徐 升，賈小麗，曹 穎,孫艷輝

煉乳是一種濃縮乳制品，它是將新鮮牛乳經(jīng)過殺菌處理后，蒸發(fā)除去其中大部分水分而制成的產(chǎn)品。煉乳通常分為甜煉乳、淡煉乳、調(diào)制煉乳；甜煉乳是在牛乳中加入15%左右的蔗糖，并濃縮至原體積40%的一種乳制品，成品中蔗糖含量為40%-50%，增加產(chǎn)品的滲透壓，抑制微生物的生長，從而賦予成品一定的保存性，甜煉乳固形物濃縮形狀如糖漿，粘性強，密度大，營養(yǎng)成分高，口感好。將鮮牛乳加工成煉乳，一方面可以防止酸敗，延長產(chǎn)品貯存期，另一方面還可以使其增值，提高經(jīng)濟效益，解決鮮牛乳不易保存的問題，并提高牛乳的風(fēng)味[1]。以往研究大多選擇蛋白質(zhì)含量，脂肪含量，蔗糖含量作為煉乳的化學(xué)測量指標(biāo)，選擇水分，顏色，氣味，組織狀態(tài)作為物理指標(biāo)[2]，以各指標(biāo)的數(shù)值來分析煉乳的品質(zhì)好壞，而忽視了各指標(biāo)之間的關(guān)系。本研究采用真空濃縮的方式制備甜煉乳，通過測定甜煉乳的粘度和固形物兩個指標(biāo)，尋找其相關(guān)性并確定產(chǎn)品質(zhì)量。與傳統(tǒng)的濃縮方式不同，在真空條件下，物料在較低溫度下就能受熱沸騰，使水分蒸發(fā)，從而起到分離濃縮的作用[3-4]，極大程度上保存產(chǎn)品的營養(yǎng)成分，所得煉乳的營養(yǎng)價值也更高。本實驗通過單因素實驗和正交實驗找出甜煉乳生產(chǎn)的最佳工藝，制定粘度測量方法，建立粘度與固形物的回歸方程，為甜煉乳的實際生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與儀器設(shè)備

純牛奶和白砂糖購于超市，乳糖由安徽達(dá)諾乳業(yè)有限公司提供；YRE-301旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)、SHZ-95B型循環(huán)水式多用真空泵(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)、HHS型電熱恒溫水浴鍋(上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)、DHS16-A烘干法水分測定儀(上海天美天平儀器有限公司)、038318電子天平(上海越平科學(xué)儀器有限公司)、DHR-2流變儀(美國TA公司)、L550離心機(湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司)等。

1.2 實驗方法

1.2.1 生產(chǎn)工藝流程

預(yù)熱殺菌→溶糖→濃縮→冷卻→加乳糖→攪拌→結(jié)晶

1.2.2 單因素實驗

(1)不同的濃縮溫度

原料乳經(jīng)預(yù)熱殺菌后，分別在30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的濃縮溫度條件下；經(jīng)相同的濃縮時間和相同的溶糖方法處理后得到甜煉乳，通過測量其固形物含量和粘度及感官評價來確定甜煉乳的最佳濃縮溫度。

(2)不同的濃縮時間

原料乳經(jīng)預(yù)熱殺菌后，分別在25min、30min、35min、40min、45min的濃縮時間條件下；經(jīng)相同的濃縮溫度和相同的溶糖方法處理后得到甜煉乳，通過測量其固形物含量和粘度及感官評價來確定甜煉乳的最佳濃縮時間。

(3)不同的溶糖方式(最初的原料乳和白砂糖的量一致)

①將糖直接加到原料乳中，然后在95℃水浴鍋中預(yù)熱15min后進行混合，濃縮。

②原料乳和糖漿(含糖量為65%)分別在95℃水浴鍋中預(yù)熱15min殺菌，待其冷卻到57℃后，按照20:3的比例混合，濃縮。

③原料乳濃縮結(jié)束的前10min，將殺菌并冷卻的糖漿倒入濃縮灌內(nèi)進行混合，濃縮。

原料乳經(jīng)預(yù)熱殺菌后，在相同的濃縮時間和濃縮溫度下采用不同的溶糖方法蒸發(fā)除去其中大部分的水分，通過測量固形物含量和粘度及感官評價來確定甜煉乳的最佳溶糖方式。

1.2.3 正交實驗

參考單因素實驗結(jié)果，再結(jié)合所查資料，設(shè)計三因素三水平正交實驗(見表1)：濃縮溫度(40℃、45℃、50℃)、濃縮時間(45min、48min、50min)、溶糖的方法(①、②、③)，確定實驗室生產(chǎn)甜煉乳的最佳工藝條件。

表1 正交實驗因素水平表

1.2.4 感官實驗

隨機挑選十人組成感官評價小組，按照標(biāo)準(zhǔn)程序進行感官評價，去掉最高值和最低值后，取平均值即為最終感官評價分?jǐn)?shù)，從而選出最優(yōu)產(chǎn)品[5，6]。其中感官評價如表2所示。

1.2.5 回歸模型的建立

(1)列出水分-固形物-粘度表；

(2)制作固形物粘度的散點圖；

(3)結(jié)合實際操作進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各單因素最佳水平的確定

2.1.1 濃縮溫度的確定

由圖1和圖2可知：隨著溫度的升高，煉乳的粘度呈遞增的狀態(tài)，煉乳的水分呈遞減狀態(tài)。在30℃-40℃煉乳的粘度增長以及水分下降的幅度都較快；在40℃-45℃，粘度增長和水分波動都比較??；在45℃-50℃，粘度出現(xiàn)大幅度增長，水分波動亦較大；為進一步確定最佳溫度，在此基礎(chǔ)上又進行濃縮溫度選取55℃和60℃進行處理，但均出現(xiàn)粘瓶壁現(xiàn)象，所得甜煉乳不僅外觀不佳，且口感太黏，同時亦會造成原料的浪費；結(jié)合市售甜煉乳粘度測定值，最終確定實驗室甜煉乳制作的最佳溫度為50℃。

表2 感官評價表

圖1 粘度隨濃縮溫度的變化趨勢圖

圖2 水分含量隨濃縮溫度的變化趨勢圖

2.1.2 濃縮時間的確定

由圖3和圖4可知：隨著濃縮時間的增加，甜煉乳的粘度呈遞增狀態(tài)，而水分呈遞減狀態(tài)；在25min-30min粘度增長幅度和水分波動較??；在30min-35min，煉乳的粘度出現(xiàn)大幅度增長，水分下降趨勢亦較大；在35min-45min粘度增長幅度又趨于平緩，水分波動幅度也減小；為進一步的確定最佳濃縮時間，在實際操作時，增加濃縮時間為50min、55min、60min三個處理，結(jié)果顯示：濃縮時間為50min時，產(chǎn)品粘度為655.97Pa.s，不符合實際生產(chǎn)要求，口感太差；濃縮時間為55min和60min會出現(xiàn)粘瓶壁現(xiàn)象；綜合考慮后確定煉乳的最佳濃縮時間為45min。

圖3 粘度隨濃縮時間的變化趨勢圖

圖4 水分含量隨濃縮時間變化趨勢圖

2.1.3 溶糖方式的確定

由圖5和圖6可知：不同溶糖方法對甜煉乳的粘度和水分都有影響。第三種溶糖方式制作的甜煉乳水分含量最低，粘度最大，通過與市售甜煉乳對比，確定第三種溶糖方式制作出的甜煉乳更符合市場要求。

圖5 水分含量隨溶糖的方法變化趨勢圖

圖6 粘度隨溶糖的方法變化趨勢圖

2.2 正交實驗結(jié)果分析

比較表3正交實驗分析表中R值可知：對甜煉乳品質(zhì)影響程度為B>C>A，即濃縮溫度>溶糖方式>濃縮時間；比較感官評價得分，并結(jié)合水分含量和粘度得出，甜煉乳的最優(yōu)工藝為A2B1C2，即濃縮時間為48min，濃縮溫度為40℃，溶糖的方式為：原料乳和糖漿分別在95℃水浴鍋中預(yù)熱15min殺菌，待其冷卻到57℃后混合濃縮。按此操作進行三次驗證實驗，所得甜煉乳粘度平均值為：17.14Pa.s，水分含量平均值為：17.83%，固形物含量平均值為：82.57%，可溶性固形物含量平均值為：71.4%，蛋白質(zhì)含量的平均值為：9.16%，感官評價平均得分為：96分，基本符合市售甜煉乳的要求。

表3 正交實驗分析表

2.3 回歸模型的建立

(1)水分-固形物-粘度表

(2)固形物與粘度的關(guān)系

利用表4中的數(shù)據(jù)繪制得出甜煉乳固形物含量和粘度的關(guān)系圖，由圖7可知：煉乳的固形物含量越高，所對應(yīng)的粘度越大。通過制作固形物和粘度關(guān)系的曲線圖，可以清晰地看出二者呈現(xiàn)一個遞增的指數(shù)函數(shù)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為0.9483，相關(guān)性很強。在實驗室做實驗很多外界因素干擾[7]，比如人為操作存在著誤差，原料的差異，煉乳與外界空氣中的水分接觸，冷卻結(jié)晶的時間存在差異，感官評價以及粘度和固形物的測量值存在一定的誤差，在諸如此類的外在因素影響下，相關(guān)系數(shù)仍可達(dá)0.9483，證明固形物含量和粘度是存在這樣的函數(shù)關(guān)系的。

表4 水分-固形物-粘度表

3 結(jié)論

本研究通過單因素和正交實驗等方法尋求甜煉乳生產(chǎn)的最優(yōu)工藝：濃縮溫度為40℃，濃縮時間為48min,溶糖方法采用“原料乳和糖漿分別在95℃水浴鍋中預(yù)熱15min殺菌，待其冷卻到57℃后混合濃縮”；通過最佳工藝所得甜煉乳粘度為17.14Pa.s，水分含量為17.83%，固形物含量為82.57%，可溶性固形物含量為71.4%，蛋白質(zhì)含量為9.16%，感官評價為96分。以甜煉乳的固形物含量和粘度作為指標(biāo)，找出其函數(shù)關(guān)系為:y=1E-5e0.1771x，相關(guān)系數(shù)為0.9483，相關(guān)性強，即甜煉乳的固形物含量越高，粘度越大。

圖7 固形物含量和粘度關(guān)系圖

[參 考 文 獻]

[1] 鄭延平. 煉乳的加工技術(shù)[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊,1985,(11):31.

[2] 梁培斗,李樹珩. 煉乳的加工技術(shù)[J]. 中國農(nóng)村科技,2002,(03):43.

[3] 劉桂芹,程霜,樊琛,王會,曾慶華,孫小凡,朱明霞,王兆玉. 低聚木糖煉乳的研制[J]. 食品研究與開發(fā),2010,(03):101-104.

[4] 劉肖,劉桂芹,裴蘭英. 深海魚油煉乳最佳工藝的研究[J]. 黑龍江畜牧獸醫(yī),2013,(24):63-64.

[5] 王曉妍. 液態(tài)乳感官評定方法的研究[D].黑龍江東方學(xué)院,2015.

[6] 張愛霞,生慶海. 食品感官評定的要素組成分析[J]. 中國乳品工業(yè),2006,(12):51-53.

[7] 譚宏衛(wèi),曾捷. Logistic回歸模型的影響分析[J]. 數(shù)理統(tǒng)計與管理,2013,(03):476-485.