Ключевая роль ПВП в твердых и белковых напитках

1、Проблемы стабильности порошкообразных и белковых напитков

Проблема порошкообразных напитков:

Слипание: частицы порошка прилипают друг к другу из-за поглощения влаги или поверхностного статического электричества, образуя твердые комки, которые трудно растворить.

Плохая растворимость: гидрофобные компоненты (например, масло, экстракты и некоторые питательные вещества) в составе со сложными компонентами трудно равномерно распределяются и быстро растворяются в воде, склонны всплывать или выпадать в осадок.

Неравномерное высвобождение аромата: Упакованные ароматические вещества не могут равномерно высвобождаться.

Проблема белковых напитков:

Осадок белка: Во время обработки и хранения белковых молекул может происходить их агрегация и коагуляция из-за изменений pH, тепловой обработки, силы ионов или собственной гидрофобности, в конечном итоге образуя осадок.

Расслоение: Жировые глобулы, нерастворимые волокна, минералы и т.д. в системе расслаиваются из-за разницы плотностей или взаимодействий.

2、Решение для ПВП: Пространственная стабильность и смачивающее диспергирование

ПВП, являясь водорастворимым полимером, в основном решает вышеуказанные проблемы следующими механизмами:

В качестве диспергатора и связующего в сухих напитках:

Подавление слеживания: в процессе гранулирования распылительной сушкой добавление ПВП может образовывать тонкую гидрофильную защитную пленку на поверхности порошковых частиц. Этот слой уменьшает прямой контакт между частицами и снижает силы Ван-дер-Ваальса; с другой стороны, он поглощает следовые количества влаги из окружающей среды и образует гидратационный слой на поверхности частиц, выполняя функцию «физического барьера», эффективно предотвращающего образование комков.

Улучшение смачиваемости и диспергируемости: раствор ПВП обладает более низким поверхностным натяжением. Когда порошок высыпают в воду, ПВП быстро снижает межфазное натяжение между водой и порошком, что облегчает проникновение воды в поры порошка, обеспечивая быстрое смачивание и осаждение, тем самым ускоряя процесс растворения. Кроме того, ПВП может покрывать гидрофобные ароматические соединения или частицы питательных веществ, способствуя их лучшему диспергированию в водной фазе.

В качестве стабилизатора в белковых напитках:

Пространственный стерический стабилизирующий эффект: Это основной механизм стабилизации белковой системы с помощью PVP. Длинные цепи молекул PVP могут одновременно адсорбироваться на поверхностях нескольких молекул белка или коллоидных частиц. Эти адсорбированные на поверхности частиц цепи PVP образуют толстый полимерный слой, напоминающий «щетку», выступающую в растворитель.

Когда две частицы, покрытые PVP, приближаются друг к другу, сжатие и перекрытие этих полимерных цепей приводят к снижению энтропии системы и повышению локальной концентрации, что вызывает возникновение сильной отталкивающей силы — пространственного сопротивления.

Эта отталкивающая сила эффективно препятствует тесному контакту между частицами, тем самым предотвращая агрегацию и выпадение в осадок из-за ван-дер-ваальсовых сил притяжения.

Эффект защитного коллоида: сам по себе PVP после растворения может увеличивать вязкость водной фазы, что также в определенной степени замедляет скорость осаждения частиц и выполняет вспомогательную стабилизирующую функцию.

3、Примеры применения и технологические аспекты

Растворимый чай, молочный чай, порошок соевого молока:

Применение: смешивание с основными сырьевыми материалами, такими как сахар, молочный порошок и чайный порошок, равномерно на этапе внесения ингредиентов, после чего проводят гранулирование и сушку. Количество добавляемого ПВП обычно составляет от 0,5% до 2%, что позволяет значительно улучшить текучесть продукта и получить высококачественный продукт, не склонный к комкованию и быстро растворяющийся.

Спортивное питание — протеиновый порошок:

Применение: добавление ПВП в протеиновый порошок, содержащий сывороточный белок, соевый белок и другие компоненты, может не только улучшить растворимость, но и образовать более стабильную эмульсию после смешивания, предотвращая повторное агрегирование частиц белка и улучшая вкусовые качества.

Напитки на основе растительных белков (соевое молоко, миндальное молоко, грецко-ореховое молоко):

Применение: добавлять в напитковую систему до и после гомогенизации. Синергетический эффект ПВП и белка может значительно улучшить стабильность эмульсии и суспензии системы, предотвратить всплытие жира и осаждение белковых частиц, придать продукту равномерное и тонкое текстурное состояние и более длительный срок хранения. Исследования показали, что сочетание ПВП и стабилизаторов, таких как микрокристаллическая целлюлоза, дает лучшие результаты.

Под воздействием стремления к удобству и здоровью рынки твёрдых напитков и белковых напитков продолжают расти. «Мгновенное растворение» и «долгосрочная стабильность» продукции являются ключом к завоеванию доверия потребителей. Поливинилпирролидон (PVP) обеспечивает надёжную техническую поддержку для этих продуктов благодаря своим превосходным свойствам смачивания, дисперсии и пространственной стабильности. Он позволяет каждому грамму порошка идеально смешиваться, гарантируя равномерное распределение каждого глотка напитка, что делает его незаменимым скрытым вкладчиком в повышение качества таких продуктов.