牟彥
(康師傅飲品控股有限公司研發(fā)中心,天津 300457)
在日本飲料市場中,CALPIS 公司是一家有著百年歷史的飲料公司,其主力產(chǎn)品CALIPS 具有美味、健康、放心、經(jīng)濟(jì)性等魅力,作為國民飲料已經(jīng)跨越了年齡界限一直受到大眾的喜愛。在這些類清爽型乳酸味飲料開發(fā)中,蛋白質(zhì)遇酸沉淀是生產(chǎn)中遇到的最大問題,需選擇合適的生產(chǎn)工藝及適合的穩(wěn)定劑。
在工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品制程的設(shè)定對產(chǎn)品的穩(wěn)定性將是非常重要的。本文主要研究在選定合適的穩(wěn)定劑保護(hù)蛋白質(zhì)時(shí),加酸的方式及產(chǎn)品制程對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響。
可溶性大豆多糖是一種可作蛋白穩(wěn)定劑的純天然膳食纖維,由大豆豆渣經(jīng)過酶解提取、分離、精制、殺菌、干燥等工藝制成[1]??扇苄源蠖苟嗵菍儆谒嵝远嗵荹2],具有類果膠結(jié)構(gòu)的陰離子多糖,在pH3~7 之間基本保持不變,具有穩(wěn)定酸性飲料中蛋白質(zhì)的作用,被廣泛用于清爽型乳酸味飲料中。
原料:日本不二制油公司的大豆多糖S-CA-200、果膠、乳酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、新西蘭恒天然公司的脫脂奶粉(中溫)。
儀器:靜音式數(shù)字顯示均質(zhì)機(jī),型號Slient Crushevm:德國Heidelph 公司;粒度分析儀(2000MU):美國MALVERN 公司。
1.2.1 制程A
將未冷卻的乳與穩(wěn)定劑混合液加入稀酸液中,不進(jìn)行均質(zhì),加熱充填。
1)準(zhǔn)確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預(yù)混,加入80℃~85 ℃熱水300 mL,開均質(zhì)機(jī)10 min,完全溶解。
2)準(zhǔn)確稱取所需脫脂奶粉剩余砂糖,加入60 ℃~70 ℃溫水300 mL,開均質(zhì)機(jī)5 min,完全溶解后加入到步驟1 制取的溶液中,攪拌10 min 使其充分混合。
3)稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉,加入2 L 常溫水溶解。
4)將步驟2 制得溶液緩慢加入步驟3 制得溶液中(加入時(shí)開啟均質(zhì)機(jī))。
5)定溶至3 kg,加熱充填。
1.2.2 制程B
未冷卻的低濃度乳、穩(wěn)定劑混合液中加入高濃度酸液,不進(jìn)行均質(zhì),加熱充填。
1)準(zhǔn)確稱取大豆多糖與果膠與蔗糖預(yù)混,加入80 ℃~85 ℃熱水1 L,開均質(zhì)機(jī)10 min,完全溶解。
2)準(zhǔn)確稱取所需脫脂奶粉,加入60 ℃~70 ℃溫水1 L,開均質(zhì)機(jī)5 min,完全溶解后加入到步驟1 制取的溶液中,攪拌10 min 使其充分混合。
3)稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉,加入100 mL常溫水溶解。
4)將步驟3 制得溶液緩慢加入步驟2 制得溶液中(加入時(shí)開啟均質(zhì)機(jī))。
5)定溶至3 kg,加熱充填。
1.2.3 制程C
冷卻的高濃度乳與穩(wěn)定劑混合液加入低濃度酸液中,不均質(zhì)加熱充填
1)準(zhǔn)確稱取所需脫脂奶粉,加入60 ℃~70 ℃溫水300 mL,開均質(zhì)機(jī)10 min,冷卻至30 ℃以下。
2)準(zhǔn)確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預(yù)混,加入80 ℃~85℃熱水300 mL,開均質(zhì)機(jī)10 min,完全溶解后加入步驟1 制取的溶液中,攪拌10 min 使其充分混合,將混合液冷卻至30 ℃以下。
3)稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉,加入2000mL常溫水溶解,冷卻至30 ℃以下。
4)將步驟2 制得溶液緩慢加入步驟3 制得溶液中(加入時(shí)開啟均質(zhì)機(jī))。
5)定溶至3 kg,加熱充填。
1.2.4 制程D
冷卻的高濃度乳液加入低濃度酸液中,經(jīng)均質(zhì)后加熱充填。
1)準(zhǔn)確稱取所需脫脂奶粉,加入60 ℃~70 ℃溫水300 mL,開均質(zhì)機(jī)10 min,冷卻至30 ℃以下。
2)準(zhǔn)確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預(yù)混,加入80 ℃~85 ℃熱水300 mL,開均質(zhì)機(jī)10 min,完全溶解后加入步驟1 制取的溶液中,攪拌10 min 使其充分混合,將混合液冷卻至30 ℃以下。
3)稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉,加入2 L 常溫水溶解,冷卻至30 ℃以下。
4)將步驟2 制得溶液緩慢加入步驟3 制得溶液中(加入時(shí)開啟均質(zhì)機(jī))。
5)定溶至3 kg,預(yù)熱至75 ℃。
6)將步驟5 得到的溶液進(jìn)行均質(zhì),均質(zhì)壓力150 kg/cm2。
7)加熱充填。
1.2.5 制程E
冷卻的低濃度乳與穩(wěn)定劑混合液中加入高濃度酸液,不均質(zhì)加熱充填。
1)準(zhǔn)確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預(yù)混,加入80℃~85 ℃熱水1 L,開均質(zhì)機(jī)10 min,使其完全溶解。
2)準(zhǔn)確稱取所需脫脂奶粉,加入60 ℃~70 ℃溫水1 L,開均質(zhì)機(jī)5 min,完全溶解后加入步驟1 制取的溶液中,攪拌10 min 使其充分混合,冷卻至30 ℃以下。
3)稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉,加入100 mL常溫水溶解,冷卻至30 ℃以下。
4)將步驟3 制得溶液緩慢加入步驟2 制得溶液中(加入時(shí)開啟均質(zhì)機(jī))。
5)定溶至3 kg,加熱充填。
1.2.6 制程F
冷卻的低濃度乳與穩(wěn)定劑混合液中加入高濃度酸液,經(jīng)均質(zhì)過加熱充填。
1)準(zhǔn)確稱取大豆多糖、果膠與蔗糖預(yù)混,加入80 ℃~85 ℃熱水1 L,開均質(zhì)機(jī)10 min,完全溶解。
2)準(zhǔn)確稱取所需脫脂奶粉,加入60 ℃~70 ℃溫水1 L,開均質(zhì)機(jī)5 min,完全溶解后加入步驟1 制取的溶液中,攪拌10 min 使其充分混合,冷卻至30 ℃以下。
3)稱取所需乳酸、檸檬酸及檸檬酸鈉,加入100 mL常溫水溶解,冷卻至30 ℃以下。
4)將步驟3 制得溶液緩慢加入步驟2 制得溶液中(加入時(shí)開啟均質(zhì)機(jī))。
5)定溶至3 kg,預(yù)熱至75 ℃。
6)將步驟5 得到的溶液進(jìn)行均質(zhì),均質(zhì)壓力150 kg/cm2。
7)加熱充填。
將樣品放入粒度分析儀MALVERN 2000 進(jìn)行粒度分析。
取制備好的飲料,搖勻后取10.00 g 于5 400 r/min下離心12 min,去除上清液并計(jì)算沉淀率。沉淀率=(離心后沉淀和管的總質(zhì)量-空管質(zhì)量)/(樣品和管的總質(zhì)量空管的質(zhì)量)×100%。
取制備好的飲料,在4℃條件下冷藏24 h 后測定感官指標(biāo)。
溫度對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響見圖1。
圖1 溫度對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響Fig.1 Effect of temperature on the stability of the product
以上A-F 等6 個(gè)制程制作的成品,從外觀看,A與B 樣品沉淀最多,從粒度分析結(jié)果看,樣品A 的大粒徑分子分布不均,出現(xiàn)多個(gè)峰值,樣品B 的粒徑主要集中在1~100 μm 之間,此兩個(gè)樣品的平均粒徑分別為56.074 μm 和26.492 μm。分析原因?yàn)楦邷鼗旌纤帷⑷橐涸斐傻鞍踪|(zhì)變性沉淀,因此A 與B 制程不適合用于產(chǎn)品制作。C-F 4 個(gè)樣品均為低于30 ℃條件下進(jìn)行乳與酸的混合。放置一周后,D、F 樣品沉淀明顯少于C、E 樣品。可見均質(zhì)對產(chǎn)品沉淀改善很重要。由此的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,對于酸性乳味飲料,加酸時(shí)的溫度對其產(chǎn)品穩(wěn)定性有很大影響,根據(jù)產(chǎn)品外觀觀察,溫度越高產(chǎn)品穩(wěn)定性越差,在加酸時(shí)溫度應(yīng)控制在30 ℃以下。
產(chǎn)品37 ℃保溫1 個(gè)月后,從圖2 結(jié)果看,制程F的平均粒徑最小,F(xiàn) 樣品的粒子主要集中在0.03 μm~0.3 μm 之間,制程D 的平均粒度略大于F,D 樣品的粒子主要集中在0.04 μm~0.4 μm 之間。通過對產(chǎn)品的外觀觀察與粒度分析結(jié)果比較,結(jié)果一致性較高。
圖2 加酸方式與均質(zhì)對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響Fig.2 Effect of adding acid and homogenization on stability of product
以上4 個(gè)制程,以D、F 制程產(chǎn)品狀態(tài)穩(wěn)定,沉淀量較少,在工廠試車此兩種制程,得到的產(chǎn)品進(jìn)行沉淀率測試,制程D 的工廠樣品沉淀率1.0%,制程F 的工廠樣品沉淀率0.8%,在樣品進(jìn)行常溫、光照、冷藏、37 ℃保溫四周期間內(nèi),制程D 工廠樣品的沉淀率在1.0%以上,制程F 工廠樣品的沉淀率在0.6%~0.8%之間,明顯好于D 樣品,且制程D 因需要將乳與乳化劑混合液緩慢加入酸液中,所以生產(chǎn)周期長,生產(chǎn)能效降低,而制程F 為在開啟攪拌的情況下快速將酸液加入乳與乳化劑混合液中,可減少產(chǎn)品調(diào)配時(shí)間,保證生產(chǎn)的連續(xù)性。綜合考慮采用制程F 既可以保證產(chǎn)品穩(wěn)定性又節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間。
由2.2 結(jié)論可知,均質(zhì)過程對產(chǎn)品的穩(wěn)定性有關(guān)鍵作用,因D 樣品在制作完成后的粒度分析表現(xiàn)良好,所以選用制程D 進(jìn)行均質(zhì)壓力測試,分別選用150、200、250 kg/cm2均質(zhì)壓力,見圖3。
圖3 不同均質(zhì)壓力對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響Fig.3 Effects of different homogenization pressure on the stability of the product
由以上粒度分析得知,均質(zhì)壓力為150 kg/cm2與200 kg/cm2的圖形一致,而壓力升為250 kg/cm2時(shí)波峰向右移動(dòng),平均粒度反而加大,因此設(shè)定最低均質(zhì)壓力為(180±20)kg/cm2。
作為一款清爽型低蛋白乳酸味飲料,其開發(fā)重點(diǎn)為選擇合適的乳化穩(wěn)定劑及適宜的制程條件,并能符合工業(yè)生產(chǎn)需要。
綜合上述研究結(jié)果,此類產(chǎn)品可采用在快速攪拌條件下,將高濃度酸液快速加入低濃度乳與穩(wěn)定劑混合液中,調(diào)配液經(jīng)(180±20)kg/cm2壓力均質(zhì)的加工工藝。
[1]李莊.大豆水溶性多糖的提取應(yīng)用研究[D].上海:華東師范大學(xué),2005
[2]司華靜,齊軍茹,楊曉泉,等.酸性條件下提取大豆多糖的流變特性[J].中國油脂,2008,33(1):50-52