酸奶飲品是以乳及其制品為原料,經(jīng)乳酸菌等有益菌發(fā)酵后,加入水和白砂糖、甜味劑、酸味劑等調(diào)制成的飲料,如乳酸菌飲料。根據(jù)酸奶飲品是否經(jīng)過殺菌處理可以分為殺菌型和未殺菌型。殺菌型酸奶飲品因其風(fēng)味可多樣化,口感輕爽解膩,保存時間長,易攜帶等優(yōu)點頗受消費者喜歡,是乳品企業(yè)重點研發(fā)的產(chǎn)品。但貨架期內(nèi)風(fēng)味酸奶產(chǎn)品的穩(wěn)定性非常重要,可以影響到產(chǎn)品的性狀和風(fēng)味。而在酸奶飲品生產(chǎn)過程中,影響穩(wěn)定性的因素非常多,如原料、配料、均質(zhì)壓力、均質(zhì)次數(shù)、發(fā)酵時間、乳化穩(wěn)定劑的用量等。因此在工業(yè)生產(chǎn)中,需要明確影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素以優(yōu)化生產(chǎn)工藝,指導(dǎo)生產(chǎn)以達到資源最大化。本文將對影響酸奶飲品穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素進行研究,為保障酸奶飲品的穩(wěn)定性提供解決方案。
全脂/脫脂乳粉;發(fā)酵劑、復(fù)配乳化增稠劑;白砂糖。
多重光散色儀;高速離心機;PHS-25型酸度計;分析天平;殺菌機,生產(chǎn)設(shè)備。
根據(jù)GB 5009.239—2016進行酸度測定。
TURBISCAN分析儀,采用靜態(tài)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(xué)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50nm-1.0×106 nm,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(guān),通過單次掃描或設(shè)定時間的連續(xù)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(shù),從而獲得穩(wěn)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(wěn)定體系的分析。
檢測參數(shù)設(shè)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。
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(chǎn)品穩(wěn)定性相對越好。
全脂乳粉→45℃溶解混合→預(yù)熱65℃→脫氣→均質(zhì)→95℃保溫5 min殺菌→冷卻接種→發(fā)酵→翻缸過平滑機冷卻→與糖水混合均勻→定容→過濾→預(yù)熱均質(zhì)220 bar→滅菌→冷卻→無菌灌裝。其中,糖水工藝:檸檬酸、白砂糖、穩(wěn)定劑→溶解混合→65℃高剪切循環(huán)→循環(huán)冷卻。
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(chǎn)工藝中重點因素,如穩(wěn)定劑用量、配料條件、均質(zhì)條件等因素對酸奶飲品穩(wěn)定性的影響。
市面上暢銷的酸奶飲品、喜樂活力、蒙牛-酸酸乳,因其消費者眾多,產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定,作為本研究的對照產(chǎn)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。
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%。
由表2可知,提高穩(wěn)定劑化料溫度可以顯著降低產(chǎn)品的離心沉淀率(P<0.05),可能是穩(wěn)定劑在60℃下充分溶解,減少了產(chǎn)品中沉淀顆粒;同時穩(wěn)定劑的充分溶解和分散充分包裹酸乳粒子,為產(chǎn)品提供更加穩(wěn)定的體系,從而保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。提升穩(wěn)定劑化料溫度有利于產(chǎn)品的穩(wěn)定性提升,并且對風(fēng)味未造成影響;由此以下試驗均在此基礎(chǔ)上進行。
由表3可見,延長奶粉復(fù)水時間對產(chǎn)品穩(wěn)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(nèi)達成較好的復(fù)水效果。
由表4可知,穩(wěn)定劑添加量從0.55%提高至0.60%,對產(chǎn)品的穩(wěn)定性無顯著影響(P>0.05)。提升穩(wěn)定劑添加量至0.60%后產(chǎn)品口感會更稠厚,而且會增加產(chǎn)品成本,所以不建議通過增加穩(wěn)定劑的添加量來提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
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(shù),除以上層含脂率數(shù)即為均質(zhì)指數(shù),一般來說,均質(zhì)指數(shù)在1-10內(nèi)為好。由上表可以看出,降低殺菌機均質(zhì)頭均質(zhì)指數(shù)對產(chǎn)品穩(wěn)定性提升效果不明顯。
提高UHT前均質(zhì)壓力至250 bar對產(chǎn)品穩(wěn)定性有一定的提升,但是差異不顯著(表6-7)。均質(zhì)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(zhì)和乳化劑吸附在新生成的脂肪球表面,形成堅固的蛋白質(zhì)膜,促進產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
糖水與基料混合后增加均質(zhì)工藝可以有效地提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性,但是與對照產(chǎn)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(zhì)工藝提前至發(fā)酵奶基料發(fā)酵結(jié)束后,即可極顯著提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性(P<0.01),其離心沉淀率也明顯低于對照產(chǎn)品的0.90%,達到理想的效果。TSI為動力學(xué)不穩(wěn)定性指數(shù),TSI越小,表示分析樣品的整體穩(wěn)定性越好,反之則越差。從表9可見,發(fā)酵奶基料增加1次均質(zhì),產(chǎn)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(fā)酵奶基料增加1次均質(zhì),產(chǎn)品乳化體系最穩(wěn)定。
通過本研究發(fā)現(xiàn),在滅菌型酸奶飲品工業(yè)生產(chǎn)中,對產(chǎn)品穩(wěn)定性影響最大的兩個因素是穩(wěn)定劑化料溫度和均質(zhì)工藝。均質(zhì)壓力的增加雖然能夠一定程度上提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,但是作用有限,只能通過增加均質(zhì)次數(shù)來大幅改善產(chǎn)品的穩(wěn)定性,同時均質(zhì)增加的位次也非常重要,本研究證明對發(fā)酵奶基料增加1次均質(zhì)的效果顯著優(yōu)于糖水與發(fā)酵奶基料混合后增加1次均質(zhì)工藝。