工藝條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料的穩定性影響

楊宇鴻，周雪松，馬橋康，鐘秀娟

（廣州合誠實業有限公司，廣州 510530）

0 引言

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

滅菌褐色乳酸菌乳飲料是一種不穩定的混合體系，在生產和儲存中往往容易出現水析、分層和沉淀等現象，嚴重影響了產品的質量和商品外觀。本文就影響滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩定性的主要工藝條件進行探討，以期得到該類產品的優化生產工藝，為相關生產企業提供參考。

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，高壓均質機，FLUKO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工藝

1.2.1.1 酸奶基料發酵

水預熱（65℃）→加入脫脂乳粉、葡萄糖→攪拌水合15 min→定容→20 MPa均質→Maillard反應→冷卻→加入菌種→發酵（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

水預熱（85～90℃）→加入白砂糖、復配乳化增稠劑、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→調整pH3.8→定容→均質→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]

準確稱取產品10 g注入離心管中，以轉速為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量。以下面公式計算沉淀率：

1.2.4 穩定性觀察

分別在常溫和37℃對樣品進行穩定性觀察。

1.2.5 Maillard反應條件對穩定性和感官品質的影響

在前期大量的實驗基礎上，結合實際生產條件，采用20 MPa的壓力均質一次和121℃、5 s的殺菌條件，選擇不同的Maillard反應條件，如表3所示，分析其對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩定性和感官品質的影響。

表3 Maillard反應條件

1.2.6 均質條件對穩定性的影響

實際生產中，乳酸菌乳飲料一般采用20 MPa的壓力均質，均質的溫度和次數則根據產品的特點有所不同。加熱均質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，產品脂肪含量為0%，因此可以考慮常溫均質。選擇均質條件如表4所示，其中Maillard反應參數為95℃（2 h），殺菌參數為121℃（5 s），研究其對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩定性的影響。

表4 均質條件

1.2.7 殺菌條件對穩定性的影響

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反應參數為95℃（2 h）和20 MPa壓力均質一次，研究其對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩定性的影響。

表5 殺菌條件

1.2.8 數據分析方法

各試驗重復測定3次，結果為平均值。

2 結果與分析

2.1 Maillard反應條件對穩定性和感官品質的影響

表6為Maillard反應條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料感官品質的影響。

表6 Maillard反應條件對感官品質的影響

由表6可以看出，在95℃條件下，隨著Maillard反應時間的延長，產品顏色越深，由紅褐色變為暗褐色，反映了Maillard反應程度越高，相應的Maillard風味越來越突出，伴隨有苦澀味產生。

圖1為Maillard反應條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩定性的影響。由圖1可以看出，Maillard反應在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，不利于產品的穩定性。

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

圖1 Maillard反應條件對穩定性的影響

2.2 均質條件對穩定性的影響

圖2 均質條件對穩定性的影響

表7 37℃觀察結果

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

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

圖3 殺菌條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩定性的影響

表8 37℃觀察結果

2.3 殺菌條件對滅菌褐色乳酸菌乳飲料穩定性的影響

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沉淀率區別不大，均在0.1%以內；樣品B沉淀率最大，其次是樣品D。

由圖3結果表明，樣品A、E觀察期內穩定性良好，其余樣品皆出現水析、沉淀問題，其中樣品B在觀察30 d出現水析2 mm、沉淀1 mm，其穩定性最差。

結合表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，其穩定性良好。品嘗樣品A和E發現后者更清爽、香氣純正，這可能是樣品經過20 min長時間加熱的營養物質比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 結論

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

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

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

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

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