DHA藻油在調制乳中的穩定性研究

楊永龍，王美華，賈少婷，劉紅霞，母智深（蒙牛乳業（集團）股份有限公司，內蒙古呼和浩特011500）

DHA藻油在調制乳中的穩定性研究

楊永龍，王美華，賈少婷，劉紅霞，母智深
（蒙牛乳業（集團）股份有限公司，內蒙古呼和浩特011500）

通過對添加DHA藻油調制乳生產工藝的研究，采用L9（34）正交試驗的方法，確定最佳工藝條件為VC-Na添加量0.30g/kg，巴氏殺菌參數85℃/15s，儲存溫度10℃，儲存時間≤6h，產品穩定性最好。

DHA藻油；調制乳；穩定性

DHA（二十二碳六烯酸），俗稱腦黃金，是人體必需的多不飽和脂肪酸，屬于Omega-3不飽和脂肪酸家族中的重要成員。DHA是神經系統細胞生長及維持的一種主要元素，是大腦和視網膜的重要構成成分，在人體大腦皮層中含量高達20%，在眼睛視網膜中所占比例最大，約占50%，因此，對嬰幼兒的大腦及視覺系統的發育有著十分重要的意義［1］。人體無法自身合成DHA，只有通過外界膳食攝取才能獲取DHA。有關DHA功能性，很多專家學者、科研機構、醫療機構均發表過研究報道。歐洲食品安全局（EFSA）聲明：攝入DHA有助于胎兒，嬰兒和幼兒的眼部正常發育；有助于嬰兒視覺發育；有助于胎兒，嬰兒和兒童的大腦正常發育。另外，還有相關研究報道證明，DHA可以降低血液中甘油三酯含量，提高中年人邏輯思維能力和工作記憶能力，對于老年人維持和提高大腦健康，降低老年黃斑病、癡呆癥的風險方面也有好處。可以說，DHA的重要性貫穿人的一生。

DHA按照來源主要分為DHA藻油和DHA魚油兩大類，其中，DHA藻油是以裂壺藻種（或吾肯氏壺藻、寇氏隱甲藻）為原料，經過發酵、分離、提純等工藝生產制成。魚油DHA是通過可食用海洋魚類經加熱烹煮、壓榨、離心、提純、脫色、除臭等工藝而制成的油狀液體產品。藻類中的DHA含量相對較高，幾乎不含EPA，如果從藻類中提取DHA，DHA和EPA的體積為20∶1，但如從魚油中提取，二者比例則是（4∶1）～（5∶1）（體積比）［2］。藻類提取的DHA是純天然、植物性的、抗氧化能力強、EPA含量少；而從深海魚油提取的DHA，性質比較活躍，同時EPA含量較高。

根據GB 25191-2010《食品安全國家標準調制乳》中調制乳的定義為“不低于80%的生牛（羊）乳或復原乳為主要原料，添加其他原料或食品添加劑或營養強化劑，采用適當的殺菌或滅菌等工藝制成的液體產品”，每100 g要求脂肪大于等于2.5 g（全脂產品），蛋白質大于等于2.3 g［3］。調制乳的主要成分是乳，其余是原料或食品添加劑或營養強化劑。乳的成分包括脂肪、蛋白質、乳糖、灰分、還有一些礦物質、維生素、天然的酶類，食品添加劑為增稠劑、乳化劑等，營養強化劑為維生素類、礦物質類等。

1　試驗

1.1原料

生牛乳：呼和浩特周邊牧場收購；白砂糖：中糧新疆四方糖業公司；單硬脂酸甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯：廣州美晨集團公司；瓜爾膠、卡拉膠：美國FMC公司；Vc-Na：河北石藥集團公司；DHA藻油：荷蘭DSM公司。

1.2設備

牛乳預處理系統：中國天巴；超高溫殺菌機：瑞典利樂；無菌包灌裝機：德國康美包。

2　方法

2.1工藝流程

原料乳驗收→凈乳→配料→預熱→均質→閃蒸→巴氏殺菌→冷卻→超高溫滅菌→無菌灌裝→離庫出廠

2.2操作要點

2.2.1原料乳驗收

原料乳選擇新鮮生牛乳，酸度在17°T以下，菌落總數＜50萬cfu/mL，干物質含量≥11%，具有牛乳特有的滋氣味，不得有外來異味，無抗生素、無摻假及其它異物。

2.2.2凈乳

原理是利用原料乳在分離缽內受強大離心力的作用，將大量的機械雜質留在分離缽的內壁上，而原料乳被凈化。采用的設備主要是分離機，轉速為70 r/min～80 r/min，溫度＜20℃，壓力≤0.20 MPa。將以上生牛乳通過板式換熱器冷卻至2℃～8℃，并放入緩沖罐中進行貯存，貯存時間≤6 h［4］。

2.2.3配料

將部分冷卻過的生牛乳打入化料缸中，升溫至40℃～50℃，將白砂糖、Vc-Na、DHA藻油和穩定劑等緩慢加入到化料系統中，繼續升溫至60℃以上，攪拌10 min，直至料液完全融合，經過冷卻后打入配料缸中。

2.2.4均質

通過板式換熱器對化料過的牛乳進行預熱，使其溫度達到50℃～70℃，然后進行均質，均質總壓力為 15 MPa～17 MPa，其中，一級均質壓力為12 MPa～15 MPa，二級均質壓力為3 MPa～4 MPa。

2.2.5閃蒸

其原理是利用加熱牛乳在負壓狀態下容易脫去水分和牛乳中殘存氣體，從而提高牛乳固形物含量，使牛乳更加香濃。牛乳進入閃蒸器的溫度為85℃～90℃，出閃蒸器的溫度為30℃～80℃。

2.2.6巴氏殺菌

通過巴氏殺菌機對牛乳進行巴氏殺菌處理。

2.2.7冷卻、貯存

將巴氏殺菌后的牛乳通過板式換熱器進行冷卻，然后放入緩沖罐中進行貯存，同時按照試驗要求控制貯存溫度和時間，依據質量標準對半成品進行檢測，檢測合格后進入下一工序。

2.2.8超高溫滅菌

通過管式換熱器對牛乳進行超高溫瞬時滅菌處理，滅菌溫度通常為（137±2）℃，滅菌時間是2 s～4 s，進料溫度5℃～25℃，預熱后溫度70℃～90℃，此階段還要對牛乳再次進行均質，均質總壓力為20MPa～22MPa，一級壓力為16MPa～18MPa，二級壓力為3MPa～4MPa。

2.2.9無菌灌裝

利用無菌灌裝機將牛乳直接灌入到包裝盒內，目前國內較為常見的灌裝機，如瑞典利樂包、德國康美包等，由于牛乳已經經過超高溫滅菌，包裝盒則采用雙氧水對其進行滅菌，以保證產品的商業無菌，通常灌注溫度為10℃～25℃［5］。

2.2.10入庫出廠

將灌裝完的產品經過裝箱后直接放入成品庫房中進行貯存，產品在達到保溫期經過檢驗合格后即可出廠。

2.3質量評定

調制乳的質量評定采用百分制，分別對產成品的滋氣味、感官狀態和DHA含量進行打分，具體的評分標準如表1所示。

表1 質量評定評分標準Table 1　Grade estimation standards of quality

3　結果與分析

3.1VC-Na添加量的影響

采用巴氏殺菌參數為85℃/15 s，儲存溫度為10℃，儲存時間≤6 h的工藝生產調制乳。VC-Na添加量分別為0.20、0.30、0.40 g/kg，VC-Na添加量的影響如表2所示。

表2VC-Na添加量的影響Table 2　Influence of VC-Na added amount

由表2可知，當VC-Na添加量為0.20 g/kg時，調制乳產品的滋氣味出現了明顯的腥味，說明VC-Na沒有達到對DHA藻油抗氧化保護的有效劑量，而VC-Na添加量越大達到0.40 g/kg，產品的咸味就越重，因為VC-Na屬于典型的鹽類，添加量過高時產品自身就會帶來咸味，同時感官狀態也出現了輕微的底部沉淀，這可能是由于隨著VC-Na鹽添加量的增加，牛奶中的鹽類會發生變化，例如其中Na+的濃度增加，因此導致牛奶穩定性降低可能是由于其中的鹽類發生變化所導致［6］，但VC-Na添加量不會影響到DHA含量，其實際含量均在合格范圍內。VC-Na添加量最直接影響含有DHA藻油調制乳產品的滋氣味，其次是感官狀態。綜合以上試驗結果，VC-Na添加量選擇0.3 g/kg效果較好。

3.2巴氏殺菌參數的影響

采用VC-Na添加量為0.30 g/kg，儲存溫度為10℃，儲存時間≤6 h的工藝生產調制乳。巴氏殺菌參數分別選擇65℃/1 800 s、85℃/15 s、72℃/900 s，不同巴氏殺菌參數對調制乳滋氣味及DHA含量都有著顯著影響，結果如表3所示。

表3　巴氏殺菌參數的影響Table 3　Influence of pasteurization parameters

由表3可以看出，不同的巴氏殺菌參數組合，產品滋氣味、感官狀態和DHA含量都有不同程度的變化。當巴氏殺菌參數為65℃/1 800 s時，產品中的DHA含量、感官狀態和滋氣味基本都發生了變化，說明過長時間的熱處理，對產品自身的穩定性造成了一定的影響，符合了下述3.3中的DHA藻油對溫度十分敏感，發生部分氧化，使產品出現了輕度的腥味，DHA含量也有所減少，而氧化產物與調制乳中的脂肪發生反應，從而導致產品出現輕微的脂肪上浮，相對于65℃/ 1 800 s巴氏殺菌參數，72℃/900 s對產品品質影響相對較小，但仍不是最佳方案，而巴氏殺菌參數選擇85℃/ 15 s時，對產品品質各方面都沒有產生明顯的影響，可以作為最優的巴氏殺菌參數。

3.3儲存溫度的影響

采用VC-Na添加量為0.30 g/kg，巴氏殺菌參數為85℃/15 s，儲存時間≤6 h的工藝生產調制乳。儲存溫度分別為50、30、10℃，儲存溫度的影響如表4所示。

表4 儲存溫度的影響Table 4　Influence of storage temperature

通過表4可以看出，DHA藻油對溫度更為敏感，如果配料后產品的儲存溫度達到50℃時，產品出現了明顯的腥味，這是由于DHA屬于典型的多不飽和脂肪酸，而多不飽和脂肪酸分子鏈上含有的雙鍵引起氧化造成的，有研究表明脂肪酸的氧化能力與脂肪酸分子鏈中雙鍵數呈正相關，含雙鍵數目越多，不飽和度越高，就越容易氧化。而溫度又是影響多不飽和脂肪酸氧化的主要因素之一，溫度升高加速了多不飽和脂肪酸的氧化，特別是高度不飽和脂肪酸，對溫度十分敏感，從而加速DHA藻油產生腥味［7］。產品在儲存溫度10℃時穩定性更加良好，沒有出現明顯的腥味等異味，而產品在儲存溫度30℃時就已經變得不穩定。所以，對于生產含有DHA藻油的調制乳產品，添加完DHA藻油的儲存溫度應控制在30℃以下，最佳溫度為10℃。

3.4儲存時間的影響

采用VC-Na添加量為0.30 g/kg，巴氏殺菌參數為85℃/15 s，儲存溫度為10℃的工藝生產調制乳。儲存時間分別為6、12、24 h，儲存時間的影響如表5所示。

表5　儲存時間的影響Table 5　Influence of storage time

由表5可知，隨著巴氏殺菌結束后牛乳儲存時間的延長，產品滋氣味逐漸出現腥味，但組織狀態沒有發生明顯的變化，DHA含量也沒有明顯的波動。儲存時間在6 h以內時，產品的滋氣味呈現正常味道，但是儲存時間在6 h～12 h時，產品已經出現了輕微的腥味，說明產品的抗氧化保護體系受到儲存時間的影響，當儲存時間在24 h以上時，則出現了明顯的腥味，說明DHA藻油在空氣中暴露時間過長，容易發生氧化而產生腥味。綜合此次試驗結果，添加DHA藻油的調制乳在巴氏殺菌結束后儲存時間必須控制6 h以內，然后盡快轉序進行超高溫滅菌和灌裝。

3.5生產工藝的優化

本研究根據4個單因素試驗確定影響調制乳工藝生產結果，分別是VC-Na添加量、巴氏殺菌參數、儲存溫度和儲存時間，通過調制乳的質量評定和極差分析來確定最佳工藝參數，生產工藝的正交試驗如表6和表7所示。

表6 因素水平Table 6　Factor level

由表7中可以看出，影響工藝生產結果因素的大小順序依次是：D＞B＞A＞C，即儲存時間、巴氏殺菌參數、VC-Na添加量和儲存溫度。隨著A因素VC-Na添加量的增加，產品的滋氣味逐漸由腥味變成了咸味，說明VC-Na發揮明顯抗氧化的保護作用，對產品滋氣味的影響最為直接，而對于DHA含量的影響幾乎沒有，但是添加量也不能過多，否則容易造成口感變咸和輕微沉淀現象；隨著B因素巴氏殺菌強度的降低，產品的滋氣味和感官狀態基本趨于正常，同時，不同的巴氏殺菌參數組合，對產品中DHA含量也產生了一定的影響，其中，65℃/1 800 s的巴氏殺菌參數組合特別不適合加工添加有DHA藻油的調制乳產品；隨著C因素儲存溫度的降低，產品的滋氣味和感官狀態正好出現了與D因素儲存時間截然相反的情況，同時，配料后產品的儲存溫度過高也會導致出現腥味，說明DHA藻油在調制乳加工中的耐熱性不是最佳，在實際生產過程中需要制定合理有效的控制措施；隨著D因素儲存時間的延長，產品的滋氣味和感官狀態都出現了變化，同時對最終產品品質的影響也最為直接。生產添加DHA藻油的調制乳產品最佳工藝組合為A2B2C3D1，即：VC-Na添加量0.30 g/kg，巴氏殺菌參數85℃/15 s，儲存溫度10℃，儲存時間≤6 h，與單因素試驗結果一致。

表7　生產工藝試驗結果極差結果分析表Table 7　The pole making handicraft test result dispatches analysis form result

3.6成品的感官指標、理化指標和微生物指標

3.6.1感官指標

色澤：乳白色。

滋氣味：本品特有的滋氣味，無異味。

組織狀態：呈現均勻一致的液體，無沉淀，無凝塊，無肉眼可見異物。

3.6.2理化指標（每100 g）

蛋白質/%：2.97。

脂肪/%：3.39。

碳水化合物/%：8.52。pH值：6.62。

3.6.3微生物指標

菌落總數，CFU/mL：＜1。

大腸菌群，CFU/mL：＜1。

致病菌（沙門氏菌、金黃色葡萄球菌）：未檢出［8］。

4　結論

通過采用L9（34）正交試驗的方法，對添加DHA藻油的調制乳的生產工藝進行優化，確定最佳工藝條件：VC-Na添加量0.30 g/kg，巴氏殺菌參數85℃/15s，儲存溫度10℃，儲存時間≤6 h，最終產品呈現均勻的乳白色，無其他異味，無沉淀、無凝塊的液體牛乳。

［1］ 汪志明，肖敏，王海堂.藻油DHA在功能性乳品及新資源食品中的應用［J］.食品工業科技，2012，33（17）：38-40

［2］ 中華人民共和國衛生部.GB25191-2010食品安全國家標準調制乳［S］.北京：中國標準出版社，2010

［3］ 陳殊賢，鄭曉輝.微藻油和魚油中DHA的特性及應用研究進展［J］.食品科學，2013，32（21）：439-444

［4］ 駱承庠.乳與乳制品工藝學 ［M］.北京：中國農業出版社，1999：195-259

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Stability Study of DHA Algae Oil in Modified Milk

YANG Yong-long，WANG Mei-hua，JIA Shao-ting，LIU Hong-xia，MU Zhi-shen
（MengNiu Dairy Industry（Group）Co.，Ltd.，Huhhot 011500，Inner Mongolia，China）

Article through the adding DHA algae oil modified milk production technology research，using L9（34）orthogonal test method，the optimum technological conditions for the VC-Na content of 0.30 g/kg，pasteurization parameters85℃/15s，storage temperature 10℃，storage time≤6h，the best of product stability.

DHA algae oil；modified milk；stability

2015-08-22

楊永龍（1982—），男（漢），中級工程師，研究方向：乳制品開發。