炭燒飲用型酸奶穩定性研究

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。飲用型酸奶除發酵后采用破乳和降溫的加工工藝外還要經過外力處理，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、清爽的營養飲料飲用[1,2]。近兩年興起的炭燒酸奶，因其焦香濃郁的風味深受消費者喜愛。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，獲得濃郁的焦香風味[3]。在產品開發中將炭燒工藝與飲用型酸奶相結合，使產品口感香氣更具特色。但飲用型酸奶工藝中的二次均質會對酸奶凝乳穩定體系造成破壞，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嚴重乳清析出，蛋白質聚集沉淀甚至出現分層現象。因此，炭燒飲用型酸奶對穩定體系保護作用具有較大的依賴性，要求其穩定體系有良好的保水穩定作用。目前，國內對炭燒飲用型酸奶生產技術工藝及產品穩定體系技術的研究日趨活躍[4]。本文結合炭燒工藝和飲用型酸奶配方工藝進行了研究，旨在為以后的生產和加工提供一定的理論依據[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、乙酰化二淀粉磷酸酯、結冷膠。

1.2 試驗器材

天平、攪拌槳、均質機、水浴鍋、恒溫培養箱、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、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、乙酰化二淀粉磷酸酯、結冷膠）→均質 →殺菌→發酵→破乳降溫→二次均質→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，調整好指標。

1.4.2 均質：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：按配方準確稱取各成分用量，首先將蔗糖與果膠、瓊脂、乙酰化二淀粉磷酸酯、結冷膠混合均勻，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：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：破乳降溫至20～25℃，30～40bar進行均質處理，裝瓶放置于冰箱中保存[7,8]。

1.5 試驗設計

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生的反應，其反應可產生較多的風味和顏色等，本實驗是研究褐變反應優勢的方向，并對最終產品穩定性進行評價。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]。

根據前期實驗本研究選取食用葡萄糖作為褐變用還原糖，其風味較好，適合褐色酸奶的焦香風味。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，按照褐變顏色確定。

1.5.2 穩定體系的篩選與復配

飲用型酸奶對穩定體系要求非常高，因為有二次均質對酸奶質構的處理，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乳清析出、分層沉淀等質量問題[10,11]。根據前期的試驗和經驗，果膠[12]、結冷膠、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定劑。本試驗通過4因素3水平正交實驗確定最佳穩定體系配比[16]，實驗因素水平如表1所示。

表1 炭燒飲用型酸奶穩定體系正交實驗因素及水平

1.5.3 二次均質工藝的確定

根據以往經驗二次均質溫度設20～25℃，均質壓力分別設定為10bar、20bar、30bar、40bar、50bar、100bar、150bar、200bar，測定產品后熟黏度，同時觀察其在21d內的產品穩定性[17]。

1.6 炭燒飲用型酸奶感官評價標準

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

表2 炭燒飲用型酸奶感官評價標準

2 結果與討論

2.1 褐變牛奶工藝的確定

2.1.1 還原糖的用量

食用葡萄糖賦予產品一定的甜度，其用量對褐變速度起到重要作用，其反應的程度與產品的顏色、風味密切相關。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，聞其氣味，并品嘗滋味。選擇經過專業感官培訓的評價員進行評定，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品穩定性的重要因素，產品褐變溫度過高，會對蛋白穩定性過度破壞，致使產品持水能力降低，導致終產品容易析水。溫度過低，會導致褐變過程時間過長，影響生產節奏，還會造成產品顏色和風味不足[18]。

通過表3實驗結果，選用食用葡萄糖添加量為4%，選擇標準色澤記錄褐變溫度和褐變時間，對褐變后產品進行離心試驗，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，在轉速3 000r/min、20℃下離心20min，棄去上清液，倒置10min，準確稱取沉淀物，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 炭燒飲用型酸奶穩定體系正交實驗結果

通過表4的結果可以看出，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定。

2.2 穩定體系正交實驗結果

通過感官評定對穩定體系進行評分，試驗方案及結果分析見表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%的結冷膠、0.1%的瓊脂、0.8%的乙酰化二淀粉磷酸酯復配作為穩定體系，產品均勻一致無乳清析出，且在保質期內保持穩定的狀態[19]。

2.3 二次均質對產品黏度和穩定性的影響

產品二次均質是為了降低產品黏度，使產品口感清爽順滑，易于瓶裝飲用。在此過程中選擇二次均質的工藝參數非常重要，如果操作不當，容易造成對酸奶穩定性和口感的破壞，導致產品在保質期內出現析水、分層等狀況。

表6 二次均質壓力對產品黏度和穩定性的影響

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

3 結論

目前飲用型酸奶備受各乳品企業的關注，紛紛推出各具特色的產品。但是產品開發難度較大，在研發過程中產品易出現析水、分層、黏度變化等相關問題，因此在開發過程中必定對產品穩定體系和工藝進行嚴格的設定，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%的結冷膠、0.1%的瓊脂、0.8%的乙酰化二淀粉磷酸酯復配作為穩定體系；二次均質壓力選用30～40bar。此方案可使產品口感清爽順滑，在保質期內產品狀態穩定，為后續產品研制奠定了基礎。