調酸型乳味飲料工藝研究

牟彥

（康師傅飲品控股有限公司研發中心，天津 300457）

在日本飲料市場中，CALPIS 公司是一家有著百年歷史的飲料公司，其主力產品CALIPS 具有美味、健康、放心、經濟性等魅力，作為國民飲料已經跨越了年齡界限一直受到大眾的喜愛。在這些類清爽型乳酸味飲料開發中，蛋白質遇酸沉淀是生產中遇到的最大問題，需選擇合適的生產工藝及適合的穩定劑。

在工業化生產時產品制程的設定對產品的穩定性將是非常重要的。本文主要研究在選定合適的穩定劑保護蛋白質時，加酸的方式及產品制程對產品穩定性的影響。

可溶性大豆多糖是一種可作蛋白穩定劑的純天然膳食纖維，由大豆豆渣經過酶解提取、分離、精制、殺菌、干燥等工藝制成[1]。可溶性大豆多糖屬于酸性多糖[2]，具有類果膠結構的陰離子多糖，在pH3～7 之間基本保持不變，具有穩定酸性飲料中蛋白質的作用，被廣泛用于清爽型乳酸味飲料中。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：日本不二制油公司的大豆多糖S-CA-200、果膠、乳酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、新西蘭恒天然公司的脫脂奶粉（中溫）。

儀器：靜音式數字顯示均質機，型號Slient Crushevm：德國Heidelph 公司；粒度分析儀（2000MU）：美國MALVERN 公司。

1.2 制程條件研究

1.2.1 制程A

將未冷卻的乳與穩定劑混合液加入稀酸液中，不進行均質，加熱充填。

1）準確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預混，加入80℃～85 ℃熱水300 mL，開均質機10 min，完全溶解。

2）準確稱取所需脫脂奶粉剩余砂糖，加入60 ℃～70 ℃溫水300 mL，開均質機5 min，完全溶解后加入到步驟1 制取的溶液中，攪拌10 min 使其充分混合。

3）稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉，加入2 L 常溫水溶解。

4）將步驟2 制得溶液緩慢加入步驟3 制得溶液中（加入時開啟均質機）。

5）定溶至3 kg，加熱充填。

1.2.2 制程B

未冷卻的低濃度乳、穩定劑混合液中加入高濃度酸液，不進行均質，加熱充填。

1）準確稱取大豆多糖與果膠與蔗糖預混，加入80 ℃～85 ℃熱水1 L，開均質機10 min，完全溶解。

2）準確稱取所需脫脂奶粉，加入60 ℃～70 ℃溫水1 L，開均質機5 min，完全溶解后加入到步驟1 制取的溶液中，攪拌10 min 使其充分混合。

3）稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉，加入100 mL常溫水溶解。

4）將步驟3 制得溶液緩慢加入步驟2 制得溶液中（加入時開啟均質機）。

5）定溶至3 kg，加熱充填。

1.2.3 制程C

冷卻的高濃度乳與穩定劑混合液加入低濃度酸液中，不均質加熱充填

1）準確稱取所需脫脂奶粉，加入60 ℃～70 ℃溫水300 mL，開均質機10 min，冷卻至30 ℃以下。

2）準確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預混，加入80 ℃～85℃熱水300 mL，開均質機10 min，完全溶解后加入步驟1 制取的溶液中，攪拌10 min 使其充分混合，將混合液冷卻至30 ℃以下。

3）稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉，加入2000mL常溫水溶解，冷卻至30 ℃以下。

4）將步驟2 制得溶液緩慢加入步驟3 制得溶液中（加入時開啟均質機）。

5）定溶至3 kg，加熱充填。

1.2.4 制程D

冷卻的高濃度乳液加入低濃度酸液中，經均質后加熱充填。

1）準確稱取所需脫脂奶粉，加入60 ℃～70 ℃溫水300 mL，開均質機10 min，冷卻至30 ℃以下。

2）準確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預混，加入80 ℃～85 ℃熱水300 mL，開均質機10 min，完全溶解后加入步驟1 制取的溶液中，攪拌10 min 使其充分混合，將混合液冷卻至30 ℃以下。

3）稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉，加入2 L 常溫水溶解，冷卻至30 ℃以下。

4）將步驟2 制得溶液緩慢加入步驟3 制得溶液中（加入時開啟均質機）。

5）定溶至3 kg，預熱至75 ℃。

6）將步驟5 得到的溶液進行均質，均質壓力150 kg/cm2。

7）加熱充填。

1.2.5 制程E

冷卻的低濃度乳與穩定劑混合液中加入高濃度酸液，不均質加熱充填。

1）準確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預混，加入80℃～85 ℃熱水1 L，開均質機10 min，使其完全溶解。

2）準確稱取所需脫脂奶粉，加入60 ℃～70 ℃溫水1 L，開均質機5 min，完全溶解后加入步驟1 制取的溶液中，攪拌10 min 使其充分混合，冷卻至30 ℃以下。

3）稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉，加入100 mL常溫水溶解，冷卻至30 ℃以下。

4）將步驟3 制得溶液緩慢加入步驟2 制得溶液中（加入時開啟均質機）。

5）定溶至3 kg，加熱充填。

1.2.6 制程F

冷卻的低濃度乳與穩定劑混合液中加入高濃度酸液，經均質過加熱充填。

1）準確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預混，加入80 ℃～85 ℃熱水1 L，開均質機10 min，完全溶解。

2）準確稱取所需脫脂奶粉，加入60 ℃～70 ℃溫水1 L，開均質機5 min，完全溶解后加入步驟1 制取的溶液中，攪拌10 min 使其充分混合，冷卻至30 ℃以下。

3）稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉，加入100 mL常溫水溶解，冷卻至30 ℃以下。

4）將步驟3 制得溶液緩慢加入步驟2 制得溶液中（加入時開啟均質機）。

5）定溶至3 kg，預熱至75 ℃。

6）將步驟5 得到的溶液進行均質，均質壓力150 kg/cm2。

7）加熱充填。

1.3 粒度分析

將樣品放入粒度分析儀MALVERN 2000 進行粒度分析。

1.4 沉淀率測定

取制備好的飲料，搖勻后取10.00 g 于5 400 r/min下離心12 min，去除上清液并計算沉淀率。沉淀率=（離心后沉淀和管的總質量-空管質量）/（樣品和管的總質量空管的質量）×100%。

1.5 感官指標

取制備好的飲料，在4℃條件下冷藏24 h 后測定感官指標。

2 結果與分析

2.1 溫度對產品穩定性的影響

溫度對產品穩定性的影響見圖1。

圖1 溫度對產品穩定性的影響Fig.1 Effect of temperature on the stability of the product

以上A-F 等6 個制程制作的成品，從外觀看，A與B 樣品沉淀最多，從粒度分析結果看，樣品A 的大粒徑分子分布不均，出現多個峰值，樣品B 的粒徑主要集中在1～100 μm 之間，此兩個樣品的平均粒徑分別為56.074 μm 和26.492 μm。分析原因為高溫混合酸、乳液造成蛋白質變性沉淀，因此A 與B 制程不適合用于產品制作。C-F 4 個樣品均為低于30 ℃條件下進行乳與酸的混合。放置一周后，D、F 樣品沉淀明顯少于C、E 樣品。可見均質對產品沉淀改善很重要。由此的實驗結果可以看出，對于酸性乳味飲料，加酸時的溫度對其產品穩定性有很大影響，根據產品外觀觀察，溫度越高產品穩定性越差，在加酸時溫度應控制在30 ℃以下。

2.2 加酸方式與均質對產品穩定性的影響

產品37 ℃保溫1 個月后，從圖2 結果看，制程F的平均粒徑最小，F 樣品的粒子主要集中在0.03 μm～0.3 μm 之間，制程D 的平均粒度略大于F，D 樣品的粒子主要集中在0.04 μm～0.4 μm 之間。通過對產品的外觀觀察與粒度分析結果比較，結果一致性較高。

圖2 加酸方式與均質對產品穩定性的影響Fig.2 Effect of adding acid and homogenization on stability of product

以上4 個制程，以D、F 制程產品狀態穩定，沉淀量較少，在工廠試車此兩種制程，得到的產品進行沉淀率測試，制程D 的工廠樣品沉淀率1.0%，制程F 的工廠樣品沉淀率0.8%，在樣品進行常溫、光照、冷藏、37 ℃保溫四周期間內，制程D 工廠樣品的沉淀率在1.0%以上，制程F 工廠樣品的沉淀率在0.6%～0.8%之間，明顯好于D 樣品，且制程D 因需要將乳與乳化劑混合液緩慢加入酸液中，所以生產周期長，生產能效降低，而制程F 為在開啟攪拌的情況下快速將酸液加入乳與乳化劑混合液中，可減少產品調配時間，保證生產的連續性。綜合考慮采用制程F 既可以保證產品穩定性又節約生產時間。

2.3 不同均質壓力對產品穩定性的影響

由2.2 結論可知，均質過程對產品的穩定性有關鍵作用，因D 樣品在制作完成后的粒度分析表現良好，所以選用制程D 進行均質壓力測試，分別選用150、200、250 kg/cm2均質壓力，見圖3。

圖3 不同均質壓力對產品穩定性的影響Fig.3 Effects of different homogenization pressure on the stability of the product

由以上粒度分析得知，均質壓力為150 kg/cm2與200 kg/cm2的圖形一致，而壓力升為250 kg/cm2時波峰向右移動，平均粒度反而加大，因此設定最低均質壓力為（180±20）kg/cm2。

3 結論

作為一款清爽型低蛋白乳酸味飲料，其開發重點為選擇合適的乳化穩定劑及適宜的制程條件，并能符合工業生產需要。

綜合上述研究結果，此類產品可采用在快速攪拌條件下，將高濃度酸液快速加入低濃度乳與穩定劑混合液中，調配液經（180±20）kg/cm2壓力均質的加工工藝。

[1]李莊.大豆水溶性多糖的提取應用研究[D].上海：華東師范大學，2005

[2]司華靜,齊軍茹,楊曉泉,等.酸性條件下提取大豆多糖的流變特性[J].中國油脂,2008,33(1)：50-52