凝固型酸乳均質(zhì)工序改進(jìn)

王桂楨　占鋒

摘要：凝固型酸乳是乳制品中的精品，但其生產(chǎn)工藝精細(xì)，產(chǎn)品很容易出現(xiàn)凝塊嫩軟易碎、口感粗糙、黏糊不爽口、乳清析出過多等問題，限制了其市場(chǎng)發(fā)展。在不改變產(chǎn)品配方和其他生產(chǎn)工序的條件下，改變凝固型酸乳生產(chǎn)工藝中的均質(zhì)工序，即在灌裝工序前再加1道均質(zhì)工序，采用與第1次均質(zhì)工序不同的均質(zhì)壓力和均質(zhì)溫度，可以很好地改善產(chǎn)品組織狀態(tài)和口感，大幅降低產(chǎn)品次品率。

關(guān)鍵詞：凝固型酸乳；均質(zhì)；改進(jìn)；組織狀態(tài)；口感

中圖分類號(hào)： TS252.54 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2016）07-0312-02

凝固型酸乳是先灌裝、后發(fā)酵的酸乳，其發(fā)酵過程在產(chǎn)品的零售包裝容器中進(jìn)行，從而使成品發(fā)酵成凝固狀態(tài)，并保留原有的發(fā)酵風(fēng)味，相當(dāng)于精制的“小鍋飯”。凝固型酸乳具有濃郁的天然發(fā)酵香氣，細(xì)膩滑爽，質(zhì)地稠厚，濃厚爽口，是良好天然的鈣來(lái)源，100 g凝固型酸乳含鈣120 mg左右，同時(shí)含有豐富的B族維生素、膽堿等，是酸乳中的精品，更是乳制品中的精品，很受消費(fèi)者歡迎和業(yè)內(nèi)人士推崇，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[1-2]。生產(chǎn)凝固型酸乳的傳統(tǒng)工藝流程是：原料乳驗(yàn)收→凈乳→冷藏→標(biāo)準(zhǔn)化→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接入發(fā)酵菌種→灌裝→發(fā)酵→冷卻→冷藏，其中均質(zhì)工序?qū)δ绦退崛榈慕M織狀態(tài)和口感起到關(guān)鍵作用，在同樣的配方和工藝下，均質(zhì)工序不同或工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，凝固型酸乳產(chǎn)品質(zhì)量差異很大[3-4]。生產(chǎn)工藝流程中均質(zhì)工序只有1次均質(zhì)，是在殺菌工序之前進(jìn)行，但在實(shí)際生產(chǎn)中這種均質(zhì)方法很難滿足生產(chǎn)要求，存在很大缺陷，原因包括：（1）殺菌工序中加熱時(shí)，占乳清蛋白大部分的白蛋白和球蛋白對(duì)熱不穩(wěn)定，變性凝結(jié)，少量酪蛋白水解，可溶性的鈣、磷結(jié)合成不溶性的磷酸鈣沉淀，變性的球蛋白上浮，促使并同脂肪球混合凝結(jié)，形成奶皮，這些都導(dǎo)致酸乳組織狀態(tài)和口感不好，產(chǎn)品凝塊不結(jié)實(shí)、不光滑，口感不細(xì)膩，黏稠不爽口，食用后容器壁上黏連很多，尤其是對(duì)于含乳80%的凝固型風(fēng)味發(fā)酵乳，這些問題更明顯[5-6]；（2）乳糖和酪蛋白發(fā)生麥拉德反應(yīng)，產(chǎn)生褐色物質(zhì)，乳糖焦糖化反應(yīng)也產(chǎn)生褐色物質(zhì)，導(dǎo)致酸乳色澤棕色化，影響感官指標(biāo)[7]；（3）后面工序中添加的發(fā)酵劑或菌種有微小的團(tuán)塊或顆粒，會(huì)發(fā)生少量沉淀，如果采用繼代式菌種，結(jié)塊現(xiàn)象更明顯，產(chǎn)品口感粗糙、有砂狀感；（4）變性的乳清蛋白與酪蛋白結(jié)合不完善，不能很好地形成水包油的乳濁液，導(dǎo)致乳清析出多。由于以上問題，凝固型酸乳生產(chǎn)過程中很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，例如凝固性差、凝塊不結(jié)實(shí)、口感不細(xì)膩、不光滑、不爽口、粗糙有砂狀感、乳清析出過多等，導(dǎo)致凝固型酸乳生產(chǎn)困難，生產(chǎn)成本高，很多企業(yè)放棄生產(chǎn)或少生產(chǎn)凝固型酸乳，更愿意生產(chǎn)工藝相對(duì)易控制的攪拌型酸乳，限制了凝固型酸乳市場(chǎng)發(fā)展。本研究對(duì)凝固型酸乳均質(zhì)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，以期為提高凝固型酸乳產(chǎn)品合格率提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 凝固型酸乳均質(zhì)工藝改進(jìn)的理論依據(jù)

酸乳是一種水包油型乳濁液，均質(zhì)是通過均質(zhì)機(jī)的機(jī)械擠壓作用把原料乳中粗大的脂肪球、酪蛋白等顆粒打碎成更細(xì)小顆粒，使顆粒直徑減小到1 μm以下，同時(shí)破碎的脂肪球與酪蛋白顆粒結(jié)合形成脂肪-蛋白混合物，從而形成一個(gè)穩(wěn)定的乳濁液體系，提高酸乳穩(wěn)定性、黏稠度、凝固性，使酸乳質(zhì)地細(xì)膩，口感良好，防止脂肪上浮，減少和防止乳清分離[8-9]。同時(shí)，均質(zhì)影響光的反射和脂肪球的分散，均質(zhì)處理后的原料外觀更白、更濃。雖然在理論上能達(dá)到上述效果，但實(shí)際生產(chǎn)中不太理想。針對(duì)上述問題，結(jié)合均質(zhì)原理及作用，本研究在原工藝中接入發(fā)酵菌種工序之后再增加1道均質(zhì)工序，即工藝流程改為：原料乳驗(yàn)收→凈乳→冷藏→標(biāo)準(zhǔn)化→一次均質(zhì)→殺菌→冷卻→接入發(fā)酵菌種→二次均質(zhì)→灌裝→發(fā)酵→冷卻→冷藏。采取2次均質(zhì)法，就能解決原工藝存在的上述4個(gè)問題。

1.2 均質(zhì)壓力設(shè)定與試驗(yàn)分析

原工藝中均質(zhì)工序所采用的壓力一般為20～25 MPa，常用兩級(jí)均質(zhì)的第1級(jí)、第2級(jí)的均質(zhì)壓力分別為15～20、4～5 MPa，料液溫度為60～65 ℃時(shí)均質(zhì)效果最好。均質(zhì)后脂肪球大小取決于均質(zhì)壓力，壓力越高，脂肪球越小。均質(zhì)壓力太低，微粒脂肪球會(huì)減少，這樣就會(huì)減少脂肪蛋白質(zhì)復(fù)合物，從而導(dǎo)致產(chǎn)品黏稠度下降。均質(zhì)壓力過高會(huì)破壞脂肪球膜，液化脂肪釋出，阻礙脂肪與蛋白質(zhì)的相互作用[10]。

保持第1次的均質(zhì)壓力和均質(zhì)溫度不變，來(lái)設(shè)計(jì)第2次的均質(zhì)壓力和均質(zhì)溫度，考慮到接入發(fā)酵菌種后料溫不能高于45 ℃，否則就會(huì)影響乳酸發(fā)酵菌種的活力和菌株比例，因此二次均質(zhì)的料溫就確定為45 ℃。但該溫度下均質(zhì)會(huì)影響均質(zhì)效果，就通過調(diào)整兩級(jí)均質(zhì)壓力來(lái)提高二次均質(zhì)效果。因此只需對(duì)第2次均質(zhì)的兩級(jí)均質(zhì)壓力做合理選擇。在二級(jí)均質(zhì)中，在第1級(jí)均質(zhì)之前測(cè)定總壓為P1，第2級(jí)均質(zhì)之前測(cè)定總壓為P2。一般情況下，當(dāng)P2/P1為0.2時(shí)，可以獲得最好的效果。 一級(jí)均質(zhì)的作用是使料液顆粒變小，使料液顆粒微細(xì)化，但變小的顆粒易黏連在一起，二級(jí)均質(zhì)的主要作用是使這些黏連在一起的細(xì)小顆粒分散，使料液均勻化[10]。第2次均質(zhì)時(shí)，大顆粒并不多，主要是殺菌后細(xì)小顆粒粘連在一起，形成奶皮以及產(chǎn)生其他沉淀，所以第2次均質(zhì)時(shí)一、二級(jí)均質(zhì)壓力的選擇不同于一般情況，經(jīng)過多次篩選，選出如下10組均質(zhì)壓力進(jìn)行二次均質(zhì)試驗(yàn)（表1）。由10位專業(yè)人員對(duì)試制品分別進(jìn)行口感、組織狀態(tài)、粒度、乳清析出、色澤等感官品評(píng)，然后算出10個(gè)品評(píng)的平均值，從而選出最佳組合。按照具體的感官指標(biāo)強(qiáng)弱程度進(jìn)行打分，分?jǐn)?shù)越高表明產(chǎn)品的感官品質(zhì)越好，分?jǐn)?shù)越低則表明產(chǎn)品的感官品質(zhì)越差。

由表1可見，在第1次均質(zhì)參數(shù)不變、第2次均質(zhì)溫度為45 ℃的情況下，第2次均質(zhì)在第8組壓力處理下效果最好，因此二次均質(zhì)的參數(shù)就可以確定為45 ℃、一級(jí)壓力 15 MPa、二級(jí)壓力8 MPa，P2/P1為0.53，與第1次均質(zhì)壓力參數(shù)比不同。筆者長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐也證實(shí)這個(gè)壓力比效果最佳。

2 結(jié)果與分析

在凝固型酸乳生產(chǎn)中增加1道均質(zhì)工序的主要目的是最大限度地使原料乳濁液中的顆粒細(xì)微化，解決原工藝中存在的問題。將上述工藝改進(jìn)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中效果很好。但二次均質(zhì)工序在殺菌之后、灌裝之前，有可能會(huì)造成二次污染，本研究就在二次均質(zhì)的均質(zhì)機(jī)上設(shè)計(jì)安裝1個(gè)簡(jiǎn)單的清洗循環(huán)裝置，該裝置在生產(chǎn)前和生產(chǎn)后對(duì)二次均質(zhì)機(jī)進(jìn)行單獨(dú)循環(huán)清洗，從而規(guī)避二次污染問題。對(duì)原工藝和改進(jìn)后工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行感官、粒度、酵母、霉菌情況進(jìn)行分析如下。

2.1 感官品評(píng)結(jié)果

由20位專業(yè)人員分別對(duì)2種工藝生產(chǎn)的凝固型酸乳進(jìn)行感官評(píng)定，按照具體的感官指標(biāo)的強(qiáng)弱程度進(jìn)行打分，每項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)分區(qū)間為1～5分，分?jǐn)?shù)越高表明產(chǎn)品的感官品質(zhì)越好。由表2可以看出，改進(jìn)工藝后的產(chǎn)品口感細(xì)膩滑爽，凝塊結(jié)實(shí)不易破碎，勺子挖起的橫切面像陶瓷一樣光滑、細(xì)白，乳清析出很少，容器壁幾乎無(wú)黏連，品質(zhì)明顯優(yōu)于原工藝產(chǎn)品。

2.2 粒度直徑檢測(cè)結(jié)果

用光學(xué)顯微鏡測(cè)定2種工藝生產(chǎn)的酸乳待測(cè)樣品粒度直徑。隨機(jī)抽取2種工藝生產(chǎn)的樣品各10份，每份稱取50 g，用100 mL蒸餾水稀釋，用玻璃棒攪勻后制作玻片1個(gè)，用光學(xué)顯微鏡在1 000倍或其他適當(dāng)倍率下，用目鏡的測(cè)微尺、螺旋測(cè)微尺等工具在視野內(nèi)對(duì)脂肪球直接測(cè)定，每個(gè)玻片記錄100個(gè)顆粒直徑，計(jì)算其平均值。

由表3可以看出，經(jīng)過二次均質(zhì)的產(chǎn)品顆粒粒度直徑為0.9～1.1 μm，分布比較均勻，平均值是0.97 μm。沒有經(jīng)過二次均質(zhì)的產(chǎn)品，顆粒粒度直徑為1.2～1.7 μm，分布不均勻，平均值是1.44 μm。說明經(jīng)過二次均質(zhì)達(dá)到了理想效果。

由于光學(xué)顯微鏡檢測(cè)法較繁瑣，相對(duì)誤差較大，如果采用沉降粒度儀和激光粒度分布儀，可以快速準(zhǔn)確地檢測(cè)樣品顆粒粒度直徑及其分布情況[11]。

2.3 酵母、霉菌檢測(cè)結(jié)果

把2種工藝生產(chǎn)的酸乳待測(cè)樣品保存在同一冷庫(kù)中（2～4 ℃），酸乳待測(cè)樣品的保質(zhì)期是7 d，在保質(zhì)期內(nèi)每天按GB 4789.15—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 霉菌和酵母計(jì)數(shù)》方法測(cè)定霉菌、酵母數(shù)量。由表4可以看出，在保質(zhì)期內(nèi)，原工藝和改進(jìn)后工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品酵母數(shù)和霉菌數(shù)都在正常范圍內(nèi)（酵母數(shù)量≤100 CFU/g，霉菌數(shù) 量≤30 CFU/g），2種工藝下同一天檢測(cè)樣品的細(xì)菌數(shù)量基本相當(dāng)，說明二次均質(zhì)沒有造成二次污染。

3 結(jié)論

本研究表明，凝固型酸乳生產(chǎn)中，在不改變產(chǎn)品配方和其他工藝的條件下，改變均質(zhì)工藝，能很好地改善產(chǎn)品品質(zhì)，提高產(chǎn)品合格率。經(jīng)過多次檢測(cè)，工藝改進(jìn)后的產(chǎn)品在保質(zhì)期第7天即最后1 d，口感、組織狀態(tài)、色澤、粒度仍比原工藝產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢(shì)，酵母、霉菌數(shù)量十分相近。本研究中改進(jìn)均質(zhì)工序，只須增加1臺(tái)均質(zhì)機(jī)，費(fèi)用不高，占地面積也不大，其他工序全部按原來(lái)參數(shù)進(jìn)行，流水線延時(shí)不長(zhǎng)。南陽(yáng)農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院綠白乳制品廠凝固型酸乳生產(chǎn)線在2009年就使用了上述改進(jìn)后的工藝流程，效果很理想，工藝流程順暢、成熟。

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