柑橘汁胞懸浮飲料進行了研究，認為瓊脂加檸檬酸鹽的組合能取得滿意的效果。

彭加澤[18]對瓊脂用于柑橘汁胞懸浮實驗的最佳結果：瓊脂濃度 0.25%，飲料 pH 調節在 3.6～ 4.0，配料后加熱時間不宜過長。

祝幕韓等[19]認為瓊脂是目前生產中使用的增稠劑中最強的凝膠劑，即使濃度在 0.04%時，凝膠作用也明顯存在，并且飲料透明度好、口感滑爽。

胡國華等[1]將瓊脂用于明列子懸浮飲料，研究指出影響瓊脂懸浮作用的主要因素有濃度、溫度、pH 和電解質等。高溫和高溫持續時間過長，溶液酸度較強都會引起瓊脂降解和失效。

瓊脂在 pH 較低的溶液中凝膠強度和黏度較小，隨著 pH 的增大，凝膠強度和黏度增大，在 pH 為 6～ 11 時，溶液黏度最大。瓊脂溶液凝膠強度和黏度隨著高溫持續時間的增加而減小，在高溫持續時間超過 5h 后，溶液黏度很小，不能形成膠凝。

因此，嚴格掌握工藝溫度和高溫持續時間、選擇合適的酸味劑和 pH 是瓊脂懸浮作用成敗之關鍵。

同時，加入 CMC也會對瓊脂的凝膠強度和流動性產生較大影響，以瓊脂-CMC 為懸浮劑主劑的飲料，溶液的流動性、穩定性相對較好，透明且不易析出凝膠，表現出較好的組合協同性。眾多研究也證明了瓊脂 -CMC 是一個優良的懸浮劑組合，制得產品清亮透明，穩定性較佳[20-24]。

董文明等[25]用瓊脂與滇皂莢多糖膠進行復配，以瓊脂 0.05%，滇皂莢多糖膠 0.03%，氯化鉀 0.03%的懸浮劑配方，制得滿意的蘆薈懸浮飲料。

王艷哲等[26]以瓊脂 0.20%，CMC0.20%，明膠 0.10%的懸浮劑配方對含 7%的菊花花瓣飲料有良好的懸浮穩定作用。

二、卡拉膠

胡國華等[1]對卡拉膠的懸浮效果進行了研究：以卡拉膠 -K+、卡拉膠 - 槐豆膠 -K+、卡拉膠 - 魔芋膠 -K+ 復配的懸浮劑懸浮效果最為理想，后兩者表現了良好的組合協同性，在一定濃度范圍內 κ-卡拉膠分別與魔芋膠和槐豆膠復配時，它們的凝膠強度會顯著提高。ι-卡拉膠也有較理想的懸浮效果，但目前其市場價格較高，作為懸浮劑應用將受到限制。

以 κ-卡拉膠為懸浮劑主劑的明列子飲料在加入適當濃度的 K+ 以及與其它膠體復配時均能表現出良好的懸浮效果，其主要缺點是不太耐酸和耐高溫，一定程度上影響了飲料的懸浮穩定性，但仍不失為一種較為理想的明列子飲料懸浮劑。

卡拉膠在懸浮飲料中使用量為0.1%～ 0.4%，K+ 為 0.2%，Ca2+ 為 0.2%。

三、海藻酸鈉

向云峰等[35]用 0.25%的海藻酸鈉與 0.02%的氯化鈣結合制得了合格的懸浮果囊飲料。艾志錄等[36]則認為單純采用海藻酸鈉對汁胞的懸浮穩定效果不太理想，采用幾種膠體的混合使用，如海藻酸鈉與羧甲基纖維素或明膠的混用效果較好。

四、黃原膠 - 甘露聚糖

黃原膠有一個顯著的特征是其與甘露聚糖的同促作用，如槐豆膠、瓜爾豆膠等。當黃原膠與甘露聚糖混合時，其混合物黏度較之其中任何一種單獨存在時都明顯增加[38]。這一特性使得黃原膠與甘露聚糖的復合物能用作果粒飲料懸浮劑。

黃原膠與甘露聚糖同促作用在懸浮飲料中得到廣泛應用的有黃原膠 - 魔芋膠及黃原膠 - 槐豆膠二種組合。

（一）黃原膠 - 魔芋膠

魔芋膠（konjac gum）的主要成分是葡甘露聚糖，分子式為[C6H10O5]n，是由 D-葡萄糖和 D-甘露糖按 1∶1.6摩爾比以β-1，4 糖苷鍵連接而成的雜多糖。

黃原膠和魔芋膠都是非凝膠多糖，但將二者按一定比例混合可以出現協同作用，得到凝膠，當黃原膠與魔芋膠的質量比為7∶3，總含量為1.0%時，協同效應達到最大值。混合多糖膠凝化能力不僅與混合比例有關，還與飲料體系中鹽離子濃度有關，鹽離子濃度為0.2mol/L時，凝膠強度最大[39-40]。

董文明等[41]以甜玉米為原料，用各種懸浮劑綜合研究懸浮飲料的穩定性，結果表明黃原膠、魔芋膠、環狀糊精的復合懸浮劑效果最好，其最佳用量分別為0.04%、0.02%、0.02%。能最大限度地提高甜玉米粒粒羹的穩定性，解決了產品在銷售存放過程中出現的顆粒下沉現象。

（二）黃原膠 - 槐豆膠

槐豆膠（locust bean gum）是產于地中海一帶的刺槐樹種子加工而成的植物籽膠，是一種以半乳糖和甘露糖殘基為結構單元的多糖化合物，單體不會凝膠。

據范建平等[42]的研究：黃原膠與槐豆膠在混合物含量達到 0.5%～ 0.6%時形成凝膠。當槐豆膠與黃原膠的比例為 2∶ 8 時，混合液的黏度最高，其協效性最好。當混合物含量達到 1%時，槐豆膠與黃原膠混合溶液的黏度是槐豆膠單溶液黏度的 150 倍左右，是黃原膠單溶液黏度的 3 倍左右。混合溶液的黏度隨著含量的增加而增加，含量小于 0.3%時，增加的幅度較小；含量較高時，有較大幅度的增加；當含量達到 1%時，其黏度為4370mPa·s。

據郭守軍等[43]的研究結論表明，槐豆膠和黃原膠有強烈的協效增稠性，槐豆膠與黃原膠復配膠的黏度隨著膠體含量的升高而升高；復配膠為“非牛頓流體”，溶液的黏度隨著剪切力的增加而降低；加熱可使復配膠的黏度有較大幅度的增加，其中加熱60min可使復配膠的黏度趨于最大值，而加熱超過90min使其黏度有所降低；pH對復配膠的黏度有一定的影響，其中在堿性條件下黏度下降的幅度較大；凍融變化使槐豆膠和黃原膠復配膠的黏度有較大幅度的增加。

林美娟等[44]用膠體對糯玉米汁懸浮穩定性的研究指出，當黃原膠與槐豆膠質量比為1∶4時，飲料沉淀率達到最低值，懸浮穩定性最佳。

司衛麗等[45]研究了魔芋膠、槐豆膠與黃原膠對懸浮果粒果汁飲料穩定性的影響，結果表明，當魔芋膠、槐豆膠與黃原膠以3∶2∶2比例復配，用量為0.06%時，懸浮果粒果汁飲料的穩定性最好，且黏度適中，無明顯凝膠現象。

司衛麗等[46]還研究了魔芋膠、槐豆膠與黃原膠的復配及各種磷酸鹽類對懸浮果粒酸乳飲料穩定性的影響，研究認為當魔芋膠、槐豆膠與黃原膠以質量比4∶1∶2的比例復配，且其添加量為0.06%時，體系懸浮性較好；添加飲料總量0.08%的六偏磷酸鈉，體系懸浮性最好。

五、低酯果膠

果膠（pectin）是從柑橘果皮等提取的一種植物膠，是以聚半乳糖醛酸為基本骨架的高分子多糖，按照其分子中半乳糖醛酸上羧基酯化度的不同，分為高酯 （HMP）果膠（酯化度＞ 50%）和低酯（LMP）果膠（酯化度＜ 50%）。

HMP果膠依靠氫鍵與糖、酸結合形成凝膠，所要求的糖濃度較高，從而一般難以在懸浮飲料中得到應用。而 LMP 果膠依靠游離羧基與多價陽離子形成離子鍵凝膠，因此只需有一定濃度的陽離子的存在和一定的溫度條件就可以在少糖和無糖的條件下形成膠凝。

LMP果膠是一種對酸性較穩定的多糖，在 pH 在 3.1 左右時凝膠強度和黏度最大。因此，在用 LM果膠作穩定劑時，在不影響懸浮飲料滋味前提下要盡可能地將 pH 調低[1]。

LMP 果膠用于懸浮飲料的優點是口感明快、流暢，同時耐酸性強，適合在酸性飲料中使用[47]，缺點是添加量較大，價格偏高。

六、結冷膠

結冷膠多糖主鏈結構是一個線性四糖重復單位，由β-D-葡萄糖、β-D-葡萄糖醛酸和 α-L-鼠李糖作為重復單元以 2∶ 1∶ 1 的摩爾比聚合成長鏈分子；相對分子質量約為 0.5×106 道爾頓。高酰基結冷膠和低酰基結冷膠的區別在于：高酰基結冷膠在第 1 個葡萄糖基的 C-3 位置上有 1 個甘油酯基，C-6 位置上有 1 個乙酰基，其中葡萄糖醛酸可被 K+、Ca2+、Na+、Mg2+ 中和形成混合鹽。用 pH 為 10 的堿液處理高酰基結冷膠可得到低酰基結冷膠，低酰基結冷膠形成的凝膠結實有脆性，類似于瓊脂[50]。

（一）低酰結冷膠

低酰基結冷膠依靠其游離基團與二價金屬離子形成凝膠的特性，與適量的 Ca2+、Mg2+ 等離子結合形成三維網絡結構，既具有良好的承托力，又具有假塑性和極低的黏性，使飲料保持良好的流動性及懸浮能力，在酸性條件下也很穩定，因此在果粒懸浮飲料中有很好的應用價值。

朱姝賓等[51]分別以低酰結冷膠、碳酸鈣、多聚磷酸鈉、檸檬酸為單因素，制備懸浮溶液，通過正交試驗，得出用低酰結冷膠制備懸浮體系的最佳配方：低酰結冷膠 0.018%，碳酸鈣 0.04%，多聚磷酸鈉 0.02%，檸檬酸0.2%。懸浮體系透明，放置 90d 果粒仍能保持均勻懸浮。

鐘芳等[8]等研究認為，在流變學上，含量為 0.1%～0.4%的結冷膠溶膠呈現典型的屈服假塑性特征。含量為0.1%的結冷膠溶膠屈服應力為 0.405Pa，高于重力作用下橙子砂囊下沉所形成的剪切應力。因此，結冷膠具有在果粒懸浮飲料中作為懸浮穩定劑的潛力。

加速儲藏實驗結果表明，當結冷膠含量為 0.08%，Ca2+ 離子含量為160μg/g 時，橙子砂囊懸浮效果最好。在此基礎上，結冷膠與黃原膠的復配，借助結冷膠形成的凝膠網絡結構，以及黃原膠在剪切力作用下連續相黏度的增大，橙子砂囊懸浮飲料加速實驗中靜置 90d 形成的砂囊下沉距離小于 1.5cm，復配膠的使用還有利于橙子砂囊風味的保留，在加速儲藏實驗進行 25d 后，檸檬烯的保留率為28.7%，而不加膠對照樣的保留率僅為 0.08%。

王秀梅等[52]研究認為梨的顆粒在直徑 3mm 時，0.025%結冷膠能起到較好的懸浮效果，保質期可達到一年。

（二）高酰結冷膠

高酰基結冷膠的凝膠柔軟而富有彈性，其凝膠質構適應于很多食品的需求。在乳品懸浮中，高酰基結冷膠在低濃度時的流變性能發揮良好的懸浮作用，高酰基結冷膠廣泛地應用于乳品中懸浮果肉、可可粉等。

高酰基結冷膠在在酸奶中應用優勢有以下幾點：具有與酪蛋白相溶性，不會像低酰基結冷膠一樣形成掛壁現象；具有低用量、結構復原特性良好等特性。在含有纖維的果汁飲料和豆制品飲料中，高酰基結冷膠也可以良好地發揮懸浮作用而不產生沉淀[53]。高酰基結冷膠于 72℃ 左右形成柔軟、彈性的凝膠，且無溫度滯后性[54]。

由于高酰結冷膠具用量省，凝膠溫度點高，抗析水、不掛壁等優點，目前被廣泛應用于“果粒奶”懸浮飲料中。

七、幾種常用懸浮劑基本性狀比較

通過以上闡述，對幾種適合用于懸浮飲料的膠體主要性狀匯總成表 1 及圖 2。

表 1 幾種膠體的懸浮性狀比較[57]

圖 2 幾種懸浮膠體的性能比較示意圖[57]

02、懸浮飲料生產中常見的工藝問題及解決方法

一、懸浮劑的酸熱降解

懸浮劑的酸熱降解是影響懸浮型果粒飲料穩定性的關鍵因子。酸熱條件能加劇膠體的分解失效，最明顯的有瓊脂、卡拉膠、甘露聚糖類，果膠與結冷膠的耐酸熱性稍強。膠體的分解，會嚴重影響懸浮效果。在生產實踐中，如果配料過程中膠體加熱時間過長，加酸時間過早，或由于貯料桶容量過大，造成熱料貯存時間過長，都會造成懸浮困難，或同一批量產品中初灌裝產品與末灌裝產品質量不一致的情況。

為了解決這個問題，在生產中可采取熱溶膠，冷配料，超高溫瞬時滅菌，限量貯料，限時灌裝的工藝（圖3）。用此工藝生產懸浮型果粒飲料，可明顯降低懸浮劑的使用量，并使同一批次產品質量保持一致[14]。

圖 3 果粒懸浮飲料合理工藝流程[57]

二、析水

懸浮型果粒飲料經常出現的一個產品缺陷是析水現象，即在飲料上部出現一段既不含懸浮劑，又不含果粒的透明層，與下部飲料體形成明顯界限，極不雅觀，易被消費者誤認為飲料變質。

由于采用懸浮劑的不同，析水現象的出現可分為兩種原因。

第一，利用瓊脂等剛性膠體作為懸浮劑的，如果在懸浮劑的凝膠溫度點附近受到機械振動，如生產過程中邊冷卻邊搖動等操作都會引起膠體凝膠狀態的破壞，形成不完全凝膠，析出部分自由水，同時產生絮狀的膠體凝聚物。因此，以此類膠體制作果粒飲料時，嚴禁在膠凝點附近受到機械振動。只有在其凝膠完全形成后，才可進行均粒處理，同時均粒時過分的劇烈搖動，也會使凝膠發生破壞，產生膠體析水現象。

第二，以黃原膠 - 甘露聚糖類膠體作為懸浮劑時，其凝膠作用主要是靠兩種膠體經物理嵌合及氫鍵締合而形成，若在形成凝膠后受到稍強的機械振蕩，很容易使氫鍵遭到破壞，使凝膠現象部分或全部消失，從而產生脫水或沉淀，故此類膠體應在膠凝初始期(45℃ 左右)均粒，此時稍加搖動，便可達到均粒效果，不會造成氫鍵的破壞[14]。

三、果粒的運輸沉降（振蕩位移）

懸浮型果粒飲料在生產銷售過程中，經常會出現這樣的問題：即生產出懸浮良好的產品，經長期運輸到達銷售點時，發現果粒已全部沉降至容器底部，這是由于運輸過程中受到長時間的振蕩而產生的機械位移。單體膠所產生的振蕩位移在重新均粒后仍能恢復懸浮（真性網絡結構）。

而黃原膠 - 甘露聚糖等復合膠發生的振蕩位移重新均粒后不能恢復懸浮（假性網絡結構），主要原因是互配膠體間的氫鍵遭到了破壞。但重新加熱至膠凝溫度點以上，氫鍵重新締合，假性網絡結構能重新形成，恢復懸浮。

生產廠家可以根據銷售運輸距離的長短，通過調節膠體用量，改變膠體的凝膠強度，以減少或克服振蕩位移[14]。

要徹底、高效地解決懸浮型果粒飲料生產過程中存在的問題。還期待于高度耐酸熱降解、凝膠溫度點高、不影響飲料風味同時抗析水性能強的新型懸浮劑的開發研制。新型膠體的開發應用及各種膠體的有機復配有助于獲得滿意的產品，這是懸浮型果粒飲料今后的研究發展方向。

03、一款火龍果懸浮飲料的試制[56]

接下來我們以火龍果為主要原料，檸檬酸、白砂糖、黃原膠、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、卡拉膠等為輔料，制作一款火龍果懸浮飲料。

一、材料

火龍果（紅皮白肉品種）、白砂糖、檸檬酸、黃原膠、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、卡拉膠等。

二、工藝流程

三、操作要點

（一）原料選擇

選取果體表面潔凈、無裂痕、無凍傷的新鮮火龍果，并檢查果體的軟硬程度，用手指輕輕按壓果體，除去質地較軟的火龍果。

（二）清洗、去皮、切分

將選取的新鮮火龍果置于不銹鋼盆中，用流動自來水將其表面沖洗干凈，并除去果體表面的雜質等。

然后，輕輕地將果肉與果皮分離去皮，以免造成果肉受損和原料浪費。去皮后檢查果體表面的粉紅色薄皮是否除去，若粉紅色薄皮殘留過多，將會影響成品的感官品質。最后，將一部分去皮火龍果切分成塊，另一部分冷藏備用。

（三）火龍果原果漿的制備

將切分成塊的火龍果放入榨汁機中，進行制漿。直至漿體均勻，無果粒后，放入容器中冷藏備用。

（四）火龍果果粒的制備

將去皮后的火龍果切成 4 mm3 果粒，用開水燙10~15 s。為防止果粒在使用前發生褐變反應，將切好的果粒用 0.1%的異抗壞血酸溶液浸泡處理 30 min。

然后，用 2%的 CaCl2 溶液在常溫下鈣化處理 0.5 h。最后，用純凈水漂洗 3~5 次，置于冰箱中（5 ℃左右）冷藏備用。

（五）懸浮穩定劑的制備

取適量溫水（40 ℃左右）（100 mL 左右）加入0.2%黃原膠和 0.15% CMC-Na 的復合懸浮穩定劑，并保持在 90~95 ℃水浴溫度下 2~3 min，用玻璃棒輕輕攪拌使之溶解。

（六）火龍果懸浮飲料的調配

取一定量純凈水加入15%火龍果原果漿、6%白砂糖、復合懸浮穩定劑，加熱并使白砂糖完全溶解，之后加入0.12%檸檬酸調味，并加入6%的火龍果果粒。

（七）灌裝

灌裝前要對所需的玻璃飲料瓶進行挑選、清洗，剔除次瓶，清洗后，倒放在干凈的塑料筐中，備用。灌裝過程盡量迅速，封口時力度要適中，封口嚴密。

（八）殺菌

采用巴氏殺菌法，將灌裝的懸浮飲料置于 85 ℃溫水中，保持 20~25 min，殺菌完成后，冷卻至常溫。

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