黑色酸性含乳饮料的配方与稳定性

邵虎，王宇彤，高一航，王海东，孔令伟

1. 江苏食品药品职业技术学院（淮安 223003）；2. 泗洪县农产品质量安全监督检验站（宿迁 223800）；3. 淮安快鹿牛奶有限公司（淮安 225005）

黑豆是一种营养丰富且药用价值很高的食用豆类[1]。黑豆味甘性平，内含丰富的蛋白质、矿物质和锌、铜、镁、钼、硒、氟等矿物质，被视为植物中营养丰富的食品，在抗衰老、抗癌等方面的研究成果颇丰，因此深受人们喜爱。黑玉米是玉米的一种，其蛋白质、脂肪和硒含量均比普通玉米高，是玉米家族的“水果”和“作物蔬菜”[2]，被营养学家们称为功能食品、益寿食品。黑玉米中的色素主要是花青素，具有较强的抗氧化、抑制胆固醇、抗过敏、护肤养颜等功效[3]。黑木耳自古以来就具有药食同源的妙用，被称之为珍贵的食用菌之王，其营养成分极其丰富，富含多糖、腺苷、黑色素、麦角甾醇磷脂类及多种维生素等化学成分，是世界公认的保健的食品[4]。黑木耳营养丰富，其含铁量要比蔬菜中含铁较高的芹菜高出20倍，比动物中猪肝高出7倍，是一种天然补血食品[5]。此外，黑木耳还含有多种氨基酸和微量元素，在药用价值方面同样具有广阔的开发市场。

此次试验以黑豆、黑玉米、黑木耳等为主要原料，进行黑色调配型酸性含乳饮料的开发，从而为营养与功能于一体新型乳饮料的开发提供新思路。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

黑豆（小豆）、黑玉米、黑木耳，市售；全脂乳粉，新西兰恒天然集团；白砂糖，江苏白玫糖业有限公司；柠檬酸、柠檬酸钠，食品级，山东中创柠檬生化有限公司；黄原胶、CMC-Na，食品级，江苏昊特食品科技有限公司；改性燕麦淀粉，本校乳品实训中心自制。

1.2 仪器与设备

SM-705 EE旋转热风炉，新麦机械（无锡）有限公司；DM-ZF 100磨浆机，沧州东风电子机械厂；YJGY-150-30高压均质机，天津市特斯达食品科技有限公司；LY-JCG夹层锅，广州市蓝垟机械设备有限公司；CSJ-250立式粉碎机，常州麦杰克干燥设备有限公司；1-10 T/H真空脱气机，上海科劳机械设备有限公司。

1.3 制作工艺流程

①黑豆→挑选→烘烤→浸泡→磨浆→过滤→黑豆汁

②黑玉米→挑选→蒸煮→浸泡→磨浆→过滤→黑玉米汁

1.4 操作要点

1.4.1 单体黑色汁的制备

选择颗粒饱满、无蛀虫、无发芽、无霉变的小粒黑豆，放入旋转热风炉内烘烤至表面裂开，无涩，无香。然后用0.3%的碳酸氢钠水溶液浸泡至豆无硬芯，再用清水反复冲洗，按黑豆与水质量比1∶9进行磨浆，分离出的渣继续加水再次磨浆后，合并黑豆浆液，采用孔径0.212～0.250 mm金属筛网过滤，备用。

选用无杂，色黑、成熟度六七成的黑玉米鲜棒，置于锅内煮至半熟，再按黑玉米粒与水质量比1∶9加水浸泡，软化5～6 h，再用打浆机磨浆，用孔径0.180～0.212 mm筛过滤得黑玉米汁，备用。

挑选选择无虫害、无霉变、色深的黑木耳，去除木屑等杂质，用适量温水浸泡2～3 h，待其完全泡发后清洗，进一步去除根部等杂质，沥干水分后在55 ℃烘箱中烘干，再行粉碎，得黑木耳粉。再以粉水比1∶50（g/mL）于85 ℃水浴锅中浸提1～2次，每次时间1～1.5 h，合并滤液后过3层纱布，得汁液备用。

1.4.2 复原乳制备

为确保乳饮料的基本乳风味，并保证蛋白质指标符合该产品质量标准的基本要求，在多次试验的基础上，将产品总质量的4.0%的全脂乳粉按（乳）粉与水（水温50 ℃左右）质量比1∶7制备复原乳，待乳粉完全溶解后将奶液静置水合20～30 min，备用。

1.4.3 调配

用夹层锅将复原乳加热至60～65 ℃，加入复合稳定剂与糖的混合物（稳定剂和糖预先混合均匀，不结块，利于在奶液中分散和溶解，亦可通过热水事先溶解），待其彻底分散溶解后再依次、多批加入黑木耳汁、黑豆汁和黑玉米汁，其间需不断搅拌，防止沉底。最后再将混合溶液冷却到20 ℃以下，快速搅拌并调酸，经过管道过滤器入下段工序。

1.4.4 均质

调节均质机，在压力20～22 MPa下进行均质，接着将料液泵入真空脱气机，控制真空度80～90 kPa对均质后的料液进行真空脱气。

1.4.5 杀菌、冷却

杀菌的温度为95 ℃，时间为5～10 min，将杀菌后的产品立即进行冷却。

1.4.6 灌装、检验和仓储

经冷却的饮料灌装封口后，对其进行感官和必要的理化微生物指标检测，同时置于4～7 ℃的冷库中仓储，即为产品。

1.5 黑色调配型酸性含乳饮料配方单因素及正交优化试验设计

在前期预试验的基础上，依次对配方中的各单因素先后进行优化试验。每一个单因素在被优化时，该因素为变量，其余未被优化的各因素为固定值，即黑豆汁添加量10%～30%，黑玉米汁5%～25%，黑木耳汁0.5%～2.5%，白砂糖7%～11%，柠檬酸01%～0.3%，以研究不同单因素变量范围内各取值水平对最终产品质量的影响。在此基础上，以对终产品影响比较大的因素进行因素水平设计，并通过正交试验优化产品的最适配方。

1.6 稳定剂单因素和正交优化复配试验设计

在配方优化试验基础上，固定配方中其他因素的取值，以0.05%～0.20%黄原胶、0.05%～0.20%改性燕麦淀粉、0.05%～0.20% CMC-Na和0.02%～0.08%柠檬酸钠进行稳定剂复配试验，利用L9(34)正交设计试验来确定稳定剂最适组合。

1.7 黑色调配型酸性含乳饮料的感官质量评定标准

邀请10人分别从饮料的色泽、滋气味和组织状态三方面进行综合评价。满分以100分计（其中色泽总分30分，滋气味40分，组织状态30分），进行品尝鉴评后打分，最终结果以其平均值表示。感官评定标准见表1[6]。

1.8 黑色调配型酸性含乳饮料理化、微生物指标及稳定性测定

脂肪、蛋白质、酸度等理化指标分别按GB 5413.3，GB 5009.5和GB 5009.46规定的方法进行检测；菌落总数、大肠菌群、致病菌等微生物指标分别按GB 4789.2，GB 4789.3和GB 4789.4规定的方法进行检验。

稳定性的测定采用离心沉淀法来表示：向带有刻度的离心玻璃管内加入10 mL的产品，记下其净质量，并于2 500 r/min离心15 min，小心移除上清液，取沉淀物，烘干后准确称取其质量，按式（1）计算沉淀率，按式（2）计算稳定性[7]。

表1 黑色调配型酸性含乳饮料的感官质量评定标准

2 结果与分析

2.1 黑豆烘烤条件的确定

采用旋转热风炉对黑豆进行烘烤，烘烤温度和时间对黑豆烘烤品质的影响结果见表2。

生豆打浆会破坏黑豆细胞，生成氧化物，使其具有豆腥味，而烘烤可以克服这个缺点。此外，烘烤还可以使抗营养成分被破坏或失活。烘烤的温度和时间对烘烤后的黑豆品质影响较大，由表2可知，130 ℃烘烤时需达到18 min才可以使豆浆无豆腥味，而在160℃时，为达到同样的效果，则需要8 min。因此，黑豆的较佳烘烤条件为温度160 ℃、时间8 min。

表2 烘烤温度和时间对黑豆烘烤品质的影响

2.2 配方优化正交试验结果

采用L16(45)正交试验设计，选择黑豆汁添加量、黑玉米汁添加量、黑木耳汁添加量、白砂糖量添加量、柠檬酸添加量5个因素，每个因素进行四水平设计，通过终产品感官品质评定确定最适配方。因素水平见表3，配方正交优化试验结果见表4。

由表4中极值（R）可知，影响该含乳饮料产品感官品质的因素主次为黑豆汁添加量＞黑木耳汁添加量＞黑玉米汁添加量＞白砂糖添加量＞柠檬酸添加量，即最优因素水平是A2B2C3D3E3。与此同时，表4中试验号10获得的感官分值最高，即A3B2C4D3E1，因此对极值最优因素水平进行3次平行试验，获得的平均分值高于试验值最高分。因此，最适配方为：黑豆汁40%、黑玉米汁10%、黑木耳汁2.5%、白砂糖8%、柠檬酸0.3%。在此条件下制成的乳饮料呈紫黑色，豆香纯正，酸甜爽口。

表3 配方优化正交试验因素水平表 %

表4 配方优化正交试验结果

2.3 复合稳定剂对黑色调配型酸性含乳饮料产品稳定性的影响

沉淀或分层是酸性含乳饮料常见的质量问题。为提高产品的稳定性，在上述配方试验的基础上，进一步进行稳定性研究，即分别以黄原胶、改性燕麦淀粉、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）等食用型单胶体和柠檬酸钠进行复配试验，通过L9(34)正交试验筛选较低沉淀率的稳定剂配方[8]。其因素水平见表5，正交优化试验结果见表6。

由表6极值（R）分析可知，影响产品稳定性因素的主次顺序为黄原胶添加量＞柠檬酸钠添加量＞CMCNa添加量＞改性燕麦淀粉，即最优组合为A3B2C2D2，与试验号中的最大值的组合不一致，因此采用进一步验证性试验，即利用极值最优组合平行3次，取其平均值，结果依然优于试验中的最大值。因此，稳定剂最佳组合为：黄原胶0.20%、改性燕麦淀粉0.10%、CMC-Na 0.10%、柠檬酸钠0.04%。此时制成的饮料不分层，状态正常，品质稳定。

表5 稳定剂正交试验因素水平表 %

表6 稳定剂正交试验结果

2.4 黑色调配型酸性含乳饮料产品的质量指标

2.4.1 感官指标

色泽呈均匀的紫黑色；具有产品正常的滋气味，酸甜适中，口感细腻，无异味；乳浊液，无分层，流动性好，无肉眼可见外来杂质。

2.4.2 理化指标

蛋白质≥1%，脂肪≥1%，酸度62 °T，苯甲酸未检出。

2.4.3 卫生指标

细菌总数≤30 CFU/mL，大肠菌群≤5 MPN/100 mL，致病菌未检出。

3 结论

黑豆在温度160 ℃条件下烘烤8 min，再通过浸泡打浆制得的黑豆汁与黑玉米汁、黑木耳汁经混料、酸化并经过稳定性处理后制成酸性含乳饮料产品。在试验过程中，经单因素试验和正交优化试验获得的最适配方为黑豆汁40%、黑玉米汁10%、黑木耳汁2.5%、白砂糖8%、柠檬酸0.3%、全脂乳粉4%；较优的稳定剂组合为黄原胶0.20%、改性燕麦淀粉0.10%、CMCNa 0.10%、柠檬酸钠0.04%。该含乳饮料具有工艺简单、感官独特、稳定性好、成本低等特点，是一款具有开发潜力的乳饮料新品。