咖啡核桃乳饮料的配方研究

李晓波

（内蒙古乌兰察布职业学院马铃薯工程系，内蒙古乌兰察布012000）

咖啡核桃乳饮料的配方研究

李晓波

（内蒙古乌兰察布职业学院马铃薯工程系，内蒙古乌兰察布012000）

对咖啡核桃乳饮料的生产工艺进行研究，通过单因素及正交试验法对影响产品品质的因素进行探讨，确定了咖啡核桃乳饮料的最佳工艺配方为乳粉14%，核桃浆10%，咖啡6%，柠檬酸0.1%，最佳稳定剂的配比为乳化剂0.20%，黄原胶0.06%，羧甲基纤维素钠（CMC）0.20%，藻酸丙二醇酯（PGA）0.1%。

咖啡；核桃；乳饮料；生产工艺

咖啡（Coffea canephora）为茜西科（Rubiaceae）咖啡属（Coffea）植物，原产于非洲中北部，为多年生常绿灌木或小乔木。研究表明，咖啡可抑制多种肿瘤的发生，在消化系统和心血管系统中也发挥着重要的作用[1-3]。核桃又名胡桃（Juglans regial L），属胡桃科核桃属植物。核桃仁是各类营养成分高度浓缩的聚合体，其中脂肪含量约为60%，蛋白质含量为15%左右，还含有丰富的多酚类物质。国内外研究表明核桃仁中的多酚类物质具有抗肿瘤、清除氧自由基以及降低血液中胆固醇含量、减少心血管疾病发生等作用[4-5]。牛奶是最古老的天然饮料之一，含有人体所需所有必需氨基酸，是一种营养丰富、易于消化吸收，可伴随人一生的完全蛋白质食物[6]，但是牛奶缺乏B族维生素及VC、膳食纤维、必需脂肪酸等营养素。以咖啡、核桃仁及牛乳为主要原料制作出中西方相结合的乳饮料，并实现动植物营养互补，提高产品的营养价值，适合各类消费者饮用。

1 材料与方法

1.1 材料

咖啡：市售的原味雀巢咖啡，核桃：市售的纸皮核桃，脱脂乳粉：市售的蒙牛脱脂乳粉，绵白糖、柠檬酸、海藻酸钠、果胶酶、CMC、PGA、焦糖色素、单甘酯、蔗糖酯均为食品级。

1.2 仪器与设备

Acculab电子天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；FS-1型可调高速匀浆机：江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；DSK-14系列电热恒温水浴锅：金坛市普瑞斯机械有限公司；LDZX型立式压力蒸汽灭菌器上海申安医疗器械厂；DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱：上海煜南仪器有限公司生产；DELTA320 pH计：Mettler Toledo上海有限公司；TGL-10C型高速台式离心机：上海右一仪器有限公司；GL-8300真空脱气机：上海耕联机械制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

核桃→除杂→浸泡→去皮→清洗→破碎→灭酶→磨浆→稳定化处理→加咖啡、乳粉→调配→脱气→均质→灌装→杀菌→冷却→成品

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 选料

核桃的品质决定着核桃乳饮料的品质，选用无虫蛀、无霉变、不溢油、当年核桃仁。将挑选的核桃在水中漂洗，除去泥沙和残壳等[7]。

1.3.2.2 浸泡

在温水（30℃～40℃）中浸泡30 min，使核桃仁充分吸水膨胀，软化组织，降低磨浆时对设备的磨损。

1.3.2.3 脱皮

用0.5%NaOH溶液浸泡，在70℃～80℃下浸泡效果最好，需10 min～15 min就可达到皮仁分离，将碱液处理过的核桃仁用清水冲洗后，除去种皮，再用0.5%的盐酸溶液浸泡2 min～3 min，然后放入0.1%柠檬酸和1%的食盐混合液中浸泡5 min，以达到脱碱漂白的作用。

1.3.2.4 灭酶

将浆液加热至85℃，15 min，破坏核桃仁中脂肪氧化酶，以免产生异味。

1.3.2.5 粗磨、乳化、精磨

用砂轮磨粗磨，料的比例为：核桃仁∶水∶维生素C∶亚硫酸氢钠=1∶5∶0.000 2∶0.000 1，粗磨浆液用80目筛过滤，去滤渣[8]。

每100克核桃浆液添加0.3 g混合磷脂乳化。乳化后浆液经胶体磨精磨后过180目筛过滤，滤液即为核桃浆液。

1.3.2.6 稳定化处理

将乳化剂、稳定剂加入60℃左右的热水中进行溶解、过滤，冷却备用。

1.3.2.7 调配、脱气、均质

按照配方的比例进行调配。为了防止饮料中氧气的存在而导致维生素C等营养物的氧化及色泽的变化，须进行真空脱气，以保证产品质量的稳定，脱气的工艺条件为：真空度80 kPa～90 kPa，温度为25℃。均质是改善成品乳的口感和稳定性的关键工序，调配好的乳浆加热到60℃～70℃进行均质，第一次均质压力为20 MPa，第二次均质压力为30 MPa～32 MPa。

1.3.2.8 灌装、杀菌

采用真空灌装机灌装，杀菌条件为110℃/15 min，反压冷却。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

以产品总质量100 g计，脱脂乳粉（10、15、20、25、 30 g）、核桃浆（5、10、15、20、25 g）、粉末状速溶咖啡（2、4、6、8、10 g）、白砂糖（6、8、10、12、14 g）、柠檬酸（0.05、0.10、0.15、0.20 g）于烧杯中混合，用60℃～70℃温水搅拌均匀，定容至100 mL后均质、杀菌冷却后进行感官评定。

2.2 乳化稳定剂的选择试验

2.2.1 单一稳定剂的稳定效果

本试验选用4种稳定剂，即CMC、PGA、黄原胶、海藻酸钠，探讨其单独使用对咖啡核桃乳稳定性的影响，其结果见表1。

表1 单一稳定剂对咖啡核桃乳稳定性的影响Table 1Effects of single stabilizer on the stability of coffee walnut milk

表1表明，各稳定剂的浓度逐渐增大时，保持不分层的时间增长，作用最明显的是CMC、PGA、黄原胶，海藻酸钠作用效果较差，在以后试验中不再采用。

2.2.2 乳化剂和稳定剂复合使用试验

在上述实验基础上，选用复合乳化剂（单甘酯∶蔗糖酯=4∶6）、CMC、PGA、黄原胶进行L16（45）的正交试验，其结果见表2。

表2 复合乳化稳定剂L16（45）正交试验结果Table 2Orthogonal array design layout and results of composite emulsion stabilizer

续表2 复合乳化稳定剂L16（45）正交试验结果Continue table 2Orthogonal array design layout and results of composite emulsion stabilizer

表2表明，对咖啡核桃乳稳定性影响最大的是CMC，其次是黄原胶，再次是复合乳化剂，最后是PGA，即复合乳化剂0.20%，黄原胶0.06%，CMC 0.20%，PGA 0.4%，按此组合生产的咖啡核桃乳的稳定系数为97.8%，时间长达三个月以上。

2.3 正交试验

根据以上单因素试验，确定以A（柠檬酸）、B（核桃浆）、C（咖啡）、D（乳粉）为条件的四因素四水平的正交试验L16（45），通过感官评分，选最佳配方，咖啡核桃乳饮料生产工艺优化正交试验因素水平表见表3，咖啡核桃乳配方L16（45）正交试验结果见表4。

表3 咖啡核桃乳饮料生产工艺优化正交试验因素水平表Table 3Coded and corresponding actual levels for the optimization parameters involved in orthogonal array design

表4 咖啡核桃乳配方L16（45）正交试验结果Table 4Orthogonal array design layout and results

续表4 咖啡核桃乳配方L16（45）正交试验结果Continue table 4Orthogonal array design layout and results

表4表明，因素作用的主次顺序是B>D>C>A，即对咖啡核桃乳的感官特征影响最大的是核桃浆加量，其次是乳粉量，再次是咖啡，最后是柠檬酸量。最优化因素组合为A2B2C3D3，乳粉14%，核桃浆10%，咖啡6%，柠檬酸0.1%。

2.4 感官评定方法

选定10人作为感官鉴定小组，对产品色泽、滋味和气味以及组织状态进行综合评分，感官评分标准见表5。

表5 咖啡核桃乳饮料综合品质评分标准及细则Table 5Sensory evaluation standards of coffee walnut milkbeverage

2.4.1 乳粉加量对咖啡核桃乳感官品质的影响

乳粉加量对咖啡核桃乳感官品质的影响见图1。

由图1可知，随着乳粉的加入量逐渐增加，咖啡核桃乳的感官评分越来越高，当乳粉的加入量达到14%时，感官评分最高。

图1 乳粉加入量对咖啡核桃乳感官品质的影响Fig.1 Effect of milk power on the quality of coffee walnut milk beverage

2.4.2 核桃浆加量对咖啡核桃乳感官品质的影响

核桃浆加量对咖啡核桃乳感官品质的影响见图2。

图2 核桃浆加入量对咖啡核桃乳感官品质的影响Fig.2 Effect of walnut juice on the quality of coffee walnut milk beverage

由图2可知，随着核桃浆的加入量逐渐增加，咖啡核桃乳的感官评分越来越高，当核桃浆的加入量达到10%时，感官评分最高，随着核桃浆的加入量继续增加，感官评分呈下降的趋势。

2.4.3 咖啡的加量对咖啡核桃乳感官品质的影响

咖啡的加量对咖啡核桃乳感官品质的影响见图3。

图3 咖啡加入量对咖啡核桃乳感官品质的影响Fig.3 Effect of coffee on the quality of coffee walnut milk beverage

由图3可知，随着咖啡的加入量逐渐增加，咖啡核桃乳的感官评分越来越高，当咖啡的加入量达到6%时，感官评分最高，随着咖啡的加入量继续增加，感官评分呈下降的趋势。

2.4.4 柠檬酸的加量对咖啡核桃乳感官品质的影响

柠檬酸的加量对咖啡核桃乳感官品质的影响见图4。

图4 柠檬酸加入量对咖啡核桃乳感官品质的影响Fig.4 Effect of citric acid on the quality of coffee walnut milk beverage

由图4可知，随着柠檬酸的加入量逐渐增加，咖啡核桃乳的感官评分越来越高，当柠檬酸的加入量达到0.10%时，感官评分最高，随着柠檬酸的加入量继续增加，感官评分呈直线下降的趋势。

2.5 咖啡核桃乳饮料的产品质量标准

2.5.1 感官指标

产品色泽均匀一致，呈咖啡色，味道适中，无异味，无沉淀，无分层。

2.5.2 理化指标

咖啡核桃乳各成分的理化指标见表6。

表6 咖啡核桃乳理化指标Table 6Physical and chemical indicators of coffee walnut milk beverage

2.5.3 微生物指标

咖啡核桃乳饮料的微生物指标符合国标GB11673—2003《含乳饮料卫生标准》。

3 结论

通过正交试验得出咖啡核桃乳饮料的最佳配方是乳粉14%，核桃浆10%，咖啡6%，柠檬酸0.1%，各因素对咖啡核桃乳都有较大影响，影响次序为核桃浆＞乳粉＞咖啡＞柠檬酸，最佳稳定剂的配比为乳化剂0.20%，黄原胶0.06%，CMC 0.20，PGA 0.1%。

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[8]朱珠.软饮料加工技术[M].北京:化学工业出版社,2012:70-83

Research on the Technology for the Production of Coffee Walnut Milk Beverage

LI Xiao-bo
（Inner Mongolia WuLanChaBu Vocational College，Potato Engineering Department，Wulanchabu 012000，Inner Mongolia，China）

In this paper，the production process of Coffee walnut milk beverage was studied，through the single factor and orthogonal tests，influence factors on the product quality were discussed.The optimal formula of coffee walnut milk beverage was milk powder 14%，walnut pulp 10%，Coffee 6%，citric acid 0.1%，the best stabilizer ratio of emulsifier 0.20%，xanthan gum 0.06%，Carboxymethylcellulose sodium（CMC）0.20%，Propylene glycol alginate（PGA）0.1%.

coffee；walnut；milk beverage；processing technology

2014-07-26

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.02.018

李晓波（1982—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：农产品加工与贮藏。