高稳定性可可奶的研制

高稳定性可可奶的研制摘要：可可奶是多体系的混合物，容易发生脂肪上浮，可可粉沉淀的现象。稳定性问题是可可奶生产中的首要问题。本文对可可奶的稳定性进行了研究，通过反复试验证明，以蔗糖酯0.05%，单甘酯0.15%，黄原胶0.05%，魔芋胶0.02%为稳定剂，75℃，25Mp均质，121℃／15~20~15min灭菌生产的可可奶口感良好，在保质期内状态稳定。关键词：可可奶，稳定性，工艺StudyonStabilityofCocoa-milkBeverageAbstract:cocoa-milkbeverageisthemulti-systemmixture.Itcaneasilyarisesthefatfloatandthecocoapowderdeposit,andthatisthechieflyproblemincocoa-milkbeverageproduction.Inthispaper,thestabilityofcocoa-milkbeveragewasstudied.Accordingtoexperiments,theadditiveandtheprocesshavebeenascertained:0.05%SE,0.15%GMS,0.05%XanthanGum,0.02%KonjacGumasthestabilizer,75℃，25Mphomogenizationtreatment,121℃／15~20~15minhighpressuresterilizationtreatment.Thebeveragehasamoderatethicknessandcankeepagoodstatusinstoragelife.KeyWords:cocoa-milkbeverage,stability,process可可奶一般指以鲜奶或奶粉、白糖、可可粉、水等为原料调制而成的中性含乳饮料，又叫巧克力奶。由于独特的风味和丰富的营养，可可奶深受广大消费者的欢迎，但其中的可可粉容易沉淀、结块，即出现稳定性方面的问题，导致产品的商品价值下降。怎样使可可粉均匀悬浮于奶液中，使饮料保持稳定的状态，一直是困扰饮料生产厂家的问题。本研究通过选用合适的原料和工艺，很好地解决了这一问题。1.材料与方法1.1材料全脂奶粉，新西兰恒天然；碱化中脂可可粉，马来西亚MAJULAH可可制品公司；蔗糖酯，柳州大拿；黄原胶，丹尼斯克；羧甲基纤维素钠（FH9），江门量子；魔芋胶，湖北祥合；分子蒸馏单甘酯，海藻酸钠，κ-卡拉胶，广东大地食化；白砂糖，市售；牛奶香精，巧克力香精，市售。1.2仪器与设备PL2002型、AL204型电子天平，梅特勒—托利多仪器（上海）有限公司；CRLB—2300D型自动保温电热炉，金雅乐电器有限公司；B25型高速剪切乳化机，上海贝而特机电设备科技有限公司；SRH60—70型均质机，上海申鹿均质机有限公司；LDZX—40BI型立式自动电热蒸汽灭菌锅，上海申安医疗器械厂；TDZ4—WS型低速台式离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司；DHP—9162型电热恒温培养箱，上海一恒科学技术有限公司。1.3可可奶制作工艺流程1.4可可奶稳定性试验配方全脂奶粉4%，可可粉1%，白糖4%，稳定剂适量，净化水余量。1.5操作要点1.5.1稳定剂溶解：称量好的稳定剂与白糖等干拌混匀，撒入70~80℃水中高速搅拌溶解至无肉眼可见颗粒。1.5.2奶粉溶解：奶粉撒入50~60℃水中，高速搅拌溶解。溶解好后静置10～20min，让其充分水合。1.5.3可可粉预处理：可可粉撒入水中，搅拌使其分散，加热至沸腾，保温15~20min后过滤，取滤液待用。1.5.4均质：调配后的料液加热到70℃均质。1.5.5灭菌：调配好的料液以相同的量灌装到同规格的，下宽上窄的玻璃瓶中，采用121℃/15～20～15min的方式灭菌。灭菌后冷却到常温，摇匀后静置。1.6稳定剂的选择可可奶由脂肪等组成的乳浊液体系，酪蛋白质等组成的胶体体系，可可粉等组成的悬浮液体系和白糖等组成的真溶液体系组成，是热力学不稳定的多体系混合物，容易发生脂肪上浮和可可粉沉淀等现象。为了使可可奶保持稳定的均一状态，需要加入乳化剂，增稠剂等稳定剂。1.6.1乳化剂的选择根据乳化剂的作用原理，结合来源和价格因素，选取高HLB值的蔗糖酯和低HLB值的分子蒸馏单甘酯作复配研究，各选三个水平进行试验。考虑到可可奶的稳定状况是由体系中的各种因素综合作用的结果，因此该试验与增稠剂的确定试验一起进行。1.6.2增稠剂的选择首先进行增稠剂的单因素试验，在此基础上进行增稠剂的复配试验。然后根究试验结果确定最终的正交试验。1.7稳定性测定方法1.7.1离心沉淀率（c）在10ml的带刻度的离心管中准确加入摇匀的奶液，以3000r/min的速率离心10min。离心后轻轻倒去上层液，将离心管倒置1h后，取底部沉淀。每个试样离心三次，将三次离心所得沉淀一起称重。沉淀率（c）=×100%1.7.2浮层厚度（f）将灭菌后的样品放于恒温箱中，调节温度到45℃，静置2周后测量瓶中上浮物的厚度（mm）。2.结果与分析2.1稳定剂对稳定性的影响2.1.1增稠剂对产品稳定性的影响为考察单体增稠剂对可可奶的稳定效果，对κ-卡拉胶、黄原胶、魔芋胶、CMC、海藻酸钠分别选取三个水平进行试验，见表1。通过实验发现：第一，提高稠度不是解决可可粉沉淀的问题的有效途径。实验中，当黄原胶的量为0.10%时，饮料比较稠，但是，可可粉仍然会缓慢下沉。第二，弱凝胶，即摇溶体系有助于可可粉的悬浮。κ-卡拉胶与牛奶蛋白相互作用形成的弱凝体系可以较好的使可可粉悬浮，但时间长后，凝胶连同可可粉会整体的下移，这可能是弱凝胶脱水收缩或强度不够造成的。第三，黄原胶有比其他几种胶更好的乳化性，能较好地抑制脂肪上浮，但添加量小时效果不明显。为了得到强度更好的弱凝胶体系，利用胶体间的协同增效作用，进行黄原胶与κ-卡拉胶，黄原胶与魔芋胶的复配试验，见表2。表1胶体单体试验胶体添加量%冷却摇匀静置状态κ-卡拉胶0.02可可粉缓慢沉淀；浮油多0.05弱凝，可可粉缓慢整体下移；浮油多0.10花状凝胶，水析，凝胶整体下移；浮油多黄原胶0.02可可粉快速沉淀；浮油多0.05可可粉快速沉淀；浮油少0.10可可粉缓慢沉淀，沉淀呈松散状；浮油少魔芋胶0.02可可粉快速沉淀；浮油多0.05可可粉快速沉淀；浮油多0.10可可粉缓慢沉淀，有絮状物上浮；浮油多CMC0.02可可粉快速沉淀；浮油多0.05可可粉快速沉淀；浮油多0.10可可粉快速沉淀；浮油多海藻酸钠0.02可可粉快速沉淀；浮油多0.05可可粉快速沉淀；浮油多0.10可可粉快速沉淀；浮油多表2胶体复配试验胶体添加量%冷却摇匀静置状态黄原胶+κ-卡拉胶0.05+0.05花状，可可粉整体缓慢下移黄原胶+魔芋胶0.05+0.05花状，无沉淀黄原胶+魔芋胶0.03+0.03弱凝，久置上部泛白，无沉淀黄原胶+魔芋胶0.01+0.01微弱凝，可可粉缓慢下沉通过实验发现：第一，黄原胶与κ-卡拉胶复配后，体系的稠度增大，但凝胶连同可可粉还是会缓慢下移。第二，黄原胶与魔芋胶复配后形成的凝胶体系能较好地悬浮可可粉，但凝胶强度大时体系不均匀，呈花状，凝胶强度太弱时可可粉会缓慢下沉。根据黄原胶与魔芋胶复配后的凝胶性能，结合黄原胶的乳化特性，调整两种胶的配比和添加量，与乳化剂一起进行L9（34）正交试验，见表3、表4。表3正交试验因素水平表水平蔗糖酯（A）%单甘酯（B）%黄原胶（C）%魔芋胶（D）%10.050.050.030.0120.100.100.040.0230.150.150.050.03表4正交试验表序号因素结果ＡＢＣＤcf111114.55.7212221.83.0313330.10.5421231.74.8522311.23.0623122.82.8731321.05.2832133.05.0933212.43.3Kc12.132.403.432.70Kc21.902.001.971.87Kc32.131.770.771.60Rc0.230.632.671.10Kf13.075.234.504.00Kf23.533.673.703.67Kf34.502.202.903.43Rf1.433.031.600.57由表4可知，增稠剂对饮料的沉淀率和浮层厚度都有影响。在试验所选的水平范围内，黄原胶的影响大于魔芋胶，最佳的增稠剂组合为黄原胶0.05%，魔芋胶0.03%，其次为黄原胶0.05%，魔芋胶0.02%，但黄原胶0.05%，魔芋胶0.03%时凝胶强度偏大，奶液久置后上部泛白。2.1.2乳化剂对产品稳定性的影响乳化剂对奶液的稳定作用主要是阻碍脂肪凝聚，蛋白质凝聚，从而避免油相和水相分离。脂肪不溶于水，在奶液中以脂肪球的形式存在，与水等形成水包油型乳浊液。该乳浊液不稳定，在布朗运动的过程中，脂肪球相互碰撞并结合，导致脂肪球变大而上浮。加入乳化剂后，由于其亲油基团与脂肪球结合，从而导致大量的乳化剂定向排列在脂肪球的周围，形成界面膜。界面膜的形成能有效减少脂肪球间的碰撞，从而减少大脂肪球的形成，有助于体系的稳定。从表4可知，乳化剂对饮料的浮层厚度和沉淀率都有影响，但对沉淀率的影响比较小。在试验所选取的水平范围内，单甘酯的影响大于蔗糖酯，最佳的乳化剂组合为蔗糖酯0.05%，单甘酯0.15%。2.1.3复配稳定剂的确定根据正交试验的结果，以蔗糖酯0.05%，单甘酯0.15%，黄原胶0.05%，魔芋胶0.02%为稳定剂进行试验。结果表明，饮料的稠度适中，状态稳定，在45℃环境下静置一个月无沉淀和油层，冷冻解冻两次无异常。2.2工艺对稳定性的影响2.2.1可可粉预处理可可粉在调配前要先用水煮沸，保温15~20min后过200目筛，这样可以除去部分大的颗粒，在一定程度上杀死可可粉中的芽孢，并使可可颗粒充分膨胀，变软，利于均质时进一步破碎。2.2.2均质实践证明，在70~80℃均质最利于脂肪球的破碎分散，本研究以75℃，15Mp，25Mp，35Mp分别进行均质，对比发现采用25Mp均质的效果最好。原因可能是压力太低，不能使脂肪球达到所要的细度，压力太高，则会对增稠剂的结构造成一定的破坏。2.2.3灭菌可可粉中含有大量芽孢，故可可奶的杀菌条件比一般风味乳要高。实践证明，长保质期可可奶采用121℃／15~20~15min的方式灭菌，能保证在12个月内商业无菌。2.3可可粉对稳定性的影响可可粉的脂肪含量，pH，细度对稳定性有较大的影响。脂肪含量高，容易使产品出现大量脂肪上浮，pH低则可能造成蛋白变性凝聚。生产上应选用细度好的碱化中脂可可粉，其脂肪含量控制在10~12％，pH控制在6.8~7.2，并且99%以上能通过200目筛。3.结论与讨论试验证明，以全脂奶粉4%，白糖7%，碱化中脂可可粉1%，牛奶香精0.02%，巧克力香精0.05%，蔗糖酯0.05%，单甘酯0.15%，黄原胶0.05%，魔芋胶0.02%为原料，75℃，25Mp均质，121℃／15~20~15min灭菌生产的可可奶口感良好，在保质期内状态稳定。原料对可可奶的质量影响很大。生产中应选用符合标准的奶粉和可可粉。水的硬度要低，最好采用去离子水，如果水的硬度偏高，宜加一定量的三聚磷酸钠等络合盐以改善水质。黄原胶与魔芋胶在奶液中形成凝胶所需浓度比其在水溶液中形成凝胶所需浓度要小，这是由于增稠剂与蛋白质等相互作用的结果。试验仅对蛋白质含量为1%，碱化中脂可可粉含量为1%条件下的稳定性作了研究，其他条件下的稳定剂选择需要进一步探讨。参考文献：[1]雷雨，韦星船，等.植物蛋白饮料专用乳化剂的研制方法[J].中国畜产与食品，1999，（5）：207～209.[2]熊拯，郭兴风，等.蛋白质-阴离子多糖相互作用研究进展[J].粮食与油脂，2006，（10）：15～17.[3]丁金龙，孙远明，等.亲水胶体相互作用的研究[J].华南农业大学学报，2001，22（2）：79～82.[4]安承松，贾宁.巧克力奶摇溶体系中复合乳化稳定剂组成研究[J].保鲜与