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

（寧夏大學農學院，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

（寧夏大學農學院，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，通過正交試驗確定各個工藝參數的最佳配方，制成不同口味且具有保健功效的配方奶，以薏米仁為例，試驗結果表明，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%，穩定劑0.3%。后根據噴霧干燥設備進行噴霧干燥，通過正交試驗確定各個工藝參數，以得到速溶性、品質優的配方奶粉。試驗結果表明，薏米仁配方奶粉最佳工藝參數為進風溫度130℃，出風溫度40℃，進料速度為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物的乳汁生產的產品。奶粉按生產工藝和添加材料的不同，可分為調制奶粉和普通奶粉［1］，脫脂奶粉等，按使用對象不同，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、貓狗等動物專用奶粉等。奶粉沖調容易，攜帶方便，營養豐富。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、潤澤肌膚、美白補濕、除斑、涼性清熱消暑。種仁不僅為優良營養品，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質蛋白，且含有脂肪、糖類、VB族、鉀、鐵、磷等營養素。紅豆能促進心臟血管的活化，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種原料都具備優良的保健功效，且含其品種的特殊口感，鑒于市場上所銷售的奶粉多數為兒童配方奶粉［7］，可供不同消費者飲用的奶粉口味較為單一這一缺陷，本試驗添加新的配料，不僅改善了產品的口味，滿足了不同消費者的需求，且選擇的材料營養豐富，富含多種有益元素。通過試驗可獲得口味與營養兼具的配方奶粉。

1　材料與方法

1.1材料與設備

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、穩定劑：均為市售。

1.1.2設備

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

1.2試驗方法及原理

本試驗采用的干燥方法為噴霧干燥，是目前乳粉生產過程中應用最廣的一種干燥方法。噴霧干燥時把含有固體成分的液體分散成小液滴，加熱蒸發除去液滴中的水分。噴霧干燥過程中，乳中的小液滴被熱空氣在小于1 s內轉化為干粉顆粒，脫脂乳粉的水分含量一般為3%～4%，加工條件不同對產品的質量有著不同的影響。主要參數有：乳的預熱、濃縮程度、噴霧時進風的溫度和出風的溫度等［8-10］。

1.3成品測定方法

感官評定［11］由10人組成評定小組，根據感官評定標準（見表1、表2）對產品進行評定打分（因試驗結果成品分別為配方奶與配方奶粉，其狀態及評分標準不同，故需要分別設計感官評定表），將10人對每組產品的每項打分進行統計，算出平均值，得出產品的總分。

表1　配方奶感官評定標準（液態）Table 1Criteria for analysis of formula milk（liquid）

表2　配方奶粉感官評定標準（固態）Table 2Criteria for analysis of formula milk（solid）

1.4工藝流程

1.5操作要點

1.5.1薏米仁、紅豆、枸杞芽茶預處理

原料薏米仁洗凈后以1∶8（g/mL）料水比進行泡發，約4 h經打漿機打成汁液。紅豆洗凈后以1∶9（g/mL）料水比進行泡發，約12 h經打漿機打成汁液。枸杞芽茶洗凈后破碎，以料水比為1∶4（g/mL）進行侵泡預煮，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、穩定劑、甜味劑混合在一起，白砂糖和穩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

由于要完成后期的熱風干燥，且所選用的物料長時放置易出現沉淀。故需要在混合之后對混料進行均質。

1.5.4殺菌及冷卻

將混合液置于95℃環境下殺菌5 min后立即封口，考慮到不影響干燥時的進口溫度，應冷卻至室溫備用。

1.5.5熱風干燥器的組裝

干燥設備需要在清洗、干燥完成后進行組裝，組裝完成后需要打開設備對其進行進一步的干燥，并檢查氣密性良好。

2　結果與討論

2.1配方奶品質的影響因素

2.1.1薏米仁、紅豆、枸杞芽茶的用量對配方奶品質的影響

薏米仁、紅豆和枸杞芽茶的香味為每一分部試驗的主要風味，故添加量的確定對試驗有很大的影響。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、復合穩定劑［12-13］和脫脂奶粉的加入量分別為6%、0.3%和5%，混合煮沸后均質冷卻，結果見表3、表4、表5。

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

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

表5　枸杞芽茶用量對配方奶品質的影響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較淡，添加過量組織過稠，只有添加量在20%～25%時，組織狀態、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掩蓋奶香，只有在添加量在20%～25%時，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掩蓋奶香，只有在添加量在20%～25%時，口味及色澤較為適宜。

2.1.2白砂糖的添加量對配方奶品質的影響

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

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

如表6可知，白砂糖添加少量對組織狀態無明顯影響，添加過量會很大程度的改善產品的組織狀態及口感，試驗表明，白砂糖添加量在6%～8%時可有效增加產品的適口性。

2.1.3穩定劑的添加量對配方奶品質的影響

穩定劑的添加可極大程度的改善液體的存在形態，使混合的物料處于均勻狀態，利于后續干燥的完成。為了充分地體現穩定劑的協同作用，一般采用復合穩定劑比單一穩定劑更能達到理想的穩定狀態。設定卡拉膠、海藻酸奶、明膠的配比分別為1∶1∶1（體積比），根據配比設計復合穩定劑的添加梯度，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，結果見表7。

表7　穩定劑添加量對配方奶品質的影響Table 7Effects of the additive amount of stabilizer on quality of formula milk

如表7可知，穩定劑添加適量可明顯改善產品的穩定性，使其長期處于均勻穩定的狀態，但添加少量得不到預期效果，添加過量則會沉底析出，試驗表明，添加量為0.3%時較適宜，能使液體長期處于均勻狀態。

2.1.4檸檬酸的添加量對配方奶品質的影響

檸檬酸作為酸味劑可有效改善產品的味感，為滿足不同消費者的需求及產品的適口性，設計檸檬添加梯度分別為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，結果見表8。

表8　檸檬酸添加量對配方奶品質的影響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，但添加過量會使牛奶產生絮凝，試驗表明，檸檬酸在添加量為0.4%時較為適宜。

2.1.5配方奶制備方案的確定

綜上所述，選擇對配方奶品質影響較大的4個因素，即薏米仁汁、白砂糖的用量、穩定劑用量和檸檬酸的用量進行正交試驗見表9，分析見表10。

由正交試驗結果可知，對成品質量影響的主次順序為C＞A＞B＞D，即對奶品質影響最大的因素為穩定劑用量；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%，穩定劑用量為0.3%，檸檬酸用量為0.4%。

表9　試驗因素水平表Table 9Variables and levels of experiment

表10　試驗水平分析表Table 10The analysis table of experimental level

紅豆、枸杞芽茶試驗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進風溫度對配方奶粉品質的影響

本試驗采用的是噴霧干燥，進口溫度很大程度的決定了奶粉的品質。選用薏米仁配方奶以不同進風溫度梯度110、120、130、140℃進行試驗，出風溫度設定為50℃，蠕動泵速度設定為200 mL/h，結果見表11。

如表11可知，進口溫度對所干燥的奶粉的品質有很重要的影響，溫度太低達不到干燥效果，溫度太高會使奶焦糊，試驗結果表明，溫度在130℃時干燥得到的乳粉品質較好。

表11　進風溫度對配方奶粉品質的影響Table 11Effects of inlet air temperature on quality of formula milk

2.2.2出風溫度對配方奶粉品質的影響

液體配方奶在霧化室高溫霧化并蒸發其中的水分，進入干燥室時溫度降低有利于干粉的沉降。以不同的出風溫度梯度30、40、50、60℃進行試驗，進風溫度為130℃，蠕動泵速度為200 mL/h，結果見表12。

表12　出風溫度對配方奶粉品質的影響Table 12Effects of export air temperature on quality of formula milk

如表12可知，出風溫度可一定程度的影響奶粉的干燥品質，溫度太低蒸發的水分易液化，溫度太高冷卻不及時容易粘壁。試驗結果表明，溫度在40℃時適宜。

2.2.3蠕動泵速度對配方奶粉品質的影響

蠕動泵的速度決定了進料的速率，以不同速度梯度100、150、200、250 mL/h進行試驗，進風溫度設定為130℃，出風溫度為50℃，結果見表13。

表13　蠕動泵速度對配方奶粉品質的影響Table 13Effects of speed of peristaltic pump on quality of formula milk

如表13可知，進料速度會影響液體與熱空氣的接觸程度，速度太快會導致液體與熱空氣接觸面積縮小，干燥不充分，速度太慢會使物料干燥過度，產生焦糊。試驗結果表明，蠕動泵速度為150 mL/h適宜。

2.2.4配方奶制備方案的確定

選擇對配方奶粉質影響較大的3個因素，即進風溫度、出風溫度和蠕動泵的速度進行正交試驗見表14，數據分析表見表15。

由正交試驗結果可知，對奶粉質量影響的主次順序為A＞C＞B，即對奶品質影響最大的因素進風溫度；其次是蠕動泵速度；最后是出風溫度。薏米仁配方奶粉的最佳配方為A2B1C2，即進風溫度130℃，出風溫度40℃，進料速度為150 mL/h。

表14　試驗因素水平表Table 14Variables and levels of experiment

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

紅豆、枸杞芽茶試驗方法同薏米仁汁一致，可得紅豆配方奶粉最佳工藝參數為進風溫度150℃，出風溫度45℃，進料速度為150 mL/h。枸杞芽茶配方奶粉最佳工藝參數為進風溫度140℃，出風溫度50℃，進料速度為200 mL/h。

3　產品質量指標

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，組織狀態均勻、細膩、無結塊，有濃郁的氣味和奶香味。

4　結論

4.1配方奶的最佳配比

對配方奶影響最大的因素為薏米仁汁的添加量；其次是穩定劑用量；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

對奶粉質量影響最大的因素進風溫度；其次是蠕動泵速度；最后是出風溫度。薏米仁配方奶粉的最佳配方為A2B1C2，即進風溫度130℃，出風溫度40℃，進料速度為150 mL/h。紅豆配方奶粉最佳工藝參數為進風溫度150℃，出風溫度45℃，進料速度為150 mL/h。枸杞芽茶配方奶粉最佳工藝參數為進風溫度140℃，出風溫度50℃，進料速度為200 mL/h。

［1］顧瑞霞.乳與乳制品工藝學［M］.北京：中國計量出版社，2006：22-30

［2］郭本恒.乳粉［M］.北京：化學工業出版社.2003：25-27

［3］陳師文.太平惠民和劑局方［M］.北京：中國中醫藥出版社，1996：50-51

［4］顏病，劉龍，岳小強，等.前戲仲景對赤小豆的配伍運用［J］.安徽中醫學院學報，2008，27（5）：7-9

［5］徐向東.豆類（小紅豆、大紅豆和荷包豆）淀粉和蛋白質性質的研究［D］.廣州：華南理工大學，2010：22-23

［6］高志軍，李金柱，李憲明.一種枸杞芽茶的加工制備方法［J］.農產品加工，2012（7）：66-67

［7］王峰，楊曉波，孫健，等.嬰幼兒配方奶粉的研究［J］.中國乳業，2009（3）：52-54

［8］劉殿宇，梁素梅，高偉.奶粉噴霧干燥生產中應注意的問題［J］.2010（1）：45-47

［9］蔡飛虎，馮國娟.噴霧干燥技術的基本原理與生產控制［J］.佛山陶瓷，2010，160（1）：18-27

［10］趙麗霞.噴霧干燥技術流程及應用［J］.內蒙古水利，2011，133（3）：148-149

［11］董懷榮，陳宗道.食品感官鑒定［M］.重慶：西南農業大學，1995：8

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，主要從事農產品檢測及加工的研究。