工藝條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料的穩(wěn)定性影響

楊宇鴻，周雪松，馬橋康，鐘秀娟

（廣州合誠實業(yè)有限公司，廣州 510530）

0 引言

褐色乳酸菌乳飲料是將牛奶和糖類先經(jīng)過一定程度Maillard反應(yīng)后，采用乳酸菌發(fā)酵再經(jīng)配料、均質(zhì)、殺菌、冷卻、灌裝等工藝制成的，具有口感清爽、風(fēng)味獨特、高糖高酸、富含蛋白質(zhì)和維生素等特點。國際市場上工業(yè)化的產(chǎn)品有Yakult、Actimel等[1]，近年來褐色乳酸菌乳飲料產(chǎn)品開始風(fēng)靡中國乳品飲料市場。目前市場上褐色乳酸菌乳飲料產(chǎn)品一般為活菌型，貨架期在21 d左右。開發(fā)滅菌型褐色乳酸菌乳飲料在保持該類產(chǎn)品營養(yǎng)價值的同時，可大大延長其保質(zhì)期。

滅菌褐色乳酸菌乳飲料是一種不穩(wěn)定的混合體系，在生產(chǎn)和儲存中往往容易出現(xiàn)水析、分層和沉淀等現(xiàn)象，嚴重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和商品外觀。本文就影響滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩(wěn)定性的主要工藝條件進行探討，以期得到該類產(chǎn)品的優(yōu)化生產(chǎn)工藝，為相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提供參考。

1 實驗

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

脫脂乳粉（進口），葡萄糖，三氯蔗糖，乳酸菌，白砂糖，復(fù)配乳化增稠劑HS-8686，檸檬酸。

1.1.2 儀器

電子天平，電子秤，電磁爐，強力電動攪拌機，微電腦電熱恒溫水槽，高壓均質(zhì)機，F(xiàn)LUKO剪切機，立式冷藏柜，雷磁pH計，UHT超高溫機，蒸汽壓力滅菌器，BROOKFIELD黏度計，離心機。

1.2 方法

1.2.1 滅菌褐色乳酸菌乳飲料生產(chǎn)工藝

1.2.1.1 酸奶基料發(fā)酵

水預(yù)熱（65℃）→加入脫脂乳粉、葡萄糖→攪拌水合15 min→定容→20 MPa均質(zhì)→Maillard反應(yīng)→冷卻→加入菌種→發(fā)酵（43℃）→破乳冷卻→4℃冷藏備用

酸奶基料配方如表1所示。

表1 酸奶基料配方

1.2.1.2 滅菌褐色乳酸菌乳飲料生產(chǎn)

水預(yù)熱（85～90℃）→加入白砂糖、復(fù)配乳化增稠劑、甜味劑→高速剪切10 min→冷卻至20℃→加入酸奶基料→高速剪切10 min→調(diào)整pH3.8→定容→均質(zhì)→殺菌、灌裝→冷卻→成品

滅菌褐色乳酸菌乳飲料配方如表2所示。

表2 滅菌褐色乳酸菌乳飲料配方

1.2.2 黏度的測定

樣品制備24 h后，保持水浴恒溫25℃，采用BROOKFIELD黏度計進行測量。

1.2.3 沉淀率的測定[2]

準確稱取產(chǎn)品10 g注入離心管中，以轉(zhuǎn)速為3 000 r/min的速度離心10 min，棄去上部溶液，準確稱取沉淀物的質(zhì)量。以下面公式計算沉淀率：

1.2.4 穩(wěn)定性觀察

分別在常溫和37℃對樣品進行穩(wěn)定性觀察。

1.2.5 Maillard反應(yīng)條件對穩(wěn)定性和感官品質(zhì)的影響

在前期大量的實驗基礎(chǔ)上，結(jié)合實際生產(chǎn)條件，采用20 MPa的壓力均質(zhì)一次和121℃、5 s的殺菌條件，選擇不同的Maillard反應(yīng)條件，如表3所示，分析其對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩(wěn)定性和感官品質(zhì)的影響。

表3 Maillard反應(yīng)條件

1.2.6 均質(zhì)條件對穩(wěn)定性的影響

實際生產(chǎn)中，乳酸菌乳飲料一般采用20 MPa的壓力均質(zhì)，均質(zhì)的溫度和次數(shù)則根據(jù)產(chǎn)品的特點有所不同。加熱均質(zhì)主要是為了讓乳脂更好地乳化，而滅菌褐色乳酸菌乳飲料由于主要成分是脫脂乳粉，產(chǎn)品脂肪含量為0%，因此可以考慮常溫均質(zhì)。選擇均質(zhì)條件如表4所示，其中Maillard反應(yīng)參數(shù)為95℃（2 h），殺菌參數(shù)為121℃（5 s），研究其對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩(wěn)定性的影響。

表4 均質(zhì)條件

1.2.7 殺菌條件對穩(wěn)定性的影響

巴氏殺菌、瞬時殺菌是常用于酸性含乳飲料的殺菌方式，選擇殺菌方式如表5所示，其中Maillard反應(yīng)參數(shù)為95℃（2 h）和20 MPa壓力均質(zhì)一次，研究其對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩(wěn)定性的影響。

表5 殺菌條件

1.2.8 數(shù)據(jù)分析方法

各試驗重復(fù)測定3次，結(jié)果為平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 Maillard反應(yīng)條件對穩(wěn)定性和感官品質(zhì)的影響

表6為Maillard反應(yīng)條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料感官品質(zhì)的影響。

表6 Maillard反應(yīng)條件對感官品質(zhì)的影響

由表6可以看出，在95℃條件下，隨著Maillard反應(yīng)時間的延長，產(chǎn)品顏色越深，由紅褐色變?yōu)榘岛稚?，反映了Maillard反應(yīng)程度越高，相應(yīng)的Maillard風(fēng)味越來越突出，伴隨有苦澀味產(chǎn)生。

圖1為Maillard反應(yīng)條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩(wěn)定性的影響。由圖1可以看出，Maillard反應(yīng)在95℃時隨著時間的增加，成品粘度會有一定程度減小，而成品沉淀率則相反，而且在121℃條件下Maillard反應(yīng)隨著時間的延長也有相似的情況。同時可知，成品粘度越低，沉淀率越高，不利于產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

綜合表6和圖1，Maillard反應(yīng)的程度對滅菌褐色乳酸菌乳飲料成品的穩(wěn)定性和感官品質(zhì)影響明顯。Maillard反應(yīng)宜選擇95℃（2 h）或121℃（5 min）。

圖1 Maillard反應(yīng)條件對穩(wěn)定性的影響

2.2 均質(zhì)條件對穩(wěn)定性的影響

圖2 均質(zhì)條件對穩(wěn)定性的影響

表7 37℃觀察結(jié)果

圖2為均質(zhì)條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩(wěn)定性的影響；表7為37℃條件下觀察結(jié)果。分析表7和圖2可知，65℃的產(chǎn)品粘度比25℃低，均質(zhì)2次的產(chǎn)品粘度比均質(zhì)1次的低；溫度對產(chǎn)品沉淀率的影響比均質(zhì)次數(shù)明顯，25℃均質(zhì)1次比等溫條件下均質(zhì)2次的產(chǎn)品沉淀率稍低，兩者差別不大，65℃均質(zhì)1次比等溫條件下均質(zhì)2次的產(chǎn)品沉淀率低，從0.21%上升到0.54%，差別明顯；從37℃產(chǎn)品穩(wěn)定性觀察，可見總體B樣品穩(wěn)定性最好，其次分別是A、C，最差是D樣品。

出現(xiàn)上述結(jié)果是因為在同樣均質(zhì)壓力下，均質(zhì)溫度越高，物料顆粒越細，越均勻，組織狀態(tài)越穩(wěn)定，但是溫度過高使乳濁體系粘度下降，導(dǎo)致小液滴的沉降速度和擴散系數(shù)增加，均質(zhì)后的液滴由于碰撞頻率的增加而導(dǎo)致小液滴均質(zhì)后又粘在一起，從而降低了穩(wěn)定效果[3]。因此，滅菌褐色乳酸菌乳飲料的在20 MPa均質(zhì)壓力下最好的均質(zhì)條件是25℃均質(zhì)2次。

圖3 殺菌條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩(wěn)定性的影響

表8 37℃觀察結(jié)果

2.3 殺菌條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩(wěn)定性的影響

由表8可見：A、B、C、D、E五種殺菌方式的樣品粘度逐漸下降，而樣品A、C、E沉淀率區(qū)別不大，均在0.1%以內(nèi)；樣品B沉淀率最大，其次是樣品D。

由圖3結(jié)果表明，樣品A、E觀察期內(nèi)穩(wěn)定性良好，其余樣品皆出現(xiàn)水析、沉淀問題，其中樣品B在觀察30 d出現(xiàn)水析2 mm、沉淀1 mm，其穩(wěn)定性最差。

結(jié)合表8和圖3可知，滅菌褐色乳酸菌乳飲料在90 ℃（20 min）和121 ℃（5 s）條件下殺菌，其穩(wěn)定性良好。品嘗樣品A和E發(fā)現(xiàn)后者更清爽、香氣純正，這可能是樣品經(jīng)過20 min長時間加熱的營養(yǎng)物質(zhì)比121℃（5 s）殺菌的損失嚴重。因此，121 ℃（5 s）的殺菌條件更適合用于滅菌褐色乳酸菌乳飲料的制備。

3 結(jié)論

通過測定產(chǎn)品的粘度、沉淀率和穩(wěn)定性觀察，研究了生產(chǎn)制備滅菌褐色乳酸菌乳飲料的主要生產(chǎn)工藝條件，包括：Maillard反應(yīng)、均質(zhì)及殺菌參數(shù)對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明：Maillard反應(yīng)宜選擇95℃（2 h）或121℃（5 min）；優(yōu)化均質(zhì)條件為25℃，20 MPa，均質(zhì)2次；優(yōu)化殺菌條件為121℃，5 s。

[1]董濤，張國松，周玉玲.養(yǎng)樂多風(fēng)味乳酸菌飲料生產(chǎn)工藝的探討[J].中國乳品工業(yè)，2005（33）：40-41.

[2]劉麗，蔡云升.調(diào)配型酸乳飲料穩(wěn)定劑及穩(wěn)定性的研究[J].食品工業(yè)科技，2003，24（5）：63-64.

[3]劉利強，杜娟，白永強.乳酸菌飲料穩(wěn)定性的影響因素[J].中國乳品工業(yè)，2006（34）：58-60.

[4]袁博，許時嬰.乳化穩(wěn)定劑對冰淇淋品質(zhì)的影響[J].冷飲與速凍食品工業(yè)，1996（4）：6-7.