黑色酸性含乳飲料的配方與穩(wěn)定性

邵虎，王宇彤，高一航，王海東，孔令偉

1. 江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院（淮安 223003）；2. 泗洪縣農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)站（宿遷 223800）；3. 淮安快鹿牛奶有限公司（淮安 225005）

黑豆是一種營(yíng)養(yǎng)豐富且藥用價(jià)值很高的食用豆類[1]。黑豆味甘性平，內(nèi)含豐富的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和鋅、銅、鎂、鉬、硒、氟等礦物質(zhì)，被視為植物中營(yíng)養(yǎng)豐富的食品，在抗衰老、抗癌等方面的研究成果頗豐，因此深受人們喜愛。黑玉米是玉米的一種，其蛋白質(zhì)、脂肪和硒含量均比普通玉米高，是玉米家族的“水果”和“作物蔬菜”[2]，被營(yíng)養(yǎng)學(xué)家們稱為功能食品、益壽食品。黑玉米中的色素主要是花青素，具有較強(qiáng)的抗氧化、抑制膽固醇、抗過敏、護(hù)膚養(yǎng)顏等功效[3]。黑木耳自古以來就具有藥食同源的妙用，被稱之為珍貴的食用菌之王，其營(yíng)養(yǎng)成分極其豐富，富含多糖、腺苷、黑色素、麥角甾醇磷脂類及多種維生素等化學(xué)成分，是世界公認(rèn)的保健的食品[4]。黑木耳營(yíng)養(yǎng)豐富，其含鐵量要比蔬菜中含鐵較高的芹菜高出20倍，比動(dòng)物中豬肝高出7倍，是一種天然補(bǔ)血食品[5]。此外，黑木耳還含有多種氨基酸和微量元素，在藥用價(jià)值方面同樣具有廣闊的開發(fā)市場(chǎng)。

此次試驗(yàn)以黑豆、黑玉米、黑木耳等為主要原料，進(jìn)行黑色調(diào)配型酸性含乳飲料的開發(fā)，從而為營(yíng)養(yǎng)與功能于一體新型乳飲料的開發(fā)提供新思路。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

黑豆（小豆）、黑玉米、黑木耳，市售；全脂乳粉，新西蘭恒天然集團(tuán)；白砂糖，江蘇白玫糖業(yè)有限公司；檸檬酸、檸檬酸鈉，食品級(jí)，山東中創(chuàng)檸檬生化有限公司；黃原膠、CMC-Na，食品級(jí)，江蘇昊特食品科技有限公司；改性燕麥淀粉，本校乳品實(shí)訓(xùn)中心自制。

1.2 儀器與設(shè)備

SM-705 EE旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)爐，新麥機(jī)械（無錫）有限公司；DM-ZF 100磨漿機(jī)，滄州東風(fēng)電子機(jī)械廠；YJGY-150-30高壓均質(zhì)機(jī)，天津市特斯達(dá)食品科技有限公司；LY-JCG夾層鍋，廣州市藍(lán)垟機(jī)械設(shè)備有限公司；CSJ-250立式粉碎機(jī)，常州麥杰克干燥設(shè)備有限公司；1-10 T/H真空脫氣機(jī)，上海科勞機(jī)械設(shè)備有限公司。

1.3 制作工藝流程

①黑豆→挑選→烘烤→浸泡→磨漿→過濾→黑豆汁

②黑玉米→挑選→蒸煮→浸泡→磨漿→過濾→黑玉米汁

1.4 操作要點(diǎn)

1.4.1 單體黑色汁的制備

選擇顆粒飽滿、無蛀蟲、無發(fā)芽、無霉變的小粒黑豆，放入旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)爐內(nèi)烘烤至表面裂開，無澀，無香。然后用0.3%的碳酸氫鈉水溶液浸泡至豆無硬芯，再用清水反復(fù)沖洗，按黑豆與水質(zhì)量比1∶9進(jìn)行磨漿，分離出的渣繼續(xù)加水再次磨漿后，合并黑豆?jié){液，采用孔徑0.212～0.250 mm金屬篩網(wǎng)過濾，備用。

選用無雜，色黑、成熟度六七成的黑玉米鮮棒，置于鍋內(nèi)煮至半熟，再按黑玉米粒與水質(zhì)量比1∶9加水浸泡，軟化5～6 h，再用打漿機(jī)磨漿，用孔徑0.180～0.212 mm篩過濾得黑玉米汁，備用。

挑選選擇無蟲害、無霉變、色深的黑木耳，去除木屑等雜質(zhì)，用適量溫水浸泡2～3 h，待其完全泡發(fā)后清洗，進(jìn)一步去除根部等雜質(zhì)，瀝干水分后在55 ℃烘箱中烘干，再行粉碎，得黑木耳粉。再以粉水比1∶50（g/mL）于85 ℃水浴鍋中浸提1～2次，每次時(shí)間1～1.5 h，合并濾液后過3層紗布，得汁液備用。

1.4.2 復(fù)原乳制備

為確保乳飲料的基本乳風(fēng)味，并保證蛋白質(zhì)指標(biāo)符合該產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品總質(zhì)量的4.0%的全脂乳粉按（乳）粉與水（水溫50 ℃左右）質(zhì)量比1∶7制備復(fù)原乳，待乳粉完全溶解后將奶液靜置水合20～30 min，備用。

1.4.3 調(diào)配

用夾層鍋將復(fù)原乳加熱至60～65 ℃，加入復(fù)合穩(wěn)定劑與糖的混合物（穩(wěn)定劑和糖預(yù)先混合均勻，不結(jié)塊，利于在奶液中分散和溶解，亦可通過熱水事先溶解），待其徹底分散溶解后再依次、多批加入黑木耳汁、黑豆汁和黑玉米汁，其間需不斷攪拌，防止沉底。最后再將混合溶液冷卻到20 ℃以下，快速攪拌并調(diào)酸，經(jīng)過管道過濾器入下段工序。

1.4.4 均質(zhì)

調(diào)節(jié)均質(zhì)機(jī)，在壓力20～22 MPa下進(jìn)行均質(zhì)，接著將料液泵入真空脫氣機(jī)，控制真空度80～90 kPa對(duì)均質(zhì)后的料液進(jìn)行真空脫氣。

1.4.5 殺菌、冷卻

殺菌的溫度為95 ℃，時(shí)間為5～10 min，將殺菌后的產(chǎn)品立即進(jìn)行冷卻。

1.4.6 灌裝、檢驗(yàn)和倉(cāng)儲(chǔ)

經(jīng)冷卻的飲料灌裝封口后，對(duì)其進(jìn)行感官和必要的理化微生物指標(biāo)檢測(cè)，同時(shí)置于4～7 ℃的冷庫(kù)中倉(cāng)儲(chǔ)，即為產(chǎn)品。

1.5 黑色調(diào)配型酸性含乳飲料配方單因素及正交優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在前期預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依次對(duì)配方中的各單因素先后進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。每一個(gè)單因素在被優(yōu)化時(shí)，該因素為變量，其余未被優(yōu)化的各因素為固定值，即黑豆汁添加量10%～30%，黑玉米汁5%～25%，黑木耳汁0.5%～2.5%，白砂糖7%～11%，檸檬酸01%～0.3%，以研究不同單因素變量范圍內(nèi)各取值水平對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響。在此基礎(chǔ)上，以對(duì)終產(chǎn)品影響比較大的因素進(jìn)行因素水平設(shè)計(jì)，并通過正交試驗(yàn)優(yōu)化產(chǎn)品的最適配方。

1.6 穩(wěn)定劑單因素和正交優(yōu)化復(fù)配試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在配方優(yōu)化試驗(yàn)基礎(chǔ)上，固定配方中其他因素的取值，以0.05%～0.20%黃原膠、0.05%～0.20%改性燕麥淀粉、0.05%～0.20% CMC-Na和0.02%～0.08%檸檬酸鈉進(jìn)行穩(wěn)定劑復(fù)配試驗(yàn)，利用L9(34)正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)來確定穩(wěn)定劑最適組合。

1.7 黑色調(diào)配型酸性含乳飲料的感官質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

邀請(qǐng)10人分別從飲料的色澤、滋氣味和組織狀態(tài)三方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。滿分以100分計(jì)（其中色澤總分30分，滋氣味40分，組織狀態(tài)30分），進(jìn)行品嘗鑒評(píng)后打分，最終結(jié)果以其平均值表示。感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1[6]。

1.8 黑色調(diào)配型酸性含乳飲料理化、微生物指標(biāo)及穩(wěn)定性測(cè)定

脂肪、蛋白質(zhì)、酸度等理化指標(biāo)分別按GB 5413.3，GB 5009.5和GB 5009.46規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)；菌落總數(shù)、大腸菌群、致病菌等微生物指標(biāo)分別按GB 4789.2，GB 4789.3和GB 4789.4規(guī)定的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

穩(wěn)定性的測(cè)定采用離心沉淀法來表示：向帶有刻度的離心玻璃管內(nèi)加入10 mL的產(chǎn)品，記下其凈質(zhì)量，并于2 500 r/min離心15 min，小心移除上清液，取沉淀物，烘干后準(zhǔn)確稱取其質(zhì)量，按式（1）計(jì)算沉淀率，按式（2）計(jì)算穩(wěn)定性[7]。

表1 黑色調(diào)配型酸性含乳飲料的感官質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 黑豆烘烤條件的確定

采用旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)爐對(duì)黑豆進(jìn)行烘烤，烘烤溫度和時(shí)間對(duì)黑豆烘烤品質(zhì)的影響結(jié)果見表2。

生豆打漿會(huì)破壞黑豆細(xì)胞，生成氧化物，使其具有豆腥味，而烘烤可以克服這個(gè)缺點(diǎn)。此外，烘烤還可以使抗?fàn)I養(yǎng)成分被破壞或失活。烘烤的溫度和時(shí)間對(duì)烘烤后的黑豆品質(zhì)影響較大，由表2可知，130 ℃烘烤時(shí)需達(dá)到18 min才可以使豆?jié){無豆腥味，而在160℃時(shí)，為達(dá)到同樣的效果，則需要8 min。因此，黑豆的較佳烘烤條件為溫度160 ℃、時(shí)間8 min。

表2 烘烤溫度和時(shí)間對(duì)黑豆烘烤品質(zhì)的影響

2.2 配方優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果

采用L16(45)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇黑豆汁添加量、黑玉米汁添加量、黑木耳汁添加量、白砂糖量添加量、檸檬酸添加量5個(gè)因素，每個(gè)因素進(jìn)行四水平設(shè)計(jì)，通過終產(chǎn)品感官品質(zhì)評(píng)定確定最適配方。因素水平見表3，配方正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4中極值（R）可知，影響該含乳飲料產(chǎn)品感官品質(zhì)的因素主次為黑豆汁添加量＞黑木耳汁添加量＞黑玉米汁添加量＞白砂糖添加量＞檸檬酸添加量，即最優(yōu)因素水平是A2B2C3D3E3。與此同時(shí)，表4中試驗(yàn)號(hào)10獲得的感官分值最高，即A3B2C4D3E1，因此對(duì)極值最優(yōu)因素水平進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，獲得的平均分值高于試驗(yàn)值最高分。因此，最適配方為：黑豆汁40%、黑玉米汁10%、黑木耳汁2.5%、白砂糖8%、檸檬酸0.3%。在此條件下制成的乳飲料呈紫黑色，豆香純正，酸甜爽口。

表3 配方優(yōu)化正交試驗(yàn)因素水平表 %

表4 配方優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果

2.3 復(fù)合穩(wěn)定劑對(duì)黑色調(diào)配型酸性含乳飲料產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響

沉淀或分層是酸性含乳飲料常見的質(zhì)量問題。為提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，在上述配方試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行穩(wěn)定性研究，即分別以黃原膠、改性燕麥淀粉、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）等食用型單膠體和檸檬酸鈉進(jìn)行復(fù)配試驗(yàn)，通過L9(34)正交試驗(yàn)篩選較低沉淀率的穩(wěn)定劑配方[8]。其因素水平見表5，正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果見表6。

由表6極值（R）分析可知，影響產(chǎn)品穩(wěn)定性因素的主次順序?yàn)辄S原膠添加量＞檸檬酸鈉添加量＞CMCNa添加量＞改性燕麥淀粉，即最優(yōu)組合為A3B2C2D2，與試驗(yàn)號(hào)中的最大值的組合不一致，因此采用進(jìn)一步驗(yàn)證性試驗(yàn)，即利用極值最優(yōu)組合平行3次，取其平均值，結(jié)果依然優(yōu)于試驗(yàn)中的最大值。因此，穩(wěn)定劑最佳組合為：黃原膠0.20%、改性燕麥淀粉0.10%、CMC-Na 0.10%、檸檬酸鈉0.04%。此時(shí)制成的飲料不分層，狀態(tài)正常，品質(zhì)穩(wěn)定。

表5 穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)因素水平表 %

表6 穩(wěn)定劑正交試驗(yàn)結(jié)果

2.4 黑色調(diào)配型酸性含乳飲料產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)

2.4.1 感官指標(biāo)

色澤呈均勻的紫黑色；具有產(chǎn)品正常的滋氣味，酸甜適中，口感細(xì)膩，無異味；乳濁液，無分層，流動(dòng)性好，無肉眼可見外來雜質(zhì)。

2.4.2 理化指標(biāo)

蛋白質(zhì)≥1%，脂肪≥1%，酸度62 °T，苯甲酸未檢出。

2.4.3 衛(wèi)生指標(biāo)

細(xì)菌總數(shù)≤30 CFU/mL，大腸菌群≤5 MPN/100 mL，致病菌未檢出。

3 結(jié)論

黑豆在溫度160 ℃條件下烘烤8 min，再通過浸泡打漿制得的黑豆汁與黑玉米汁、黑木耳汁經(jīng)混料、酸化并經(jīng)過穩(wěn)定性處理后制成酸性含乳飲料產(chǎn)品。在試驗(yàn)過程中，經(jīng)單因素試驗(yàn)和正交優(yōu)化試驗(yàn)獲得的最適配方為黑豆汁40%、黑玉米汁10%、黑木耳汁2.5%、白砂糖8%、檸檬酸0.3%、全脂乳粉4%；較優(yōu)的穩(wěn)定劑組合為黃原膠0.20%、改性燕麥淀粉0.10%、CMCNa 0.10%、檸檬酸鈉0.04%。該含乳飲料具有工藝簡(jiǎn)單、感官獨(dú)特、穩(wěn)定性好、成本低等特點(diǎn)，是一款具有開發(fā)潛力的乳飲料新品。