无蔗糖褐色乳酸菌饮料加工工艺研究

◎ 陶一荻

（上海普若味可生物科技有限公司，上海 201900）

褐色乳酸菌饮料因其浅褐色的外观而得名，通常是由牛乳通过高温处理产生美拉德反应后经过一系列工艺制得。目前市面上在售的褐色乳酸菌饮料的甜味来源普遍以蔗糖为主，然而长期摄入过多的蔗糖容易导致肥胖、心血管疾病和糖尿病等健康问题。随着人们生活水平的提高，人们对健康饮食的关注度也越来越高[1]。所以，消费者对无蔗糖褐色乳酸菌饮料的青睐将成为必然趋势。乳酸菌饮料在生产和储存过程中若不添加蔗糖，很容易出现分层和蛋白质凝聚等稳定性问题。基于此，本文探讨了褐变反应时间、果胶用量以及均质压力对无蔗糖褐色乳酸菌饮料稳定性的影响，同时为了满足消费者对甜度和口感的需求，以木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖复配作为甜味剂来替代蔗糖，通过一系列工艺制备出无蔗糖褐色乳酸菌饮料。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

脱脂乳粉、葡萄糖、副干酪乳杆菌菌种、木糖醇、AK糖、三氯蔗糖、柠檬酸和果胶等。

1.2 仪器与设备

离心机、搅拌机、粒径分析仪、均质机、恒温培养箱、巴氏水浴槽和酸度计等。

1.3 试验方法

1.3.1 发酵乳基料的制备工艺流程

（1）发酵乳基料的制备流程。发酵乳基料的制备工艺流程为脱脂乳粉、葡萄糖、纯净水→拌匀→水合→升温褐变→冷却、接种→发酵→冷却、破乳→搅拌、冷却[2]。

（2）发酵乳基料的制备的操作要点。将脱脂乳粉和葡萄糖溶于55 ℃纯净水中搅拌均匀后，水合制成还原乳，升温进行褐变，褐变完成后降温至40 ℃进行菌种接种，混匀后恒温发酵72 h，再通过冰水冷却到10 ℃以下，搅拌均匀，冷藏备用。

1.3.2 无蔗糖褐色乳酸菌饮料的制备

（1）无蔗糖褐色乳酸菌饮料的制备工艺流程。无蔗糖褐色乳酸菌饮料的制备工艺流程为木糖醇复配甜味剂、稳定剂→溶解、搅拌→杀菌、冷却→添加发酵乳基料→搅拌、调酸→均质→灌装、冷藏[2]。

（2）操作要点。将木糖醇复配甜味剂与稳定剂溶解搅拌后以95 ℃杀菌，冷却至40 ℃添加发酵乳基料，搅拌均匀并添加柠檬酸进行调酸，通过均质处理后无菌灌装于4 ℃冷藏，即制得无蔗糖褐色乳酸菌饮料。

1.4 感官评价设计

考虑到褐色乳酸菌饮料主要是由年轻群体消费饮用，本试验进行感官评价的群体年龄段均在18～35岁，男性和女性各挑选10人，从风味、口感以及外观3个感官指标进行评价，评分制为满分100分，其中风味、口感和外观分别占40分、30分和30分，最终评价结果取平均值，评分标准如表1所示。

表1 感官评价标准表

1.5 甜味剂复配试验设计

1.5.1 甜味剂复配最佳组合试验设计

对比各类甜味剂的口感、甜度以及稳定性，同时考虑材料成本，综合考虑各项指标，本试验选取木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖进行复配[3]。在国家标准范围内设计正交试验，确定无蔗糖褐色乳酸菌饮料感官品质最佳的甜味剂复配组合，试验因素水平表如表2所示。

表2 甜味剂复配组合正交试验因素水平表

1.5.2 复配甜味剂与蔗糖甜味剂对比试验设计

按本试验工艺流程添加最佳复配甜味剂组合，制作无蔗糖褐色乳酸菌饮料，再以相同工艺添加9%蔗糖[4]为甜味剂制作蔗糖褐色乳酸菌饮料对照组。挑选18～35岁男性和女性各10人，从产品甜度和口感两个感官指标进行100分制的评价，其中甜度和口感各50分，结果取平均值，甜味剂对比感官评价标准见表3。

表3 甜味剂对比感官评价标准表

1.6 稳定性试验设计

离心沉淀率是评价无蔗糖褐色乳酸菌饮料稳定性的重要指标，本试验以果胶用量、均质压力和褐变时间作为自变量，先后通过单因素试验和正交试验，确定稳定性最佳情况下的各影响因素的最优值。其中离心沉淀率的测定方法是将无蔗糖褐色乳酸菌饮料加入离心管中，以4 000 r·min-1离心15 min去除上层清液，得到沉淀物的质量并计算离心沉淀率，具体公式为离心沉淀率=沉淀物质量/无蔗糖褐色乳酸菌饮料质量[4]。

1.6.1 稳定性试验的单因素试验设计

（1）褐变时间对产品离心沉淀率的影响。固定果胶用量为3 g·L-1、均质压力为25 MPa，分别以1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h和3.0 h褐变时间制作无蔗糖褐色乳酸菌饮料样品，并通过前述方法测得离心沉淀率，考察褐变时间对产品离心沉淀率的影响。

（2）果胶用量对产品离心沉淀率的影响。固定均质压力为25 MPa、褐变时间为2 h，分别以2.0 g·L-1、2.5 g·L-1、3.0 g·L-1、3.5 g·L-1和 4.0 g·L-1果胶添加量制作无蔗糖褐色乳酸菌饮料样品，并通过前述方法测得离心沉淀率，考察果胶用量对产品离心沉淀率的影响。

（3）均质压力对产品离心沉淀率的影响。固定果胶用量为3 g·L、褐变时间为2 h，分别以15 MPa、20 MPa、25 MPa、30 MPa和35 MPa均质压力制作无蔗糖褐色乳酸菌饮料样品，并通过前述方法测得离心沉淀率，考察均质压力对产品离心沉淀率的影响。

1.6.2 稳定性试验的正交试验设计

根据单因素试验结果，以褐变时间、果胶用量以及均质压力为自变量，离心沉淀率作为稳定性评价指标，因素与水平表如表4所示[5]。

表4 稳定性检测正交试验因素水平表

2 结果与分析

2.1 甜味剂复配结果分析

2.1.1 确定甜味剂最佳复配组合

由表5可知，各因素对无蔗糖褐色乳酸菌饮料品质的影响顺序为A＞B＞C，即对产品感官评价影响最大的因素是甜味剂复配组合中的木糖醇的量。甜味剂最佳复配组合为A3B3C3，即木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖的添加量分别为2.2%、0.032%和0.014%，该组合甜味剂制备的褐色乳酸菌饮料以1.5.2的方法进行感官评价试验得到的评分为94.82分，高于最高评分组合A3B3C2的94.52分，因此最优组合为A3B3C3。

表5 甜味剂复配组合正交试验结果表

2.1.2 复配甜味剂与蔗糖甜味剂的对比分析

按照本文前述试验工艺流程，分别使用前文的最佳复配甜味剂组合以及传统蔗糖甜味剂制作褐色乳酸菌饮料样品，并在甜度和口感的表现上进行感官评价对比，得到20位评价者的评分结果平均值分别为样品添加复配甜味剂94.82分，对照组样品添加蔗糖95.24分。两者在甜度和口感上的表现相当，本试验无蔗糖褐色乳酸菌饮料中添加的复配甜味剂组合对蔗糖甜味剂的替代效果较为理想。

2.2 稳定性试验结果

2.2.1 最佳褐变时间的选择

试验得到离心沉淀率与褐变时间呈正相关关系。褐变时间短，对应的离心沉淀率低，会导致褐变效果不理想以及产品颜色过浅。综合分析，选择2 h作为最佳的褐变时间。

2.2.2 最佳果胶用量的选择

试验得到离心沉淀率与果胶用量整体呈负相关，且果胶用量为3.5 g·L-1时，离心沉淀率趋于平稳。因此，本试验取果胶用量3.5 g·L-1作为最佳用量。

2.2.3 最佳均质压力的选择

试验得到均质压力在15～30 MPa时，离心沉淀率随均质压力的增加而下降，而当均质压力高于30 MPa时，离心沉淀率又呈上升趋势。综合分析，选择30 MPa作为最佳的均质压力。

2.2.4 正交试验结果分析

由表6可知，各因素对褐色乳酸菌饮料稳定性的影响顺序为褐变时间＞果胶用量＞均质压力，影响产品稳定性的主要因素是褐变时间。正交试验得出的最优工艺组合为A1B2C3，该组合下的离心沉淀率为1.35%，小于组合A1B2C2的试验结果，因此最佳工艺组合为A1B2C3，即褐变时间为1.5 h，果胶用量为3.5 g·L-1，均质压力为 30 MPa。

表6 正交试验结果表

3 结论

综上所述，本文以木糖醇、AK糖以及三氯蔗糖复配甜味剂替代蔗糖制作无蔗糖褐色乳酸菌饮料，其中复配甜味剂添加量的最佳组合为木糖醇2.2%、AK糖0.032%和三氯蔗糖0.014%，其甜度和口感与传统添加蔗糖的褐色乳酸菌饮料无明显差异，既满足了消费者对该饮料口感的需求，又满足了蔗糖无添加的健康需求。同时，在褐变时间为1.5 h、果胶用量为3.5 g·L-1、均质压力为30 MPa的工艺条件下，制得的产品稳定性最佳。通过该工艺方法制得的无糖褐色乳酸菌饮料稳定性好、风味佳，具有良好的应用前景。