高蛋白饮用型长保质期酸奶产品的研究

潘 蕾 王 斌 张冬洁 祁 凌 李洪亮，3 李树森

1（蒙牛高科乳制品（北京）有限责任公司，北京 101100）

2（内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司，内蒙古呼和浩特 011500）

3（内蒙古自治区乳品与奶牛繁育生物工程技术企业重点实验室，内蒙古呼和浩特 011500）

酸奶是一种美味、营养、健康的乳制品。市售酸奶按形态主要分为凝固型、搅拌型和饮用型3种类型。饮用型酸奶是一种低黏性的可饮用酸奶，是近10 年来销量增长最快的酸奶类型。功能性酸奶是随着社会发展在人类需求的基础上出现的。与普通酸奶相比最大的区别是功能性酸奶添加了具有独特功效的特殊物质，可以对某类人群发挥特殊功效。消费者对功能性酸奶的兴趣越来越高，且蛋白质的含量是衡量酸奶营养价值的一项重要指标，因此开发高蛋白含量的功能性酸奶产品具有很好的前景。

本研究通过膜浓缩处理技术提高产品蛋白含量，在不影响产品稳定性的前提下对目前市售常温酸奶中稳定剂进行优化处理，实现产品极简配方。

1 材料与方法

1.1 材料

浓缩奶、乳清蛋白粉、白砂糖、物理淀粉、羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯、果胶、琼脂、明胶、结冷胶、商业发酵剂，以上所有原料均为食品级。

1.2 仪器与设备

PL2002 电子称，瑞士METTLER TOLEDO；数显型悬臂搅拌器，IKA 集团中国分公司；SY-PA-04-04 巴氏杀菌发酵池，上海顺义试验设备有限公司；SPX-APV1000 均质机；Anton Paar，Physica MCR301 流变仪；LUM-SEPView6.0 稳定性分析仪；TA.XT.plus 质构仪（物性测试仪）；BOOKFIELD，DV2T 黏度计；TDZ5 低速离心机。

1.3 工艺流程

生牛乳→检验→蛋白标准化→预热→化料→均质→UHT 杀菌→冷却→发酵→破乳→二次配料→均质→巴杀→冷却→灌装

试验基本操作包括：1）生牛乳的检验及蛋白标准化处理；2）生牛乳加热至溶解胶体和稳定剂所需温度，通过高速混料设备在配料罐内溶解稳定剂等配料；3）待稳定剂等原料完全溶解后对料液进行均质；4）将料液分别通过UHT 杀菌设备进行杀菌；5）将浓缩奶部分冷却到37 ℃～42 ℃接种发酵；6）待料液PH 达到4.4 以下进行破乳；7）产品二次配料；8）料液通过板式杀菌机进行巴氏杀菌；9）灌装。

1.4 试验方法

1.4.1 工艺参数正交试验

分别采用膜浓缩和补充乳清蛋白粉进行蛋白标准化处理。以不同种类的膜、超高温杀菌温度和发酵时间为试验因素，设计正交试验产品工艺参数进行筛选，见表1。

表1 L9(33)正交试验因素水平表

1.4.2 料液混比单因素试验

按照1.3 工艺流程将2.1 试验结果与浓缩液部分分别进行6∶4、7∶3、8∶2 和9∶1 的混比因素试验，进行感官测评和离心失水率检测。

1.4.3 淀粉的筛选试验

在2.1 和2.2 试验中分别等量添加物理淀粉、羟丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯并进行质构检测和感官测评。

1.4.4 响应面法优化稳定体系

选用琼脂添加量（A）、果胶添加量（B）、结冷胶添加量（C）3 个因素作为自变量，零剪切黏度为因变量，采用Box-Behnken 设计原理对稳定体进行优化。

1.4.5 感官测评

按照Guinard 和Prindiville 的感官评定标准，参考郭壮、刘兰杰和生庆海等的方法制定出比较完整的评价指标，见表2。

表2 发酵乳感官鉴定指标的参照标准

感官品评小组由30 人组成（男性和女性各15名），年龄在20～40 岁之间，10 位评价人员均经过筛选和培训，且经常饮用发酵乳。样品随机放置，小组成员通过看、闻、尝等方式对样品进行描述性的评价并根据评分表打分。

1.4.6 持水性的测定

取15g～20 g 样品，在4 ℃条件下10 000 r/min离心30 min，倾去上层清液，使离心管保持倒置状态10 min，然后称量沉淀物的质量，按下式计算酸奶的持水力。

式中：X——酸奶持水力，%；

m1——离心沉淀物质量，g；

m——样品质量，g。

1.4.7 数据处理

数据处理采用Minitab 17 软件进行统计分析，不同组间与对照组的比较采用方差分析，P＜0.05为差异显著，P＜0.01 为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 工艺参数正交试验结果

工艺参数正交试验结果见表3，分差分析见表4。

表3 正交试验结果

表4 方差分析表

由表3 可知，最佳的水平组合为反渗透浓缩法提高蛋白含量，杀菌温度118 ℃，发酵温度43 ℃，此工艺条件下产品感官测试分数最高。

2.2 料液混比单因素试验结果分析

浓缩奶和滤液添加量对酸奶感官品质的影响结果见表5。

表5 不同混比条件的评定结果

由表5 可知，随着浓缩液比例的增加，产品的保形能力、口感和持水力逐渐提高，且可以达到较好的口感。

2.3 淀粉的筛选结果

添加不同淀粉的评定结果见表6。

表6 不同淀粉的评定结果

由表6 可知，羟丙基二淀粉磷酸酯和乙酰化二淀粉磷酸酯的产黏性高于物理淀粉，在口感上会产生糊口感，口味测试结果：相同工艺条件下，物理淀粉＞乙酰化二淀粉磷酸酯＞羟丙基二淀粉磷酸酯。

2.4 稳定剂体系优化响应面结果分析

酸奶稳定剂响应面试验结果见表7。

表7 响应面试验设计与结果

对试验数据进行分析，得到响应面回归模拟方程：

响应值Y=3 630+130.5A+1524.5B +17.0C +204A2-317B2-168C2+225AB-39AC-149BC

表8 方差分析表

对方程进行显著性分析，分析结果见表8。由表8 可知，建立的数学模型P＜0.01，说明该数学模型非常显著，失拟项0.082＞0.05，不显著，说明该试验能很好的拟合试验的真实情况。

饮用型酸奶理想黏度目标为3 000 cp～4 000 cp，通过Box-Behnken 响应面分析得到了高蛋白酸奶稳定剂琼脂、果胶、结冷胶的添加量，得到优化的配方参数为：琼脂添加量0.05%、果胶添加量0.19%、结冷胶添加量0%。

3 结论

采用反渗透膜方式提高升产品蛋白含量，超高温瞬时杀菌温度118 ℃，发酵温度43 ℃，采用物理淀粉，稳定体系琼脂添加量0.05%、果胶添加量0.19%时产品的感官、持水性和稳定性最佳。