◎ 金莹莹，徐向英，翟耀琨

（郑州康晖食品科技有限公司，河南 郑州 450000）

清爽型酸性含乳饮料黏度低于10-2Pa·s，在其生产过程中对原料、工艺设备要求极其严格，如果不注重细节，就会造成产品在货架期内出现析水、沉淀等质量问题[1]，因此需要添加复配添加剂来提高体系的稳定性，主要包括食用胶体、乳化剂、磷酸盐等。胶体种类众多，一般选用与酪蛋白可以发生结合的胶体，主要有羧甲基纤维素钠（CMC）[2]、果胶、大豆多糖[3]、黄原胶、海藻酸丙二醇酯（PGA）及高酰基结冷胶[4]等。适合于该体系的乳化剂有单甘酯、聚甘油脂肪酸酯等，根据大量实验证明[5]，乳化剂在饮料中的添加量一般不超过0.1%。酸性含乳饮料一般添加磷酸盐螯合游离的钙离子以提高体系的稳定性[6]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

奶粉，新西兰恒天然集团；CMC、高酰基结冷胶、黄原胶、磷酸盐和乳化剂，均为市售食品级。白砂糖、甜蜜素、山梨酸钾、柠檬酸、乳酸和柠檬酸钠，均为市售食品级。

1.2 仪器与设备

JJ-1精密增力电动搅拌器（金坛市城东新瑞仪器厂）、PHS-3C型数字pH计（上海伟业仪器厂）、HH-6数显恒温水浴锅（上海高致精密仪器有限公司）、JRJ300-SH型数显剪切乳化搅拌机（常州恒隆仪器有限公司）、高压均质机（北京同和友德科技有限公司）、DH6000Ⅱ电热恒温培养箱（北京德世科技有限公司）及高速离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）。

1.3 试验配方

含乳饮料配方：脱脂奶粉3%、白砂糖6%～8%、CMC 0.35%、黄原胶0.02%、高酰基结冷胶0.01%、磷酸盐0.06%、柠檬酸0.25%、乳酸0.25%、柠檬酸钠0.06%、山梨酸钾0.04%及乳化剂0.025%。

1.4 工艺流程

含乳饮料生产流程如图1所示[7]。

图1 含乳饮料生产工艺流程图

1.5 稳定性的测定

在10 mL离心管中，精确加入配制好的乳饮料 10 mL，然后在4 000 r·min-1的离心机中离心7 min，测定顶部浮层的厚度，然后弃去上部溶液，准确称取沉淀物重量，按式（1）计算沉淀率[8]。

1.6 实验方法

1.6.1 酸性乳饮料配制

（1）乳粉前处理。乳粉的复原一般按120 g乳粉溶解于880 g纯净水的比例，并用50～55 ℃的纯净水搅拌或剪切溶解5 min后，静置水合30 min以上。

（2）稳定剂的溶解。稳定剂和5～8倍质量的白砂糖预先搅拌均匀，缓慢撒入已开启的剪切乳化机内，水温保持80～85 ℃，剪切5～10 min。完全溶解后加入剩余的白砂糖、甜蜜素和防腐剂。

（3）稳定剂溶液与奶液的混合。溶解好的稳定剂溶液降温至30 ℃以下再与奶液混合，温度降的越低后期产品稳定性越好。

（4）加酸。配制浓度低于10%的酸溶液缓慢加入温度已降至30 ℃以下的上述混合液中。一般柠檬酸钠等缓冲盐类一起配制到酸溶液中，加酸后应立即定容并搅拌15 min以上。

（5）均质。均质使微粒粒径保持在一定的范围内，考虑到本实验所用胶体的性质，设定均质温度60～65 ℃，均质压力18～20 MPa。

（6）灭菌。巴氏杀菌80～90℃，15～20 min，或超高温瞬时灭菌115～121 ℃，4～15 s。

1.6.2 稳定剂单因素试验

分别添加不同比例的CMC（0.15%、0.25%、0.35%、0.45%和0.55%）、黄原胶（0.005%、0.015%、0.025%、0.035%和0.045%）、高酰基结冷胶（0.002%、0.005%、0.010%、0.015%和0.020%）进行酸性含乳饮料的调配，然后进行离心沉淀。

1.6.3 稳定剂的复配试验

将对产品稳定性起决定作用的3个关键的胶体作为研究对象，为找到3种相互作用的胶体之间最恰当的比例，分别设计3个不同的因素水平进行正交试验。正交试验因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平表

2 结果与分析

2.1 单一稳定剂对清爽型酸性含乳饮料体系稳定性的影响

2.1.1 CMC对清爽型酸性含乳饮料体系稳定性的影响

由图2可以看出，CMC的添加量在0.15%～0.35%时，离心沉淀率随CMC的添加量的增大而减小；CMC的添加量在0.35%～0.55%时，离心沉淀率趋于稳定。因为要求清爽型酸性含乳饮料的口感要清爽，产品黏度不能高，所以选择离心沉淀率最小，添加量为0.35%为CMC的最优添加量。

2.1.2 黄原胶对清爽型酸性含乳饮料体系稳定性的影响

由图3可以看出，黄原胶的添加量在0.005%～0.025%时，离心率随黄原胶的添加量的增大而减小；黄原胶的添加量在0.025%～0.045%时，离心沉淀率随着黄原胶添加量的增大而增大，选择离心沉淀率最小，添加量为0.25%为黄原胶的最优添加量。

图2 CMC对清爽型酸性含乳饮料体系的影响图

图3 黄原胶对清爽型酸性含乳饮料体系的影响图

2.1.3 高酰基结冷胶对清爽型酸性含乳饮料体系稳定性的影响

由图4可以看出，高酰基结冷胶的添加量在0.002%～0.01%时，离心率随高酰基结冷胶的添加量的增大而减小；高酰基结冷胶的添加量在0.01%～0.02%时，离心沉淀率随着高酰基结冷胶添加量的增大而增大，选择离心沉淀率最小，添加量为0.01%为高酰基结冷胶的最优添加量。

图4 高酰基结冷胶对清爽型酸性含乳饮料体系的影响图

2.2 复配稳定剂对清爽型酸性含乳饮料体系稳定性的影响

由表2实验结果可知，当稳定剂的配比为A2B1C2，即CMC的添加量为0.35%、黄原胶为0.02%、高酰基结冷胶为0.01%时，沉淀量最小，说明这几种胶体的量搭配最合适，产品货架期内稳定性最好。根据结果进行极差R数据分析，3种稳定剂对产品稳定性影响的大小为A＞B＞C，即羧甲基纤维素钠影响最大，黄原胶次之，高酰基结冷胶影响最小。

表2 正交试验结果表

2.3 稳定剂成本比较

在选择胶体时，不仅要考虑到产品的稳定性、口感清爽度，还要考虑到生产成本。大豆多糖、果胶、PGA等适用于清爽型酸性含乳饮料的阴离子型胶体单价都比较贵，很难得到广泛应用，经过成本计算比较（表3），A2B1C2胶体组合计算成本偏低，应用效果稳定性好，做出来的酸性含乳饮料口感清爽。

表3 成本比较表

2.4 产品质量标准

黏度：小于20 MPa·s；色泽：乳白色或略带乳黄色，色泽均匀一致；滋味和气味：具有奶味、乳酸等协调的酸乳味，酸甜适口，口感清爽，均匀流畅无黏舌感，无异味；组织状态：均匀无析水、无分层、无杂质；货架保质期：常温6个月以上。

3 结论

通过正交实验，三种稳定剂对产品稳定性影响的大小为A＞B＞C，即CMC影响最大，黄原胶次之，高酰基结冷胶影响最小。确定稳定剂的配比：CMC的添加量为0.35%、黄原胶为0.02%、高酰基结冷胶为0.01%，此时产品离心沉淀率最低，感官品质最佳，产品稳定性效果最好，口感最清爽，成本价格最低。