無蔗糖褐色乳酸菌飲料加工工藝研究

◎ 陶一荻

（上海普若味可生物科技有限公司，上海 201900）

褐色乳酸菌飲料因其淺褐色的外觀而得名，通常是由牛乳通過高溫處理產(chǎn)生美拉德反應(yīng)后經(jīng)過一系列工藝制得。目前市面上在售的褐色乳酸菌飲料的甜味來源普遍以蔗糖為主，然而長期攝入過多的蔗糖容易導(dǎo)致肥胖、心血管疾病和糖尿病等健康問題。隨著人們生活水平的提高，人們對健康飲食的關(guān)注度也越來越高[1]。所以，消費(fèi)者對無蔗糖褐色乳酸菌飲料的青睞將成為必然趨勢。乳酸菌飲料在生產(chǎn)和儲(chǔ)存過程中若不添加蔗糖，很容易出現(xiàn)分層和蛋白質(zhì)凝聚等穩(wěn)定性問題?；诖耍疚奶接懥撕肿兎磻?yīng)時(shí)間、果膠用量以及均質(zhì)壓力對無蔗糖褐色乳酸菌飲料穩(wěn)定性的影響，同時(shí)為了滿足消費(fèi)者對甜度和口感的需求，以木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖復(fù)配作為甜味劑來替代蔗糖，通過一系列工藝制備出無蔗糖褐色乳酸菌飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脫脂乳粉、葡萄糖、副干酪乳桿菌菌種、木糖醇、AK糖、三氯蔗糖、檸檬酸和果膠等。

1.2 儀器與設(shè)備

離心機(jī)、攪拌機(jī)、粒徑分析儀、均質(zhì)機(jī)、恒溫培養(yǎng)箱、巴氏水浴槽和酸度計(jì)等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)酵乳基料的制備工藝流程

（1）發(fā)酵乳基料的制備流程。發(fā)酵乳基料的制備工藝流程為脫脂乳粉、葡萄糖、純凈水→拌勻→水合→升溫褐變→冷卻、接種→發(fā)酵→冷卻、破乳→攪拌、冷卻[2]。

（2）發(fā)酵乳基料的制備的操作要點(diǎn)。將脫脂乳粉和葡萄糖溶于55 ℃純凈水中攪拌均勻后，水合制成還原乳，升溫進(jìn)行褐變，褐變完成后降溫至40 ℃進(jìn)行菌種接種，混勻后恒溫發(fā)酵72 h，再通過冰水冷卻到10 ℃以下，攪拌均勻，冷藏備用。

1.3.2 無蔗糖褐色乳酸菌飲料的制備

（1）無蔗糖褐色乳酸菌飲料的制備工藝流程。無蔗糖褐色乳酸菌飲料的制備工藝流程為木糖醇復(fù)配甜味劑、穩(wěn)定劑→溶解、攪拌→殺菌、冷卻→添加發(fā)酵乳基料→攪拌、調(diào)酸→均質(zhì)→灌裝、冷藏[2]。

（2）操作要點(diǎn)。將木糖醇復(fù)配甜味劑與穩(wěn)定劑溶解攪拌后以95 ℃殺菌，冷卻至40 ℃添加發(fā)酵乳基料，攪拌均勻并添加檸檬酸進(jìn)行調(diào)酸，通過均質(zhì)處理后無菌灌裝于4 ℃冷藏，即制得無蔗糖褐色乳酸菌飲料。

1.4 感官評價(jià)設(shè)計(jì)

考慮到褐色乳酸菌飲料主要是由年輕群體消費(fèi)飲用，本試驗(yàn)進(jìn)行感官評價(jià)的群體年齡段均在18～35歲，男性和女性各挑選10人，從風(fēng)味、口感以及外觀3個(gè)感官指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，評分制為滿分100分，其中風(fēng)味、口感和外觀分別占40分、30分和30分，最終評價(jià)結(jié)果取平均值，評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

1.5 甜味劑復(fù)配試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.5.1 甜味劑復(fù)配最佳組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對比各類甜味劑的口感、甜度以及穩(wěn)定性，同時(shí)考慮材料成本，綜合考慮各項(xiàng)指標(biāo)，本試驗(yàn)選取木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖進(jìn)行復(fù)配[3]。在國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，確定無蔗糖褐色乳酸菌飲料感官品質(zhì)最佳的甜味劑復(fù)配組合，試驗(yàn)因素水平表如表2所示。

表2 甜味劑復(fù)配組合正交試驗(yàn)因素水平表

1.5.2 復(fù)配甜味劑與蔗糖甜味劑對比試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按本試驗(yàn)工藝流程添加最佳復(fù)配甜味劑組合，制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料，再以相同工藝添加9%蔗糖[4]為甜味劑制作蔗糖褐色乳酸菌飲料對照組。挑選18～35歲男性和女性各10人，從產(chǎn)品甜度和口感兩個(gè)感官指標(biāo)進(jìn)行100分制的評價(jià)，其中甜度和口感各50分，結(jié)果取平均值，甜味劑對比感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 甜味劑對比感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表

1.6 穩(wěn)定性試驗(yàn)設(shè)計(jì)

離心沉淀率是評價(jià)無蔗糖褐色乳酸菌飲料穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，本試驗(yàn)以果膠用量、均質(zhì)壓力和褐變時(shí)間作為自變量，先后通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，確定穩(wěn)定性最佳情況下的各影響因素的最優(yōu)值。其中離心沉淀率的測定方法是將無蔗糖褐色乳酸菌飲料加入離心管中，以4 000 r·min-1離心15 min去除上層清液，得到沉淀物的質(zhì)量并計(jì)算離心沉淀率，具體公式為離心沉淀率=沉淀物質(zhì)量/無蔗糖褐色乳酸菌飲料質(zhì)量[4]。

1.6.1 穩(wěn)定性試驗(yàn)的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）褐變時(shí)間對產(chǎn)品離心沉淀率的影響。固定果膠用量為3 g·L-1、均質(zhì)壓力為25 MPa，分別以1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h和3.0 h褐變時(shí)間制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料樣品，并通過前述方法測得離心沉淀率，考察褐變時(shí)間對產(chǎn)品離心沉淀率的影響。

（2）果膠用量對產(chǎn)品離心沉淀率的影響。固定均質(zhì)壓力為25 MPa、褐變時(shí)間為2 h，分別以2.0 g·L-1、2.5 g·L-1、3.0 g·L-1、3.5 g·L-1和 4.0 g·L-1果膠添加量制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料樣品，并通過前述方法測得離心沉淀率，考察果膠用量對產(chǎn)品離心沉淀率的影響。

（3）均質(zhì)壓力對產(chǎn)品離心沉淀率的影響。固定果膠用量為3 g·L、褐變時(shí)間為2 h，分別以15 MPa、20 MPa、25 MPa、30 MPa和35 MPa均質(zhì)壓力制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料樣品，并通過前述方法測得離心沉淀率，考察均質(zhì)壓力對產(chǎn)品離心沉淀率的影響。

1.6.2 穩(wěn)定性試驗(yàn)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以褐變時(shí)間、果膠用量以及均質(zhì)壓力為自變量，離心沉淀率作為穩(wěn)定性評價(jià)指標(biāo)，因素與水平表如表4所示[5]。

表4 穩(wěn)定性檢測正交試驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 甜味劑復(fù)配結(jié)果分析

2.1.1 確定甜味劑最佳復(fù)配組合

由表5可知，各因素對無蔗糖褐色乳酸菌飲料品質(zhì)的影響順序?yàn)锳＞B＞C，即對產(chǎn)品感官評價(jià)影響最大的因素是甜味劑復(fù)配組合中的木糖醇的量。甜味劑最佳復(fù)配組合為A3B3C3，即木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖的添加量分別為2.2%、0.032%和0.014%，該組合甜味劑制備的褐色乳酸菌飲料以1.5.2的方法進(jìn)行感官評價(jià)試驗(yàn)得到的評分為94.82分，高于最高評分組合A3B3C2的94.52分，因此最優(yōu)組合為A3B3C3。

表5 甜味劑復(fù)配組合正交試驗(yàn)結(jié)果表

2.1.2 復(fù)配甜味劑與蔗糖甜味劑的對比分析

按照本文前述試驗(yàn)工藝流程，分別使用前文的最佳復(fù)配甜味劑組合以及傳統(tǒng)蔗糖甜味劑制作褐色乳酸菌飲料樣品，并在甜度和口感的表現(xiàn)上進(jìn)行感官評價(jià)對比，得到20位評價(jià)者的評分結(jié)果平均值分別為樣品添加復(fù)配甜味劑94.82分，對照組樣品添加蔗糖95.24分。兩者在甜度和口感上的表現(xiàn)相當(dāng)，本試驗(yàn)無蔗糖褐色乳酸菌飲料中添加的復(fù)配甜味劑組合對蔗糖甜味劑的替代效果較為理想。

2.2 穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 最佳褐變時(shí)間的選擇

試驗(yàn)得到離心沉淀率與褐變時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系。褐變時(shí)間短，對應(yīng)的離心沉淀率低，會(huì)導(dǎo)致褐變效果不理想以及產(chǎn)品顏色過淺。綜合分析，選擇2 h作為最佳的褐變時(shí)間。

2.2.2 最佳果膠用量的選擇

試驗(yàn)得到離心沉淀率與果膠用量整體呈負(fù)相關(guān)，且果膠用量為3.5 g·L-1時(shí)，離心沉淀率趨于平穩(wěn)。因此，本試驗(yàn)取果膠用量3.5 g·L-1作為最佳用量。

2.2.3 最佳均質(zhì)壓力的選擇

試驗(yàn)得到均質(zhì)壓力在15～30 MPa時(shí)，離心沉淀率隨均質(zhì)壓力的增加而下降，而當(dāng)均質(zhì)壓力高于30 MPa時(shí)，離心沉淀率又呈上升趨勢。綜合分析，選擇30 MPa作為最佳的均質(zhì)壓力。

2.2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表6可知，各因素對褐色乳酸菌飲料穩(wěn)定性的影響順序?yàn)楹肿儠r(shí)間＞果膠用量＞均質(zhì)壓力，影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的主要因素是褐變時(shí)間。正交試驗(yàn)得出的最優(yōu)工藝組合為A1B2C3，該組合下的離心沉淀率為1.35%，小于組合A1B2C2的試驗(yàn)結(jié)果，因此最佳工藝組合為A1B2C3，即褐變時(shí)間為1.5 h，果膠用量為3.5 g·L-1，均質(zhì)壓力為 30 MPa。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果表

3 結(jié)論

綜上所述，本文以木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖復(fù)配甜味劑替代蔗糖制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料，其中復(fù)配甜味劑添加量的最佳組合為木糖醇2.2%、AK糖0.032%和三氯蔗糖0.014%，其甜度和口感與傳統(tǒng)添加蔗糖的褐色乳酸菌飲料無明顯差異，既滿足了消費(fèi)者對該飲料口感的需求，又滿足了蔗糖無添加的健康需求。同時(shí)，在褐變時(shí)間為1.5 h、果膠用量為3.5 g·L-1、均質(zhì)壓力為30 MPa的工藝條件下，制得的產(chǎn)品穩(wěn)定性最佳。通過該工藝方法制得的無糖褐色乳酸菌飲料穩(wěn)定性好、風(fēng)味佳，具有良好的應(yīng)用前景。