酸奶飲品穩定性影響因素研究

劉 婕，樊文博，彭小霞，楊愛君，李家希，馮立科

廣東燕塘乳業股份有限公司，廣東廣州 510700

0 引言

酸奶飲品是以乳及其制品為原料，經乳酸菌等有益菌發酵后，加入水和白砂糖、甜味劑、酸味劑等調制成的飲料，如乳酸菌飲料。根據酸奶飲品是否經過殺菌處理可以分為殺菌型和未殺菌型[1]。殺菌型酸奶飲品因其風味可多樣化，口感輕爽解膩，保存時間長，易攜帶等優點頗受消費者喜歡，是乳品企業重點研發的產品。但貨架期內風味酸奶產品的穩定性非常重要，可以影響到產品的性狀和風味。而在酸奶飲品生產過程中，影響穩定性的因素非常多，如原料、配料、均質壓力、均質次數、發酵時間、乳化穩定劑的用量等。因此在工業生產中，需要明確影響產品穩定性的關鍵因素以優化生產工藝，指導生產以達到資源最大化。本文將對影響酸奶飲品穩定性的關鍵因素進行研究，為保障酸奶飲品的穩定性提供解決方案。

1 材料

1.1 材料與試劑

全脂/脫脂乳粉，恒天然商貿（上海）有限公司；發酵劑、復配乳化增稠劑，丹麥丹尼斯克公司；白砂糖，福建糖業股份有限公司。

1.2 儀器與設備

多重光散色儀（Turbiscan Tower1802-TW-0146），法國Formulaction儀器公司；高速離心機，保利科研器械有限公司；PHS-25型酸度計，上海偉業儀器廠；分析天平，北京賽多利斯儀器系統有限公司；殺菌機，荷蘭斯托克股份有限公司；生產設備，利樂公司。

2 試驗方法

2.1 酸度的測定

根據 GB 5009.239—2016 進行酸度測定[2]。

2.2 TURBISCAN 分析法

TURBISCAN分析儀，采用靜態多重光散射（SMLS）原理，利用透射光（T）和背散射光（BS）兩個同步光學檢測器對樣品在垂直方向上下移動掃描，該儀器使用范圍包括從透明到不透明樣品，分析樣品的濃度最高可達95%，粒子尺寸為50 nm-1.0×106nm，透射光強度（T）&背散射光強度（BS）與顆粒粒徑大小和濃度有關，通過單次掃描或設定時間的連續掃描分析采集的光強信號，獲得分散體系在不同高度濃度和粒度的變化時間函數，從而獲得穩定性及其變化機理，其快速、準確，且對樣品無損害的特點特別適合于乳制品穩定體系的分析[3～5]。

檢測參數設置為：檢測溫度為25 ℃，檢測時間為2 天，檢測頻率為30 min/次，第1次檢測延遲30 min。

2.3 離心沉淀率

離心沉淀率（%）=（m2-m0）/（m1-m0）×100%

式中：m0—離心管重量，g；m1—試管及飲料的總重量，g；m2—試管和沉淀的總重量，g。

在室溫條件下以3 000 r/min 離心 20 min，棄去上清液后倒扣 5 min。離心沉淀率越低，產品穩定性相對越好[6]。

2.4 酸奶飲品生產工藝

全脂乳粉→45 ℃溶解混合→預熱65 ℃→脫氣→均質→95 ℃保溫5 min殺菌→冷卻接種→發酵→翻缸過平滑機冷卻→與糖水混合均勻→定容→過濾→預熱均質220 bar→滅菌→冷卻→無菌灌裝。其中，糖水工藝：檸檬酸、白砂糖、穩定劑→溶解混合→65 ℃高剪切循環→循環冷卻。

2.5 因素分析

以市面上暢銷的酸奶飲品的平均離心沉淀率作為對照，研究生產工藝中重點因素，如穩定劑用量、配料條件、均質條件等因素對酸奶飲品穩定性的影響。

市面上暢銷的燕塘-酸奶飲品、喜樂活力、蒙牛-酸酸乳，因其消費者眾多，產品品質穩定，作為本研究的對照產品，每個品牌分別選購9 盒，隨機分為3 組，測定其離心沉淀率。

3 結果與討論

3.1 市售酸奶飲品離心沉淀率

由表1可見，3 個品牌的酸奶飲品的離心沉淀率接近，均值為0.90 %。

表1 市售酸奶飲品離心沉淀率

3.2 配料條件的影響

3.2.1 穩定劑化料溫度的影響

由表2可知，提高穩定劑化料溫度可以顯著降低產品的離心沉淀率（P＜0.05），可能是穩定劑在60 ℃下充分溶解，減少了產品中沉淀顆粒；同時穩定劑的充分溶解和分散充分包裹酸乳粒子，為產品提供更加穩定的體系，從而保證產品的穩定性[7]。提升穩定劑化料溫度有利于產品的穩定性提升，并且對風味未造成影響；由此以下試驗均在此基礎上進行。

表2 提高穩定劑化料溫度前后產品對比

3.2.2 奶粉復水時間對產品穩定性的影響

由表3可見，延長奶粉復水時間對產品穩定性幾乎沒有影響，原因可能為真空混料機的效率比較高，可以在較短的時間內達成較好的復水效果。

表3 奶粉復水時間對產品穩定性的影響

3.3 穩定劑添加量對產品穩定性的影響

由表4可知，穩定劑添加量從0.55%提高至0.60%，對產品的穩定性無顯著影響（P＞0.05）。提升穩定劑添加量至0.60%后產品口感會更稠厚，而且會增加產品成本，所以不建議通過增加穩定劑的添加量來提高產品的穩定性。

表4 提高穩定劑添加量對產品穩定性的影響

3.4 均質對產品穩定性的影響

3.4.1 降低殺菌機均質頭均質指數對產品穩定性的影響

把樣品在4～6 ℃下保持48 h，然后測定在上層（容量的1/10）和下層（容量的9/10）中的含脂率；上層和下層含脂率的百分比差數，除以上層含脂率數即為均質指數[8]，一般來說，均質指數在1-10內為好[9]。由上表可以看出，降低殺菌機均質頭均質指數對產品穩定性提升效果不明顯。

表5 均質指數對產品穩定性的影響

3.4.2 提高均質壓力對產品穩定性的影響

提高UHT前均質壓力至250 bar對產品穩定性有一定的提升，但是差異不顯著（表6-7）。均質處理可以打碎脂肪球團，有效的較少脂肪球直徑，從而使蛋白質和乳化劑吸附在新生成的脂肪球表面，形成堅固的蛋白質膜，促進產品的穩定性[10]。

表6 均質壓力對產品穩定性的影響

表7 動力學不穩定性（30 ℃）

表8 增加均質次數對產品穩定性的影響

3.4.3 均質次數對產品穩定性的影響

糖水與基料混合后增加均質工藝可以有效地提升產品的穩定性，但是與對照產品的0.90%還是有差異，不能達到理想的效果。如果將增加的均質工藝提前至發酵奶基料發酵結束后，即可極顯著提升產品的穩定性（P＜0.01），其離心沉淀率也明顯低于對照產品的0.90%，達到理想的效果。TSI為動力學不穩定性指數，TSI越小，表示分析樣品的整體穩定性越好，反之則越差[11]。從表9可見，發酵奶基料增加1 次均質，產品的TSI較低，特別是樣品底部和頂部TSI明顯低于其他兩組，說明對發酵奶基料增加1 次均質，產品乳化體系最穩定。

表9 動力學不穩定性（30 ℃）

4 結論

通過本研究發現，在滅菌型酸奶飲品工業生產中，對產品穩定性影響最大的兩個因素是穩定劑化料溫度和均質工藝。均質壓力的增加雖然能夠一定程度上提高產品的穩定性，但是作用有限，只能通過增加均質次數來大幅改善產品的穩定性，同時均質增加的位次也非常重要，本研究證明對發酵奶基料增加1 次均質的效果顯著優于糖水與發酵奶基料混合后增加1 次均質工藝。