菊粉煉乳制備工藝研究

朱嘉文　張艷珍　王菲　毛海峰

摘要 [目的]確定菊粉煉乳生產(chǎn)工藝并優(yōu)化其生產(chǎn)條件。 [方法]在傳統(tǒng)的煉乳加工工藝（即在牛奶中加入白砂糖均質(zhì)后濃縮至原體積的30%～40%得到煉乳）基礎(chǔ)上，以菊糖代替白砂糖進(jìn)行濃縮，得到一款口感細(xì)膩、甜度適中但不影響營養(yǎng)價值的菊粉煉乳。再以感官品質(zhì)為指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和L9（3）3正交試驗(yàn)確定最佳工藝條件。[結(jié)果]當(dāng)濃縮溫度為60 ℃、濃縮時間為90? min、菊粉添加量為8%時，所得煉乳口感最佳，此時蛋白質(zhì)含量為17.14%，脂肪含量為20.79%，水分含量為35.31%。[結(jié)論]采用該工藝制備的菊粉煉乳口感細(xì)膩，甜度適中，較之市場常見的全脂甜煉乳更符合當(dāng)代消費(fèi)者需求。

關(guān)鍵詞 菊粉;煉乳;工藝優(yōu)化

中圖分類號 TS 252文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）16-0168-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.16.047

Research on the Preparation Technology of Inulin Condensed Milk

ZHU Jia-wen，ZHANG Yan-zhen，WANG Fei et al （Qinghai Light Industry Institute Co.，Ltd.， Xining， Qinghai 810000）

Abstract [Objective]To obtain production technique of inulin condensed milk and optimize the production conditions. [Method] On the basis of the traditional condensed milk processing technology what is adding sugar to milk and concentrating it to 30%-40% of the original volume to get condensed milk， inulin was used to be instead of sugar to get a condensed milk with delicate taste and moderate sweetness without affecting nutritional value.With sensory quality as the index， the optimal process conditions were determined by single factor test and L9（33） orthogonal test. [Result]The results showed that： when the concentration temperature was 60 ℃， the concentration time was 90? min， and the addition amount of inulin was 8%， the condensed milk tasted the best. At this time， the protein content was 17.14%， the fat content was 20.79%， and the water content was 35.31%. [Conclusion]Inulin condensed milk prepared by this process has fine taste and moderate sweetness， its more in line with the needs of contemporary consumers than all-fat sweetened condensed milk.

Key words Inulin;Condensed milk;Technology optimization

作者簡介 朱嘉文（1996—），女，青海海東人，實(shí)習(xí)研究員，從事食品檢測與研發(fā)研究。

收稿日期 2020-01-07

煉乳是將牛乳濃縮至原體積30%～40%的乳制品，按是否加糖分為甜煉乳和淡煉乳。其中，甜煉乳是在牛乳中加入10%～16%的蔗糖，均質(zhì)后進(jìn)行濃縮得到，已被廣泛應(yīng)用于乳飲料、糖果、糕點(diǎn)等食品加工業(yè)中。相較于淡煉乳，甜煉乳更便于儲存，營養(yǎng)價值高，深受廣大消費(fèi)者青睞。但由于其蔗糖含量高，不適于嬰幼兒群體及糖尿病患者長期大量服用，更不符合當(dāng)今時代消費(fèi)者對于低糖低能量的要求。

菊粉是由2～10個單糖分子通過糖苷鍵聚合而成的低聚糖[1]，廣泛存在于植物、細(xì)菌及真菌中[2]，呈白色粉末狀固體，易吸濕，易溶于水，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在35%以上易形成凝膠，屬于一種可溶性的膳食纖維，具有多種對人體有益的生理功能，如降壓、降脂、降血糖等[3]。同時還具有增殖雙歧桿菌的作用，可以改善腸道菌群，抑制病原菌的生長，促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收[4]。菊粉口感細(xì)膩，味道中性，含糖量低且甜味清爽，其甜度是蔗糖的30%～40%，常被用作蔗糖代替品，用于香腸、飲料、乳制品等的制作[5-6]。目前，菊粉在食品加工領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，既可滿足消費(fèi)者的需求，還可用來開發(fā)新型健康食品。筆者以菊粉代替蔗糖，加入牛乳進(jìn)行濃縮，并以感官評分為指標(biāo)，設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)和L9（33）正交試驗(yàn)，確定菊粉煉乳生產(chǎn)工藝并優(yōu)化其生產(chǎn)條件，旨在

制備一款口感細(xì)膩、甜度適中且具有營養(yǎng)保健功能的菊粉煉乳。

1 材料與方法

1.1 原輔材料及設(shè)備

1.1.1 原料。菊粉，由凡秘能特種糖業(yè)有限公司提供;牛奶，由青海天露乳業(yè)有限責(zé)任公司提供。

1.1.2 試劑。石油醚、濃硫酸、鹽酸、硼酸、NaOH溶液、硫酸銅、硝酸鉀等，均為分析純。

1.1.3 主要設(shè)備。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，凱式定氮儀，消化爐，脂肪測定儀，恒溫烘干箱，高壓均質(zhì)機(jī)，無菌灌裝機(jī)。

1.2 方法

1.2.1 菊粉煉乳的制備工藝流程。菊粉煉乳工藝流程如圖1所示。

具體操作要點(diǎn)如下：

1.2.1.1 預(yù)熱殺菌。將驗(yàn)收過的原料牛乳進(jìn)行加熱殺菌，利用板框加熱器在130～140 ℃進(jìn)行超高溫瞬時殺菌3～7 s，采用直接蒸汽加熱法進(jìn)行預(yù)熱殺菌，該步驟分為2個階段：第1階段為預(yù)熱階段，將5 ℃牛乳與熱水換熱至80 ℃進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱后的牛乳進(jìn)行脫氣處理;第2階段為殺菌階段，將預(yù)熱乳與熱蒸汽直接混合換熱至140 ℃進(jìn)行殺菌，得到超高溫瞬時殺菌乳。

1.2.1.2 分步冷卻。將“1.2.1.1”中第2階段所得的超高溫瞬時殺菌乳進(jìn)行分步冷卻，具體如下：140 ℃殺菌乳與冷凝水換熱至81 ℃;將81 ℃滅菌乳與冷凝水換熱至20～25 ℃;將冷卻乳進(jìn)行分流，合格乳進(jìn)入下一步操作，不合格乳經(jīng)水冷卻回到奶槽。

1.2.1.3 混料均質(zhì)。在“1.2.1.2”所得的牛乳中，加入一定量的菊粉，采用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)，使菊粉與原料乳混合后得到的混合乳在高壓下通過均質(zhì)閥，使流液通過均質(zhì)閥的流速增至140～160 m/s，混合乳在其高壓泵與均質(zhì)閥的作用下剪切至細(xì)小均勻的微粒，達(dá)到均勻狀態(tài)。

1.2.1.4 真空濃縮。將“1.2.1.3”所得的混合原料乳置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進(jìn)行濃縮處理，在適宜的濃縮溫度下，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)濃縮一定時間，得到菊粉煉乳。

1.2.1.5 無菌灌裝。在無菌狀態(tài)下，利用經(jīng)CIP清洗系統(tǒng)洗滌過的清洗罐將菊粉煉乳進(jìn)行無菌灌裝。

1.2.2 菊粉煉乳制備工藝優(yōu)化。該研究以牛奶為原料，經(jīng)預(yù)熱殺菌后，分步冷卻，加入菊粉進(jìn)行混料均質(zhì)、真空濃縮等步驟，得到菊粉煉乳。筆者設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)和L9（33）正交試驗(yàn)，探究不同濃縮時間、濃縮溫度及菊粉添加量對菊粉煉乳感官品質(zhì)的影響，確定菊粉煉乳制備的最佳工藝條件。

1.2.3 菊粉煉乳的感官評價。菊粉煉乳感官評定分析小組由10名成員組成（年齡20～35歲，5男5女），評價人員根據(jù)ISO 8589（2007）《感官分析 試驗(yàn)室設(shè)計(jì)的一般導(dǎo)則》[7]標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)。試驗(yàn)在（21±1） ℃的感官評估室進(jìn)行。通過小組領(lǐng)導(dǎo)調(diào)節(jié)，小組成員觀察、品嘗菊粉煉乳進(jìn)行打分評定，評分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)為《RHB 301—2004 全脂加糖煉乳感官質(zhì)量評鑒細(xì)則》[8]。每個小組成員對每個樣品進(jìn)行3次評估，具體評價細(xì)則見表1。

1.2.4 營養(yǎng)成分的檢測。該研究主要檢測菊粉煉乳相關(guān)指標(biāo)，所采用的檢測指標(biāo)和方法如下：

1.2.4.1 水分。按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》[9]進(jìn)行檢測。

1.2.4.2 脂肪。按照GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》[10]進(jìn)行檢測。

1.2.4.3 蛋白質(zhì)。按照GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》[11]進(jìn)行檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同條件對菊粉煉乳感官品質(zhì)的影響 基本工藝條件設(shè)置為添加8%菊粉在60 ℃下濃縮90 min，再選取菊粉煉乳制備過程中的濃縮溫度、濃縮時間及菊粉添加量3個因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，探究其對菊粉煉乳感官評價的影響。

2.1.1 濃縮溫度。為探究濃縮溫度對菊粉煉乳感官品質(zhì)的影響，在不同溫度下對菊粉煉乳進(jìn)行濃縮處理，其溫度梯度設(shè)置為45、50、55、60、65 ℃，其他處理?xiàng)l件同基本工藝流程，以最終煉乳感官品質(zhì)為指標(biāo)，確定最適的濃縮溫度，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，當(dāng)濃縮時間為90 min、菊粉添加量為8%時，改變濃縮溫度，其感官評分在60 ℃時出現(xiàn)峰值。當(dāng)溫度小于60 ℃時，在同樣的濃縮時間及溫度下，煉乳過稀，黏度小而水分含量大，牛乳氣味平淡;而當(dāng)溫度大于60 ℃，則極易破壞牛乳穩(wěn)定性，發(fā)生溢奶現(xiàn)象，造成巨大損失，無法完成加工工藝。因此，該試驗(yàn)選擇60 ℃為最適濃縮溫度。

2.1.2 濃縮時間。為探究濃縮時間對菊粉煉乳感官品質(zhì)的影響，對菊粉煉乳進(jìn)行不同時間的濃縮處理，其時間梯度設(shè)置為30、60、90、120、150 min，其他處理?xiàng)l件同基本工藝流程，以最終煉乳感官品質(zhì)為指標(biāo)，確定最適的濃縮時間，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，當(dāng)濃縮時間低于90 min時，煉乳過稀，不易成型，穩(wěn)定性較差，有細(xì)小沉淀物;而當(dāng)濃縮時間超過90 min時，煉乳則過于濃稠，產(chǎn)生黏壁現(xiàn)象。因此，選擇90 ℃為最佳濃縮時間。

2.1.3 菊粉添加量。為探究菊粉添加量對菊粉煉乳感官品質(zhì)的影響，添加不同含量菊粉，并對菊粉煉乳進(jìn)行濃縮處理，其添加量梯度設(shè)置為6%、8%、10%、12%、14%，其他處理?xiàng)l件同基本工藝流程，以最終煉乳感官品質(zhì)為指標(biāo)，確定最適添加量，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，菊粉添加量對煉乳感官品質(zhì)具有較明顯的影響，尤其對甜度的影響最為顯著。當(dāng)菊粉添加量為8%時，具有明顯奶香味，甜度適中;而當(dāng)菊粉添加量大于8%時，甜度過重，有明顯發(fā)膩感覺。因此，選擇菊粉添加量為8%。

2.2 正交試驗(yàn) 以綜合感官評分為指標(biāo)，利用正交試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究濃縮溫度、濃縮時間以及菊粉添加量3個因素對菊粉煉乳感官品質(zhì)的影響，以確定最佳的工藝條件。正交試驗(yàn)的因素水平及結(jié)果見表2、3。

由表3可以看出，RC>RB>RA，即3個因素的主次關(guān)系為 C>B>A，表明影響菊粉煉乳感官品質(zhì)的主次因素為菊粉添加量>濃縮時間>濃縮溫度。對正交試驗(yàn)得出的最佳配比A2B2C1，設(shè)平行樣3組，選擇10人按照表1評分細(xì)則對試驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行感官評價，結(jié)果表明：A2B2C1組所得煉乳甜度適中，甜味純正，具有明顯且濃郁的奶香味，組織細(xì)膩，質(zhì)地均勻，無乳糖沉淀或脂肪上浮，黏度適中呈疊帶狀，色澤均勻有光澤。

2.3 煉乳營養(yǎng)成分的測定 在最佳工藝條件下，即當(dāng)濃縮溫度為60 ℃、濃縮時間為90 min、菊粉添加量為8%時，制備得到菊粉煉乳，測定該煉乳的營養(yǎng)成分含量，并將其與雀巢煉乳進(jìn)行比較，結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，該研究制備所得的菊粉煉乳蛋白質(zhì)含量為17.14%，脂肪含量為20.79%，高于市場常見的雀巢全脂原味煉乳;而水分含量為35.31%，低于雀巢煉乳。這是因?yàn)樵撗芯克镁辗蹮捜闈饪s時間較長，產(chǎn)品較為黏稠，該產(chǎn)品甜度適中，無明顯發(fā)膩感。

3 結(jié)論

該試驗(yàn)研究了菊粉煉乳的加工工藝，并對其進(jìn)行優(yōu)化，制備得到一款更能滿足嬰幼兒、中老年及糖尿病患者群體需求的菊粉煉乳，較之市場常見全脂甜煉乳，該煉乳口感細(xì)膩，甜度適中，更符合當(dāng)代消費(fèi)者需求。

（1）菊粉煉乳制備工藝為將驗(yàn)收過的生牛乳進(jìn)行分階段預(yù)熱、超高溫殺菌，并分步冷卻，添加適量菊粉后均質(zhì)至均勻穩(wěn)定狀態(tài)，后采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行真空濃縮一定時間，得到菊粉煉乳，并將其無菌灌裝得到煉乳成品。

（2）經(jīng)工藝優(yōu)化，得到制備煉乳的最佳工藝條件為濃縮溫度60 ℃，濃縮時間90 min，菊粉添加量為8%。其中，菊粉添加量為影響菊粉煉乳感官品質(zhì)的主要因素，其次是濃縮時間，最后是濃縮溫度。

（3）經(jīng)測定比較，發(fā)現(xiàn)該研究制備的菊粉煉乳蛋白質(zhì)含量及脂肪含量高于市場常見煉乳，而水分含量較低。但因菊粉煉乳所添加的菊糖本身甜度為蔗糖的30%～40%，因此，在不大量減少糖分添加量的情況下，其甜度更適宜大眾口味，且不影響其他營養(yǎng)成分含量。

參考文獻(xiàn)

[1]陳昱，王麗娜，李妍，等.菊粉低聚糖的水解工藝研究[J].吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報，2011，32（5）：289-290.

[2] 饒志娟，鄭建仙，賈呈祥.功能性食品基料——菊粉的研究進(jìn)展[J].中國甜菜糖業(yè)，2002（4）：26-30.

[3] 李妍，昌盛，王麗娜，等.菊粉低聚糖的開發(fā)現(xiàn)狀[J].吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報，2011，32（6）：359-361.

[4] 羅登林，許威，陳瑞紅，等.菊粉溶解性能與凝膠質(zhì)構(gòu)特性試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2012，43（3）：118-122.

[5] 孫彩玉，王娟，張坤生.菊粉作為脂肪替代品的工藝研究[J].食品與發(fā)酵科技，2010，46（2）：56-60.

[6] 殷洪，林學(xué)進(jìn).菊粉、低聚果糖的研究進(jìn)展[J].中國食品添加劑，2008（3）：97-101.

[7] 陳健，陳迪，蔡知凌.感官分析——試驗(yàn)室設(shè)計(jì)的一般導(dǎo)則[J].福建茶葉，2006（2）：32-33.

[8] 中國乳制品工業(yè)協(xié)會.全脂加糖煉乳感官質(zhì)量評鑒細(xì)則：RHB 301—2004[S].[出版地不詳]：[出版者不詳]，2005.

[9] 中華人民共和國國家衛(wèi)和計(jì)劃生育委員會.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定：RHB 301—2004[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[10] 國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會，國家食品藥品監(jiān)督管理總局.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定：GB 5009.6—2016[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[11] 國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會，國家食品藥品監(jiān)督管理總局.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定：GB 5009.5—2016[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.