楊永龍，王美華，賈少婷，劉紅霞，母智深（蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特011500）

DHA藻油在調(diào)制乳中的穩(wěn)定性研究

楊永龍，王美華，賈少婷，劉紅霞，母智深
（蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特011500）

通過對添加DHA藻油調(diào)制乳生產(chǎn)工藝的研究，采用L9（34）正交試驗的方法，確定最佳工藝條件為VC-Na添加量0.30g/kg，巴氏殺菌參數(shù)85℃/15s，儲存溫度10℃，儲存時間≤6h，產(chǎn)品穩(wěn)定性最好。

DHA藻油；調(diào)制乳；穩(wěn)定性

DHA（二十二碳六烯酸），俗稱腦黃金，是人體必需的多不飽和脂肪酸，屬于Omega-3不飽和脂肪酸家族中的重要成員。DHA是神經(jīng)系統(tǒng)細胞生長及維持的一種主要元素，是大腦和視網(wǎng)膜的重要構成成分，在人體大腦皮層中含量高達20%，在眼睛視網(wǎng)膜中所占比例最大，約占50%，因此，對嬰幼兒的大腦及視覺系統(tǒng)的發(fā)育有著十分重要的意義［1］。人體無法自身合成DHA，只有通過外界膳食攝取才能獲取DHA。有關DHA功能性，很多專家學者、科研機構、醫(yī)療機構均發(fā)表過研究報道。歐洲食品安全局（EFSA）聲明：攝入DHA有助于胎兒，嬰兒和幼兒的眼部正常發(fā)育；有助于嬰兒視覺發(fā)育；有助于胎兒，嬰兒和兒童的大腦正常發(fā)育。另外，還有相關研究報道證明，DHA可以降低血液中甘油三酯含量，提高中年人邏輯思維能力和工作記憶能力，對于老年人維持和提高大腦健康，降低老年黃斑病、癡呆癥的風險方面也有好處?？梢哉f，DHA的重要性貫穿人的一生。

DHA按照來源主要分為DHA藻油和DHA魚油兩大類，其中，DHA藻油是以裂壺藻種（或吾肯氏壺藻、寇氏隱甲藻）為原料，經(jīng)過發(fā)酵、分離、提純等工藝生產(chǎn)制成。魚油DHA是通過可食用海洋魚類經(jīng)加熱烹煮、壓榨、離心、提純、脫色、除臭等工藝而制成的油狀液體產(chǎn)品。藻類中的DHA含量相對較高，幾乎不含EPA，如果從藻類中提取DHA，DHA和EPA的體積為20∶1，但如從魚油中提取，二者比例則是（4∶1）～（5∶1）（體積比）［2］。藻類提取的DHA是純天然、植物性的、抗氧化能力強、EPA含量少；而從深海魚油提取的DHA，性質比較活躍，同時EPA含量較高。

根據(jù)GB 25191-2010《食品安全國家標準調(diào)制乳》中調(diào)制乳的定義為“不低于80%的生牛（羊）乳或復原乳為主要原料，添加其他原料或食品添加劑或營養(yǎng)強化劑，采用適當?shù)臍⒕驕缇裙に囍瞥傻囊后w產(chǎn)品”，每100 g要求脂肪大于等于2.5 g（全脂產(chǎn)品），蛋白質大于等于2.3 g［3］。調(diào)制乳的主要成分是乳，其余是原料或食品添加劑或營養(yǎng)強化劑。乳的成分包括脂肪、蛋白質、乳糖、灰分、還有一些礦物質、維生素、天然的酶類，食品添加劑為增稠劑、乳化劑等，營養(yǎng)強化劑為維生素類、礦物質類等。

1　試驗

1.1原料

生牛乳：呼和浩特周邊牧場收購；白砂糖：中糧新疆四方糖業(yè)公司；單硬脂酸甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯：廣州美晨集團公司；瓜爾膠、卡拉膠：美國FMC公司；Vc-Na：河北石藥集團公司；DHA藻油：荷蘭DSM公司。

1.2設備

牛乳預處理系統(tǒng)：中國天巴；超高溫殺菌機：瑞典利樂；無菌包灌裝機：德國康美包。

2　方法

2.1工藝流程

原料乳驗收→凈乳→配料→預熱→均質→閃蒸→巴氏殺菌→冷卻→超高溫滅菌→無菌灌裝→離庫出廠

2.2操作要點

2.2.1原料乳驗收

原料乳選擇新鮮生牛乳，酸度在17°T以下，菌落總數(shù)＜50萬cfu/mL，干物質含量≥11%，具有牛乳特有的滋氣味，不得有外來異味，無抗生素、無摻假及其它異物。

2.2.2凈乳

原理是利用原料乳在分離缽內(nèi)受強大離心力的作用，將大量的機械雜質留在分離缽的內(nèi)壁上，而原料乳被凈化。采用的設備主要是分離機，轉速為70 r/min～80 r/min，溫度＜20℃，壓力≤0.20 MPa。將以上生牛乳通過板式換熱器冷卻至2℃～8℃，并放入緩沖罐中進行貯存，貯存時間≤6 h［4］。

2.2.3配料

將部分冷卻過的生牛乳打入化料缸中，升溫至40℃～50℃，將白砂糖、Vc-Na、DHA藻油和穩(wěn)定劑等緩慢加入到化料系統(tǒng)中，繼續(xù)升溫至60℃以上，攪拌10 min，直至料液完全融合，經(jīng)過冷卻后打入配料缸中。

2.2.4均質

通過板式換熱器對化料過的牛乳進行預熱，使其溫度達到50℃～70℃，然后進行均質，均質總壓力為 15 MPa～17 MPa，其中，一級均質壓力為12 MPa～15 MPa，二級均質壓力為3 MPa～4 MPa。

2.2.5閃蒸

其原理是利用加熱牛乳在負壓狀態(tài)下容易脫去水分和牛乳中殘存氣體，從而提高牛乳固形物含量，使牛乳更加香濃。牛乳進入閃蒸器的溫度為85℃～90℃，出閃蒸器的溫度為30℃～80℃。

2.2.6巴氏殺菌

通過巴氏殺菌機對牛乳進行巴氏殺菌處理。

2.2.7冷卻、貯存

將巴氏殺菌后的牛乳通過板式換熱器進行冷卻，然后放入緩沖罐中進行貯存，同時按照試驗要求控制貯存溫度和時間，依據(jù)質量標準對半成品進行檢測，檢測合格后進入下一工序。

2.2.8超高溫滅菌

通過管式換熱器對牛乳進行超高溫瞬時滅菌處理，滅菌溫度通常為（137±2）℃，滅菌時間是2 s～4 s，進料溫度5℃～25℃，預熱后溫度70℃～90℃，此階段還要對牛乳再次進行均質，均質總壓力為20MPa～22MPa，一級壓力為16MPa～18MPa，二級壓力為3MPa～4MPa。

2.2.9無菌灌裝

利用無菌灌裝機將牛乳直接灌入到包裝盒內(nèi)，目前國內(nèi)較為常見的灌裝機，如瑞典利樂包、德國康美包等，由于牛乳已經(jīng)經(jīng)過超高溫滅菌，包裝盒則采用雙氧水對其進行滅菌，以保證產(chǎn)品的商業(yè)無菌，通常灌注溫度為10℃～25℃［5］。

2.2.10入庫出廠

將灌裝完的產(chǎn)品經(jīng)過裝箱后直接放入成品庫房中進行貯存，產(chǎn)品在達到保溫期經(jīng)過檢驗合格后即可出廠。

2.3質量評定

調(diào)制乳的質量評定采用百分制，分別對產(chǎn)成品的滋氣味、感官狀態(tài)和DHA含量進行打分，具體的評分標準如表1所示。

表1 質量評定評分標準Table 1　Grade estimation standards of quality

3　結果與分析

3.1VC-Na添加量的影響

采用巴氏殺菌參數(shù)為85℃/15 s，儲存溫度為10℃，儲存時間≤6 h的工藝生產(chǎn)調(diào)制乳。VC-Na添加量分別為0.20、0.30、0.40 g/kg，VC-Na添加量的影響如表2所示。

表2VC-Na添加量的影響Table 2　Influence of VC-Na added amount

由表2可知，當VC-Na添加量為0.20 g/kg時，調(diào)制乳產(chǎn)品的滋氣味出現(xiàn)了明顯的腥味，說明VC-Na沒有達到對DHA藻油抗氧化保護的有效劑量，而VC-Na添加量越大達到0.40 g/kg，產(chǎn)品的咸味就越重，因為VC-Na屬于典型的鹽類，添加量過高時產(chǎn)品自身就會帶來咸味，同時感官狀態(tài)也出現(xiàn)了輕微的底部沉淀，這可能是由于隨著VC-Na鹽添加量的增加，牛奶中的鹽類會發(fā)生變化，例如其中Na+的濃度增加，因此導致牛奶穩(wěn)定性降低可能是由于其中的鹽類發(fā)生變化所導致［6］，但VC-Na添加量不會影響到DHA含量，其實際含量均在合格范圍內(nèi)。VC-Na添加量最直接影響含有DHA藻油調(diào)制乳產(chǎn)品的滋氣味，其次是感官狀態(tài)。綜合以上試驗結果，VC-Na添加量選擇0.3 g/kg效果較好。

3.2巴氏殺菌參數(shù)的影響

采用VC-Na添加量為0.30 g/kg，儲存溫度為10℃，儲存時間≤6 h的工藝生產(chǎn)調(diào)制乳。巴氏殺菌參數(shù)分別選擇65℃/1 800 s、85℃/15 s、72℃/900 s，不同巴氏殺菌參數(shù)對調(diào)制乳滋氣味及DHA含量都有著顯著影響，結果如表3所示。

表3　巴氏殺菌參數(shù)的影響Table 3　Influence of pasteurization parameters

由表3可以看出，不同的巴氏殺菌參數(shù)組合，產(chǎn)品滋氣味、感官狀態(tài)和DHA含量都有不同程度的變化。當巴氏殺菌參數(shù)為65℃/1 800 s時，產(chǎn)品中的DHA含量、感官狀態(tài)和滋氣味基本都發(fā)生了變化，說明過長時間的熱處理，對產(chǎn)品自身的穩(wěn)定性造成了一定的影響，符合了下述3.3中的DHA藻油對溫度十分敏感，發(fā)生部分氧化，使產(chǎn)品出現(xiàn)了輕度的腥味，DHA含量也有所減少，而氧化產(chǎn)物與調(diào)制乳中的脂肪發(fā)生反應，從而導致產(chǎn)品出現(xiàn)輕微的脂肪上浮，相對于65℃/ 1 800 s巴氏殺菌參數(shù)，72℃/900 s對產(chǎn)品品質影響相對較小，但仍不是最佳方案，而巴氏殺菌參數(shù)選擇85℃/ 15 s時，對產(chǎn)品品質各方面都沒有產(chǎn)生明顯的影響，可以作為最優(yōu)的巴氏殺菌參數(shù)。

3.3儲存溫度的影響

采用VC-Na添加量為0.30 g/kg，巴氏殺菌參數(shù)為85℃/15 s，儲存時間≤6 h的工藝生產(chǎn)調(diào)制乳。儲存溫度分別為50、30、10℃，儲存溫度的影響如表4所示。

表4 儲存溫度的影響Table 4　Influence of storage temperature

通過表4可以看出，DHA藻油對溫度更為敏感，如果配料后產(chǎn)品的儲存溫度達到50℃時，產(chǎn)品出現(xiàn)了明顯的腥味，這是由于DHA屬于典型的多不飽和脂肪酸，而多不飽和脂肪酸分子鏈上含有的雙鍵引起氧化造成的，有研究表明脂肪酸的氧化能力與脂肪酸分子鏈中雙鍵數(shù)呈正相關，含雙鍵數(shù)目越多，不飽和度越高，就越容易氧化。而溫度又是影響多不飽和脂肪酸氧化的主要因素之一，溫度升高加速了多不飽和脂肪酸的氧化，特別是高度不飽和脂肪酸，對溫度十分敏感，從而加速DHA藻油產(chǎn)生腥味［7］。產(chǎn)品在儲存溫度10℃時穩(wěn)定性更加良好，沒有出現(xiàn)明顯的腥味等異味，而產(chǎn)品在儲存溫度30℃時就已經(jīng)變得不穩(wěn)定。所以，對于生產(chǎn)含有DHA藻油的調(diào)制乳產(chǎn)品，添加完DHA藻油的儲存溫度應控制在30℃以下，最佳溫度為10℃。

3.4儲存時間的影響

采用VC-Na添加量為0.30 g/kg，巴氏殺菌參數(shù)為85℃/15 s，儲存溫度為10℃的工藝生產(chǎn)調(diào)制乳。儲存時間分別為6、12、24 h，儲存時間的影響如表5所示。

表5　儲存時間的影響Table 5　Influence of storage time

由表5可知，隨著巴氏殺菌結束后牛乳儲存時間的延長，產(chǎn)品滋氣味逐漸出現(xiàn)腥味，但組織狀態(tài)沒有發(fā)生明顯的變化，DHA含量也沒有明顯的波動。儲存時間在6 h以內(nèi)時，產(chǎn)品的滋氣味呈現(xiàn)正常味道，但是儲存時間在6 h～12 h時，產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)了輕微的腥味，說明產(chǎn)品的抗氧化保護體系受到儲存時間的影響，當儲存時間在24 h以上時，則出現(xiàn)了明顯的腥味，說明DHA藻油在空氣中暴露時間過長，容易發(fā)生氧化而產(chǎn)生腥味。綜合此次試驗結果，添加DHA藻油的調(diào)制乳在巴氏殺菌結束后儲存時間必須控制6 h以內(nèi)，然后盡快轉序進行超高溫滅菌和灌裝。

3.5生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

本研究根據(jù)4個單因素試驗確定影響調(diào)制乳工藝生產(chǎn)結果，分別是VC-Na添加量、巴氏殺菌參數(shù)、儲存溫度和儲存時間，通過調(diào)制乳的質量評定和極差分析來確定最佳工藝參數(shù)，生產(chǎn)工藝的正交試驗如表6和表7所示。

表6 因素水平Table 6　Factor level

由表7中可以看出，影響工藝生產(chǎn)結果因素的大小順序依次是：D＞B＞A＞C，即儲存時間、巴氏殺菌參數(shù)、VC-Na添加量和儲存溫度。隨著A因素VC-Na添加量的增加，產(chǎn)品的滋氣味逐漸由腥味變成了咸味，說明VC-Na發(fā)揮明顯抗氧化的保護作用，對產(chǎn)品滋氣味的影響最為直接，而對于DHA含量的影響幾乎沒有，但是添加量也不能過多，否則容易造成口感變咸和輕微沉淀現(xiàn)象；隨著B因素巴氏殺菌強度的降低，產(chǎn)品的滋氣味和感官狀態(tài)基本趨于正常，同時，不同的巴氏殺菌參數(shù)組合，對產(chǎn)品中DHA含量也產(chǎn)生了一定的影響，其中，65℃/1 800 s的巴氏殺菌參數(shù)組合特別不適合加工添加有DHA藻油的調(diào)制乳產(chǎn)品；隨著C因素儲存溫度的降低，產(chǎn)品的滋氣味和感官狀態(tài)正好出現(xiàn)了與D因素儲存時間截然相反的情況，同時，配料后產(chǎn)品的儲存溫度過高也會導致出現(xiàn)腥味，說明DHA藻油在調(diào)制乳加工中的耐熱性不是最佳，在實際生產(chǎn)過程中需要制定合理有效的控制措施；隨著D因素儲存時間的延長，產(chǎn)品的滋氣味和感官狀態(tài)都出現(xiàn)了變化，同時對最終產(chǎn)品品質的影響也最為直接。生產(chǎn)添加DHA藻油的調(diào)制乳產(chǎn)品最佳工藝組合為A2B2C3D1，即：VC-Na添加量0.30 g/kg，巴氏殺菌參數(shù)85℃/15 s，儲存溫度10℃，儲存時間≤6 h，與單因素試驗結果一致。

表7　生產(chǎn)工藝試驗結果極差結果分析表Table 7　The pole making handicraft test result dispatches analysis form result

3.6成品的感官指標、理化指標和微生物指標

3.6.1感官指標

色澤：乳白色。

滋氣味：本品特有的滋氣味，無異味。

組織狀態(tài)：呈現(xiàn)均勻一致的液體，無沉淀，無凝塊，無肉眼可見異物。

3.6.2理化指標（每100 g）

蛋白質/%：2.97。

脂肪/%：3.39。

碳水化合物/%：8.52。pH值：6.62。

3.6.3微生物指標

菌落總數(shù)，CFU/mL：＜1。

大腸菌群，CFU/mL：＜1。

致病菌（沙門氏菌、金黃色葡萄球菌）：未檢出［8］。

4　結論

通過采用L9（34）正交試驗的方法，對添加DHA藻油的調(diào)制乳的生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，確定最佳工藝條件：VC-Na添加量0.30 g/kg，巴氏殺菌參數(shù)85℃/15s，儲存溫度10℃，儲存時間≤6 h，最終產(chǎn)品呈現(xiàn)均勻的乳白色，無其他異味，無沉淀、無凝塊的液體牛乳。

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Stability Study of DHA Algae Oil in Modified Milk

YANG Yong-long，WANG Mei-hua，JIA Shao-ting，LIU Hong-xia，MU Zhi-shen
（MengNiu Dairy Industry（Group）Co.，Ltd.，Huhhot 011500，Inner Mongolia，China）

Article through the adding DHA algae oil modified milk production technology research，using L9（34）orthogonal test method，the optimum technological conditions for the VC-Na content of 0.30 g/kg，pasteurization parameters85℃/15s，storage temperature 10℃，storage time≤6h，the best of product stability.

DHA algae oil；modified milk；stability

2015-08-22

楊永龍（1982—），男（漢），中級工程師，研究方向：乳制品開發(fā)。