不同熱處理脫脂乳粉對褐色乳酸菌飲料穩(wěn)定性的影響

褐色乳酸菌飲料是指以脫脂乳粉和葡萄糖為原料，經(jīng)高溫長時間美拉德反應(yīng)褐變，冷卻后接種乳酸菌，再發(fā)酵得到發(fā)酵乳，并以此為基料，加入水、甜味劑、酸味劑、穩(wěn)定劑、香精調(diào)配而成的發(fā)酵型乳酸菌飲料。

脫脂乳粉是以新鮮牛乳為原料，離心脫脂后經(jīng)殺菌、蒸發(fā)濃縮，噴霧干燥制成。脫脂乳粉根據(jù)其生產(chǎn)過程中脫脂乳熱處理殺菌溫度不同，通?？煞譃楦撸疁兀?0 ℃，30 min或120 ℃，1min）、中溫（75 ℃，1-3 min）和低溫脫脂乳粉（75 ℃，15 s）。由于脫脂乳粉不同熱處理生產(chǎn)時受熱程度不同，乳酸菌飲料產(chǎn)品穩(wěn)定性也不同。合適的熱處理脫脂乳粉作為褐色乳酸菌飲料的原料，對產(chǎn)品穩(wěn)定性具有重要影響。

本研究通過使用不同熱處理（高溫、中溫、低溫）脫脂乳粉和鮮制脫脂乳生產(chǎn)褐色乳酸菌飲料，探討了不同脫脂乳原料以及褐色乳酸菌軟料生產(chǎn)工藝對飲料穩(wěn)定性的影響。以確定生產(chǎn)褐色乳酸菌飲料的*佳熱處理脫脂乳粉及影響飲料穩(wěn)定性的關(guān)鍵工藝，以期為改進褐色乳酸菌飲料加工工藝并提高其儲藏穩(wěn)定性提供技術(shù)支撐。

1. 實驗方法

1.1 殺菌型褐色乳酸菌飲料生產(chǎn)工藝

葡萄糖90 ℃熱水溶解，冷卻至35 ℃?zhèn)溆茫幻撝榉?5 ℃水溶解，剪切乳化15 min，并與葡萄糖水混合后定容，靜置水合30 min。以鮮乳制備的脫脂乳為原料時，將牛乳8000 r/min，20 min離心2次，過濾除去脂肪后，與葡萄糖水混合后定容靜置水合。將混合物進行均質(zhì)處理（65 ℃，15MPa），然后殺菌（65 ℃，30 min）。95 ℃高溫褐變至標(biāo)準(zhǔn)顏色，充分冷卻至39℃，接種干酪乳酸菌N115(10⁹ CFU/mL)，混合均勻后，于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h后剪切破乳，20 MPa冷均質(zhì)后備用。添加葡萄糖、白砂糖、果膠等輔料，與發(fā)酵液混合，剪切后調(diào)酸定容。將料液熱均質(zhì)（65 ℃，25 MPa），然后灌裝。講罐裝后的飲料85 ℃殺菌30 min，冷卻后進庫保藏。

1.2 乳狀液物理穩(wěn)定性分析

LUMiSizer，曲線數(shù)量 255，轉(zhuǎn)速4 000 r/min、時間間隔30 s。以不穩(wěn)定性指數(shù)為指標(biāo)進行穩(wěn)定性分析，不穩(wěn)定性指數(shù)越高代表體系越不穩(wěn)定，反之乳狀液穩(wěn)定。

LUMiSizer®采用STEP技術(shù)可探測與時間，空間相關(guān)的光投射強度,記錄預(yù)選時間內(nèi)通過整個樣品（從底部到頂部）的光透射走向，以及通過可探測的入射光的減弱量化局部分散顆粒濃度的變化。利用SEPView軟件里求值方法“不穩(wěn)定指數(shù)”，通過不穩(wěn)定指數(shù)柱狀圖和曲線圖可以定性分析樣品的穩(wěn)定性。

2. 結(jié)果與分析

圖1 不同熱處理脫脂乳粉對飲料生產(chǎn)過程中不穩(wěn)定指數(shù)的影響

在高溫褐變處理后，物料的不穩(wěn)定指數(shù)大幅度上升，發(fā)酵均質(zhì)及配料定容后明顯下降；以中溫脫脂乳粉為原料的產(chǎn)品體系不穩(wěn)定指數(shù)值在整個生產(chǎn)過程中處于低水平，穩(wěn)定性佳。各樣品穩(wěn)定性由好到差依次為中溫乳粉、高溫乳粉、低溫乳粉、鮮制脫脂乳，與基于粒徑、電位的結(jié)果一致。

高溫長時間熱處理使蛋白質(zhì)變性，發(fā)生聚集和交聯(lián)，使蛋白質(zhì)顆粒體積變大，產(chǎn)品穩(wěn)定性下降；同時，長時間熱處理脫脂乳粉會加重美拉德反應(yīng)，而過度美拉德反應(yīng)會促進非蛋白聚合反應(yīng)，從而導(dǎo)致沉淀的發(fā)生而降低體系穩(wěn)定性。發(fā)酵液經(jīng)均質(zhì)后，體系中游離的H⁺與酪蛋白表面負(fù)電荷發(fā)生中和，減弱了蛋白質(zhì)膠體之間的靜電排斥作用，蛋白質(zhì)開始聚集而沉淀。因此發(fā)酵均質(zhì)后不穩(wěn)定指數(shù)較高。配料后，由于水的稀釋作用和加入果膠產(chǎn)生的保護層，不穩(wěn)定性指數(shù)顯著下降。

以中溫脫脂乳粉為原料的產(chǎn)品不穩(wěn)定指數(shù)最小，比較樣品粒徑和電位的結(jié)果后，該樣品粒徑最小、電位絕對值最大，可能是由于中溫乳粉蛋白質(zhì)變性程度適中，高級結(jié)構(gòu)適當(dāng)展開，鏈結(jié)變得更加柔軟，暴露除適量的疏水基團，改善蛋白質(zhì)的雙親性，使蛋白質(zhì)分子有序排列，更易吸附于界面上；體系內(nèi)電荷增多， 有利于體系的穩(wěn)定。但熱處理程度進一步加大時，蛋白質(zhì)變性嚴(yán)重，體系失穩(wěn)。

因此，物料的受熱程度、加工過程的均質(zhì)處理和配料定容是影響飲料穩(wěn)定性的重要因素。

3.結(jié)論

在飲料生產(chǎn)過程高溫褐變使產(chǎn)品穩(wěn)定性下降，均質(zhì)處理及配料定容使體系更穩(wěn)定。因此，高溫褐變、均質(zhì)處理和配料環(huán)節(jié)是影響褐色乳酸菌飲料穩(wěn)定性的關(guān)鍵工藝。以不同熱處理脫脂乳為原料的產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性由好到差依次為中溫乳粉、高溫乳粉、低溫乳粉、鮮制脫脂乳。因此，選擇中溫脫脂乳粉作為褐色乳酸菌飲料生產(chǎn)原料。