抹茶牛奶飲品的制備及其穩定性

姜雪

1.乳業生物技術國家重點實驗室（上海 200436）；2.上海乳業生物工程技術研究中心（上海 200436）；3.光明乳業股份有限公司乳業研究院（上海 200436）

抹茶因其獨特的風味，在食品、飲料行業受到廣大消費者的青睞，尤其近兩年精品奶茶店和咖啡館頻頻發力，拓寬了飲品甜點市場的維度，甜品烘焙和茶飲市場衍生出了品種繁多的抹茶類產品，受到年輕消費者的熱捧。

抹茶不同于一般的綠茶粉，也并非一般意義上的茶葉粉碎物。2018年，GB/T 34778《抹茶》[1]正式實行，將抹茶定義為采用覆蓋栽培的茶樹鮮葉經蒸汽（或熱風）殺青后，干燥制成的葉片為原料，經研磨工藝加工而成的微粉狀茶產品。與傳統綠茶相比，其茶多酚、氨基酸、咖啡堿、多糖和膳食纖維的利用率均大幅提升，具有降血壓、安眠、增強記憶、降血脂、防癌等保健功效[2-4]。2019年英敏特關于牛奶調味奶的調研報告表明，抹茶不僅在零食品類受歡迎，并且在飲料品類中也頗具人氣，更受到年輕消費者的喜愛，因此也表明抹茶作為調味奶創新的口味，不僅有一定的消費者基礎，具有客觀的經濟效力，而且可兼具抹茶和牛奶的雙重功效特性，滿足消費者對于營養的需求[5]。由于抹茶是微狀粉末，同時抹茶的狀態并非溶解于牛奶中，而是經高速剪切后均勻地分散其中，經過工藝上不同階段的熱處理之后，茶多酚與乳蛋白相互作用，也可能導致產品在貨架期內出現顏色變化或是穩定性差的問題[6-8]。為解決上述問題，試驗將從配方和工藝兩個方面來討論如何提高抹茶飲品的穩定性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生牛乳（光明乳業牧場）；稀奶油（光明乳業股份有限公司）；抹茶粉（上海絳梅實業有限公司）；白砂糖（市售）；結冷膠、卡拉膠：斯比凱可（中國）有限公司；微晶纖維素、黃原膠、海藻酸鈉：富曼實（上海）商貿有限公司；蔗糖脂肪酸酯（杭州瑞霖化工有限公司）；單硬脂酸甘油酯（廣州美晨科技實業有限公司）。

1.2 儀器與設備

Brookfield旋轉黏度儀DV-II+P型（美國博力飛公司）；離心機FC5515（美國OHAUS公司）；Mastersizer3000粒度分析儀（英國馬爾文公司）；殺菌設備T1MC02（德國GEA公司）；均質機APV100（德國APV公司）。

1.3 試驗測試指標

1.3.1 黏度測定

取一定量樣品，使用Brookfield旋轉黏度儀1號轉子測定黏度（計數為mPa·s）。

1.3.2 離心沉淀率測定

以離心沉淀率來判斷穩定性。取10 mL樣品，以4 000 r/min離心20 min，取沉淀物，稱其質量，離心沉淀率按式（1）計算。

1.3.3 粒徑測試

飲品搖勻后，吸取50 μL樣品，以2 mL水稀釋，振蕩均勻，用粒徑分析儀進行檢測。

1.3.4 感官評定

由20位專業感官評定成員，采用九分制積分，對抹茶飲品進行感官特征評價，主要包含外觀狀態、口感、組織狀態等方面，抹茶牛奶感官評價標準如表1所示。

表1 抹茶牛奶感官評價標準[9]

1.4 工藝流程[10]

1.5 試驗設計

1.5.1 抹茶品種篩選

試驗選擇6種常見的抹茶品種，分別為奧綠、宇治光、狹山香、青嵐、藪北（貴州）、藪北（浙江），以相同的比例分別添加，通過離心沉淀率和感官評分討論最佳的抹茶品種。

1.5.2 乳化穩定劑單因素試驗

在1.5.1試驗結果基礎上，將卡拉膠、結冷膠、微晶纖維素、黃原膠、淀粉以不同的比例分別添加，以感官評分和離心沉淀率為判斷指標，討論其較佳添加量。

1.5.3 穩定劑復配試驗

在1.5.2試驗結果的基礎上，以離心沉淀率為判斷指標，設計正交試驗，優化穩定體系。

1.5.4 工藝參數優化

分別優化均質壓力、均質溫度、殺菌溫度、殺菌時間4個工藝點參數，通過平均粒徑、離心沉淀率以及保質期內的感官狀態判斷工藝參數對于穩定性的影響。

2 結果與分析

2.1 抹茶品種對飲品穩定性的影響

在抹茶牛奶飲品中，抹茶的風味、色澤、口感均是影響飲品感官品質的關鍵因素。抹茶的產地、茶樹品種、種植方式以及加工處理方式不僅影響抹茶中葉綠素、咖啡因、茶多酚、氨基酸等主要成分，還影響著抹茶的顏色和風味[11-12]。目前國內用到的抹茶主要來自于日本的宇治地區，我國的貴州、湖北以及浙江地區，其風味和顏色均有比較明顯的差異。

試驗選擇常見的抹茶品種，以鮮奶80%、抹茶粉1%、白砂糖4%、卡拉膠0.15%為基礎配方，經過95℃高溫殺菌，通過抹茶牛奶的風味、顏色等感官評價，對抹茶粉的品種進行單因素試驗的篩選，參考表1感官評定標準，結果如表2所示。

表2 不同品種抹茶感官評分情況

對殺菌后的樣品進行感官對比，通過試驗結果可知，奧綠和宇治光從色澤上呈現比較明亮的綠色，因此評分較高，茶香味濃郁，口感相對細膩順滑，其他4個品種顏色損失明顯，呈現偏暗的綠色或是略顯黃色，入口澀感明顯。參照綜合得分，選擇奧綠抹茶進行后續試驗。

2.2 不同乳化穩定劑對飲品品質的影響

抹茶粉加入牛奶后，并非呈溶解的狀態，而是以懸浮的狀態均勻分散在溶液中。因此穩定劑的選擇不僅可以賦予飲品較好的口感、改善其組織狀態，也需保持其在保質期內良好的懸浮狀態，避免下沉。考慮飲品類產品輕薄的口感以及對于粉末類原料懸浮性的需求，選擇單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯兩種乳化劑作為基礎配方[13]，篩選卡拉膠、結冷膠、微晶纖維素、黃原膠、淀粉作為穩定劑，以感官評分和離心懸浮比作為指標，考察5種穩定劑對體系的影響，篩選出合適的穩定劑并確定最適添加量。

以生牛乳80%、稀奶油2%、抹茶1%、蔗糖4%、蔗糖脂肪酸酯0.05%、單硬脂酸脂肪酸酯0.05%為基礎配方，測試不同的乳化穩定劑對抹茶牛奶飲品穩定性的影響，結果見表3。

表3 不同乳化穩定劑對飲品品質的影響

從離心沉淀率看，添加結冷膠、微晶纖維素、淀粉的樣品整體上沉淀率較低，說明其對抹茶的懸浮性較好，添加結冷膠和微晶纖維素樣品的感官評分高于淀粉，說明使用結冷膠和微晶纖維素的口感更佳，因此選擇結冷膠和微晶纖維素做復配試驗。

2.3 穩定劑復配對飲品品質的影響

選定穩定效果較好的結冷膠、微晶纖維素，以及乳化劑單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯，設計正交試驗，通過評價離心沉淀率和黏度，復配適合的穩定劑。正交設計表及結果如表4和表5所示。

表4 穩定劑配方正交試驗因素水平 單位：%

從表5可以看出，就沉淀率考慮，因素影響程度為A＞B＞C＞D，最優組合是A3B2C2D3，即結冷膠添加量0.035%，微晶纖維素添加量0.30%，單硬脂酸甘油酯0.10%，蔗糖脂肪酸酯0.15%。對A3B3C2D3組合進行驗證，測得其沉淀率為4.07%，產品均勻一致，穩定性較好。

表5 復配穩定劑正交試驗結果

2.4 工藝優化

2.4.1 均質壓力對飲品穩定性的影響

均質可以通過壓力的作用調整脂肪粒徑，使產品更穩定，避免脂肪上浮和抹茶粉下沉[14]。根據以上試驗結果，生成的配方為生牛乳80%、稀奶油2%、抹茶1%、蔗糖4%、結冷膠添加量0.035%、微晶纖維素添加量0.30%、單硬脂酸甘油酯0.10%、蔗糖脂肪酸酯0.15%以及補足100%的水。選擇不同的均質溫度（50，55，60，65和70 ℃）和均質壓力（15，20，25和30 MPa）進行測試，從平均粒徑以及離心沉淀率兩個因素考察，均質條件對體系穩定性的影響如表6所示。

均質可以有效地使牛奶中的脂肪球在外力作用下破碎成比原來小得多的脂肪球，減少脂肪上浮，減小脂肪成團或聚結的傾向。一般來說，脂相的分散隨著溫度升高而增加，較佳的均質溫度通常采用55~80℃，均質壓力介于10~30 MPa之間，更適宜的均質條件也取決于不同的產品種類。

從表6試驗結果比較分析來看，在同一均質溫度下，壓力升高后平均粒徑呈減小趨勢。產品的粒徑分布是影響粒子沉淀率一個重要的因素，粒徑越小，分布越均勻，下沉的速度越慢，測得的離心沉淀率越低，均質壓力越高，均質效果越明顯。其中在均質條件60 ℃/30 MPa，65 ℃/25 MPa，65 ℃/30 MPa，70℃/30 MPa的條件下離心沉淀率接近，說明以上均質條件效果基本相當。一般來說，配料溫度在70~80 ℃區間內，因此從節約能耗的角度考慮，70 ℃/30 MPa是一個比較合理的設置。

表6 均質條件對穩定體系的影響

2.4.2 殺菌溫度對飲品穩定性的影響

在上述配方（生牛乳80%、稀奶油2%、抹茶1%、蔗糖4%、結冷膠添加量0.035%，微晶纖維素添加量0.30%，單硬脂酸甘油酯0.10%，蔗糖脂肪酸酯0.15%以及補足100%的水）下，配料后經70 ℃，30 MPa均質，參考工廠現有生產線，考慮可實現的殺菌條件。殺菌的溫度和時間包括85 ℃/15 s，95 ℃/15 s，120℃/15 s，125 ℃/15 s和137 ℃/4 s。參考抹茶的沉淀情況，比較產品在保質期內的穩定性。

從表7可以看出，由于葉綠素對熱不穩定，殺菌溫度對抹茶的顏色風味影響明顯，抹茶在高強度的殺菌條件下顏色變化明顯，由明亮綠色轉為黃綠色或墨綠色，并且在貯藏過程中抹茶的顏色也會由于光照、貯藏溫度等因素發生變化。從表7試驗結果來看，選擇低溫短時殺菌（85 ℃/15 s）的飲品感官品質更好。

表7 殺菌條件對抹茶飲品的影響

3 結論

從配方和工藝兩個方面對抹茶牛奶飲品的穩定性進行討論。以離心沉淀率和感官評分作為評價指標，篩選適合的抹茶粉，并分析不同穩定劑對于抹茶牛奶穩定性的影響。在單因素試驗的基礎上，選定穩定效果較好的結冷膠、微晶纖維素，以及乳化劑單硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯，進行正交試驗，得到的復配穩定劑在飲品中的添加量為結冷膠添加量0.035%、微晶纖維素添加量0.30%、單硬脂酸甘油酯0.10%、蔗糖脂肪酸酯0.15%；優化均質條件和殺菌條件，得到的較佳的參數為均質溫度70 ℃、均質壓力30 MPa、殺菌溫度85 ℃、殺菌時間15 s。此條件下得到的抹茶牛乳飲品整體顏色鮮綠明亮，風味自然協調，口感細膩，品質較高。