PVP:s huvudroll i fasta och proteinhaltiga drycker

1. Stabilitetsutmaningar för fasta och proteindrycker

Utmaningen med fasta drycker:

Agglomerering: Pärlor av pulver klibbar ihop på grund av fuktupptagning eller statisk elektricitet på ytan, vilket bildar hårda klumpar som är svåra att lösa upp.

Dålig löslighet: hydrofoba komponenter (såsom olja, essens och vissa näringsämnen) i formeln med komplexa beståndsdelar är svåra att sprida ut och lösa snabbt i vatten, och tenderar att flyta eller sjunka.

Ojämn smakfrisättning: De förpackade smakämnen kan inte släppas ut jämnt.

Utmaningen med proteindrycker:

Proteinnedbördning: Under bearbetning och lagring av proteinmolekyler kan aggregering och flockulering uppstå på grund av pH-förändringar, värmebehandling, jonstyrka eller egen hydrofobicitet, vilket i slutändan leder till bildning av en nedbörd.

Fasskiljning: Fettglobuler, olösliga fibrer, mineraler etc. i systemet lagerdelas på grund av densitetsskillnader eller interaktioner.

2. Lösning för PVP: Rumslig stabilitet och våt dispersering

PVP, som är ett vattenlösligt polymer, löser främst ovanstående problem genom följande mekanismer:

Som dispergeringsmedel och bindemedel i pulverdrycker:

Hämning av klumpbildning: under spraytorkningsgranuleringsprocessen kan tillsats av PVP bilda en tunn, hydrofil skyddsfilm på pulverpartiklarnas yta. Detta lager minskar direkt kontakt mellan partiklar och sänker van der Waals-krafter; å andra sidan absorberar det spårmängder fukt från omgivningen och bildar ett hydrationslager på partikelytan, vilket fungerar som en "fysisk barriär" för att effektivt förhindra klumpning.

Förbättra våtbarhet och dispergerbarhet: PVP-lösning har lägre ytspänning. När pulver hälls i vatten kan PVP snabbt minska gränsskiktsspänningen mellan vatten och pulver, vilket gör det lättare för vatten att tränga in i pulverets porer, vilket möjliggör snabb våtning och sjunkning och därmed snabbare upplösningsprocess. Det kan också inkapsla hydrofoba smakföreningar eller näringspartiklar, vilket gör dem lättare att dispergera i vattenfasen.

Som stabilisator i proteindrycker:

Rumslig sterisk hindervärkande stabiliserande effekt: Detta är den centrala mekanismen för PVP:s stabilisering av proteinsystem. Långa kedjemolekyler av PVP kan adsorberas på ytan av flera proteiner eller kolloidala partiklar samtidigt. Dessa PVP-molekylkedjor som är adsorberade på partikelytan bildar ett tjockt polymerskikt likt en "borste" som sträcker sig ut i lösningsmedlet.

När två partiklar omgivna av PVP närmar sig varandra kommer komprimering och överlappning av dessa polymerkedjor att orsaka en minskning av systemets entropi och en ökning av lokal koncentration, vilket resulterar i en stark repulsiv kraft – rumslig motståndskraft.

Denna repulsiva kraft förhindrar effektivt nära kontakt mellan partiklar och därmed förhindras aggregering och utfällning orsakad av van der Waals-attraktion.

Skyddande kolloideffekt: PVP i sig kan öka viskositeten i vattenfasen efter upplösning, vilket också i viss mån saktar ner partiklarnas sjunkhastighet och utgör en kompletterande stabiliserande funktion.

3. Exempel på tillämpningar och processsteg

Instantte, mättet, sojamjölkpulver:

Tillämpning: Blanda jämnt med grundråvaror såsom socker, mjölkpulver och tepråk under ingrediensstadiet, och utför därefter granulering och torkning. Mängden PVP som tillsätts är vanligtvis mellan 0,5 % och 2 %, vilket avsevärt kan förbättra produktens bearbetbarhet och ge högkvalitativa produkter utan klumpbildning och snabb upplösning.

Proteinpulver för sporternäring:

Tillämpning: Genom att tillsätta PVP till proteinpulver innehållande vassleprotein, sojaprotein och andra ingredienser kan man inte bara förbättra lösligheten, utan också bilda en mer stabil emulsion efter blandning, vilket förhindrar återaggregering av proteinpartiklar och förbättrar smaken.

Växtbaserade protein drycker (sojamjölk, mandelmjölk, valnötsmjölk):

Användning: Tillsätt till dryckssystemet före och efter homogenisering. Den synergetiska effekten av PVP och protein kan avsevärt förbättra systemets emulsionsstabilitet och suspensionsstabilitet, förhindra att fett flyter upp och att proteindelar sjunker, ge produkten ett enhetligt och fint strukturtilstånd samt en längre hållbarhet. Studier har visat att kombinationen av PVP och stabilisatorer såsom mikrokristallin cellulosa ger bättre resultat.

Drivna av eftersträvan efter bekvämlighet och hälsa fortsätter marknaden för fastdrickor och proteindrickor att växa. "Omedelbar upplösning" och "långsiktig stabilitet" hos produkter är nyckeln till att vinna konsumenternas förtroende. Polyvinylpyrrolidon (PVP) erbjuder pålitlig teknisk support för dessa produkter tack vare sina utmärkta fuktgörings-, dispergerings- och rumsliga stabilitetsegenskaper. Det gör att varje sked med pulver blandas perfekt, vilket säkerställer att varje klunk dricka är jämnt fördelad, och därmed blir det en oersättlig bidragsgivare bakom kulisserna för att förbättra kvaliteten på sådana produkter.