王瑞云,张建佩
(酒钢集团甘肃祁牧乳业有限责任公司,甘肃 嘉峪关 735100)
随着社会生产力和物质生活水平的提高,人们对茶饮的消费观念也发生了变化,不仅要求生津止渴,而且迫切要求营养化、多样化,饮料市场正朝低糖、低热、无咖啡因、营养保健化、趣味化转变[1]。新式茶饮是指以上等茶叶辅以不同萃取方式提取的浓缩液为原料,并加入新鲜牛奶、进口奶油、天然动物奶油或各类新鲜水果调制而成的饮品[2]。目前,生产商越来越注重以多样化的天然乳制品原料为基底代替传统茶饮中的奶精粉末,打造丰富的口感和更具营养的饮品。新式茶饮蓬勃发展,高端茶饮脱颖而出。据行业研究数据显示,新式茶饮市场由2015年的422亿元增长至2020年的1 136亿元,预计到2025年将以24.5%的复合年增长率增长至3 400亿元。因此复配研制一款比牛奶更香浓醇厚,比奶油更顺滑,营养健康、口味百搭,适合制作各种奶茶、咖啡、甜品等的乳基底产品,能够满足消费者对“品质”的追求,可大力开发新的销售渠道、创造独特的品牌体验。
我国是世界上最早种植茶树和把茶作为饮品的国家,在世界各国中,我国茶资源最为丰富[3]。茶叶含有茶多酚、茶多糖、蛋白质、氨基酸、黄酮类、维生素、茶皂素、超氧化物歧化酶以及微量元素等活性成分[4-7],具有解毒、抗氧化、抗衰老及抑癌等功效[8-10]。我国茶文化发展至今已有四千七百多年历史,具有深厚的文化底蕴,长期以来,茶一直是我国最受欢迎的传统茶饮。茶作为一种健康的饮品,长期饮用对人体有益,随着人们生活水平的提高,茶的消费量逐年增加,我国的消费者目前只是全世界消费的百分之十几,还有很大的市场潜力。
茶基底决定新式茶饮的品质和创新基点,也是新式茶饮最主要的原材料之一[11-12]。茶饮初期用茶末、茶渣等作为茶基底的原料,如今新式茶饮主要选用各类原叶茶,或添加谷物、草本植物、豆类、香料等作为茶基底,再加入各类奶油、牛奶或水果后形成馥郁香甜的新茶饮[13]。茶基底已然成为影响新茶饮创新的关键因素,茶基底的创新受上游茶原料供应的限制,产品易同质化,因此创新新式茶饮茶基底势在必行。
新式茶饮主打健康、时尚、社交,强调原材料选择、研发制作、门店运营以及空间体验上的升级和创新,从而打造独特的品牌文化,并提升品牌价值,新式茶饮备受资本市场关注,头部品牌效应凸显,茶饮消费走向常态化。目前来看,新式茶饮行业实现了原料、产品、生产技术、消费场景等方面的迭代升级,高端茶饮在未来将保持增长。预计到2025年会进一步扩大至522亿元,占我国现制茶饮店现制茶饮消费总值的24.7%,预计复合年增长率达32.2%,仍高于其他现制茶饮的平均增速。高端茶饮在产品上专注于使用优质、新鲜的原材料,既迎合消费者对健康的需求,又能扭转消费者对奶茶“不健康”的固有印象,随着购买力的提升,天然、健康、养生等理念的兴起,消费者对健康的关注不只是一种态度,更是付诸行动。天然无添加、更有安全感、营养均衡是消费者购买的主要动机,在竞争激烈的茶饮行业中,头部品牌层出不穷的产品创新,为消费者带来更好喝的饮品,并不断推动行业发展。
新式茶饮乳基底产品起步较晚,目前生产该类产品的企业较少,但根据目前新式茶饮的发展趋势,乳基底产品市场前景广阔。本研究通过多功能乳品分析仪筛选高指标生牛乳,再复配其他牛奶成分,制备特色的乳基底产品,采用无菌灌装技术,选用阻隔性能良好的包装材料,制备的新式茶饮乳基底产品口感浓厚、保质期长,以期满足消费者的多元化需求,大力开发新的销售渠道、创造独特的品牌体验,提高市场竞争力。
1.1.1 材料与试剂
生牛乳:甘肃祁牧乳业有限责任公司自有牧场产;无水奶油:青岛雀巢有限公司;浓缩牛奶蛋白(WPC85):恒天然合作社集团有限公司;白砂糖(优级):甘肃酒泉德源食品工业有限责任公司;微晶纤维素(食品级):河南万邦实业有限公司;磷脂(食品级):安庆市中创工程技术有限责任公司;结冷胶(食品级):新疆阜丰生物科技有限公司;卡拉胶(食品级):临沂艾德森生物科技有限公司;磷酸氢二钾(食品级):四川金地亚美科技有限公司;三聚磷酸钠:广州康达生物科技有限公司;双乙酰酒石酸单双甘油酯(食品级):河南奥尼斯特食品有限公司;单,双甘油脂肪酸酯(食品级):Rikevita Sdn Bhd;结晶紫中性红胆盐琼脂:北京陆桥技术股份有限公司;孟加拉红琼脂:北京陆桥技术股份有限公司;平板计数琼脂:北京陆桥技术股份有限公司;氯化钠(分析纯):天津市风船化学试剂科技有限公司。
1.1.2 仪器与设备
RZ500高速混料罐:苏州市新四乳品设备厂;TG-UHT-7QMJ型UHT灭菌机:上海南华换热器制造有限公司;SRH6500-40型高压均质机:上海申鹿均质机有限公司;LW G6F-1000S无菌灌装机:广州铭慧机械股份有限公司;FOSS FT1快检仪:福斯华科贸有限公司;FA2104电子天平:上海舜宇恒平科学仪器有限公司;HY-4调速多用振荡器:金坛市白塔新宝仪器厂;PHS-3G型酸度计:赛多利斯科学仪器有限公司;DNP-9272B型电热恒温培养箱:上海新苗医疗器械制造有限公司;Soleris实时微生物快速检测系统:纽勤生物科技有限公司;Turbiscan TOWER多重光散射仪:北京朗迪森科技有限公司。
1.2.1 工艺流程
1.2.2 操作要点
生牛乳选择:要求生牛乳脂肪含量3.8%~4.2%,蛋白质含量3.1%~3.3%。
高速剪切溶料:将300~400 kg生牛乳升温至55℃,加入55~95 kg无水奶油和20~60 kg浓缩牛奶蛋白,高速剪切10 min。
混料:浓缩牛奶蛋白和无水奶油等混匀后,升温至65℃,加入白砂糖和6~10 kg稳定剂,剪切5 min。
保温剪切:继续升温至75℃,保温剪切15 min后定容。
均质:料液均质压力控制在25 MPa,均质温度为65~70℃。
灭菌、灌装:138℃下灭菌4 s,降温至25℃以下进行无菌灌装。
1.2.3 复配稳定剂配方的筛选
在磷酸盐质量分数25%的条件下,采用卡拉胶、结冷胶、磷脂、微晶纤维素4种增稠剂进行复配试验,详见表1,不足部分用乳化剂补齐,复配后的稳定剂样品经预处理后进行扫描测量并分析,确定复配稳定剂配方。
表1 复配稳定剂配方Table 1 Compound stabilizer formula 单位:%
1.2.4 单因素试验设计
1.2.4.1 稳定剂添加量的选择
在生牛乳中加入质量分数4%的浓缩牛奶蛋白和8%无水奶油,在均质压力为25 MPa的条件下,以稳定剂添加量分别为0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%进行试验,根据样品的感官评分确定较佳的稳定剂添加量。
1.2.4.2 蛋白添加量的选择
在生牛乳中加入质量分数0.9%的稳定剂和8%无水奶油,在均质压力为25 MPa的条件下,以浓缩牛奶蛋白添加量分别为2%、3%、4%、5%、6%进行试验,根据样品的感官评分确定较佳的蛋白添加量。
1.2.4.3 无水奶油添加量的选择
在生牛乳中加入质量分数0.9%的稳定剂和4%浓缩牛奶蛋白,在均质压力为25 MPa的条件下,以无水奶油添加量分别为5.5%、6.5%、7.5%、8.5%、9.5%进行试验,根据样品的感官评分确定较佳的无水奶油添加量。
1.2.4.4 均质压力的选择
在生牛乳中加入质量分数0.9%的稳定剂、4%浓缩牛奶蛋白、8%无水奶油,以均质压力分别为15、20、25、30、35 MPa进行试验,根据样品的感官评分确定较佳的均质压力。
1.2.5 工艺配方正交试验设计
在前期单因素试验结果的基础上,选取蛋白添加量、无水奶油添加量、稳定剂添加量和均质压力为主要影响因素,以产品感官评分为考察指标,进行L9(34)正交试验,确定产品最佳配方,正交试验因素水平见表2。
表2 L9(34)正交试验因素水平表Table 2 L9(34)orthogonal test factors and levels table
1.2.6 测定项目与方法
1.2.6.1 感官评定
组织10位经验丰富、从事乳制品行业的人员,要求全部人员具有清楚的表述能力,身体健康,能够根据表3准确、客观、真实地对产品进行感官品质评价[14-18]。
表3 感官评价标准Table 3 Sensory evaluation criteria
1.2.6.2 理化指标
采用FOSS快检仪对蛋白质、脂肪等指标进行检测。
1.2.6.3 微生物指标
大肠菌落:参照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌落计数》[19]中的方法检测;霉菌与酵母菌:参照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》[20]中的方法检测。
1.2.7 数据处理
每组试验平行测定3次,结果取平均值,数据分析由正交设计助手v3.1完成。
卡拉胶、结冷胶、磷脂、微晶纤维素4种增稠剂根据表2中复配比例复配后,采用多重光散射仪进行扫描测量,结果分别如图1~5所示。多重光散射仪是根据所获得的光强偏差来判断分散体系中颗粒粒径及浓度变化、颗粒沉淀或上浮等情况。向上的峰表示沉淀,向下的峰表示澄清,当检测的分散体系浓度不变时,背散射光(ΔBS)将直接反映分散体系中颗粒随时间的变化规律,ΔBS越小,分散体系越稳定,反之越不稳定[21],中间曲线移动过多,说明体系有团聚或絮凝现象[22]。由图1~5可知,图3中的向上峰和向下峰在可接受范围内,且中间部分较窄,说明析水及沉淀均在可接受范围,内部几乎没有颗粒沉降,稳定性较好,即确定复配稳定剂的配方为:结冷胶0.05%,磷脂0.5%,微晶纤维素1%。
图1 1号样品背散射光光强变化曲线Fig.1 Change curves of backscattered light intensity for sample 1
图3 3号样品背散射光光强变化曲线Fig.3 Change curves of backscattered light intensity for sample 3
2.2.1 稳定剂添加量的确定
图2 2号样品背散射光光强变化曲线Fig.2 Change curves of backscattered light intensity for sample 2
图4 4号样品背散射光光强变化曲线Fig.4 Change curves of backscattered light intensity for sample 4
图5 5号样品背散射光光强变化曲线Fig.5 Change curves of backscattered light intensity for sample 5
由图6可以看出,当稳定剂添加量为0.9%时,产品的感官评分最高,为85分。当稳定剂添加量过多或过少时,产品在保质期内出现脂肪上浮,产品组织状态差。因此,选择适宜稳定剂添加量为0.9%。
图6 稳定剂添加量对新式茶饮乳基底产品感官评分的影响Fig.6 Effects of stabilizer additions on sensory scores of new tea milk base products
2.2.2 蛋白添加量的确定
由图7可以看出,当浓缩牛奶蛋白添加量为4%时,产品的感官评分最高,为82分。当蛋白添加量少于或多于4%时,产品口感较淡或产品太浓稠。因此,选择适宜浓缩牛奶蛋白添加量为4%。
图7 蛋白添加量对新式茶饮乳基底产品感官评分的影响Fig.7 Effects of protein additions on sensory scores of new tea milk base products
2.2.3 无水奶油添加量的确定
由图8可知,当无水奶油添加量为8.5%时,产品的感官评分最高,为84分。当无水奶油添加量少于或多于8.5%时,产品口味较淡或太腻。因此,选择适宜无水奶油添加量为8.5%。
图8 无水奶油添加量对新式茶饮乳基底产品感官评分的影响Fig.8 Effects of anhydrous cream additions on sensory scores of new tea milk base products
2.2.4 均质压力的确定
由图9可知,当均质压力为25 MPa时,产品的感官评分最高,为83分。当均质压力小于25 MPa时,产品在保质期内脂肪容易上浮,出现分层现象,当均质压力大于25 MPa时,对产品的感官影响不明显。因此,选择适宜均质压力为25 MPa。
图9 均质压力对新式茶饮乳基底产品感官评分的影响Fig.9 Effects of homogenization pressures on sensory scores of new tea milk base products
由表4可知,蛋白添加量、无水奶油添加量、稳定剂添加量和均质压力都对产品的感官品质有一定的影响,由极差R得出:C>B>A>D,因此对产品感官品质影响程度由大到小依次为:稳定剂添加量>均质压力>蛋白添加量>无水奶油添加量;确定最优组合为A2B3C2D2,即蛋白添加量4%,均质压力25 MPa,稳定剂添加量0.9%,无水奶油添加量8.5%。
表4 正交试验结果Table 4 Orthogonal test results
由正交试验结果分析可知,A2B3C2D2为最优组合,对该配方所制备产品并进行感官评定。结果表明,验证试验组的感官评分为90分,高于试验设计组合中最高分组。因此,最终确定A2B3C2D2为最优试验组合,即蛋白添加量4%,均质压力25 MPa,稳定剂添加量0.9%,无水奶油添加量8.5%。
2.5.1 理化指标
蛋白质含量6.23%,脂肪含量11.68%。
2.5.2 微生物指标
大肠菌菌落、霉菌及酵母菌落均未检出。
上述试验结果表明,新式茶饮乳基底产品的最佳生产工艺为:在生牛乳中添加质量分数4%的浓缩牛奶蛋白,均质压力25 MPa,复配稳定剂添加量0.9%,无水奶油添加量8.5%,该条件下生产的新式茶饮乳基底产品组织状态良好,口感浓郁醇厚,无脂肪上浮,无分层、沉淀现象,产品稳定性良好。
本试验进行新式茶饮乳基底产品的研究,借鉴行业先进生产工艺,其各项生化指标均符合调制乳的国家标准[23],为乳制品进一步开发利用提供了理论依据,但因该产品脂肪含量高,不适合直接饮用。根据研究结果,下一步将进行投入生产,并对产品在货架期内的口感及稳定性进行追踪。