抹茶牛奶饮品的制备及其稳定性

姜雪

1.乳业生物技术国家重点实验室（上海 200436）；2.上海乳业生物工程技术研究中心（上海 200436）；3.光明乳业股份有限公司乳业研究院（上海 200436）

抹茶因其独特的风味，在食品、饮料行业受到广大消费者的青睐，尤其近两年精品奶茶店和咖啡馆频频发力，拓宽了饮品甜点市场的维度，甜品烘焙和茶饮市场衍生出了品种繁多的抹茶类产品，受到年轻消费者的热捧。

抹茶不同于一般的绿茶粉，也并非一般意义上的茶叶粉碎物。2018年，GB/T 34778《抹茶》[1]正式实行，将抹茶定义为采用覆盖栽培的茶树鲜叶经蒸汽（或热风）杀青后，干燥制成的叶片为原料，经研磨工艺加工而成的微粉状茶产品。与传统绿茶相比，其茶多酚、氨基酸、咖啡碱、多糖和膳食纤维的利用率均大幅提升，具有降血压、安眠、增强记忆、降血脂、防癌等保健功效[2-4]。2019年英敏特关于牛奶调味奶的调研报告表明，抹茶不仅在零食品类受欢迎，并且在饮料品类中也颇具人气，更受到年轻消费者的喜爱，因此也表明抹茶作为调味奶创新的口味，不仅有一定的消费者基础，具有客观的经济效力，而且可兼具抹茶和牛奶的双重功效特性，满足消费者对于营养的需求[5]。由于抹茶是微状粉末，同时抹茶的状态并非溶解于牛奶中，而是经高速剪切后均匀地分散其中，经过工艺上不同阶段的热处理之后，茶多酚与乳蛋白相互作用，也可能导致产品在货架期内出现颜色变化或是稳定性差的问题[6-8]。为解决上述问题，试验将从配方和工艺两个方面来讨论如何提高抹茶饮品的稳定性。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

生牛乳（光明乳业牧场）；稀奶油（光明乳业股份有限公司）；抹茶粉（上海绛梅实业有限公司）；白砂糖（市售）；结冷胶、卡拉胶：斯比凯可（中国）有限公司；微晶纤维素、黄原胶、海藻酸钠：富曼实（上海）商贸有限公司；蔗糖脂肪酸酯（杭州瑞霖化工有限公司）；单硬脂酸甘油酯（广州美晨科技实业有限公司）。

1.2 仪器与设备

Brookfield旋转黏度仪DV-II+P型（美国博力飞公司）；离心机FC5515（美国OHAUS公司）；Mastersizer3000粒度分析仪（英国马尔文公司）；杀菌设备T1MC02（德国GEA公司）；均质机APV100（德国APV公司）。

1.3 试验测试指标

1.3.1 黏度测定

取一定量样品，使用Brookfield旋转黏度仪1号转子测定黏度（计数为mPa·s）。

1.3.2 离心沉淀率测定

以离心沉淀率来判断稳定性。取10 mL样品，以4 000 r/min离心20 min，取沉淀物，称其质量，离心沉淀率按式（1）计算。

1.3.3 粒径测试

饮品摇匀后，吸取50 μL样品，以2 mL水稀释，振荡均匀，用粒径分析仪进行检测。

1.3.4 感官评定

由20位专业感官评定成员，采用九分制积分，对抹茶饮品进行感官特征评价，主要包含外观状态、口感、组织状态等方面，抹茶牛奶感官评价标准如表1所示。

表1 抹茶牛奶感官评价标准[9]

1.4 工艺流程[10]

1.5 试验设计

1.5.1 抹茶品种筛选

试验选择6种常见的抹茶品种，分别为奥绿、宇治光、狭山香、青岚、薮北（贵州）、薮北（浙江），以相同的比例分别添加，通过离心沉淀率和感官评分讨论最佳的抹茶品种。

1.5.2 乳化稳定剂单因素试验

在1.5.1试验结果基础上，将卡拉胶、结冷胶、微晶纤维素、黄原胶、淀粉以不同的比例分别添加，以感官评分和离心沉淀率为判断指标，讨论其较佳添加量。

1.5.3 稳定剂复配试验

在1.5.2试验结果的基础上，以离心沉淀率为判断指标，设计正交试验，优化稳定体系。

1.5.4 工艺参数优化

分别优化均质压力、均质温度、杀菌温度、杀菌时间4个工艺点参数，通过平均粒径、离心沉淀率以及保质期内的感官状态判断工艺参数对于稳定性的影响。

2 结果与分析

2.1 抹茶品种对饮品稳定性的影响

在抹茶牛奶饮品中，抹茶的风味、色泽、口感均是影响饮品感官品质的关键因素。抹茶的产地、茶树品种、种植方式以及加工处理方式不仅影响抹茶中叶绿素、咖啡因、茶多酚、氨基酸等主要成分，还影响着抹茶的颜色和风味[11-12]。目前国内用到的抹茶主要来自于日本的宇治地区，我国的贵州、湖北以及浙江地区，其风味和颜色均有比较明显的差异。

试验选择常见的抹茶品种，以鲜奶80%、抹茶粉1%、白砂糖4%、卡拉胶0.15%为基础配方，经过95℃高温杀菌，通过抹茶牛奶的风味、颜色等感官评价，对抹茶粉的品种进行单因素试验的筛选，参考表1感官评定标准，结果如表2所示。

表2 不同品种抹茶感官评分情况

对杀菌后的样品进行感官对比，通过试验结果可知，奥绿和宇治光从色泽上呈现比较明亮的绿色，因此评分较高，茶香味浓郁，口感相对细腻顺滑，其他4个品种颜色损失明显，呈现偏暗的绿色或是略显黄色，入口涩感明显。参照综合得分，选择奥绿抹茶进行后续试验。

2.2 不同乳化稳定剂对饮品品质的影响

抹茶粉加入牛奶后，并非呈溶解的状态，而是以悬浮的状态均匀分散在溶液中。因此稳定剂的选择不仅可以赋予饮品较好的口感、改善其组织状态，也需保持其在保质期内良好的悬浮状态，避免下沉。考虑饮品类产品轻薄的口感以及对于粉末类原料悬浮性的需求，选择单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯两种乳化剂作为基础配方[13]，筛选卡拉胶、结冷胶、微晶纤维素、黄原胶、淀粉作为稳定剂，以感官评分和离心悬浮比作为指标，考察5种稳定剂对体系的影响，筛选出合适的稳定剂并确定最适添加量。

以生牛乳80%、稀奶油2%、抹茶1%、蔗糖4%、蔗糖脂肪酸酯0.05%、单硬脂酸脂肪酸酯0.05%为基础配方，测试不同的乳化稳定剂对抹茶牛奶饮品稳定性的影响，结果见表3。

表3 不同乳化稳定剂对饮品品质的影响

从离心沉淀率看，添加结冷胶、微晶纤维素、淀粉的样品整体上沉淀率较低，说明其对抹茶的悬浮性较好，添加结冷胶和微晶纤维素样品的感官评分高于淀粉，说明使用结冷胶和微晶纤维素的口感更佳，因此选择结冷胶和微晶纤维素做复配试验。

2.3 稳定剂复配对饮品品质的影响

选定稳定效果较好的结冷胶、微晶纤维素，以及乳化剂单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯，设计正交试验，通过评价离心沉淀率和黏度，复配适合的稳定剂。正交设计表及结果如表4和表5所示。

表4 稳定剂配方正交试验因素水平 单位：%

从表5可以看出，就沉淀率考虑，因素影响程度为A＞B＞C＞D，最优组合是A3B2C2D3，即结冷胶添加量0.035%，微晶纤维素添加量0.30%，单硬脂酸甘油酯0.10%，蔗糖脂肪酸酯0.15%。对A3B3C2D3组合进行验证，测得其沉淀率为4.07%，产品均匀一致，稳定性较好。

表5 复配稳定剂正交试验结果

2.4 工艺优化

2.4.1 均质压力对饮品稳定性的影响

均质可以通过压力的作用调整脂肪粒径，使产品更稳定，避免脂肪上浮和抹茶粉下沉[14]。根据以上试验结果，生成的配方为生牛乳80%、稀奶油2%、抹茶1%、蔗糖4%、结冷胶添加量0.035%、微晶纤维素添加量0.30%、单硬脂酸甘油酯0.10%、蔗糖脂肪酸酯0.15%以及补足100%的水。选择不同的均质温度（50，55，60，65和70 ℃）和均质压力（15，20，25和30 MPa）进行测试，从平均粒径以及离心沉淀率两个因素考察，均质条件对体系稳定性的影响如表6所示。

均质可以有效地使牛奶中的脂肪球在外力作用下破碎成比原来小得多的脂肪球，减少脂肪上浮，减小脂肪成团或聚结的倾向。一般来说，脂相的分散随着温度升高而增加，较佳的均质温度通常采用55~80℃，均质压力介于10~30 MPa之间，更适宜的均质条件也取决于不同的产品种类。

从表6试验结果比较分析来看，在同一均质温度下，压力升高后平均粒径呈减小趋势。产品的粒径分布是影响粒子沉淀率一个重要的因素，粒径越小，分布越均匀，下沉的速度越慢，测得的离心沉淀率越低，均质压力越高，均质效果越明显。其中在均质条件60 ℃/30 MPa，65 ℃/25 MPa，65 ℃/30 MPa，70℃/30 MPa的条件下离心沉淀率接近，说明以上均质条件效果基本相当。一般来说，配料温度在70~80 ℃区间内，因此从节约能耗的角度考虑，70 ℃/30 MPa是一个比较合理的设置。

表6 均质条件对稳定体系的影响

2.4.2 杀菌温度对饮品稳定性的影响

在上述配方（生牛乳80%、稀奶油2%、抹茶1%、蔗糖4%、结冷胶添加量0.035%，微晶纤维素添加量0.30%，单硬脂酸甘油酯0.10%，蔗糖脂肪酸酯0.15%以及补足100%的水）下，配料后经70 ℃，30 MPa均质，参考工厂现有生产线，考虑可实现的杀菌条件。杀菌的温度和时间包括85 ℃/15 s，95 ℃/15 s，120℃/15 s，125 ℃/15 s和137 ℃/4 s。参考抹茶的沉淀情况，比较产品在保质期内的稳定性。

从表7可以看出，由于叶绿素对热不稳定，杀菌温度对抹茶的颜色风味影响明显，抹茶在高强度的杀菌条件下颜色变化明显，由明亮绿色转为黄绿色或墨绿色，并且在贮藏过程中抹茶的颜色也会由于光照、贮藏温度等因素发生变化。从表7试验结果来看，选择低温短时杀菌（85 ℃/15 s）的饮品感官品质更好。

表7 杀菌条件对抹茶饮品的影响

3 结论

从配方和工艺两个方面对抹茶牛奶饮品的稳定性进行讨论。以离心沉淀率和感官评分作为评价指标，筛选适合的抹茶粉，并分析不同稳定剂对于抹茶牛奶稳定性的影响。在单因素试验的基础上，选定稳定效果较好的结冷胶、微晶纤维素，以及乳化剂单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯，进行正交试验，得到的复配稳定剂在饮品中的添加量为结冷胶添加量0.035%、微晶纤维素添加量0.30%、单硬脂酸甘油酯0.10%、蔗糖脂肪酸酯0.15%；优化均质条件和杀菌条件，得到的较佳的参数为均质温度70 ℃、均质压力30 MPa、杀菌温度85 ℃、杀菌时间15 s。此条件下得到的抹茶牛乳饮品整体颜色鲜绿明亮，风味自然协调，口感细腻，品质较高。