炭燒飲用型酸奶穩(wěn)定性研究

王 新

（黑龍江完達山林海液奶有限公司，哈爾濱 150078）

酸奶是公認的健康食品，按其形態(tài)主要分為凝固型、攪拌型和飲用型三種。飲用型酸奶是國際上流行的酸奶新品類，近年來得到快速發(fā)展，已占到全球酸奶總量的1/3，成為酸奶家族重要成員。飲用型酸奶除發(fā)酵后采用破乳和降溫的加工工藝外還要經(jīng)過外力處理，其主要特點是黏度低、流動性好，口感細膩爽滑，酸甜適口，產(chǎn)品透香性好，多采用瓶裝形式包裝，可作為一種方便、清爽的營養(yǎng)飲料飲用[1,2]。近兩年興起的炭燒酸奶，因其焦香濃郁的風(fēng)味深受消費者喜愛。炭燒酸奶又叫烤酸奶或者褐色酸奶，其源自俄羅斯的一種傳統(tǒng)酸奶制作工藝，在制作過程中通過長時間褐變，獲得濃郁的焦香風(fēng)味[3]。在產(chǎn)品開發(fā)中將炭燒工藝與飲用型酸奶相結(jié)合，使產(chǎn)品口感香氣更具特色。但飲用型酸奶工藝中的二次均質(zhì)會對酸奶凝乳穩(wěn)定體系造成破壞，加上使用炭燒褐變工藝，一定程度上使蛋白持水能力遭受破壞，極易使炭燒飲用型酸奶出現(xiàn)嚴(yán)重乳清析出，蛋白質(zhì)聚集沉淀甚至出現(xiàn)分層現(xiàn)象。因此，炭燒飲用型酸奶對穩(wěn)定體系保護作用具有較大的依賴性，要求其穩(wěn)定體系有良好的保水穩(wěn)定作用。目前，國內(nèi)對炭燒飲用型酸奶生產(chǎn)技術(shù)工藝及產(chǎn)品穩(wěn)定體系技術(shù)的研究日趨活躍[4]。本文結(jié)合炭燒工藝和飲用型酸奶配方工藝進行了研究，旨在為以后的生產(chǎn)和加工提供一定的理論依據(jù)[5]。

1 材料與方法

1.1 材料

生牛乳、白砂糖、食用葡萄糖、實驗用發(fā)酵劑（保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、乳酸乳球菌乳酸亞種、乳酸乳球菌乳脂亞種、副干酪乳桿菌）、果膠、瓊脂、乙?；矸哿姿狨?、結(jié)冷膠。

1.2 試驗器材

天平、攪拌槳、均質(zhì)機、水浴鍋、恒溫培養(yǎng)箱、黏度計、高壓瓶、燒杯、稱量勺、溫度計等。

1.3 工藝流程

一次配料（生牛乳、食用葡萄糖）→均質(zhì)、殺菌→保溫褐變→褐變后降溫。

二次配料（褐變牛奶、白砂糖、果膠、瓊脂、乙?；矸哿姿狨?、結(jié)冷膠）→均質(zhì) →殺菌→發(fā)酵→破乳降溫→二次均質(zhì)→灌裝→冷藏儲存。

1.4 工藝要點

1.4.1 一次配料：將食用葡萄糖加入55～60℃熱奶中，充分攪拌使其溶解，用生牛乳定容，調(diào)整好指標(biāo)。

1.4.2 均質(zhì)：溫度為55～60℃，壓力為180～200bar。

1.4.3 殺菌：采用水浴殺菌，溫度為95～97℃，時間為300s。

1.4.4 保溫褐變：采用95～97℃，120min。

1.4.5 褐變后降溫：降溫至10～20℃。

1.4.6 二次配料：按配方準(zhǔn)確稱取各成分用量，首先將蔗糖與果膠、瓊脂、乙?；矸哿姿狨?、結(jié)冷膠混合均勻，加入到55～60℃的褐變奶中充分溶解，完全溶解的料液與生牛乳混合均勻后定容[6]。

1.4.7 均質(zhì)：溫度為55～60℃，壓力為140～160bar 。

1.4.8 殺菌：采用水浴殺菌，溫度為95～97℃，時間為300s。

1.4.9 降溫，均質(zhì)：破乳降溫至20～25℃，30～40bar進行均質(zhì)處理，裝瓶放置于冰箱中保存[7,8]。

1.5 試驗設(shè)計

1.5.1 褐變工藝的確定

牛奶褐變，即氨基化合物和羰基化合物在受熱過程中發(fā)生的反應(yīng)，其反應(yīng)可產(chǎn)生較多的風(fēng)味和顏色等，本實驗是研究褐變反應(yīng)優(yōu)勢的方向，并對最終產(chǎn)品穩(wěn)定性進行評價。還原糖的選擇和用量、褐變溫度、褐變保溫時間是褐變過程中的三個重要因素[9]。

根據(jù)前期實驗本研究選取食用葡萄糖作為褐變用還原糖，其風(fēng)味較好，適合褐色酸奶的焦香風(fēng)味。食用葡萄糖用量選取2%、3%、4%、5%、6%、7%進行單因素試驗；褐變溫度選取86℃、88℃、90℃、92℃、94℃、96℃進行單因素試驗，褐變保溫時間與褐變溫度相對應(yīng)，按照褐變顏色確定。

1.5.2 穩(wěn)定體系的篩選與復(fù)配

飲用型酸奶對穩(wěn)定體系要求非常高，因為有二次均質(zhì)對酸奶質(zhì)構(gòu)的處理，加上炭燒褐變工藝，對蛋白持水能力的破壞，容易使炭燒飲用型酸奶出現(xiàn)乳清析出、分層沉淀等質(zhì)量問題[10,11]。根據(jù)前期的試驗和經(jīng)驗，果膠[12]、結(jié)冷膠、瓊脂[13,14]、乙酰化二淀粉磷酸酯[15]適合作為飲用型酸奶的穩(wěn)定劑。本試驗通過4因素3水平正交實驗確定最佳穩(wěn)定體系配比[16]，實驗因素水平如表1所示。

表1 炭燒飲用型酸奶穩(wěn)定體系正交實驗因素及水平

1.5.3 二次均質(zhì)工藝的確定

根據(jù)以往經(jīng)驗二次均質(zhì)溫度設(shè)20～25℃，均質(zhì)壓力分別設(shè)定為10bar、20bar、30bar、40bar、50bar、100bar、150bar、200bar，測定產(chǎn)品后熟黏度，同時觀察其在21d內(nèi)的產(chǎn)品穩(wěn)定性[17]。

1.6 炭燒飲用型酸奶感官評價標(biāo)準(zhǔn)

炭燒飲用型酸奶穩(wěn)定體系和工藝綜合評價是以產(chǎn)品貨架期試驗后的感官評鑒為評價指標(biāo)，并從酸奶綜合口感及組織狀態(tài)進行綜合評價，產(chǎn)品滿分為100分，將產(chǎn)品評價得分取整即為感官評分值。感官評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 炭燒飲用型酸奶感官評價標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 褐變牛奶工藝的確定

2.1.1 還原糖的用量

食用葡萄糖賦予產(chǎn)品一定的甜度，其用量對褐變速度起到重要作用，其反應(yīng)的程度與產(chǎn)品的顏色、風(fēng)味密切相關(guān)。選用褐變溫度為95℃，褐變時間為2.5h，對食用葡萄糖用量進行篩選。

表3 葡萄糖用量對牛奶褐變風(fēng)味和顏色的影響

取不同葡萄糖用量的褐色牛奶試樣于50mL燒杯中，在自然光下觀察色澤和組織狀態(tài)，聞其氣味，并品嘗滋味。選擇經(jīng)過專業(yè)感官培訓(xùn)的評價員進行評定，以10人為一個評價小組，每次評定由每個評定員單獨進行，相互不交流，樣品評定之間用清水漱口。通過表3的結(jié)果可以看出，食用葡萄糖用量為4%時與生牛乳作用進行褐變反應(yīng)的評分最高。

2.1.2 褐變溫度和時間的確定

褐變溫度和時間的組合是產(chǎn)品穩(wěn)定性的重要因素，產(chǎn)品褐變溫度過高，會對蛋白穩(wěn)定性過度破壞，致使產(chǎn)品持水能力降低，導(dǎo)致終產(chǎn)品容易析水。溫度過低，會導(dǎo)致褐變過程時間過長，影響生產(chǎn)節(jié)奏，還會造成產(chǎn)品顏色和風(fēng)味不足[18]。

通過表3實驗結(jié)果，選用食用葡萄糖添加量為4%，選擇標(biāo)準(zhǔn)色澤記錄褐變溫度和褐變時間，對褐變后產(chǎn)品進行離心試驗，用離心沉淀量多少來評判。取潔凈離心管1支，加入約50g樣品，在轉(zhuǎn)速3 000r/min、20℃下離心20min，棄去上清液，倒置10min，準(zhǔn)確稱取沉淀物，計算沉淀率，每個樣品進行3次平行測定，取平均值。選用86℃、88℃、90℃、92℃、94℃、96℃進行保溫褐變，達到固定顏色所需要的時間時測定產(chǎn)品沉淀率。

表4 褐變時間對牛奶褐變沉淀量的影響

表5 炭燒飲用型酸奶穩(wěn)定體系正交實驗結(jié)果

通過表4的結(jié)果可以看出，褐變溫度為94℃、褐變時間為2.5h時，可以保證褐變基料蛋白相對穩(wěn)定。

2.2 穩(wěn)定體系正交實驗結(jié)果

通過感官評定對穩(wěn)定體系進行評分，試驗方案及結(jié)果分析見表5。從表中可以看出，實驗方案8評分最高，即使用0.12%的果膠、0.02%的結(jié)冷膠、0.1%的瓊脂、0.8%的乙?；矸哿姿狨?fù)配作為穩(wěn)定體系，產(chǎn)品均勻一致無乳清析出，且在保質(zhì)期內(nèi)保持穩(wěn)定的狀態(tài)[19]。

2.3 二次均質(zhì)對產(chǎn)品黏度和穩(wěn)定性的影響

產(chǎn)品二次均質(zhì)是為了降低產(chǎn)品黏度，使產(chǎn)品口感清爽順滑，易于瓶裝飲用。在此過程中選擇二次均質(zhì)的工藝參數(shù)非常重要，如果操作不當(dāng)，容易造成對酸奶穩(wěn)定性和口感的破壞，導(dǎo)致產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)出現(xiàn)析水、分層等狀況。

表6 二次均質(zhì)壓力對產(chǎn)品黏度和穩(wěn)定性的影響

通過表6可以看出，均質(zhì)壓力在10～40bar進行二次均質(zhì)處理，均可以保證產(chǎn)品穩(wěn)定性。但以10bar、20bar均質(zhì)處理后，產(chǎn)品后熟黏度較大，不適于飲用。均質(zhì)壓力選取30bar、40bar，產(chǎn)品后熟黏度在800～1 000cp，口感爽滑易于飲用。二次均質(zhì)壓力大于50bar時，產(chǎn)品后熟黏度小于500cp，易造成乳清析出，且壓力越大，產(chǎn)品口感越稀薄，乳清析出越嚴(yán)重[20]。

3 結(jié)論

目前飲用型酸奶備受各乳品企業(yè)的關(guān)注，紛紛推出各具特色的產(chǎn)品。但是產(chǎn)品開發(fā)難度較大，在研發(fā)過程中產(chǎn)品易出現(xiàn)析水、分層、黏度變化等相關(guān)問題，因此在開發(fā)過程中必定對產(chǎn)品穩(wěn)定體系和工藝進行嚴(yán)格的設(shè)定，并且要將兩者有效融合。本研究通過以上實驗，最終確定炭燒飲用型酸奶使用4%食用葡萄糖與牛奶進行褐變，褐變溫度為94℃，褐變時間為2.5h；使用0.12%的果膠、0.02%的結(jié)冷膠、0.1%的瓊脂、0.8%的乙酰化二淀粉磷酸酯復(fù)配作為穩(wěn)定體系；二次均質(zhì)壓力選用30～40bar。此方案可使產(chǎn)品口感清爽順滑，在保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品狀態(tài)穩(wěn)定，為后續(xù)產(chǎn)品研制奠定了基礎(chǔ)。