長時間發(fā)酵褐色乳飲料是一種具有獨特風味的乳蛋白飲品，深受廣大消費者的喜愛。這種乳飲料的主要工藝是通過使脫脂奶粉還原乳與還原糖發(fā)生美拉德反應來產生獨特香氣，但由于生產過程比較復雜，任何一項工藝參數設置不當都會影響終產品的穩(wěn)定性及風味。因此，要對關鍵控制點進行深入的研究，以達到風味和穩(wěn)定性良好的目的。

1 材料與方法

1.1 原料

脫脂奶粉；白砂糖；果膠；葡萄糖；漢森Y350（菌種）。

1.2 主要設備和器材

高剪切攪拌機；恒溫水浴鍋；高壓鍋；超凈工作臺；精密PH計；離心機；分析天平；均質機；馬爾文粒徑分析儀。

1.3 工藝流程

1.3.1 發(fā)酵乳的制備

軟化水、脫脂奶粉→奶粉還原水合→添加葡萄糖→脫氣→均質→滅菌→冷卻至37℃→添加菌種0.05%→培養(yǎng)37℃/72h→冷卻至20℃以下→均質（待用）

1.3.2 調配

白砂糖+穩(wěn)定劑→65～80℃熱水溶解→冷卻至20℃→加入發(fā)酵乳等輔料→混合20～30min→25 MPa均質→殺菌110～121℃/5～10s，冷卻至10℃→無菌灌裝→檢驗→出廠

2 關鍵控制點研究

2.1 脫脂奶粉還原

2.1.1 脫脂奶粉的水合溫度與時間

脫脂奶粉還原時水合的溫度與時間組合是奶粉還原的關鍵性參數。該試驗選擇不同的溫度與時間組合還原脫脂奶粉，然后通過相同的滅菌與發(fā)酵工藝進行發(fā)酵，對比發(fā)酵液的析水情況，以選擇較優(yōu)的組合（該試驗省略了部分明顯較差的組合）。試驗數據如表1所示。

表1 不同的水合溫度與組合所得發(fā)酵液的析水情況 單位：mm

2.1.2 還原奶的脫氣

對還原奶進行脫氣處理是一項非常重要的工序，它將會影響到以下2個方面：①還原奶中的氣泡會影響均質機中的均質頭壽命；②還原奶中如果存在氣泡會影響發(fā)酵液的狀態(tài)。由于乳酸菌均為厭氧菌，氣泡周圍的乳酸菌會受到不同程度的抑制，使該區(qū)域不能有效地凝乳，從而出現(xiàn)較堅硬的顆粒，這種顆?？梢酝ㄟ^用較細的網篩過濾發(fā)酵液發(fā)現(xiàn)。

2.1.3 還原奶的均質

用全脂奶粉還原得到的還原奶必須進行均質，并且通過研究發(fā)現(xiàn)，脫脂奶粉還原得到的還原奶在發(fā)酵前進行均質也是很有必要的，因為均質能夠減少大顆粒的數量，使顆粒的分布更加均勻，有助于發(fā)酵過程的凝乳。未均質和均質的還原奶的粒徑分布如圖1～2所示，2種還原奶的粒徑分布對比如圖3所示。

2.2 還原奶殺菌溫度和時間

殺菌溫度與時間組合是影響發(fā)酵風味以及穩(wěn)定性的又一重要因素。強度的大小直接影響到最終產品的風味以及穩(wěn)定性；強度太小，不能發(fā)生美拉德反應，獨特香氣不能產生，達不到想要的效果；強度太高，則會產生焦糊味，原因是有部分蛋白發(fā)生了變性，進而發(fā)生糊化，這也是導致成品穩(wěn)定性差的主要原因。因此，平衡滅菌溫度與時間是非常重要的，不同的滅菌溫度與時間組合所得發(fā)酵液的風味得分如表2所示，不同的滅菌溫度與時間組合所得成品的沉淀量如表3所示。

圖1 未經過均質的還原奶的粒徑分布圖

圖2 經過均質的還原奶的粒徑分布圖

圖3 經過均質與未經過均質的還原奶粒徑分布對比圖

表2 不同的滅菌溫度/時間組合所得發(fā)酵液的風味得分

表3 不同的滅菌溫度/時間組合所得成品的沉淀量 單位：%

2.3 發(fā)酵過程的控制

選用37℃和42℃對還原奶同時進行發(fā)酵，不同的發(fā)酵溫度產生析水的時間與發(fā)酵液風味如表4所示。

2.4 發(fā)酵液的均質溫度

由于較高的均質溫度會使發(fā)酵液產生較堅硬的顆粒，不利于成品的穩(wěn)定，因此選擇先冷卻后均質的方式（均質壓力為250bar，溫度低于20℃）。

2.5 發(fā)酵液與膠體溶液的混合

發(fā)酵液經過均質后，遇熱會發(fā)生凝聚結塊，產生大顆粒，因此膠體溶液應該冷卻后再與發(fā)酵液混合，最高溫度不能超過20℃。

3 結果與分析

3.1 脫脂奶粉還原

3.1.1 脫脂奶粉的水合溫度與溫度

從表1可以看出，水合溫度與時間成反比關系，溫度越高需要的水合時間越短。但是水合的溫度有一定的上限，當水合溫度超過一定的程度，就會出現(xiàn)大顆粒，奶粉溶解不完全，最終導致發(fā)酵液出現(xiàn)析水，整個體系收縮，乳清蛋白析出。通過試驗得出，水合溫度不能超過55℃；在較高（如45℃）的溫度下水合脫脂奶粉輔助較柔和的攪拌，會使還原效果更佳，這樣有助于熱量的傳遞，蛋白質等干物質與水能夠充分融合；在低溫下水合比在高溫下水合的效果好，但需要較長的時間，如4℃的條件下需要保溫過夜，即需要大于12h，才能夠水合完全。

3.1.2 還原奶的均質

圖1出現(xiàn)了3個波峰，圖2只有2個波峰，通過經驗可以知道，第1個波峰為蛋白質等小體積顆粒波峰，而后面的峰則為脫脂奶粉中少量的脂肪波峰。未經過均質的還原奶的最大粒徑達到了30μm，而經過均質的還原奶的最大粒徑則小于2μm。由圖3可知，均質后還原奶的較小顆粒波峰的面積比未均質還原奶要大，也就是小顆粒比重大。所以，通過均質不僅減小了脂肪球的粒徑，還減小了部分蛋白的質顆粒的粒徑。因此，均質能使還原奶的粒徑分布更加均勻，平均粒徑更小，有助于改善發(fā)酵液狀態(tài)。

表4 不同的發(fā)酵溫度產生析水的時間與發(fā)酵液風味

3.2 還原奶殺菌溫度與時間

從表2可以看出，加熱強度過低雖然不會有不愉快的氣味，但也不會增加該產品特有的香氣；加熱強度過高就會產生不愉快的味道，影響整體的風味。從表3可以看出，加熱強度太低，不會影響成品的穩(wěn)定性，但加熱強度太高會直接影響產品的穩(wěn)定性，造成離心沉淀增加，產品體系不穩(wěn)定。

因此，還原奶的殺菌條件應選擇柔和溫度與較長時間的組合方式，這樣既能發(fā)生美拉德反應，產生特殊香氣，又不會產生不愉快的氣味。此外，這種組合方式還能使成品保持較好的穩(wěn)定性。

3.3 發(fā)酵過程的控制

從表4的結果可以確定，選擇較低的發(fā)酵溫度，較長發(fā)酵時間是發(fā)酵的最佳條件。低溫長時間發(fā)酵的原因是為了提升發(fā)酵液的香氣并避免出現(xiàn)乳體系收縮，而不是單純的提高酸度；另外，酸度的提高也省略了后期成品標準化時的調酸工序，保持了原有發(fā)酵香氣。

4 結論

還原脫脂奶粉應選用較低的溫度和較長的時間才能得到良好的效果，如果為了提高生產效率可以選擇相對高的溫度（小于55℃），較短的時間，在緩慢的攪拌條件下進行；還原奶在滅菌前應該進行脫氣和均質，以保證更加均勻的顆粒分布，較小的平均粒徑；還原奶的滅菌應該選擇相對較低的溫度和較長的時間，以得到較好的風味和穩(wěn)定性；發(fā)酵過程選擇低溫長時間發(fā)酵，有助于香氣的產生；發(fā)酵液應該采用冷均質，這樣不會使發(fā)酵液產生堅硬顆粒；發(fā)酵液與膠體溶液應該采用冷混合，防止過熱蛋白凝聚。

通過以上的研究，工藝的改進大大提高了產品的穩(wěn)定性和風味，保證生產的順利進行；另外，還可以在產品中添加多種營養(yǎng)輔料，如新鮮果汁、水果顆粒以及各種營養(yǎng)素，滿足更多消費者的需求。

[1]泰米邁，羅賓遜著，姜竹茂譯.酸乳科學與技術.北京：中國農業(yè)出版社，2003

[2]謝繼志.液態(tài)奶乳制品科學與技術.北京：中國輕工業(yè)出版社，2000