復(fù)配穩(wěn)定劑在清爽型酸性含乳飲料中的 應(yīng)用研究

◎ 金瑩瑩，徐向英，翟耀琨

（鄭州康暉食品科技有限公司，河南 鄭州 450000）

清爽型酸性含乳飲料黏度低于10-2Pa·s，在其生產(chǎn)過程中對原料、工藝設(shè)備要求極其嚴(yán)格，如果不注重細(xì)節(jié)，就會造成產(chǎn)品在貨架期內(nèi)出現(xiàn)析水、沉淀等質(zhì)量問題[1]，因此需要添加復(fù)配添加劑來提高體系的穩(wěn)定性，主要包括食用膠體、乳化劑、磷酸鹽等。膠體種類眾多，一般選用與酪蛋白可以發(fā)生結(jié)合的膠體，主要有羧甲基纖維素鈉（CMC）[2]、果膠、大豆多糖[3]、黃原膠、海藻酸丙二醇酯（PGA）及高?；Y(jié)冷膠[4]等。適合于該體系的乳化劑有單甘酯、聚甘油脂肪酸酯等，根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)證明[5]，乳化劑在飲料中的添加量一般不超過0.1%。酸性含乳飲料一般添加磷酸鹽螯合游離的鈣離子以提高體系的穩(wěn)定性[6]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

奶粉，新西蘭恒天然集團(tuán)；CMC、高?；Y(jié)冷膠、黃原膠、磷酸鹽和乳化劑，均為市售食品級。白砂糖、甜蜜素、山梨酸鉀、檸檬酸、乳酸和檸檬酸鈉，均為市售食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

JJ-1精密增力電動攪拌器（金壇市城東新瑞儀器廠）、PHS-3C型數(shù)字pH計(jì)（上海偉業(yè)儀器廠）、HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋（上海高致精密儀器有限公司）、JRJ300-SH型數(shù)顯剪切乳化攪拌機(jī)（常州恒隆儀器有限公司）、高壓均質(zhì)機(jī)（北京同和友德科技有限公司）、DH6000Ⅱ電熱恒溫培養(yǎng)箱（北京德世科技有限公司）及高速離心機(jī)（湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司）。

1.3 試驗(yàn)配方

含乳飲料配方：脫脂奶粉3%、白砂糖6%～8%、CMC 0.35%、黃原膠0.02%、高酰基結(jié)冷膠0.01%、磷酸鹽0.06%、檸檬酸0.25%、乳酸0.25%、檸檬酸鈉0.06%、山梨酸鉀0.04%及乳化劑0.025%。

1.4 工藝流程

含乳飲料生產(chǎn)流程如圖1所示[7]。

圖1 含乳飲料生產(chǎn)工藝流程圖

1.5 穩(wěn)定性的測定

在10 mL離心管中，精確加入配制好的乳飲料 10 mL，然后在4 000 r·min-1的離心機(jī)中離心7 min，測定頂部浮層的厚度，然后棄去上部溶液，準(zhǔn)確稱取沉淀物重量，按式（1）計(jì)算沉淀率[8]。

1.6 實(shí)驗(yàn)方法

1.6.1 酸性乳飲料配制

（1）乳粉前處理。乳粉的復(fù)原一般按120 g乳粉溶解于880 g純凈水的比例，并用50～55 ℃的純凈水?dāng)嚢杌蚣羟腥芙? min后，靜置水合30 min以上。

（2）穩(wěn)定劑的溶解。穩(wěn)定劑和5～8倍質(zhì)量的白砂糖預(yù)先攪拌均勻，緩慢撒入已開啟的剪切乳化機(jī)內(nèi)，水溫保持80～85 ℃，剪切5～10 min。完全溶解后加入剩余的白砂糖、甜蜜素和防腐劑。

（3）穩(wěn)定劑溶液與奶液的混合。溶解好的穩(wěn)定劑溶液降溫至30 ℃以下再與奶液混合，溫度降的越低后期產(chǎn)品穩(wěn)定性越好。

（4）加酸。配制濃度低于10%的酸溶液緩慢加入溫度已降至30 ℃以下的上述混合液中。一般檸檬酸鈉等緩沖鹽類一起配制到酸溶液中，加酸后應(yīng)立即定容并攪拌15 min以上。

（5）均質(zhì)。均質(zhì)使微粒粒徑保持在一定的范圍內(nèi)，考慮到本實(shí)驗(yàn)所用膠體的性質(zhì)，設(shè)定均質(zhì)溫度60～65 ℃，均質(zhì)壓力18～20 MPa。

（6）滅菌。巴氏殺菌80～90℃，15～20 min，或超高溫瞬時滅菌115～121 ℃，4～15 s。

1.6.2 穩(wěn)定劑單因素試驗(yàn)

分別添加不同比例的CMC（0.15%、0.25%、0.35%、0.45%和0.55%）、黃原膠（0.005%、0.015%、0.025%、0.035%和0.045%）、高?；Y(jié)冷膠（0.002%、0.005%、0.010%、0.015%和0.020%）進(jìn)行酸性含乳飲料的調(diào)配，然后進(jìn)行離心沉淀。

1.6.3 穩(wěn)定劑的復(fù)配試驗(yàn)

將對產(chǎn)品穩(wěn)定性起決定作用的3個關(guān)鍵的膠體作為研究對象，為找到3種相互作用的膠體之間最恰當(dāng)?shù)谋壤謩e設(shè)計(jì)3個不同的因素水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素水平見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 單一穩(wěn)定劑對清爽型酸性含乳飲料體系穩(wěn)定性的影響

2.1.1 CMC對清爽型酸性含乳飲料體系穩(wěn)定性的影響

由圖2可以看出，CMC的添加量在0.15%～0.35%時，離心沉淀率隨CMC的添加量的增大而減??；CMC的添加量在0.35%～0.55%時，離心沉淀率趨于穩(wěn)定。因?yàn)橐笄逅退嵝院轱嬃系目诟幸逅a(chǎn)品黏度不能高，所以選擇離心沉淀率最小，添加量為0.35%為CMC的最優(yōu)添加量。

2.1.2 黃原膠對清爽型酸性含乳飲料體系穩(wěn)定性的影響

由圖3可以看出，黃原膠的添加量在0.005%～0.025%時，離心率隨黃原膠的添加量的增大而減??；黃原膠的添加量在0.025%～0.045%時，離心沉淀率隨著黃原膠添加量的增大而增大，選擇離心沉淀率最小，添加量為0.25%為黃原膠的最優(yōu)添加量。

圖2 CMC對清爽型酸性含乳飲料體系的影響圖

圖3 黃原膠對清爽型酸性含乳飲料體系的影響圖

2.1.3 高酰基結(jié)冷膠對清爽型酸性含乳飲料體系穩(wěn)定性的影響

由圖4可以看出，高酰基結(jié)冷膠的添加量在0.002%～0.01%時，離心率隨高酰基結(jié)冷膠的添加量的增大而減?。桓啧；Y(jié)冷膠的添加量在0.01%～0.02%時，離心沉淀率隨著高?；Y(jié)冷膠添加量的增大而增大，選擇離心沉淀率最小，添加量為0.01%為高酰基結(jié)冷膠的最優(yōu)添加量。

圖4 高酰基結(jié)冷膠對清爽型酸性含乳飲料體系的影響圖

2.2 復(fù)配穩(wěn)定劑對清爽型酸性含乳飲料體系穩(wěn)定性的影響

由表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)穩(wěn)定劑的配比為A2B1C2，即CMC的添加量為0.35%、黃原膠為0.02%、高酰基結(jié)冷膠為0.01%時，沉淀量最小，說明這幾種膠體的量搭配最合適，產(chǎn)品貨架期內(nèi)穩(wěn)定性最好。根據(jù)結(jié)果進(jìn)行極差R數(shù)據(jù)分析，3種穩(wěn)定劑對產(chǎn)品穩(wěn)定性影響的大小為A＞B＞C，即羧甲基纖維素鈉影響最大，黃原膠次之，高?；Y(jié)冷膠影響最小。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表

2.3 穩(wěn)定劑成本比較

在選擇膠體時，不僅要考慮到產(chǎn)品的穩(wěn)定性、口感清爽度，還要考慮到生產(chǎn)成本。大豆多糖、果膠、PGA等適用于清爽型酸性含乳飲料的陰離子型膠體單價都比較貴，很難得到廣泛應(yīng)用，經(jīng)過成本計(jì)算比較（表3），A2B1C2膠體組合計(jì)算成本偏低，應(yīng)用效果穩(wěn)定性好，做出來的酸性含乳飲料口感清爽。

表3 成本比較表

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

黏度：小于20 MPa·s；色澤：乳白色或略帶乳黃色，色澤均勻一致；滋味和氣味：具有奶味、乳酸等協(xié)調(diào)的酸乳味，酸甜適口，口感清爽，均勻流暢無黏舌感，無異味；組織狀態(tài)：均勻無析水、無分層、無雜質(zhì)；貨架保質(zhì)期：常溫6個月以上。

3 結(jié)論

通過正交實(shí)驗(yàn)，三種穩(wěn)定劑對產(chǎn)品穩(wěn)定性影響的大小為A＞B＞C，即CMC影響最大，黃原膠次之，高?；Y(jié)冷膠影響最小。確定穩(wěn)定劑的配比：CMC的添加量為0.35%、黃原膠為0.02%、高?；Y(jié)冷膠為0.01%，此時產(chǎn)品離心沉淀率最低，感官品質(zhì)最佳，產(chǎn)品穩(wěn)定性效果最好，口感最清爽，成本價格最低。