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酸奶粉的制备和复性条件的优化研究

发布日期:2014-12-17 19:54:54
酸奶粉的制备和复性条件的优化研究介绍
酸奶粉的制备和复性条件的优化研究
酸奶粉的制备和复性条件的优化研究,酸奶粉具有酸奶特有的营养功能,并具有保质期长、便于运输携带、冲饮方便等优点。 旨在对酸奶进行喷雾干燥,生产酸奶粉,并探讨了加水量、水温及CMC-Na、卡拉胶、瓜尔豆 胶3种稳定剂对酸奶粉复性的影响,寻求酸奶粉复性的最优组合。其结果表明,冲调酸奶粉时, 酸奶粉浓度为15%~20%、水温为37~45丈较为合适,使用单一稳定剂时,CMC-Na添加量在 0.20%较好,卡拉胶的最适添加量为0.15%,瓜尔豆胶在添加量0.20%时效果较好。而正交设计 试验表明:当CMC-Na、卡拉胶和瓜尔豆胶的使用配比为0.10%、0.05%、0.15%时,酸奶风味、 色泽、组织结构等具有良好的品质,并且酸奶粉的冲调性能达到最佳状态。
酸奶是采用保加利亚乳酸杆菌和嗜热链球菌 等特定菌种对新鲜牛奶进行发酵而制得的乳制品, 它能刺激人胃液分泌,有助于消化,増进食欲和 肠胃功能,同时还能有效地防止人体肠道感染, 提高人体的免疫功能,抑制寄生在人体肠道中的 产毒微生物的生长,清除肠道中的有害物质,促 进VD和钙、铁等微量元素的吸收,降低血液中的 胆固醇含量,预防心血管疾病,对人体大有裨益, 具有延缓人体衰老的作用[1]。另外,由于酸奶在发 酵过程中乳糖随之分解,有效地解决了乳糖不耐
%
水平因素
CMC-Na A卡拉胶B瓜尔豆胶C
10.100.050.10
20.150.100.15
1.3.6样品的感官评分将调制好的酸奶样品进 行编号,请食品专业人员对样品进行各指标的 综合评价,并按一定的标准打分。
目前,酸奶正 以其独特的口味、丰富的营养以及不可替代的保 健功能而受到越来越广泛的欢迎。但是,由于普 通的发酵酸奶呈半流质状态,给包装运输等带来 不便,且常温下保质期为2〜3d、低温下6〜7 d, 造成储藏成本偏高。因而,酸奶的消费在很大程 度上受到了限制[2]。与普通发酵酸奶相比,酸奶粉 具有保质期长、便于运输、携带、包装成本低等 优点。本试验旨在采用喷雾干燥技术对酸奶进行 干燥,制备酸奶粉,并针对酸奶粉复水时的水温、 配比浓度、稳定剂种类和剂量等对复性后酸奶品 质的影响,进行初步的研究,寻求酸奶粉复性条 件的最优组合。
1试验材料与方法
1.1试验材料
伊利全脂奶粉1000 g:水分S 5%,脂肪含 量乏26°%,蛋白质含量2非脂乳固体的34°%;新 希望原味发酵酸奶:保加利亚乳酸杆菌与嗜热链 球菌的混合发酵剂,其中蛋白质含量S 2.3%、脂 肪含量2 2.5%、非脂乳固体含量2 6.5%、活性乳 酸菌数为lx 107cfU/g;卡拉胶(健鹰牌B型):上海 健鹰食品科技研究所;CMC-Na、瓜尔豆胶(科试 牌):成都市科龙化工试剂厂。
1.2仪器设备
Labplant SD-Basic 喷雾干燥机:英国 Labplant 公司;NDJ-9S数显黏度计:上海华岩仪器设备有 限公司;GEA Niro Soavi均质机:意大利GEA Niro Soavi公司。
1.3试验方法
1.3.1酸奶粉的制备将伊利全脂奶粉和蒸馏水以 粉水比例为1:7的比例完全溶解,过滤后采用 57〜63 MPa的压力均质,均质温度为60〜70 °C[3]。 将奶液杀菌,加热温度为80〜85 °C,时间约为 25〜30 min。冷却至室温后,按照接种量4%的比例 加入发酵剂[4],充分搅拌,在35〜40 °C的温度下发 酵约3.5〜4 h,待其发酵完全后,测量奶液的酸度, 其pH值为4.69。然后将发酵好的酸奶贮藏在冰柜 内(15 °C以下)约4〜5 h,待用。
将发酵好的酸奶以酸奶原液:蒸馏水为1:1的 比例稀释成稀溶液,酸奶粉的制备和复性条件的优化研究,以防止喷雾干燥时喷嘴发生 阻塞。喷雾干燥的进风温度控制在130〜150 °C, 排风温度约为70〜90 °C,喷雾器的流量为4〜6 mL/min。
1.3.2酸奶粉溶解水温的测定分别称取酸奶粉10 g分散于不同温度的蒸馏水100 mL中,记录粉体 完全溶解于水的时间(s),用玻棒沿烧杯壁各顺 时针搅拌10次,观察并记录其溶解性状。
1.3.3酸奶粉复水比例的测定分别将不同质量的 酸奶粉加入40 °C蒸馏水100 mL,用玻璃棒沿烧杯 壁各顺时针搅拌10次,测定其pH值,观察并记 录酸奶粉复水后的性状。
1.3.4测定单一稳定剂对酸奶品质的影响分别在 以上基础上调制的酸奶100 mL中添加卡拉胶、 CMC-Na、瓜尔豆胶,充分搅拌后,观察酸奶的质 地,测定其黏度。
1.3.5不同稳定剂复配使用对酸奶品质的影响在 单因素试验基础上确定不同水平,进行正交试验。 本试验为3因素2水平的正交试验,而又欲考察 不同稳定剂复配使用的交互效果,故选用Ls(27)正 交表头设计。
表1不同稳定剂正交试验因素水平表 
指标
5分
4分
3分
2分
1分
IIS顯 g
均匀乳白色,有诱人光泽乳白色’光泽均匀’有乳白色无极不均匀’不正常白色或黄色其他异常颜色
酸奶芳香味浓,无异味芳香味不足,但无异味芳香味不足,稍有异味芳香味不足,有异味
无芳香味, 异味较浓
杯底无沉淀、无团块
组织细腻爽滑、均匀, 有奶油感
冲调后有少量小团块冲调后有少量较大团块冲调后团块较大且较多无法冲调溶解 较细腻爽滑、较均匀较粗糙,稍有砂质感粗糙,有少量不溶物不溶物较多
 
—食品开发
 
2试验结果与讨论
2.1试验结果
2.1.1溶解水温对酸奶粉复水性的影响溶解水温
10
20
40
60 80 100
完全浸润下 沉时间/s
381
190
84
251711
表3溶解水温对酸奶粉复水性的影响
浸润速度极较多不溶颗粒浮悬浊液体,杯底有少量可形成悬浊液体,杯底有较大的团基本不溶,粉体 溶液的拌状态慢,基本不在表层,杯底有较小凝块,表面凝块较杯底有小凝块,块,不易溶,得结成大团块直接 溶液的状态溶于水 较大沉淀 少,2~3 min后出现分层约1 min后分层到液体较清亮下沉,水粉分离 
对酸奶粉复水性的影响见表3。
由表3可知,酸奶粉的浸润下沉时间随溶解 水温的升高而缩短,并且在一定的温度范围之内, 其完全溶解后的状态也随水温的升高而得到改善。 水温为10 °C时,酸奶粉浸润速度极慢,约381s, 且基本上不溶于水,水粉分离,形成清亮溶液。 20 °C时完全浸润需190 s,酸奶粉的制备和复性条件的优化研究,搅拌后仍有较多不溶颗 粒浮在表层,杯底有较大的沉淀。当水温升高到 40 °C,其浸润时间缩短到84 s,溶解后的性状逐 渐变好,杯底凝块减少并变得细小,表面凝块较 少,可形成悬浊液,静置约2〜3 min后出现分层。 用60 °C的水温冲调后酸奶的性状与40 °C时相似, 但稳定性不佳,静置约1 min即出现分层。随溶解 水温继续升高,酸奶粉的溶解性状又逐渐降低; 到80 °C时,杯底有较大团块,不易溶解;100 °C 的开水则使酸奶粉结成大团块直接下沉,发生水 粉分离现象。
2.1.2不同配比浓度对酸奶粉复水性的影响不同 
表4不同配比浓度对酸奶粉复水性的影响
浓度/%51015202530
pH值
完全溶解后 溶液的状态4.81
液体很稀,溶液颜 色偏透明,味淡4.76
液体较稀薄,色 泽偏淡,味较好4.71
液体较为浓厚, 味道较浓,色 泽乳白4.69
液体较为浓厚, 味道浓郁,色泽 乳白色,较厚实4.68
液体浓厚,乳 黄色,黏度有 所増大4.64
液体极为厚重, 黏稠性明显增加, 颜色偏黄
 
配比浓度对酸奶粉复水性的影响见表4。
由表4可知,以5 g酸奶粉加入100 mL温水 中,配制成5°%的溶液,其液体很稀,溶液颜色透 明,味道较淡,pH4.81; 10°%时液体色泽和味道都 有所増加,但仍然偏淡,pH4.76。当浓度増加到 15%时,液体较为浓厚,味道较浓,色泽为乳白 色,pH4.71,表现出较好的性状;20%的溶解液味 道浓郁,色泽厚实,pH4.69。继续増加溶液浓度 到25%,则液体偏乳黄色,黏稠性有所増加,pH 降低到4.68;当酸奶粉浓度达到30%,液体己经 极为厚重,黏稠性明显増大,颜色发黄,且酸味 过重,pH4.64。
2.1.3单一稳定剂对酸奶粉复水性的影响
CMC-Na添加量对酸奶黏度的影响:CMC-Na
添加量对酸奶黏度的影响见表5。
表5不同CMC-Na添加量对酸奶黏度的影响
添加量/% 0 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 黏度/(Pa.s)0.009 0.096 0.108 0.119 0.126 0.150 0.254 0.265
由图5可知,CMC-Na对酸奶粉复水后的黏 度影响较为明显,空白试验的黏度值为0.009 Pa- s,随着CMC-Na添加量的不断増加,酸奶粉复水 后的黏度也随之増大,并且在一定剂量范围内 (0.10%〜0.25%),其曲线较为平缓(图1),黏度始 终在0.096〜0.126 Pa’s之间。但是当添加量超过 0.30%时,其黏度増大幅度急剧増加,对改善酸 奶的品质起到较大的作用,但又由于添加量达到 0.30%以上时,酸奶中明显带有CMC-Na凝胶的 气味和味道,影响了酸奶的感官品质,无实际意 义。故其添加量应控制在0.20%为宜,也可以根 据生产成本及产品的特殊要求进行小幅度的变动。
卡拉胶添加量对酸奶黏度的影响:卡拉胶添 加量对酸奶黏度的影响见表 6。
表6不同卡拉胶添加量对酸奶黏度的影响
添加量/% 00.100.13 0.150.18 0.200.25
黏度/(Pa. s) 0.0090.0390.128 0.3490.423 0.4500.483
卡拉胶对酸奶粉复水之后黏度的改善作用极 强,其添加量在0.10%〜0.15%的范围内,酸奶粉的制备和复性条件的优化研究,每増加 0.02%的卡拉胶,酸奶的黏度都会发生较大的变 化,到0.15%时其黏度的増加速率达到最大,之
表7不同瓜尔豆胶添加量对酸奶黏度的影响
添加量/% 00.100.150.200.250.300.35
黏度/(Pa-s) 0.0090.0190.0510.0870.1260.2200.249
 
食品开发 
后的黏度曲线又趋于平缓(图2)。当其添加量超 过0.20%时,完全冷却后酸奶即出现类似果冻状 的凝块。因此,卡拉胶的添加量不宜过高,控制 在0.15%以内较为稳妥。
瓜尔豆胶添加量对酸奶黏度的影响:瓜尔豆 胶添加量对酸奶黏度的影响见表7。
瓜尔豆胶对酸奶粉复水之后的黏度的改善作 用随着其添加量的増大而増大,在0.10%〜0.25% 的范围之内,曲线趋于平缓(图3),黏度呈稳定的 上升趋势。添加量介于0.25%〜0.30%之间时,其 黏度増幅较大,到0.30%时増加速率最高,而后又 趋于平缓。此外,试验中还发现,添加适量的瓜 尔豆胶会使酸奶中的乳固体更加细腻,有利于提 高酸奶的口感,但添加量超过0.20%时会出现胶 味,影响其品质。因此,瓜尔豆胶用于酸奶粉复 原时添加量不宜过高。
2.1.4绘制黏度变化曲线
表8不同稳定剂复配使用正交试验的结果
处因素评分
理ABAxBCAxCBxCAxBxC
1111111117
2111222219
3122112218
4122221116
5212121218
6212212117
7221122115
8221211214
Kr70716568666565
K264636966686969
ki3535.532.5343332.532.5
k23231.534.5333434.534.5
R3421122
表8。由该正交试验的评分结果可以看出,A3IC2 的组合效果最佳,即CMC-Na、卡拉胶和瓜尔豆胶 三者的添加浓度比例为0.10%:0.05%:0.15%,得到
的产品口感细腻,酸奶香气浓郁,且黏度、酸度 适中,具有较好的光泽。
2.2讨论
2.2.1溶解水温对酸奶粉复水性的影响从表1可 以看出,在一定的温度范围之内,酸奶粉溶解后 的状态随水温的升高而得到改善。但由于酸奶粉 的酸度较大,温度过高会使其中的蛋白质更容易 变性,从而导致溶解度下降,凝块増多増大,甚 至出现水粉分离的现象。因此,冲调酸奶粉时最 好用37〜45 °C的温水,这样也有利于酸奶凉爽利 口的口感要求。曾经有报道说[6],以冷冻干燥法制 备酸奶粉具有多孔疏松的结构,在45 °C温水中其 完全浸润下沉的时间为76 s,且具有良好的速溶 性。但由于冷冻升华干燥的成本很高,酸奶粉的 生产受到制约,与此相对,喷雾干燥法制得的酸 奶粉价格低廉,并且在37〜45 °C时也具有较好溶 解性,因此是一种更具潜力的速溶食品。
2.2.2 配比浓度对酸奶粉复水性的影响 从表2 中 可以看出,酸奶粉冲调后的酸度随着酸奶浓度的 増大而増大。曾有报道说[7],对于发酵型酸奶,其 最佳的pH值范围是在4.6〜4.8。结合其酸度的变 化,综合考虑冲调后乳液的色泽及状态,适宜的 浓度配比为15%〜20%。
2.2.3单一稳定剂对酸奶粉复水性的影响试验 结果表明仅使用单一的稳定剂,在保持酸奶粉 复原后性状的稳定、改善产品品质和提高口感 
、69 
2009年第34卷第12期
—食品开发 
质量等方面都存在着一定的缺陷,很难达到理 想的复水效果。酸奶粉的制备和复性条件的优化研究,而在梅林、余小慰[8]等人进行的 酸凝乳稳定性的研究中也遇到了同样的问题。因 此建议将不同稳定剂进行复配使用,使它们相互 之间取长补短,以使酸奶粉复水之后达到较高的 品质效果。
2.2.4不同稳定剂复配使用对酸奶粉复水性的影响
在所选用的3种稳定剂中,以卡拉胶的影响 为最大,其次为CMC-Na,因此这2项应为着重考 察的对象,而CMC-Na与卡拉胶、卡拉胶与瓜尔 豆胶以及其三者之间复配的交互作用也较为重要。 2.3 结论
酸奶粉的冲调水温应控制在37〜45 °C为宜, 这样既利于达到良好的冲调效果,又有利于酸奶 凉爽利口的口感要求。冲调酸奶粉时的浓度宜控 制在15°%〜20°%,即粉水比例为1:6〜1:7。使用单一 品种的稳定剂,稳定效果都存在一定的缺陷,为 了提高酸奶粉复水后的品质,应采用复合稳定剂, 且CMC-Na、卡拉胶、瓜尔豆胶的比例为0.10%: 0.05%:0.15%比较好。卡拉胶对酸奶粉复水之后黏 度的影响最大,CMC-Na、瓜尔豆胶的影响次之, 其中,瓜尔豆胶对提高乳固体的细腻程度效果较 好,可用于改善口感。稳定剂的添加量应该适量, 过多的使用会导致酸奶口感黏糊,胶味过重,不 能体现出酸奶特有的奶香味,适得其反。
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