工艺条件对灭菌褐色乳酸菌乳饮料的稳定性影响

杨宇鸿，周雪松，马桥康，钟秀娟

（广州合诚实业有限公司，广州 510530）

0 引言

褐色乳酸菌乳饮料是将牛奶和糖类先经过一定程度Maillard反应后，采用乳酸菌发酵再经配料、均质、杀菌、冷却、灌装等工艺制成的，具有口感清爽、风味独特、高糖高酸、富含蛋白质和维生素等特点。国际市场上工业化的产品有Yakult、Actimel等[1]，近年来褐色乳酸菌乳饮料产品开始风靡中国乳品饮料市场。目前市场上褐色乳酸菌乳饮料产品一般为活菌型，货架期在21 d左右。开发灭菌型褐色乳酸菌乳饮料在保持该类产品营养价值的同时，可大大延长其保质期。

灭菌褐色乳酸菌乳饮料是一种不稳定的混合体系，在生产和储存中往往容易出现水析、分层和沉淀等现象，严重影响了产品的质量和商品外观。本文就影响灭菌褐色乳酸菌乳饮料稳定性的主要工艺条件进行探讨，以期得到该类产品的优化生产工艺，为相关生产企业提供参考。

1 实验

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

脱脂乳粉（进口），葡萄糖，三氯蔗糖，乳酸菌，白砂糖，复配乳化增稠剂HS-8686，柠檬酸。

1.1.2 仪器

电子天平，电子秤，电磁炉，强力电动搅拌机，微电脑电热恒温水槽，高压均质机，FLUKO剪切机，立式冷藏柜，雷磁pH计，UHT超高温机，蒸汽压力灭菌器，BROOKFIELD黏度计，离心机。

1.2 方法

1.2.1 灭菌褐色乳酸菌乳饮料生产工艺

1.2.1.1 酸奶基料发酵

水预热（65℃）→加入脱脂乳粉、葡萄糖→搅拌水合15 min→定容→20 MPa均质→Maillard反应→冷却→加入菌种→发酵（43℃）→破乳冷却→4℃冷藏备用

酸奶基料配方如表1所示。

表1 酸奶基料配方

1.2.1.2 灭菌褐色乳酸菌乳饮料生产

水预热（85～90℃）→加入白砂糖、复配乳化增稠剂、甜味剂→高速剪切10 min→冷却至20℃→加入酸奶基料→高速剪切10 min→调整pH3.8→定容→均质→杀菌、灌装→冷却→成品

灭菌褐色乳酸菌乳饮料配方如表2所示。

表2 灭菌褐色乳酸菌乳饮料配方

1.2.2 黏度的测定

样品制备24 h后，保持水浴恒温25℃，采用BROOKFIELD黏度计进行测量。

1.2.3 沉淀率的测定[2]

准确称取产品10 g注入离心管中，以转速为3 000 r/min的速度离心10 min，弃去上部溶液，准确称取沉淀物的质量。以下面公式计算沉淀率：

1.2.4 稳定性观察

分别在常温和37℃对样品进行稳定性观察。

1.2.5 Maillard反应条件对稳定性和感官品质的影响

在前期大量的实验基础上，结合实际生产条件，采用20 MPa的压力均质一次和121℃、5 s的杀菌条件，选择不同的Maillard反应条件，如表3所示，分析其对灭菌褐色乳酸菌乳饮料稳定性和感官品质的影响。

表3 Maillard反应条件

1.2.6 均质条件对稳定性的影响

实际生产中，乳酸菌乳饮料一般采用20 MPa的压力均质，均质的温度和次数则根据产品的特点有所不同。加热均质主要是为了让乳脂更好地乳化，而灭菌褐色乳酸菌乳饮料由于主要成分是脱脂乳粉，产品脂肪含量为0%，因此可以考虑常温均质。选择均质条件如表4所示，其中Maillard反应参数为95℃（2 h），杀菌参数为121℃（5 s），研究其对灭菌褐色乳酸菌乳饮料稳定性的影响。

表4 均质条件

1.2.7 杀菌条件对稳定性的影响

巴氏杀菌、瞬时杀菌是常用于酸性含乳饮料的杀菌方式，选择杀菌方式如表5所示，其中Maillard反应参数为95℃（2 h）和20 MPa压力均质一次，研究其对灭菌褐色乳酸菌乳饮料稳定性的影响。

表5 杀菌条件

1.2.8 数据分析方法

各试验重复测定3次，结果为平均值。

2 结果与分析

2.1 Maillard反应条件对稳定性和感官品质的影响

表6为Maillard反应条件对灭菌褐色乳酸菌乳饮料感官品质的影响。

表6 Maillard反应条件对感官品质的影响

由表6可以看出，在95℃条件下，随着Maillard反应时间的延长，产品颜色越深，由红褐色变为暗褐色，反映了Maillard反应程度越高，相应的Maillard风味越来越突出，伴随有苦涩味产生。

图1为Maillard反应条件对灭菌褐色乳酸菌乳饮料稳定性的影响。由图1可以看出，Maillard反应在95℃时随着时间的增加，成品粘度会有一定程度减小，而成品沉淀率则相反，而且在121℃条件下Maillard反应随着时间的延长也有相似的情况。同时可知，成品粘度越低，沉淀率越高，不利于产品的稳定性。

综合表6和图1，Maillard反应的程度对灭菌褐色乳酸菌乳饮料成品的稳定性和感官品质影响明显。Maillard反应宜选择95℃（2 h）或121℃（5 min）。

图1 Maillard反应条件对稳定性的影响

2.2 均质条件对稳定性的影响

图2 均质条件对稳定性的影响

表7 37℃观察结果

图2为均质条件对灭菌褐色乳酸菌乳饮料稳定性的影响；表7为37℃条件下观察结果。分析表7和图2可知，65℃的产品粘度比25℃低，均质2次的产品粘度比均质1次的低；温度对产品沉淀率的影响比均质次数明显，25℃均质1次比等温条件下均质2次的产品沉淀率稍低，两者差别不大，65℃均质1次比等温条件下均质2次的产品沉淀率低，从0.21%上升到0.54%，差别明显；从37℃产品稳定性观察，可见总体B样品稳定性最好，其次分别是A、C，最差是D样品。

出现上述结果是因为在同样均质压力下，均质温度越高，物料颗粒越细，越均匀，组织状态越稳定，但是温度过高使乳浊体系粘度下降，导致小液滴的沉降速度和扩散系数增加，均质后的液滴由于碰撞频率的增加而导致小液滴均质后又粘在一起，从而降低了稳定效果[3]。因此，灭菌褐色乳酸菌乳饮料的在20 MPa均质压力下最好的均质条件是25℃均质2次。

图3 杀菌条件对灭菌褐色乳酸菌乳饮料稳定性的影响

表8 37℃观察结果

2.3 杀菌条件对灭菌褐色乳酸菌乳饮料稳定性的影响

由表8可见：A、B、C、D、E五种杀菌方式的样品粘度逐渐下降，而样品A、C、E沉淀率区别不大，均在0.1%以内；样品B沉淀率最大，其次是样品D。

由图3结果表明，样品A、E观察期内稳定性良好，其余样品皆出现水析、沉淀问题，其中样品B在观察30 d出现水析2 mm、沉淀1 mm，其稳定性最差。

结合表8和图3可知，灭菌褐色乳酸菌乳饮料在90 ℃（20 min）和121 ℃（5 s）条件下杀菌，其稳定性良好。品尝样品A和E发现后者更清爽、香气纯正，这可能是样品经过20 min长时间加热的营养物质比121℃（5 s）杀菌的损失严重。因此，121 ℃（5 s）的杀菌条件更适合用于灭菌褐色乳酸菌乳饮料的制备。

3 结论

通过测定产品的粘度、沉淀率和稳定性观察，研究了生产制备灭菌褐色乳酸菌乳饮料的主要生产工艺条件，包括：Maillard反应、均质及杀菌参数对产品稳定性的影响。研究结果表明：Maillard反应宜选择95℃（2 h）或121℃（5 min）；优化均质条件为25℃，20 MPa，均质2次；优化杀菌条件为121℃，5 s。

[1]董涛，张国松，周玉玲.养乐多风味乳酸菌饮料生产工艺的探讨[J].中国乳品工业，2005（33）：40-41.

[2]刘丽，蔡云升.调配型酸乳饮料稳定剂及稳定性的研究[J].食品工业科技，2003，24（5）：63-64.

[3]刘利强，杜娟，白永强.乳酸菌饮料稳定性的影响因素[J].中国乳品工业，2006（34）：58-60.

[4]袁博，许时婴.乳化稳定剂对冰淇淋品质的影响[J].冷饮与速冻食品工业，1996（4）：6-7.