無蔗糖褐色乳酸菌飲料加工工藝研究

◎ 陶一荻

（上海普若味可生物科技有限公司，上海 201900）

褐色乳酸菌飲料因其淺褐色的外觀而得名，通常是由牛乳通過高溫處理產生美拉德反應后經過一系列工藝制得。目前市面上在售的褐色乳酸菌飲料的甜味來源普遍以蔗糖為主，然而長期攝入過多的蔗糖容易導致肥胖、心血管疾病和糖尿病等健康問題。隨著人們生活水平的提高，人們對健康飲食的關注度也越來越高[1]。所以，消費者對無蔗糖褐色乳酸菌飲料的青睞將成為必然趨勢。乳酸菌飲料在生產和儲存過程中若不添加蔗糖，很容易出現分層和蛋白質凝聚等穩定性問題。基于此，本文探討了褐變反應時間、果膠用量以及均質壓力對無蔗糖褐色乳酸菌飲料穩定性的影響，同時為了滿足消費者對甜度和口感的需求，以木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖復配作為甜味劑來替代蔗糖，通過一系列工藝制備出無蔗糖褐色乳酸菌飲料。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脫脂乳粉、葡萄糖、副干酪乳桿菌菌種、木糖醇、AK糖、三氯蔗糖、檸檬酸和果膠等。

1.2 儀器與設備

離心機、攪拌機、粒徑分析儀、均質機、恒溫培養箱、巴氏水浴槽和酸度計等。

1.3 試驗方法

1.3.1 發酵乳基料的制備工藝流程

（1）發酵乳基料的制備流程。發酵乳基料的制備工藝流程為脫脂乳粉、葡萄糖、純凈水→拌勻→水合→升溫褐變→冷卻、接種→發酵→冷卻、破乳→攪拌、冷卻[2]。

（2）發酵乳基料的制備的操作要點。將脫脂乳粉和葡萄糖溶于55 ℃純凈水中攪拌均勻后，水合制成還原乳，升溫進行褐變，褐變完成后降溫至40 ℃進行菌種接種，混勻后恒溫發酵72 h，再通過冰水冷卻到10 ℃以下，攪拌均勻，冷藏備用。

1.3.2 無蔗糖褐色乳酸菌飲料的制備

（1）無蔗糖褐色乳酸菌飲料的制備工藝流程。無蔗糖褐色乳酸菌飲料的制備工藝流程為木糖醇復配甜味劑、穩定劑→溶解、攪拌→殺菌、冷卻→添加發酵乳基料→攪拌、調酸→均質→灌裝、冷藏[2]。

（2）操作要點。將木糖醇復配甜味劑與穩定劑溶解攪拌后以95 ℃殺菌，冷卻至40 ℃添加發酵乳基料，攪拌均勻并添加檸檬酸進行調酸，通過均質處理后無菌灌裝于4 ℃冷藏，即制得無蔗糖褐色乳酸菌飲料。

1.4 感官評價設計

考慮到褐色乳酸菌飲料主要是由年輕群體消費飲用，本試驗進行感官評價的群體年齡段均在18～35歲，男性和女性各挑選10人，從風味、口感以及外觀3個感官指標進行評價，評分制為滿分100分，其中風味、口感和外觀分別占40分、30分和30分，最終評價結果取平均值，評分標準如表1所示。

表1 感官評價標準表

1.5 甜味劑復配試驗設計

1.5.1 甜味劑復配最佳組合試驗設計

對比各類甜味劑的口感、甜度以及穩定性，同時考慮材料成本，綜合考慮各項指標，本試驗選取木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖進行復配[3]。在國家標準范圍內設計正交試驗，確定無蔗糖褐色乳酸菌飲料感官品質最佳的甜味劑復配組合，試驗因素水平表如表2所示。

表2 甜味劑復配組合正交試驗因素水平表

1.5.2 復配甜味劑與蔗糖甜味劑對比試驗設計

按本試驗工藝流程添加最佳復配甜味劑組合，制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料，再以相同工藝添加9%蔗糖[4]為甜味劑制作蔗糖褐色乳酸菌飲料對照組。挑選18～35歲男性和女性各10人，從產品甜度和口感兩個感官指標進行100分制的評價，其中甜度和口感各50分，結果取平均值，甜味劑對比感官評價標準見表3。

表3 甜味劑對比感官評價標準表

1.6 穩定性試驗設計

離心沉淀率是評價無蔗糖褐色乳酸菌飲料穩定性的重要指標，本試驗以果膠用量、均質壓力和褐變時間作為自變量，先后通過單因素試驗和正交試驗，確定穩定性最佳情況下的各影響因素的最優值。其中離心沉淀率的測定方法是將無蔗糖褐色乳酸菌飲料加入離心管中，以4 000 r·min-1離心15 min去除上層清液，得到沉淀物的質量并計算離心沉淀率，具體公式為離心沉淀率=沉淀物質量/無蔗糖褐色乳酸菌飲料質量[4]。

1.6.1 穩定性試驗的單因素試驗設計

（1）褐變時間對產品離心沉淀率的影響。固定果膠用量為3 g·L-1、均質壓力為25 MPa，分別以1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h和3.0 h褐變時間制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料樣品，并通過前述方法測得離心沉淀率，考察褐變時間對產品離心沉淀率的影響。

（2）果膠用量對產品離心沉淀率的影響。固定均質壓力為25 MPa、褐變時間為2 h，分別以2.0 g·L-1、2.5 g·L-1、3.0 g·L-1、3.5 g·L-1和 4.0 g·L-1果膠添加量制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料樣品，并通過前述方法測得離心沉淀率，考察果膠用量對產品離心沉淀率的影響。

（3）均質壓力對產品離心沉淀率的影響。固定果膠用量為3 g·L、褐變時間為2 h，分別以15 MPa、20 MPa、25 MPa、30 MPa和35 MPa均質壓力制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料樣品，并通過前述方法測得離心沉淀率，考察均質壓力對產品離心沉淀率的影響。

1.6.2 穩定性試驗的正交試驗設計

根據單因素試驗結果，以褐變時間、果膠用量以及均質壓力為自變量，離心沉淀率作為穩定性評價指標，因素與水平表如表4所示[5]。

表4 穩定性檢測正交試驗因素水平表

2 結果與分析

2.1 甜味劑復配結果分析

2.1.1 確定甜味劑最佳復配組合

由表5可知，各因素對無蔗糖褐色乳酸菌飲料品質的影響順序為A＞B＞C，即對產品感官評價影響最大的因素是甜味劑復配組合中的木糖醇的量。甜味劑最佳復配組合為A3B3C3，即木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖的添加量分別為2.2%、0.032%和0.014%，該組合甜味劑制備的褐色乳酸菌飲料以1.5.2的方法進行感官評價試驗得到的評分為94.82分，高于最高評分組合A3B3C2的94.52分，因此最優組合為A3B3C3。

表5 甜味劑復配組合正交試驗結果表

2.1.2 復配甜味劑與蔗糖甜味劑的對比分析

按照本文前述試驗工藝流程，分別使用前文的最佳復配甜味劑組合以及傳統蔗糖甜味劑制作褐色乳酸菌飲料樣品，并在甜度和口感的表現上進行感官評價對比，得到20位評價者的評分結果平均值分別為樣品添加復配甜味劑94.82分，對照組樣品添加蔗糖95.24分。兩者在甜度和口感上的表現相當，本試驗無蔗糖褐色乳酸菌飲料中添加的復配甜味劑組合對蔗糖甜味劑的替代效果較為理想。

2.2 穩定性試驗結果

2.2.1 最佳褐變時間的選擇

試驗得到離心沉淀率與褐變時間呈正相關關系。褐變時間短，對應的離心沉淀率低，會導致褐變效果不理想以及產品顏色過淺。綜合分析，選擇2 h作為最佳的褐變時間。

2.2.2 最佳果膠用量的選擇

試驗得到離心沉淀率與果膠用量整體呈負相關，且果膠用量為3.5 g·L-1時，離心沉淀率趨于平穩。因此，本試驗取果膠用量3.5 g·L-1作為最佳用量。

2.2.3 最佳均質壓力的選擇

試驗得到均質壓力在15～30 MPa時，離心沉淀率隨均質壓力的增加而下降，而當均質壓力高于30 MPa時，離心沉淀率又呈上升趨勢。綜合分析，選擇30 MPa作為最佳的均質壓力。

2.2.4 正交試驗結果分析

由表6可知，各因素對褐色乳酸菌飲料穩定性的影響順序為褐變時間＞果膠用量＞均質壓力，影響產品穩定性的主要因素是褐變時間。正交試驗得出的最優工藝組合為A1B2C3，該組合下的離心沉淀率為1.35%，小于組合A1B2C2的試驗結果，因此最佳工藝組合為A1B2C3，即褐變時間為1.5 h，果膠用量為3.5 g·L-1，均質壓力為 30 MPa。

表6 正交試驗結果表

3 結論

綜上所述，本文以木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖復配甜味劑替代蔗糖制作無蔗糖褐色乳酸菌飲料，其中復配甜味劑添加量的最佳組合為木糖醇2.2%、AK糖0.032%和三氯蔗糖0.014%，其甜度和口感與傳統添加蔗糖的褐色乳酸菌飲料無明顯差異，既滿足了消費者對該飲料口感的需求，又滿足了蔗糖無添加的健康需求。同時，在褐變時間為1.5 h、果膠用量為3.5 g·L-1、均質壓力為30 MPa的工藝條件下，制得的產品穩定性最佳。通過該工藝方法制得的無糖褐色乳酸菌飲料穩定性好、風味佳，具有良好的應用前景。