新口味配方奶及其奶粉的制作工藝研究

李海峰，楊雪，賀曉光，張海紅

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川750021）

新口味配方奶及其奶粉的制作工藝研究

李海峰，楊雪，賀曉光，張海紅

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川750021）

分別以薏米仁、紅豆、枸杞葉茶與鮮奶為主要原料，通過正交試驗(yàn)確定各個(gè)工藝參數(shù)的最佳配方，制成不同口味且具有保健功效的配方奶，以薏米仁為例，試驗(yàn)結(jié)果表明，薏米仁奶最佳配方為脫脂奶粉4%，薏米仁汁25%，白砂糖8%，檸檬酸0.4%，穩(wěn)定劑0.3%。后根據(jù)噴霧干燥設(shè)備進(jìn)行噴霧干燥，通過正交試驗(yàn)確定各個(gè)工藝參數(shù)，以得到速溶性、品質(zhì)優(yōu)的配方奶粉。試驗(yàn)結(jié)果表明，薏米仁配方奶粉最佳工藝參數(shù)為進(jìn)風(fēng)溫度130℃，出風(fēng)溫度40℃，進(jìn)料速度為150 mL/h。

薏米仁；紅豆；枸杞芽茶；噴霧干燥；配方奶粉

奶粉主要是指以牛的乳汁為原料，經(jīng)過消毒、脫脂、脫水、干燥等工藝制成的粉末。也可指為使用山羊等其他動(dòng)物的乳汁生產(chǎn)的產(chǎn)品。奶粉按生產(chǎn)工藝和添加材料的不同，可分為調(diào)制奶粉和普通奶粉［1］，脫脂奶粉等，按使用對(duì)象不同，可分為嬰兒奶粉、兒童奶粉、成人奶粉、孕婦用奶粉、老人型奶粉、貓狗等動(dòng)物專用奶粉等。奶粉沖調(diào)容易，攜帶方便，營(yíng)養(yǎng)豐富。速溶奶粉比普通奶粉顆粒大而疏松即使用溫水也能迅速溶解［2］。

薏米仁屬禾本科植物。主濕痹、利腸胃、消水腫、潤(rùn)澤肌膚、美白補(bǔ)濕、除斑、涼性清熱消暑。種仁不僅為優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品，且具有利尿和抗癌作用［3］。紅豆作為豆類作物具有豐富的大豆優(yōu)質(zhì)蛋白，且含有脂肪、糖類、VB族、鉀、鐵、磷等營(yíng)養(yǎng)素。紅豆能促進(jìn)心臟血管的活化，利尿，健胃生津、祛濕益氣的作用，是良好的藥用和健康食品［4-5］。枸杞芽茶中含有硒，具有安神助睡眠的功效［6］。以上3種原料都具備優(yōu)良的保健功效，且含其品種的特殊口感，鑒于市場(chǎng)上所銷售的奶粉多數(shù)為兒童配方奶粉［7］，可供不同消費(fèi)者飲用的奶粉口味較為單一這一缺陷，本試驗(yàn)添加新的配料，不僅改善了產(chǎn)品的口味，滿足了不同消費(fèi)者的需求，且選擇的材料營(yíng)養(yǎng)豐富，富含多種有益元素。通過試驗(yàn)可獲得口味與營(yíng)養(yǎng)兼具的配方奶粉。

1　材料與方法

1.1材料與設(shè)備

1.1.1材料

薏米仁、紅豆、枸杞芽茶、鮮牛奶、脫脂奶粉、白砂糖、檸檬酸、穩(wěn)定劑：均為市售。

1.1.2設(shè)備

SP-1500實(shí)驗(yàn)型噴霧干燥機(jī)：上海順儀實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；LDZM-80KCS立式壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；AL204電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；LRH-300-G恒溫培養(yǎng)箱：廣東省醫(yī)療器械廠；HHSY21-NI6-C電熱恒溫水浴鍋：北京長(zhǎng)源實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；PQX-250智能人工氣候箱：江蘇金偉實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.2試驗(yàn)方法及原理

本試驗(yàn)采用的干燥方法為噴霧干燥，是目前乳粉生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣的一種干燥方法。噴霧干燥時(shí)把含有固體成分的液體分散成小液滴，加熱蒸發(fā)除去液滴中的水分。噴霧干燥過程中，乳中的小液滴被熱空氣在小于1 s內(nèi)轉(zhuǎn)化為干粉顆粒，脫脂乳粉的水分含量一般為3%～4%，加工條件不同對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有著不同的影響。主要參數(shù)有：乳的預(yù)熱、濃縮程度、噴霧時(shí)進(jìn)風(fēng)的溫度和出風(fēng)的溫度等［8-10］。

1.3成品測(cè)定方法

感官評(píng)定［11］由10人組成評(píng)定小組，根據(jù)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（見表1、表2）對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)定打分（因試驗(yàn)結(jié)果成品分別為配方奶與配方奶粉，其狀態(tài)及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)不同，故需要分別設(shè)計(jì)感官評(píng)定表），將10人對(duì)每組產(chǎn)品的每項(xiàng)打分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，算出平均值，得出產(chǎn)品的總分。

表1　配方奶感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（液態(tài)）Table 1Criteria for analysis of formula milk（liquid）

表2　配方奶粉感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（固態(tài)）Table 2Criteria for analysis of formula milk（solid）

1.4工藝流程

1.5操作要點(diǎn)

1.5.1薏米仁、紅豆、枸杞芽茶預(yù)處理

原料薏米仁洗凈后以1∶8（g/mL）料水比進(jìn)行泡發(fā)，約4 h經(jīng)打漿機(jī)打成汁液。紅豆洗凈后以1∶9（g/mL）料水比進(jìn)行泡發(fā)，約12 h經(jīng)打漿機(jī)打成汁液。枸杞芽茶洗凈后破碎，以料水比為1∶4（g/mL）進(jìn)行侵泡預(yù)煮，約15 min后過濾出茶汁。

1.5.2配料混合

按照最佳工藝配方的要求，將原料、穩(wěn)定劑、甜味劑混合在一起，白砂糖和穩(wěn)定劑用沸水融化后再加入到牛奶中。把薏米仁、紅豆和枸杞芽茶分別按比例加入到混合物料與牛奶的混合液中，并攪拌均勻。

1.5.3混料的均質(zhì)

由于要完成后期的熱風(fēng)干燥，且所選用的物料長(zhǎng)時(shí)放置易出現(xiàn)沉淀。故需要在混合之后對(duì)混料進(jìn)行均質(zhì)。

1.5.4殺菌及冷卻

將混合液置于95℃環(huán)境下殺菌5 min后立即封口，考慮到不影響干燥時(shí)的進(jìn)口溫度，應(yīng)冷卻至室溫備用。

1.5.5熱風(fēng)干燥器的組裝

干燥設(shè)備需要在清洗、干燥完成后進(jìn)行組裝，組裝完成后需要打開設(shè)備對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的干燥，并檢查氣密性良好。

2　結(jié)果與討論

2.1配方奶品質(zhì)的影響因素

2.1.1薏米仁、紅豆、枸杞芽茶的用量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響

薏米仁、紅豆和枸杞芽茶的香味為每一分部試驗(yàn)的主要風(fēng)味，故添加量的確定對(duì)試驗(yàn)有很大的影響。將薏米仁以1∶8（g/mL）的料水比侵泡4 h后采用15%、20%、25%、30%添加入牛奶中，紅豆以1∶9（g/mL）的料水比侵泡12 h后采用15%、20%、25%、30%添加入牛奶中，枸杞芽茶以1∶4（g/mL）的料水比煮沸15min后15%、20%、25%、30%添加入牛奶中，蔗糖、復(fù)合穩(wěn)定劑［12-13］和脫脂奶粉的加入量分別為6%、0.3%和5%，混合煮沸后均質(zhì)冷卻，結(jié)果見表3、表4、表5。

表3　薏米仁汁用量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響Table 3Effects of dosage of the coix seed kernels juice on quality of formula milk

表4　紅豆汁用量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響Table 4Effects of dosage of the red been juice on quality of formula milk

表5　枸杞芽茶用量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響Table 5Effects of dosage of the Chinese wolfberry flower tea on quality of formula milk

如表3可知，薏米仁汁量添加少口味會(huì)較淡，添加過量組織過稠，只有添加量在20%～25%時(shí)，組織狀態(tài)、口感較為適宜。

如表4可知，紅豆汁添加料少量口味、色澤較淡，添加過量紅豆味太重會(huì)掩蓋奶香，只有在添加量在20%～25%時(shí)，口味及色澤較為適宜。

如表5可知，枸杞芽茶添加料少量口味、色澤較淡，添加過量茶味太重會(huì)掩蓋奶香，只有在添加量在20%～25%時(shí)，口味及色澤較為適宜。

2.1.2白砂糖的添加量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響

白砂糖作為甜味劑對(duì)產(chǎn)品的口感改善有很好的作用，其次添加白砂糖可以增加產(chǎn)品的黏稠性。將白砂糖添加量依次設(shè)定為4%、6%、8%、10%4種濃度，薏米仁汁、紅豆汁、枸杞芽茶的量設(shè)定為20%，其他混料添加量如表3、表4、表5所確定，所得配方奶品質(zhì)見表6。

表6　白砂糖用量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響Table 6Effects of the additive amount of sugar on quality of formula milk

如表6可知，白砂糖添加少量對(duì)組織狀態(tài)無明顯影響，添加過量會(huì)很大程度的改善產(chǎn)品的組織狀態(tài)及口感，試驗(yàn)表明，白砂糖添加量在6%～8%時(shí)可有效增加產(chǎn)品的適口性。

2.1.3穩(wěn)定劑的添加量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響

穩(wěn)定劑的添加可極大程度的改善液體的存在形態(tài)，使混合的物料處于均勻狀態(tài)，利于后續(xù)干燥的完成。為了充分地體現(xiàn)穩(wěn)定劑的協(xié)同作用，一般采用復(fù)合穩(wěn)定劑比單一穩(wěn)定劑更能達(dá)到理想的穩(wěn)定狀態(tài)。設(shè)定卡拉膠、海藻酸奶、明膠的配比分別為1∶1∶1（體積比），根據(jù)配比設(shè)計(jì)復(fù)合穩(wěn)定劑的添加梯度，分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%。其他成分如表3、表4、表5、表6所確定，結(jié)果見表7。

表7　穩(wěn)定劑添加量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響Table 7Effects of the additive amount of stabilizer on quality of formula milk

如表7可知，穩(wěn)定劑添加適量可明顯改善產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使其長(zhǎng)期處于均勻穩(wěn)定的狀態(tài)，但添加少量得不到預(yù)期效果，添加過量則會(huì)沉底析出，試驗(yàn)表明，添加量為0.3%時(shí)較適宜，能使液體長(zhǎng)期處于均勻狀態(tài)。

2.1.4檸檬酸的添加量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響

檸檬酸作為酸味劑可有效改善產(chǎn)品的味感，為滿足不同消費(fèi)者的需求及產(chǎn)品的適口性，設(shè)計(jì)檸檬添加梯度分別為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，結(jié)果見表8。

表8　檸檬酸添加量對(duì)配方奶品質(zhì)的影響Table 8Effects of the additive amount of citric acid on quality of formula milk

如表8可知，檸檬酸的添加可一定程度的改善奶品的適口性，但添加過量會(huì)使牛奶產(chǎn)生絮凝，試驗(yàn)表明，檸檬酸在添加量為0.4%時(shí)較為適宜。

2.1.5配方奶制備方案的確定

綜上所述，選擇對(duì)配方奶品質(zhì)影響較大的4個(gè)因素，即薏米仁汁、白砂糖的用量、穩(wěn)定劑用量和檸檬酸的用量進(jìn)行正交試驗(yàn)見表9，分析見表10。

由正交試驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)成品質(zhì)量影響的主次順序?yàn)镃＞A＞B＞D，即對(duì)奶品質(zhì)影響最大的因素為穩(wěn)定劑用量；其次是薏米仁汁的添加量；再次是白砂糖用量；最后是檸檬酸的用量。薏米仁配方奶的最佳配方為A2B3C2D2，即薏米仁用量為25%，白砂糖用量為8%，穩(wěn)定劑用量為0.3%，檸檬酸用量為0.4%。

表9　試驗(yàn)因素水平表Table 9Variables and levels of experiment

表10　試驗(yàn)水平分析表Table 10The analysis table of experimental level

紅豆、枸杞芽茶試驗(yàn)方法同薏米仁汁一致，可得紅豆配方奶最佳配比為紅豆汁用量為25%，白砂糖用量為8%，穩(wěn)定劑用量為0.3%，檸檬酸用量為0.4%。枸杞芽茶配方奶的最佳配比為枸杞芽茶用量為25%，白砂糖用量為8%，穩(wěn)定劑用量為0.3%，檸檬酸用量為0.4%。

2.2配方奶粉的影響因素

2.2.1進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)配方奶粉品質(zhì)的影響

本試驗(yàn)采用的是噴霧干燥，進(jìn)口溫度很大程度的決定了奶粉的品質(zhì)。選用薏米仁配方奶以不同進(jìn)風(fēng)溫度梯度110、120、130、140℃進(jìn)行試驗(yàn)，出風(fēng)溫度設(shè)定為50℃，蠕動(dòng)泵速度設(shè)定為200 mL/h，結(jié)果見表11。

如表11可知，進(jìn)口溫度對(duì)所干燥的奶粉的品質(zhì)有很重要的影響，溫度太低達(dá)不到干燥效果，溫度太高會(huì)使奶焦糊，試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度在130℃時(shí)干燥得到的乳粉品質(zhì)較好。

表11　進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)配方奶粉品質(zhì)的影響Table 11Effects of inlet air temperature on quality of formula milk

2.2.2出風(fēng)溫度對(duì)配方奶粉品質(zhì)的影響

液體配方奶在霧化室高溫霧化并蒸發(fā)其中的水分，進(jìn)入干燥室時(shí)溫度降低有利于干粉的沉降。以不同的出風(fēng)溫度梯度30、40、50、60℃進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)風(fēng)溫度為130℃，蠕動(dòng)泵速度為200 mL/h，結(jié)果見表12。

表12　出風(fēng)溫度對(duì)配方奶粉品質(zhì)的影響Table 12Effects of export air temperature on quality of formula milk

如表12可知，出風(fēng)溫度可一定程度的影響奶粉的干燥品質(zhì)，溫度太低蒸發(fā)的水分易液化，溫度太高冷卻不及時(shí)容易粘壁。試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度在40℃時(shí)適宜。

2.2.3蠕動(dòng)泵速度對(duì)配方奶粉品質(zhì)的影響

蠕動(dòng)泵的速度決定了進(jìn)料的速率，以不同速度梯度100、150、200、250 mL/h進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)風(fēng)溫度設(shè)定為130℃，出風(fēng)溫度為50℃，結(jié)果見表13。

表13　蠕動(dòng)泵速度對(duì)配方奶粉品質(zhì)的影響Table 13Effects of speed of peristaltic pump on quality of formula milk

如表13可知，進(jìn)料速度會(huì)影響液體與熱空氣的接觸程度，速度太快會(huì)導(dǎo)致液體與熱空氣接觸面積縮小，干燥不充分，速度太慢會(huì)使物料干燥過度，產(chǎn)生焦糊。試驗(yàn)結(jié)果表明，蠕動(dòng)泵速度為150 mL/h適宜。

2.2.4配方奶制備方案的確定

選擇對(duì)配方奶粉質(zhì)影響較大的3個(gè)因素，即進(jìn)風(fēng)溫度、出風(fēng)溫度和蠕動(dòng)泵的速度進(jìn)行正交試驗(yàn)見表14，數(shù)據(jù)分析表見表15。

由正交試驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)奶粉質(zhì)量影響的主次順序?yàn)锳＞C＞B，即對(duì)奶品質(zhì)影響最大的因素進(jìn)風(fēng)溫度；其次是蠕動(dòng)泵速度；最后是出風(fēng)溫度。薏米仁配方奶粉的最佳配方為A2B1C2，即進(jìn)風(fēng)溫度130℃，出風(fēng)溫度40℃，進(jìn)料速度為150 mL/h。

表14　試驗(yàn)因素水平表Table 14Variables and levels of experiment

表15　試驗(yàn)因素水平分析表Table 15The analysis table of experimental level

紅豆、枸杞芽茶試驗(yàn)方法同薏米仁汁一致，可得紅豆配方奶粉最佳工藝參數(shù)為進(jìn)風(fēng)溫度150℃，出風(fēng)溫度45℃，進(jìn)料速度為150 mL/h。枸杞芽茶配方奶粉最佳工藝參數(shù)為進(jìn)風(fēng)溫度140℃，出風(fēng)溫度50℃，進(jìn)料速度為200 mL/h。

3　產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

薏米仁配方奶粉呈奶白色，紅豆配方奶粉呈淺紅色，枸杞芽茶配方奶呈淺綠色，色澤均勻一致，組織狀態(tài)均勻、細(xì)膩、無結(jié)塊，有濃郁的氣味和奶香味。

4　結(jié)論

4.1配方奶的最佳配比

對(duì)配方奶影響最大的因素為薏米仁汁的添加量；其次是穩(wěn)定劑用量；再次是白砂糖用量；最后是檸檬酸的用量。薏米仁配方奶為薏米仁用量為25%，白砂糖用量為8%，穩(wěn)定劑用量為0.3%，檸檬酸用量為0.4%。紅豆配方奶最佳配比為紅豆汁用量為25%，白砂糖用量為8%，穩(wěn)定劑用量為0.3%，檸檬酸用量為0.4%。枸杞芽茶配方奶的最佳配比為枸杞芽茶用量為25%，白砂糖用量為8%，穩(wěn)定劑用量為0.3%，檸檬酸用量為0.4%。

4.2配方奶粉的最佳配比

對(duì)奶粉質(zhì)量影響最大的因素進(jìn)風(fēng)溫度；其次是蠕動(dòng)泵速度；最后是出風(fēng)溫度。薏米仁配方奶粉的最佳配方為A2B1C2，即進(jìn)風(fēng)溫度130℃，出風(fēng)溫度40℃，進(jìn)料速度為150 mL/h。紅豆配方奶粉最佳工藝參數(shù)為進(jìn)風(fēng)溫度150℃，出風(fēng)溫度45℃，進(jìn)料速度為150 mL/h。枸杞芽茶配方奶粉最佳工藝參數(shù)為進(jìn)風(fēng)溫度140℃，出風(fēng)溫度50℃，進(jìn)料速度為200 mL/h。

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Research on Fabrication Process of A New Taste Formula Milk and Milk Powder

LI Hai-feng，YANG-Xue，HE Xiao-guang，ZHANG Hai-hong
（College of Agriculture，Ningxia University，Yinchuan 750021，Ningxia，China）

On coix seed kernel，red beans，Chinese wolfberry leaf tea and milk as main raw materials，the best formula of process parameters was determined by using orthogonal test，formula milk which has different tastes and healthy function was made.Coix seed kernel，for example，the results showed that the best formula were found as follow：skim milk powder 4%，coix seed kernel juice 25%，sugar 8%，citric acid 0.4%and stabilizer 0.3%.Formula which has instant and optimal quality was achieved by the spray drying and orthogonal test.Experimental results showed that the best technology parameters of the coix seed kernel formula were 130℃for inlet air temperature，40℃for the outlet air temperature，150 mL/h for the feeding speed.

coix seed kernel；red bean；Chinese wolfberry leaf tea；spray drying；formula milk powder

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.17.023

2015-10-12

李海峰（1973—），男（漢），副教授，碩士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)及加工的研究。