高蛋白飲用型長保質(zhì)期酸奶產(chǎn)品的研究

潘 蕾 王 斌 張冬潔 祁 凌 李洪亮，3 李樹森

1（蒙牛高科乳制品（北京）有限責(zé)任公司，北京 101100）

2（內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 011500）

3（內(nèi)蒙古自治區(qū)乳品與奶牛繁育生物工程技術(shù)企業(yè)重點實驗室，內(nèi)蒙古呼和浩特 011500）

酸奶是一種美味、營養(yǎng)、健康的乳制品。市售酸奶按形態(tài)主要分為凝固型、攪拌型和飲用型3種類型。飲用型酸奶是一種低黏性的可飲用酸奶，是近10 年來銷量增長最快的酸奶類型。功能性酸奶是隨著社會發(fā)展在人類需求的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的。與普通酸奶相比最大的區(qū)別是功能性酸奶添加了具有獨特功效的特殊物質(zhì)，可以對某類人群發(fā)揮特殊功效。消費者對功能性酸奶的興趣越來越高，且蛋白質(zhì)的含量是衡量酸奶營養(yǎng)價值的一項重要指標(biāo)，因此開發(fā)高蛋白含量的功能性酸奶產(chǎn)品具有很好的前景。

本研究通過膜濃縮處理技術(shù)提高產(chǎn)品蛋白含量，在不影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的前提下對目前市售常溫酸奶中穩(wěn)定劑進(jìn)行優(yōu)化處理，實現(xiàn)產(chǎn)品極簡配方。

1 材料與方法

1.1 材料

濃縮奶、乳清蛋白粉、白砂糖、物理淀粉、羥丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯、果膠、瓊脂、明膠、結(jié)冷膠、商業(yè)發(fā)酵劑，以上所有原料均為食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

PL2002 電子稱，瑞士METTLER TOLEDO；數(shù)顯型懸臂攪拌器，IKA 集團(tuán)中國分公司；SY-PA-04-04 巴氏殺菌發(fā)酵池，上海順義試驗設(shè)備有限公司；SPX-APV1000 均質(zhì)機；Anton Paar，Physica MCR301 流變儀；LUM-SEPView6.0 穩(wěn)定性分析儀；TA.XT.plus 質(zhì)構(gòu)儀（物性測試儀）；BOOKFIELD，DV2T 黏度計；TDZ5 低速離心機。

1.3 工藝流程

生牛乳→檢驗→蛋白標(biāo)準(zhǔn)化→預(yù)熱→化料→均質(zhì)→UHT 殺菌→冷卻→發(fā)酵→破乳→二次配料→均質(zhì)→巴殺→冷卻→灌裝

試驗基本操作包括：1）生牛乳的檢驗及蛋白標(biāo)準(zhǔn)化處理；2）生牛乳加熱至溶解膠體和穩(wěn)定劑所需溫度，通過高速混料設(shè)備在配料罐內(nèi)溶解穩(wěn)定劑等配料；3）待穩(wěn)定劑等原料完全溶解后對料液進(jìn)行均質(zhì)；4）將料液分別通過UHT 殺菌設(shè)備進(jìn)行殺菌；5）將濃縮奶部分冷卻到37 ℃～42 ℃接種發(fā)酵；6）待料液PH 達(dá)到4.4 以下進(jìn)行破乳；7）產(chǎn)品二次配料；8）料液通過板式殺菌機進(jìn)行巴氏殺菌；9）灌裝。

1.4 試驗方法

1.4.1 工藝參數(shù)正交試驗

分別采用膜濃縮和補充乳清蛋白粉進(jìn)行蛋白標(biāo)準(zhǔn)化處理。以不同種類的膜、超高溫殺菌溫度和發(fā)酵時間為試驗因素，設(shè)計正交試驗產(chǎn)品工藝參數(shù)進(jìn)行篩選，見表1。

表1 L9(33)正交試驗因素水平表

1.4.2 料液混比單因素試驗

按照1.3 工藝流程將2.1 試驗結(jié)果與濃縮液部分分別進(jìn)行6∶4、7∶3、8∶2 和9∶1 的混比因素試驗，進(jìn)行感官測評和離心失水率檢測。

1.4.3 淀粉的篩選試驗

在2.1 和2.2 試驗中分別等量添加物理淀粉、羥丙基二淀粉磷酸酯、乙酰化二淀粉磷酸酯并進(jìn)行質(zhì)構(gòu)檢測和感官測評。

1.4.4 響應(yīng)面法優(yōu)化穩(wěn)定體系

選用瓊脂添加量（A）、果膠添加量（B）、結(jié)冷膠添加量（C）3 個因素作為自變量，零剪切黏度為因變量，采用Box-Behnken 設(shè)計原理對穩(wěn)定體進(jìn)行優(yōu)化。

1.4.5 感官測評

按照Guinard 和Prindiville 的感官評定標(biāo)準(zhǔn)，參考郭壯、劉蘭杰和生慶海等的方法制定出比較完整的評價指標(biāo)，見表2。

表2 發(fā)酵乳感官鑒定指標(biāo)的參照標(biāo)準(zhǔn)

感官品評小組由30 人組成（男性和女性各15名），年齡在20～40 歲之間，10 位評價人員均經(jīng)過篩選和培訓(xùn)，且經(jīng)常飲用發(fā)酵乳。樣品隨機放置，小組成員通過看、聞、嘗等方式對樣品進(jìn)行描述性的評價并根據(jù)評分表打分。

1.4.6 持水性的測定

取15g～20 g 樣品，在4 ℃條件下10 000 r/min離心30 min，傾去上層清液，使離心管保持倒置狀態(tài)10 min，然后稱量沉淀物的質(zhì)量，按下式計算酸奶的持水力。

式中：X——酸奶持水力，%；

m1——離心沉淀物質(zhì)量，g；

m——樣品質(zhì)量，g。

1.4.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Minitab 17 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，不同組間與對照組的比較采用方差分析，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01 為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 工藝參數(shù)正交試驗結(jié)果

工藝參數(shù)正交試驗結(jié)果見表3，分差分析見表4。

表3 正交試驗結(jié)果

表4 方差分析表

由表3 可知，最佳的水平組合為反滲透濃縮法提高蛋白含量，殺菌溫度118 ℃，發(fā)酵溫度43 ℃，此工藝條件下產(chǎn)品感官測試分?jǐn)?shù)最高。

2.2 料液混比單因素試驗結(jié)果分析

濃縮奶和濾液添加量對酸奶感官品質(zhì)的影響結(jié)果見表5。

表5 不同混比條件的評定結(jié)果

由表5 可知，隨著濃縮液比例的增加，產(chǎn)品的保形能力、口感和持水力逐漸提高，且可以達(dá)到較好的口感。

2.3 淀粉的篩選結(jié)果

添加不同淀粉的評定結(jié)果見表6。

表6 不同淀粉的評定結(jié)果

由表6 可知，羥丙基二淀粉磷酸酯和乙?；矸哿姿狨サ漠a(chǎn)黏性高于物理淀粉，在口感上會產(chǎn)生糊口感，口味測試結(jié)果：相同工藝條件下，物理淀粉＞乙酰化二淀粉磷酸酯＞羥丙基二淀粉磷酸酯。

2.4 穩(wěn)定劑體系優(yōu)化響應(yīng)面結(jié)果分析

酸奶穩(wěn)定劑響應(yīng)面試驗結(jié)果見表7。

表7 響應(yīng)面試驗設(shè)計與結(jié)果

對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到響應(yīng)面回歸模擬方程：

響應(yīng)值Y=3 630+130.5A+1524.5B +17.0C +204A2-317B2-168C2+225AB-39AC-149BC

表8 方差分析表

對方程進(jìn)行顯著性分析，分析結(jié)果見表8。由表8 可知，建立的數(shù)學(xué)模型P＜0.01，說明該數(shù)學(xué)模型非常顯著，失擬項0.082＞0.05，不顯著，說明該試驗?zāi)芎芎玫臄M合試驗的真實情況。

飲用型酸奶理想黏度目標(biāo)為3 000 cp～4 000 cp，通過Box-Behnken 響應(yīng)面分析得到了高蛋白酸奶穩(wěn)定劑瓊脂、果膠、結(jié)冷膠的添加量，得到優(yōu)化的配方參數(shù)為：瓊脂添加量0.05%、果膠添加量0.19%、結(jié)冷膠添加量0%。

3 結(jié)論

采用反滲透膜方式提高升產(chǎn)品蛋白含量，超高溫瞬時殺菌溫度118 ℃，發(fā)酵溫度43 ℃，采用物理淀粉，穩(wěn)定體系瓊脂添加量0.05%、果膠添加量0.19%時產(chǎn)品的感官、持水性和穩(wěn)定性最佳。