发酵型含乳饮料论文

《软饮料工艺学》结课论文发酵型含乳饮料的制备工艺研究姓名：王芳班级：食工（2）班学号：2011511104指导老师：单春会2014年4月10日发酵型含乳饮料的制备工艺研究王芳（石河子大学食品学院，新疆石河子市，832000）摘要：本文主要对发酵型含乳饮料的制备工艺流程和关键的控制点等做出一个阐述，同时通过现在市面上的一些实例及前人已研究出的发酵型含乳饮料的新产品应用进行学习和讨论。从而总结出优化的工艺流程和关键控制点，对发酵型含乳饮料的发展方向作出说明及对发酵型含乳饮料的发展前景做出了展望。关键词：发酵、含乳饮料、工艺流程、发展前景1.含乳饮料定义含乳饮料是以鲜乳或乳粉、植物蛋白乳（粉）、果菜汁或糖类为原料，有或没有食品添加剂与辅料，经杀菌、冷却、接种乳酸菌发酵剂、培养发酵、稀释而制成的活性或非活性饮料，其种类可分为配制型含乳饮料、发酵型含乳饮料、乳酸菌饮料三种。配制型含乳饮料是以鲜乳或乳粉为原料，加入水、糖、酸味剂等调制而成，其中蛋白质含量不低于1.0%的称为乳饮料，蛋白质含量不低于0.7%的称为乳酸饮料。发酵型含乳饮料以乳或乳制品为原料，经乳酸菌等有益菌培养发酵制得的乳液中加入水，以及白砂糖和（或）甜味剂、酸味剂、果汁、茶、咖啡、植物提取液等的一种或几种调制而成的饮料，如乳酸菌乳饮料。根据其是否经过杀菌处理而区分为杀菌（非活菌）型和未杀菌（活菌）型。发酵型含乳饮料还可称为酸乳（奶）饮料、酸乳（奶）饮品[1]。发酵型含乳饮料与乳酸菌饮料的区别有两点,一是前者要求菌种为乳酸菌等有益菌,后者要求必须是乳酸菌;二是前者蛋白质含量应≥1.0g/100g,而后者的蛋白质含量应该≥0.7g/100g。2.含乳饮料的发展现状国内外主要含乳饮料国内的含乳饮料主要为配制型的,其中最具代表性的产品有广东的“乐百氏奶”、杭州的“娃哈哈果奶”、光明的“心爽”、伊利的优酸乳、蒙牛的“心情”酸甜爽、三元的“乳酸饮”奶饮料等。而在欧美等发达国家市场上调配型含乳饮料并不是很多，通常是牛乳与纯果汁的混合物。国内发酵型含乳饮料从20世纪80年代开始发展,典型的产品有:“益乐宝”、“美乐多”、“太子奶”等，但在整个乳制品市场的比例仅为0.1%。而发酵型含乳饮料在国外市场上出现很早，发展很快，在欧洲和日本，未杀菌型的乳酸菌饮料在整个乳制品市场比例达到了80%，北美为30%。通过这些数据说明我国在含乳饮料行业仍有很大的发展空间，主要就看企业能不能进一步创新，研制出更健康、添加剂使用量更少、对人体有益生作用的、更符合大众的含乳饮料产品。3.发酵型含乳饮料的工艺研究3.1工艺流程设计根据产品的规格要求和国家颁布的国家标准，选用合理的工艺路线，结合具体条件，优先采用机械化、连续化生产线。据此，确定具体工艺流程图（如下图）。这种工艺生产的酸奶风味浓郁，具有适中粘稠度、细腻滑爽，通过乳酸菌发酵的高品质酸奶饮品，生产原料采用高品质的无抗鲜奶或无抗全脂奶粉，通过收奶系统、混料系统、巴式杀菌单元、菌种单元、发酵单元、调配单元、杀菌单元、灌装单元以及CIP单元加工技术。并且在此基础上，我们可以再加一条生产线，将果粒或者一些功能性成分加入酸奶，形成具有特殊功效和不同风味的含乳饮品。基于无论是酸奶还是乳饮料的很多工艺流程都有相似之处，故在这里以酸奶的制作工艺流程及关键技术控制点进行阐述。如果是其它果味或功能成分发酵型含乳乳饮料则需在这个基础上加上对水果或功能性成分提取与预处理后，再联系以下流程进行改造后，从而形成一个新的具有针对性的发酵型含乳饮料的工艺流程和配方。工艺流程如下图：3.2确定菌种配比、接种量和发酵时间生产乳酸菌饮料一般选择能大量产酸的菌种，如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，由于所选菌种的最佳培养温度都是40-45℃，所以只需研究接种量和发酵时间对发酵的影响。据前人大量实验证明，接种量过大，发酵时间过长，可迅速改变乳的酸度，引起酪蛋白迅速凝固，造成产品均匀度下降，有大量乳清析出，组织状态不好；反之，接种量过小，发酵时间过短，酸度低且凝固性不好。发酵型乳酸菌饮料发酵最优工艺为：菌种1:1，接种量4%，发酵时间5h。3.3筛选出稳定剂与乳化剂的最佳配比乳酸菌饮料呈酸性，酪蛋白倾向于凝聚沉淀，易使饮料出现分层现象，为此，除用均质机外，还添加了稳定剂以形成保护性胶体溶液，防止沉淀形成。乳化剂能使乳脂肪较均匀地分散在介质中，形成稳定的乳化液，因为乳化剂的分子具有特殊的结构，一部分是亲油基，另一部分是亲水基，这两个基团存在于一个结构中，使乳化剂具有减弱油、水两相互相排斥的作用。在发酵乳饮料的脂肪、水两相的界面上乳化剂分子的亲油基伸向脂肪，亲水基伸向水相，使脂肪在水相中均匀地分散，形成稳定的乳化液，从而提高了发酵乳饮料的稳定性。发酵型乳酸菌饮料最佳稳定乳化剂复配配方为：羧甲基纤维素钠（CMC）0.4%、黄原胶0.2%、单甘酯0.05%、蔗糖脂肪酸酯0.01%。3.4发酵酸度和杀菌温度根据消费者对产品口感的喜爱，发酵奶酸度控制在4.4-4.0之间。根据产品保质期的要求，产品杀菌温度110℃，时间20秒。3.5工艺流程关键步骤参数说明软水过滤、加热：软水在生产使用前必须进行过滤，先用蒸汽对过滤器杀菌20min后方可投入使用。蒸汽压力为0.2Mpa，过滤后的软水加热至90℃以上备用。化糖：根据生产工艺要求，生产时白糖的溶解应分两次进行，每次化糖时，糖量称量准确，水量定量标准。当水温大于90℃时开始边下糖边搅拌，糖粒完全溶解，无异色、无异味。待糖液完全溶解后再保温15min，并及时按要求过滤放糖。鲜奶预处理：已检验合格鲜奶经过滤器过滤，生产时及时清洗过滤器；开启净乳机待正常工作后，立即注入奶液，通过除杂（小杂）后，奶液中无肉眼可见杂质。冷却贮奶：通过板式换热器的奶液冷却到2-6℃，打到贮奶罐，当奶液超过搅拌器叶片时，开启奶罐搅拌器搅拌；直冷式奶罐需要开启制冷开关，确保奶液在2-6℃贮存，并开启奶罐搅拌器搅拌。脱气：调节脱气机，排出奶液中的气体（真空脱气机压力在-0.08Mpa到-0.06Mpa之间）。预热和均质：鲜奶经板式换热器加热后（60-70℃）过均质机，均质机工作压力为18-20Mpa（低压为5Mpa），开机时先打回流，待压力稳定后方可打入板式换热器进行杀菌。巴氏杀菌：在均质后的鲜奶在95-98℃的条件下通过板式换热器杀菌后保温300s后经板式换热器冷却到42-44℃后打入发酵罐。发酵、搅拌：发酵5h后，冷却到18℃以下打入调配罐。调配后均质（压力12-18Mpa）。4.各种不同风味的发酵型含乳饮料应用4.1菊花发酵乳饮料工艺流程鲜牛奶↓菊花→清洗→提取→过滤→配料→灭菌→接种→发酵→冷却→包装→成品↑白砂糖→热溶→过滤→糖液通过对菊花发酵乳饮料的研究，确定最佳工艺为菊花提取液20%、鲜牛奶40%、接种量3%、蔗糖添加量8%、42℃发酵4h[2]。各因素对产品质量的影响为：发酵时间对产品质量的影响最大，而发酵温度的影响相对较小。菊花提取液可刺激乳酸菌快速生长繁殖，加速发酵的过程。菊花发酵乳饮料和普通的酸奶在外观和色泽上并无太大的不同。主要是菊花本身的味道不强烈，有微甜的清香味。但菊花含有较多的黄酮类、多糖类、维生素能帮助消化和促进肠内有益细菌的生长，同时抑制有害细菌。所以，菊花发酵乳饮料是适合于中老年或女性的营养保健品，具有较高的营养价值。4.2发酵型核桃乳饮料工艺流程核桃→破壳→核桃仁→去杂→化学去皮、漂洗→磨浆→胶体磨→前配料→前均质→超高温瞬时灭菌→冷却→接种→发酵→后配料后均质→冷却→无菌罐装[3]这种产品主要以核桃乳作为发酵主原料，发酵液中适当强化乳糖、葡萄糖，选用乳酸菌(保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌)作发酵菌种，生产发酵型核桃乳饮料。目的在于利用乳酸菌降解核桃乳中的蛋白质，提高消化吸收率，产酸产香使制品的风味更加浓厚,强化核桃乳的肠道保健功能，对人类的健康有非常大的益处。4.3乳酸发酵型蓝莓乳饮料工艺流程：鲜牛奶→鲜奶预处理→脱气→定量→均质→巴氏杀菌→冷却↓原料分选→破碎榨汁→原果汁→果胶酶处理→灭酶→蓝莓清汁→调配→灭菌→接种→发酵→破乳→复配→预热→均质→灭菌→灌装→成品最佳原料配比：蓝莓汁添加量14%、蔗糖量6.5%；最佳发酵工艺参数为：接种量3.2%、发酵时间4.4h、温度42℃。蓝莓又称越橘或蓝浆果，属杜鹃花科越橘属落叶灌木植物。近年来科学研究表明：蓝莓具有明目、防癌、抗衰老、预防老龄性痴呆和心脑血管疾病的功效。所以将它和鲜牛奶一起发酵不仅可以增加乳饮料的风味，还可以产生很多功效，对人体健康有益，给人补充维生素和微量元素。4.4银耳酸乳发酵工艺工艺流程：乳粉、蔗糖、稳定剂↓干银耳→粉碎→浸提→打浆→过滤→调配基液→均质→灭菌→冷却→接↑菌种→活化→驯化→扩大培养种→发酵→冷却、后熟→成品[4]其中银耳多糖为功能性成分，可以调节免疫系统、提高机体免疫力、保护红细胞膜、抗肿瘤、抗衰老、降血糖、降血脂、抗凝血和血栓、抗溃疡、抗突变等作用。将这种原料开发成产品，符合人们健康生活的理念。4.5发酵性柚子汁乳酸菌饮料工艺流程：柚子→清洗→去皮、去囊衣、去籽→预煮→挤汁→过滤→柚子汁→杀菌→冷却→混合→调配（加纯牛奶和糖等）→装罐→接种→发酵→冷藏后熟→成品这种乳饮料以柚子果汁和鲜牛乳为主要原料经乳酸菌发酵制成柚子果味酸乳饮料，产品风味独特，具有清香酸甜的柚子风味以及爽滑细腻的发酵乳口感，让人喜欢。柚子清香、酸甜、凉润，营养丰富，药用价值很高，是人们喜食的水果之一，也是医学界公认的最具食疗效益的水果[5]。柚子富含蛋白质、有机酸、维生素以及钙、磷、镁、钠等人体必需的元素。柚子还具有降低胆固醇、预防心脑血管疾病等作用，也是糖尿病患者的理想食品。发酵型果汁乳饮料产品在我国发展很快，销量也逐年上升，它以其酸甜细滑的独特风味和较高的营养价值及保健功能倍受消费者青睐。与原味型乳饮料相比，发酵型果汁乳饮料的营养成分更趋完善和更易消化吸收，内含的乳糖被部分分解成半乳糖和葡萄糖，后者可转化为乳酸等有机酸。此外，果汁成分的存在增强了乳酸菌在产品中的活性与稳定性，这有助于更大程度地发挥乳酸菌在人体肠道中的益生功能。4.6乳酸菌发酵西瓜柠檬复合乳饮料工艺流程奶粉、蔗糖→溶解↓水果挑选→清洗→去皮、切块（去籽）→取汁→混合调配杀菌→冷却→接种→装瓶→恒温培养前发酵→冷藏后发酵→成品[6]我国西瓜和柠檬产量丰富，价格不高，适合作为主要原料开发复合果味饮料。利用西瓜的清香，柠檬的酸甜，以及各自具有的营养价值等特性，以其果汁和奶粉为主要原料经乳酸菌发酵研制果味酸乳饮料，最终的产品风味独特，具有清爽的瓜香和柠檬的酸味以及柔和的乳香味。4.7紫薯玉米粒乳酸菌乳饮料生产工艺流程紫薯液、玉米粒、发酵乳的制备→稳定剂溶解于水制成溶胶→搅拌混合紫薯液、发酵乳、玉米粒、蔗糖→均质→装罐→冷却→保温杀菌→成品紫薯玉米粒乳酸菌乳饮料稳定性最佳的工艺条件为:稳定剂(单甘酯﹕CMC﹕琼脂=1﹕9﹕3)添加量为0.24%，鳌合剂(三聚磷酸钠﹕六偏磷酸钠=1﹕2)添加量为0.048%，均质压力为30MPa，杀菌温度为80℃。在此工艺条件下，饮料的沉淀率为1.68%，基本达到了稳定效果[7]。通过以上举例，我们会发现其实这些产品的工艺流程有相通之处，所以说这将会是一个突破口，想要研发更多口味的产品就可以从这里入手。食物各种功能性成分提取也要有进一步的发展，这样才能服务于含乳饮料研发的需求，更多种类的产品被开发出来才能跟上时代发展，才能满足市场的需求。5．发酵型含乳饮料的发展方向及前景市场需要创新的产品，但创新也要面对一定失败的压力，因而我们要充分调查规避风险。国内新研究开发的含乳饮料有百合大米乳饮料、凉薯乳饮料、发酵树葛乳饮料、葛根乳饮料、奶啤等众多品种，且有相关工艺研究方面的报道。但是这些产品是否真的能为市场所接受，还要对市场及消费者有好的理解[8]。如今消费者即需要新的口味，也需要能对健康有益的产品。国内大大小小的乳饮料企业都想研制出既省成本又风味好质量好的产品，但是这必将有一定的不安全因素存在，因而使用天然存在的物质加入