褐色益生菌乳饮料的研制

李海燕，乔成亚，刘振民，龚广予，梅芳

（1.光明乳业股份有限公司乳业研究院华北研究所，北京101300；2.乳业生物技术国家重点实验室上海乳业生物工程技术研究中心，上海200436）

褐色益生菌乳饮料的研制

李海燕1，乔成亚1，刘振民2，龚广予2，梅芳1

（1.光明乳业股份有限公司乳业研究院华北研究所，北京101300；2.乳业生物技术国家重点实验室上海乳业生物工程技术研究中心，上海200436）

以脱脂乳粉、果葡糖浆、蔗糖为主要原料，以可溶性大豆多糖为稳定剂，制成褐色益生菌饮料。通过不同蔗糖、可溶性大豆多糖、柠檬酸、褐变时间等工艺配方组合，确定产品最佳工艺配方。试验结果表明，蔗糖、可溶性大豆多糖、柠檬酸的最适添加量分别是10%、0.4%、0.2%，褐变时间为120 min时，制备的褐色益生菌饮料的感官和稳定性较好。产品口感清爽，酸甜适宜，颜色呈均匀浅褐色，状态稳定，在保质期内无明显蛋白沉淀和乳清析出。

褐变；乳酸菌饮料；益生菌

LI Haiyan1,QIAO Chengya1,LIU Zhenmin2,GONG Guangyu2,MEI Fang1
(1.North China Research Institute,Dairy Industry Research Institute of Bright Dairy Co.,Ltd.,Beijing 101300,China;2.State Key Laboratory of Dairy Biotechnology,Shanghai Engineering Research Center of Dairy Biotechnology,Dairy Research Institute,Shanghai 200436,China)

browning;lactic acid bacteria beverage;probiotic

褐色乳酸菌饮料是一类高糖高酸、含有活性乳酸菌的饮料。由于牛乳与还原糖经过一定时间的高温处理而发生美拉德反应，呈现出的一种特有的褐色。美拉德反应是氨基化合物与羰基化合物之间发生的反应，包括缩合、脱水、降解、裂解、聚合等一系列反应[1]。王惠英等[2]指出，美拉德反应生成羧酸类、酮类、醛类等棕色、甚至黑色的大分子物质，除能提供特殊的风味与色泽外，还具有抗氧化等特点。

益生菌对于人体健康的积极作用，相关学者均有大量研究[3]。任大勇等[4-8]指出，益生菌可以在人体肠道内黏附定植，促进肠道健康，从而提高宿主的免疫调节功能。此外，肖琳琳等[9-13]在相关文献中指出，益生菌在减肥和降低血清胆固醇等方面均有显著效果，并对其机理进行了阐述。益生菌主要包含干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌等乳酸菌[14-16]。

本试验以脱脂乳粉、益生菌干酪乳杆菌LC2W[17-18]、可溶性大豆多糖、白砂糖、柠檬酸等为原料，经配料、均质、杀菌、褐变等工艺制备褐色益生菌饮料，研究不同因素条件对产品品质的影响，探索得出褐色益生菌饮料最佳工艺与配方[19-20]，为干酪乳杆菌在褐色乳酸菌饮料中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

脱脂乳粉（蛋白质含量32%～34%）：新西兰新莱特乳业公司；干酪乳杆菌（Lactobacilluscasei）LC2W：光明乳业股份有限公司；可溶性大豆多糖：不二富吉科技有限公司；蔗糖（食品级）：广西农垦糖业集团股份有限公司；果葡糖浆：嘉吉食品（天津）有限公司；柠檬酸：北京中柏贸易有限公司；孟加拉红培养基、MRS培养基：北京陆桥技术有限责任公司。

1.2 仪器与设备

CP124S电子天平：北京赛多利斯仪器系统有限公司；APV-1000均质机：丹麦APV公司；EUROSTAR搅拌器：德国IKA公司；PHB-4型精密pH计：上海精密科学仪器有限公司；Water Baths恒温水浴锅：德国GFL公司；320A/C粘度计：美国BROOKFIELD公司；GNP-9080型防水式恒温培养箱：上海精宏实验设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 褐色发酵乳基料制备工艺流程

净化水→升温至40～45℃→溶解脱脂乳粉、果葡糖浆→水合30 min→均质→预杀菌→褐变→冷却→接种、72 h发酵→搅拌均匀→褐色发酵乳

1.3.2 褐色益生菌饮料制备工艺流程

1.3.3 操作要点

褐色发酵乳基料的制备[21]：以脱脂乳粉12%，果葡糖浆10%的比例，将其溶解于净化水中水合制成还原乳，经18 MPa、65℃均质预升温至95℃进入发酵罐，95～98℃、保温1.5～2.0 h褐变后降温至38～40℃，发酵菌种LC2W以1×106CFU/mL添加量按无菌操作添加至还原乳中，混匀后发酵70～72 h，待发酵乳酸度到达180°T时终止发酵，冰水冷却后搅拌均匀，4℃冷藏备用。

褐色益生菌饮料的制备：净化水预热至40℃，溶解可溶性大豆多糖与蔗糖，95℃、300 s杀菌后冷却至30℃，与褐色发酵乳基料混合。将柠檬酸溶解于净化水中，浓度＜30%。保持饮料为高速搅拌状态，缓慢加入柠檬酸溶液，调整成品的酸度在60～68°T。调酸结束后经18 MPa、20℃均质、灌装、2～6℃冷藏，即得成品。

1.3.4 单因素试验

以感官评分为评价指标，进行单因素试验，分别研究蔗糖、可溶性大豆多糖、柠檬酸添加量及褐变时间这4个因素对褐色益生菌饮料感官评分的影响[22]。

1.3.5 正交试验

在单因素试验的基础上，以蔗糖、可溶性大豆多糖、柠檬酸添加量及褐变时间为正交试验的4个因素，每个因素选择3个水平，采用L9（34）正交试验确定产品的最佳配方，正交试验因素与水平见表1。

表1 褐色益生菌饮料配方优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for the optimization formula of brown milk beverage with probiotics

1.3.6 测定方法

成品的感官评价：由30名专业人员进行品尝，分别从产品的组织状态、黏度、酸甜度、风味、色泽进行打分（满分100分），作出综合感官评价，感官评分标准见表2。

表2 褐色益生菌饮料感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of brown milk beverage with probiotics

理化指标检测：pH值采用精密pH计测定；发酵乳酸度测定按国标GB5009.239—2016《食品酸度的测定》；蛋白质按国标GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》的方法测定；脂肪按国标GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》的方法检测。

微生物指标检测：霉菌与酵母菌按照国标GB4789.15—2010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》的方法检测。乳酸菌按照国标GB 4789.35—2010《食品微生物学检验乳酸菌检验》的方法检测。

2 结果与分析

2.1 褐色益生菌饮料配方优化单因素试验

2.1.1 蔗糖添加量对褐色益生菌饮料感官评分的影响

在可溶性大豆多糖添加量为0.4%，柠檬酸添加量为0.2%，褐变时间为120 min的条件下，研究不同蔗糖添加量对褐色益生菌饮料感官评分的影响，结果见表3。

表3 蔗糖添加量对褐色益生菌饮料感官品质的影响Table 3 Effect of sucrose addition on sensory quality of brown milk beverage with probiotics

由表3可知，蔗糖添加量为6%～8%时，产品稳定性较差，较多蛋白沉淀与乳清析出，口感较差；添加量为10%～12%时，产品状态较为稳定，酸甜适口；添加量为14%时，稳定性较好，但是口感太甜。从产品成本及稳定性综合考虑，蔗糖添加量为10%时，产品稳定性及口感较好，感官评分最高，为87分。因此选择蔗糖添加量为10%。

2.1.2 可溶性大豆多糖添加量对褐色益生菌饮料感官评分的影响

在蔗糖添加量为10%，柠檬酸添加量为0.2%，褐变时间为120 min的条件下，研究不同可溶性大豆多糖添加量对褐色益生菌饮料感官评分的影响，结果见表4。

表4 可溶性大豆多糖添加量对褐色益生菌饮料感官品质的影响Table 4 Effect of soluble soybean polysaccharides addition on sensory quality of brown milk beverage with probiotics

由表4可知，可溶性大豆多糖添加量为0.2%～0.3%时，产品口感稀薄，稳定性较差，有乳清析出和蛋白沉淀；添加量为0.4%～0.5%时，产品黏度适宜，口感清爽，稳定性较好。添加量为0.6%时，产品稳定性较好，但口感不清爽。从产品成本和稳定性综合考虑，添加量为0.4%时，产品感官评分最高，为85分。因此选择可溶性大豆多糖添加量为0.4%。2.1.3柠檬酸添加量对褐色益生菌饮料感官评分的影响

在蔗糖添加量为10%，可溶性大豆多糖添加量为0.4%，褐变时间120min的条件下，研究不同柠檬酸添加量对褐色益生菌乳饮料感官评分的影响，结果见表5。

表5 柠檬酸添加量对褐色益生菌饮料感官品质的影响Table 5 Effect of citric acid addition on sensory quality of brown milk beverage with probiotics

由表5可知，柠檬酸添加量为0.1%时，有大量蛋白沉淀和乳清析出，产品状态不稳定，口感偏甜；添加量为0.15%～0.25%时，产品稳定性基本符合要求，口感略有差异。柠檬酸添加量为0.30%时，有大量蛋白沉淀和乳清析出，口感偏酸。柠檬酸添加量为0.20%时，产品稳定性及口感较好，感官评分最高，为86分。因此选择柠檬酸添加量为0.20%。

2.1.4 褐变时间对褐色益生菌饮料感官评分的影响

在蔗糖添加量为10%，可溶性大豆多糖添加量为0.4%，柠檬酸添加量为0.2%条件下，研究不同褐变时间对褐色益生菌饮料感官评分的影响，结果见表6。

表6 褐变时间对褐色益生菌饮料感官品质的影响Table 6 Effect of browning time on sensory quality of brown milk beverage with probiotics

由表6可知，褐变时间为60～90 min时，产品有少量乳清析出与沉淀，颜色偏浅，褐变产生的香味物质较少；褐变时间为120～150 min时，产品状态稳定，褐变明显，香气浓郁；褐变时间为180 min时，产品有少量乳清析出与沉淀，颜色较深，呈现焦糊味。从生产效率与产品品质综合考虑，褐变时间为120 min时，产品稳定性及色泽较好，感官评分最高，为89分。因此选择褐变时间为90min、120min、150min进行正交试验。

2.2 褐色益生菌饮料配方优化正交试验

在单因素试验的基础上，以蔗糖、可溶性大豆多糖、柠檬酸的添加量及褐变时间为评价因素，每个因素选择3个水平，以产品感官评分为评价指标，采用L9（34）正交试验确定产品的最佳配方，正交试验结果与分析见表7，方差分析见表8。

由表7可知，4个因素对产品感官评分的影响作用分别是C＞A＞B＞D，柠檬酸对褐色益生菌饮料的品质影响最大，其次是蔗糖、可溶性大豆多糖的添加量及褐变时间。这是由于，在酸性乳酸菌饮料中，产品在调酸过程中，pH值经过牛乳的等电点pH值4.6。加酸太少，未到等电点，蛋白质不稳定；加酸太多，酸度较高，酸甜比不适宜，影响口感。工艺配方最优组合为A2B2C2D2，即蔗糖10%，可溶性大豆多糖0.4%，柠檬酸0.2%，褐变时间120 min，在此试验条件下进行验证试验，产品感官评分为90分。

由表8可知，柠檬酸、蔗糖的添加量对褐色益生菌饮料的感官评价有极显著影响（P＜0.01），可溶性大豆多糖添加量与褐变时间对结果的影响不显著（P＞0.05）。

表7 褐色益生菌饮料配方优化正交试验结果与分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiments for the formula of brown milk beverage with probiotic optimization

表8 正交试验结果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal test results

2.3 产品质量标准

2.3.1 感官指标

产品组织状态均匀，颜色呈浅褐色，无肉眼可见杂质。口味清爽，甜酸适宜，具有独特的美拉德反应的香味。

2.3.2 理化指标

pH值4.13，酸度65°T，蛋白质1.12%，脂肪0.3%，总固形物含量15.1%。

2.3.3 微生物指标

乳酸菌数≥1×106CFU/mL，大肠菌群＜2MPN/100mL，霉菌＜10 CFU/mL，酵母菌＜10 CFU/mL，致病菌未检出。

产品的感官、理化、微生物指标均符合国标GB/T21732—2008《含乳饮料》中要求。

3 结论

以脱脂乳粉、蔗糖、果葡糖浆等为主要原料，以可溶性大豆多糖为稳定剂，研制褐色益生菌饮料。通过正交试验和感官测评，确定褐色益生菌饮料中蔗糖添加量为10%，柠檬酸添加量为0.2%，可溶性大豆多糖的添加量为0.4%，褐变时间为120 min条件下制成的褐色益生菌饮料口感清爽，酸甜适宜，颜色呈均匀浅褐色，状态稳定，在保质期内无明显蛋白沉淀和乳清析出。

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TS252.54

0254-5071（2017）05-0183-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.05.039

2016-11-17

国家“十二五”科技支撑计划课题（2013BAD18B01）；上海市科委项目（16DZ2280600）；上海市闵行区领军人才项目（201443）

李海燕(1980-)，女，工程师，硕士，研究方向为乳制品研究与开发。