酸奶饮品稳定性影响因素研究2023-07-29

0 引言

酸奶饮品是以乳及其制品为原料,经乳酸菌等有益菌发酵后,加入水和白砂糖、甜味剂、酸味剂等调制成的饮料,如乳酸菌饮料。根据酸奶饮品是否经过杀菌处理可以分为杀菌型和未杀菌型。杀菌型酸奶饮品因其风味可多样化,口感轻爽解腻,保存时间长,易携带等优点颇受消费者喜欢,是乳品企业重点研发的产品。但货架期内风味酸奶产品的稳定性非常重要,可以影响到产品的性状和风味。而在酸奶饮品生产过程中,影响稳定性的因素非常多,如原料、配料、均质压力、均质次数、发酵时间、乳化稳定剂的用量等。因此在工业生产中,需要明确影响产品稳定性的关键因素以优化生产工艺,指导生产以达到资源最大化。本文将对影响酸奶饮品稳定性的关键因素进行研究,为保障酸奶饮品的稳定性提供解决方案。

1 材料

1.1 材料与试剂

全脂/脱脂乳粉;发酵剂、复配乳化增稠剂;白砂糖。

1.2 仪器与设备

多重光散色仪;高速离心机;PHS-25型酸度计;分析天平;杀菌机,生产设备。

2 试验方法

2.1 酸度的测定

根据GB 5009.239—2016进行酸度测定。

2.2 TURBISCAN分析法

TURBISCAN分析仪,采用静态多重光散射(SMLS)原理,利用透射光(T)和背散射光(BS)两个同步光学检测器对样品在垂直方向上下移动扫描,该仪器使用范围包括从透明到不透明样品,分析样品的浓度最高可达95%,粒子尺寸为50nm-1.0×106 nm,透射光强度(T)&背散射光强度(BS)与颗粒粒径大小和浓度有关,通过单次扫描或设定时间的连续扫描分析采集的光强信号,获得分散体系在不同高度浓度和粒度的变化时间函数,从而获得稳定性及其变化机理,其快速、准确,且对样品无损害的特点特别适合于乳制品稳定体系的分析。

检测参数设置为:检测温度为25℃,检测时间为2天,检测频率为30 min/次,第1次检测延迟30 min。

2.3 离心沉淀率

离心沉淀率(%)=(m2-m0)/(m1-m0)×100%

式中:m0—离心管重量,g;m1—试管及饮料的总重量,g;m2—试管和沉淀的总重量,g。

在室温条件下以3 000 r/min离心20 min,弃去上清液后倒扣5 min。离心沉淀率越低,产品稳定性相对越好。

2.4 酸奶饮品生产工艺

全脂乳粉→45℃溶解混合→预热65℃→脱气→均质→95℃保温5 min杀菌→冷却接种→发酵→翻缸过平滑机冷却→与糖水混合均匀→定容→过滤→预热均质220 bar→灭菌→冷却→无菌灌装。其中,糖水工艺:柠檬酸、白砂糖、稳定剂→溶解混合→65℃高剪切循环→循环冷却。

2.5 因素分析

以市面上畅销的酸奶饮品的平均离心沉淀率作为对照,研究生产工艺中重点因素,如稳定剂用量、配料条件、均质条件等因素对酸奶饮品稳定性的影响。

市面上畅销的酸奶饮品、喜乐活力、蒙牛-酸酸乳,因其消费者众多,产品品质稳定,作为本研究的对照产品,每个品牌分别选购9盒,随机分为3组,测定其离心沉淀率。

3 结果与讨论

3.1 市售酸奶饮品离心沉淀率

由表1可见,3个品牌的酸奶饮品的离心沉淀率接近,均值为0.90%。

3.2 配料条件的影响

3.2.1 稳定剂化料温度的影响

由表2可知,提高稳定剂化料温度可以显著降低产品的离心沉淀率(P<0.05),可能是稳定剂在60℃下充分溶解,减少了产品中沉淀颗粒;同时稳定剂的充分溶解和分散充分包裹酸乳粒子,为产品提供更加稳定的体系,从而保证产品的稳定性。提升稳定剂化料温度有利于产品的稳定性提升,并且对风味未造成影响;由此以下试验均在此基础上进行。

  

表1 市售酸奶饮品离心沉淀率  



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表2 提高稳定剂化料温度前后产品对比  



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3.2.2 奶粉复水时间对产品稳定性的影响

由表3可见,延长奶粉复水时间对产品稳定性几乎没有影响,原因可能为真空混料机的效率比较高,可以在较短的时间内达成较好的复水效果。

  

表3 奶粉复水时间对产品稳定性的影响  



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3.3 稳定剂添加量对产品稳定性的影响

由表4可知,稳定剂添加量从0.55%提高至0.60%,对产品的稳定性无显著影响(P>0.05)。提升稳定剂添加量至0.60%后产品口感会更稠厚,而且会增加产品成本,所以不建议通过增加稳定剂的添加量来提高产品的稳定性。

  

表4 提高稳定剂添加量对产品稳定性的影响 



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3.4 均质对产品稳定性的影响

3.4.1 降低杀菌机均质头均质指数对产品稳定性的影响

把样品在4~6℃下保持48 h,然后测定在上层(容量的1/10)和下层(容量的9/10)中的含脂率;上层和下层含脂率的百分比差数,除以上层含脂率数即为均质指数,一般来说,均质指数在1-10内为好。由上表可以看出,降低杀菌机均质头均质指数对产品稳定性提升效果不明显。

  

表5 均质指数对产品稳定性的影响  



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3.4.2 提高均质压力对产品稳定性的影响

提高UHT前均质压力至250 bar对产品稳定性有一定的提升,但是差异不显著(表6-7)。均质处理可以打碎脂肪球团,有效的较少脂肪球直径,从而使蛋白质和乳化剂吸附在新生成的脂肪球表面,形成坚固的蛋白质膜,促进产品的稳定性。

  

表6 均质压力对产品稳定性的影响 



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表8 增加均质次数对产品稳定性的影响 



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表7 动力学不稳定性(30℃)  



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表9 动力学不稳定性(30℃)  



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3.4.3 均质次数对产品稳定性的影响

糖水与基料混合后增加均质工艺可以有效地提升产品的稳定性,但是与对照产品的0.90%还是有差异,不能达到理想的效果。如果将增加的均质工艺提前至发酵奶基料发酵结束后,即可极显著提升产品的稳定性(P<0.01),其离心沉淀率也明显低于对照产品的0.90%,达到理想的效果。TSI为动力学不稳定性指数,TSI越小,表示分析样品的整体稳定性越好,反之则越差。从表9可见,发酵奶基料增加1次均质,产品的TSI较低,特别是样品底部和顶部TSI明显低于其他两组,说明对发酵奶基料增加1次均质,产品乳化体系最稳定。

4 结论

通过本研究发现,在灭菌型酸奶饮品工业生产中,对产品稳定性影响最大的两个因素是稳定剂化料温度和均质工艺。均质压力的增加虽然能够一定程度上提高产品的稳定性,但是作用有限,只能通过增加均质次数来大幅改善产品的稳定性,同时均质增加的位次也非常重要,本研究证明对发酵奶基料增加1次均质的效果显著优于糖水与发酵奶基料混合后增加1次均质工艺。