炭烧饮用型酸奶稳定性研究

王 新

（黑龙江完达山林海液奶有限公司，哈尔滨 150078）

酸奶是公认的健康食品，按其形态主要分为凝固型、搅拌型和饮用型三种。饮用型酸奶是国际上流行的酸奶新品类，近年来得到快速发展，已占到全球酸奶总量的1/3，成为酸奶家族重要成员。饮用型酸奶除发酵后采用破乳和降温的加工工艺外还要经过外力处理，其主要特点是黏度低、流动性好，口感细腻爽滑，酸甜适口，产品透香性好，多采用瓶装形式包装，可作为一种方便、清爽的营养饮料饮用[1,2]。近两年兴起的炭烧酸奶，因其焦香浓郁的风味深受消费者喜爱。炭烧酸奶又叫烤酸奶或者褐色酸奶，其源自俄罗斯的一种传统酸奶制作工艺，在制作过程中通过长时间褐变，获得浓郁的焦香风味[3]。在产品开发中将炭烧工艺与饮用型酸奶相结合，使产品口感香气更具特色。但饮用型酸奶工艺中的二次均质会对酸奶凝乳稳定体系造成破坏，加上使用炭烧褐变工艺，一定程度上使蛋白持水能力遭受破坏，极易使炭烧饮用型酸奶出现严重乳清析出，蛋白质聚集沉淀甚至出现分层现象。因此，炭烧饮用型酸奶对稳定体系保护作用具有较大的依赖性，要求其稳定体系有良好的保水稳定作用。目前，国内对炭烧饮用型酸奶生产技术工艺及产品稳定体系技术的研究日趋活跃[4]。本文结合炭烧工艺和饮用型酸奶配方工艺进行了研究，旨在为以后的生产和加工提供一定的理论依据[5]。

1 材料与方法

1.1 材料

生牛乳、白砂糖、食用葡萄糖、实验用发酵剂（保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种、副干酪乳杆菌）、果胶、琼脂、乙酰化二淀粉磷酸酯、结冷胶。

1.2 试验器材

天平、搅拌桨、均质机、水浴锅、恒温培养箱、黏度计、高压瓶、烧杯、称量勺、温度计等。

1.3 工艺流程

一次配料（生牛乳、食用葡萄糖）→均质、杀菌→保温褐变→褐变后降温。

二次配料（褐变牛奶、白砂糖、果胶、琼脂、乙酰化二淀粉磷酸酯、结冷胶）→均质 →杀菌→发酵→破乳降温→二次均质→灌装→冷藏储存。

1.4 工艺要点

1.4.1 一次配料：将食用葡萄糖加入55～60℃热奶中，充分搅拌使其溶解，用生牛乳定容，调整好指标。

1.4.2 均质：温度为55～60℃，压力为180～200bar。

1.4.3 杀菌：采用水浴杀菌，温度为95～97℃，时间为300s。

1.4.4 保温褐变：采用95～97℃，120min。

1.4.5 褐变后降温：降温至10～20℃。

1.4.6 二次配料：按配方准确称取各成分用量，首先将蔗糖与果胶、琼脂、乙酰化二淀粉磷酸酯、结冷胶混合均匀，加入到55～60℃的褐变奶中充分溶解，完全溶解的料液与生牛乳混合均匀后定容[6]。

1.4.7 均质：温度为55～60℃，压力为140～160bar 。

1.4.8 杀菌：采用水浴杀菌，温度为95～97℃，时间为300s。

1.4.9 降温，均质：破乳降温至20～25℃，30～40bar进行均质处理，装瓶放置于冰箱中保存[7,8]。

1.5 试验设计

1.5.1 褐变工艺的确定

牛奶褐变，即氨基化合物和羰基化合物在受热过程中发生的反应，其反应可产生较多的风味和颜色等，本实验是研究褐变反应优势的方向，并对最终产品稳定性进行评价。还原糖的选择和用量、褐变温度、褐变保温时间是褐变过程中的三个重要因素[9]。

根据前期实验本研究选取食用葡萄糖作为褐变用还原糖，其风味较好，适合褐色酸奶的焦香风味。食用葡萄糖用量选取2%、3%、4%、5%、6%、7%进行单因素试验；褐变温度选取86℃、88℃、90℃、92℃、94℃、96℃进行单因素试验，褐变保温时间与褐变温度相对应，按照褐变颜色确定。

1.5.2 稳定体系的筛选与复配

饮用型酸奶对稳定体系要求非常高，因为有二次均质对酸奶质构的处理，加上炭烧褐变工艺，对蛋白持水能力的破坏，容易使炭烧饮用型酸奶出现乳清析出、分层沉淀等质量问题[10,11]。根据前期的试验和经验，果胶[12]、结冷胶、琼脂[13,14]、乙酰化二淀粉磷酸酯[15]适合作为饮用型酸奶的稳定剂。本试验通过4因素3水平正交实验确定最佳稳定体系配比[16]，实验因素水平如表1所示。

表1 炭烧饮用型酸奶稳定体系正交实验因素及水平

1.5.3 二次均质工艺的确定

根据以往经验二次均质温度设20～25℃，均质压力分别设定为10bar、20bar、30bar、40bar、50bar、100bar、150bar、200bar，测定产品后熟黏度，同时观察其在21d内的产品稳定性[17]。

1.6 炭烧饮用型酸奶感官评价标准

炭烧饮用型酸奶稳定体系和工艺综合评价是以产品货架期试验后的感官评鉴为评价指标，并从酸奶综合口感及组织状态进行综合评价，产品满分为100分，将产品评价得分取整即为感官评分值。感官评价标准见表2。

表2 炭烧饮用型酸奶感官评价标准

2 结果与讨论

2.1 褐变牛奶工艺的确定

2.1.1 还原糖的用量

食用葡萄糖赋予产品一定的甜度，其用量对褐变速度起到重要作用，其反应的程度与产品的颜色、风味密切相关。选用褐变温度为95℃，褐变时间为2.5h，对食用葡萄糖用量进行筛选。

表3 葡萄糖用量对牛奶褐变风味和颜色的影响

取不同葡萄糖用量的褐色牛奶试样于50mL烧杯中，在自然光下观察色泽和组织状态，闻其气味，并品尝滋味。选择经过专业感官培训的评价员进行评定，以10人为一个评价小组，每次评定由每个评定员单独进行，相互不交流，样品评定之间用清水漱口。通过表3的结果可以看出，食用葡萄糖用量为4%时与生牛乳作用进行褐变反应的评分最高。

2.1.2 褐变温度和时间的确定

褐变温度和时间的组合是产品稳定性的重要因素，产品褐变温度过高，会对蛋白稳定性过度破坏，致使产品持水能力降低，导致终产品容易析水。温度过低，会导致褐变过程时间过长，影响生产节奏，还会造成产品颜色和风味不足[18]。

通过表3实验结果，选用食用葡萄糖添加量为4%，选择标准色泽记录褐变温度和褐变时间，对褐变后产品进行离心试验，用离心沉淀量多少来评判。取洁净离心管1支，加入约50g样品，在转速3 000r/min、20℃下离心20min，弃去上清液，倒置10min，准确称取沉淀物，计算沉淀率，每个样品进行3次平行测定，取平均值。选用86℃、88℃、90℃、92℃、94℃、96℃进行保温褐变，达到固定颜色所需要的时间时测定产品沉淀率。

表4 褐变时间对牛奶褐变沉淀量的影响

表5 炭烧饮用型酸奶稳定体系正交实验结果

通过表4的结果可以看出，褐变温度为94℃、褐变时间为2.5h时，可以保证褐变基料蛋白相对稳定。

2.2 稳定体系正交实验结果

通过感官评定对稳定体系进行评分，试验方案及结果分析见表5。从表中可以看出，实验方案8评分最高，即使用0.12%的果胶、0.02%的结冷胶、0.1%的琼脂、0.8%的乙酰化二淀粉磷酸酯复配作为稳定体系，产品均匀一致无乳清析出，且在保质期内保持稳定的状态[19]。

2.3 二次均质对产品黏度和稳定性的影响

产品二次均质是为了降低产品黏度，使产品口感清爽顺滑，易于瓶装饮用。在此过程中选择二次均质的工艺参数非常重要，如果操作不当，容易造成对酸奶稳定性和口感的破坏，导致产品在保质期内出现析水、分层等状况。

表6 二次均质压力对产品黏度和稳定性的影响

通过表6可以看出，均质压力在10～40bar进行二次均质处理，均可以保证产品稳定性。但以10bar、20bar均质处理后，产品后熟黏度较大，不适于饮用。均质压力选取30bar、40bar，产品后熟黏度在800～1 000cp，口感爽滑易于饮用。二次均质压力大于50bar时，产品后熟黏度小于500cp，易造成乳清析出，且压力越大，产品口感越稀薄，乳清析出越严重[20]。

3 结论

目前饮用型酸奶备受各乳品企业的关注，纷纷推出各具特色的产品。但是产品开发难度较大，在研发过程中产品易出现析水、分层、黏度变化等相关问题，因此在开发过程中必定对产品稳定体系和工艺进行严格的设定，并且要将两者有效融合。本研究通过以上实验，最终确定炭烧饮用型酸奶使用4%食用葡萄糖与牛奶进行褐变，褐变温度为94℃，褐变时间为2.5h；使用0.12%的果胶、0.02%的结冷胶、0.1%的琼脂、0.8%的乙酰化二淀粉磷酸酯复配作为稳定体系；二次均质压力选用30～40bar。此方案可使产品口感清爽顺滑，在保质期内产品状态稳定，为后续产品研制奠定了基础。