辣木乳饮料的工艺技术研究
辣木乳饮料的工艺技术研究
潘新杰1，陶亮2，刘成洁1，黄艾祥1*
(1．云南农业大学食品科学技术学院 云南昆明650201；
2．云南农业大学植物保护学院 云南昆明650201)
摘要：以鲜牛乳、辣木叶为主要原料，配以白砂糖、柠檬酸、稳定剂等辅料, 通过正交试验对辣木乳饮料的生产工艺、稳定性及产品质量进行了研究。辣木乳饮料的配比为鲜牛乳40%、辣木叶粉0.6%、白砂糖7%、柠檬酸0.3%（均为体积分数），添加卡拉胶FMC 0.015%、微晶纤维素(FMC) 0.25%，三聚磷酸钠0.02%，单甘酯0.05%，蔗糖酯0.025%作为复合稳定剂，通过巴氏杀菌、均质等工艺研制的辣木乳饮料色香味形态俱佳，产品的理化、卫生质量符合相关标准。
关键词：辣木乳饮料；加工工艺；稳定性；产品质量
Study on the Processing Technology and Stability of moringa oleifera
milk beverage
PAN xin-jie1, TAO liang2, LIU cheng-jie1, HUANG ai-xiang1*
(1. College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China；
2. College of Plant Protection, Yutman Agricultural University, Kumning 650201, China)
Abstract: Prepared a milk beverages containing moringa oleifera juice as the main materials and sucrose, citric acid, stabilizing agent, etc. as auxiliary materials, investigated the processing technology and the stability of the beverages by orthogonal tests and sensory evaluation. The results showed that the optimal formulation of the beverage was as follows: fresh milk 40%, moringa leaf powder 0.6%, sucrose 7% and citric acid 0.3%; good stability of the beverage was able to get by addition of CMC 0.15%, PGA 0.15%, pectin 0.15% as a composite stabilizer, Crisp honey porridge have good color, taste, shape and other sensory best quality.
Key words: moringa oleifera milk beverage; processing technology; stability; product quality
     辣木(Moringa)又称为鼓槌树，白花菜目辣木科辣木属植物，是多年生热带落叶乔木。根、叶和嫩果可食用，嫩叶和果荚是营养丰富的蔬菜，种子可榨油，含油30%左右[1]。辣木叶营养丰富，含高钙、高蛋白、高纤维、高维生素和19种氨基酸等成分，是药食同源、食疗兼用之精品[2-7]。然而，辣木中的钙、蛋白质等成分生物学价值不高，不利于人体的消化吸收。
    鲜奶营养丰富与辣木有机组合形成辣木乳，可提高辣木中钙、蛋白质的生物效价。通过开发牛乳及辣木的深加工饮品，实现动植物营养互补，提高附加值具有较好的应用前景[8-10]。目前，国内外对辣木饮料乳的研究甚少。本研究以鲜牛乳和辣木叶粉为原料，通过添加辅料解决辣木乳饮料生产中出现的脂肪上浮、沉淀、分层现象，开发一款符合消费者需求的辣木乳饮料。新型辣木乳饮料的开发对乳品企业和辣木产业的发展具有一定的推动意义。
    1材料与方法
    1.1实验材料
    辣木粉（购自普洱市）、鲜牛乳（昆明雪兰牛奶有限责任公司）、白砂糖、柠檬酸、卡拉胶FMC、微晶纤维素（FMC）、三聚磷酸钠、单甘脂、蔗糖酯。
    1.2 实验仪器
    CP153电子天平：上海奥豪斯仪器有限公司；CP214C分析天平：杭州汇尔仪器设备有限公司；GJJ-0.2/25 型高压均质机：温州市长宏轻工机械有限公司；YXQ-LS-500S111高压灭菌锅：上海沃迪科技有限公司；凯氏定氮仪：杭州汇尔仪器；索氏抽提仪等。
    1.3实验方法
    1.3.1工艺设计
    参考相关资料及传统饮料的构成，对工艺流程，原辅料的添加量，均质、杀菌参数以及稳定剂的添加顺序等方面进行设计。
    1.3.2原料配比的确定
    以鲜牛乳(%)、辣木叶粉(%) 、白砂糖(%) 、柠檬酸(%)四个因素，设计L9(34) 正交试验，确定最佳的产品配方。因素和水平见表 1
 
表1  主要原料组成及其添加量的L9(34)正交试验因素水平表
Table 1  Factors and level of L9(34)orthogonal test on composition and addition of main materials
水平
因 素
A(鲜牛乳添加量，%) 
B(辣木粉添加量，%)
C(白砂糖添加量，%)
D(柠檬酸添加量，%)
1
30
3
4
0.3
2
40
6
7
0.5
3
50
9
10
0.7
 
 
 
 
 
 
 
    1.3.3 复合稳定剂的选择
    本试验通过查阅资料以及多次实验筛选, 最后采用卡拉胶FMC（0.010%、0.015%、0.020%）、微晶纤维素（FMC）（0.05%、0.15%、0.25%）为复合稳定剂， 并同时添加乳化剂三聚磷酸钠0.02%，单甘酯0.05%，蔗糖酯0.025%，研究其配比对辣木乳饮料质地的影响。
    1.4 产品指标
    1.4.1 感官评定标准
    辣木乳饮料的感官质量由感官评定小组进行评定，评定小组由9位有关的专业人士组成。根据产品的色泽、组织形态、口感、风味几个方面进行感官评分，评分为百分制，综合结果取平均值。（见表2）
 
表2 感官评定表
Table 2  Sensory evaluation standards
评价指标
评价标准
评价/分
色泽
（20分）
呈均匀一致的淡绿色或接近黄绿色，不透明
15-20
色泽一般，基本均匀，呈黄褐色
10-15
色泽较差，明显不均匀，呈暗黄色
0-10
气味
（30分）
奶香味中带有辣木味，气味协调，无异味
20-30
奶香味和辣木味较淡，无异味
10-20
无奶味，无辣木味或有异味
0-10
口感
（20分）
口感细腻润滑，味道柔和，酸甜适中
10-20
口感粗糙，偏酸或偏甜
5-10
口感粗糙过酸或过甜，味道较差，难以接受
0-5
组织状态
（30分）
呈流动型良好的液体，粘度合适，无絮状分层现象，无沉淀现象
25-30
流动性适中，粘度适中，无较明显絮状物、分层现象及沉淀
20-25
有沉淀或分层现象，组织状态严重劣变
0-20
    1.4.2理化指标
    (1) 脂肪含量测定，按照GB/T 5009.6-2003中索氏抽提法检测。
    (2) 蛋白质含量测定，按照GB 5009.5-2010中凯氏定氮法检测。
    (3) 铅的含量测定，按照GB/T 5009.12中所规定的方法测定。
    (4) 总砷的含量测定，按照GB/T 5009.11中所规定的方法测定。
    (5) 铜的含量测定，按照GB/T 5009.13中所规定的方法测定。
   (6) 酸度的测定方法：在250ml三角瓶中注入10ml样品溶液，加20ml蒸馏水，加0.5%酚酞指示液0.5ml，小心混匀，用0.1N氢氧化钠标准溶液滴定，直至微红色在1分钟内不消失为止。消耗0.1N氢氧化钠标准溶液的毫升数乘以10，即得酸度。
    (7) pH值的测定方法：取50ml样品液于50ml烧杯中使用pH计测量计数。（注意pH计的校准）
1.4.3微生物指标
    (1) 菌落总数测定，按照GB 4789.2-2010 中的方法检测。
    (2)大肠杆菌总数测定，按照GB/T 4789.38-2012中的方法检测。
    1.4.4保温实验
    将灭菌后的样品装入无菌PET 瓶中，参照国家标准GB 4789.26中商业无菌检验方法[10]，在恒温培养箱37±2 ℃条件下静置10d 模拟产品货架期，观察有无变质现象。
    2结果与分析
    2.1最佳工艺流程
    原料（鲜牛乳）→巴氏杀菌→加入混有辣木粉的辅料（白砂糖，辣木粉，卡拉胶FMC，微晶纤维素（FMC），三聚磷酸钠，单甘酯，蔗糖酯混匀）→加水溶解→预热→均质→灌装→密封→灭菌→冷却→成品→质检
    辣木酸奶最佳工艺流程的操作要点如下，见表3
表3 辣木乳饮料研制的最佳工艺流程
Table 3  The best technological process developed moringa oleifera milk beverage
工艺
操作要点
原料乳
选择新鲜，各成分指标均达标的鲜牛乳
巴氏杀菌
加热80℃，15min，不仅杀菌而且更易溶解辅料
辅料的混合
将添加剂与辣木粉混合均匀，直接加入预热的鲜奶中，边加入边搅拌，直至充分吸水溶解，使其质地均匀。
均质
调配好的基料升温到60～70℃ 进行均质处理（一级压力4～5MPa ，二级压力20～5MPa）
灭菌
灭菌条件采用超高温瞬时灭菌（137 ±2 ℃，3～4s ）。
质检
进行感官、理化、微生物等方面检测，并随机抽取6瓶37℃保温7d ，未出现胀瓶、变质等现象，达到商业无菌，保质期为6个月以上。
    表3介绍了辣木酸奶加工的基本工艺流程。先将辅料混合，可以减少稳定剂之间的彼此凝结，更有利于稳定剂的吸水溶解。均质过程采用二级均质处理目的是一级均质先将大颗粒打散为小颗粒，二级均质可防止小颗粒或者油滴的再次聚集，从而达到更好的效果。灭菌采用高温瞬时灭菌能更好的保留辣木乳饮料的色香味。
2.2 原料配比
 
表4 主要原料配比L9(34)正交试验结果
Table 4  Results of L9 (34) orthogonal test on ratios of main materials
实验序号
因素水平
感官评分
A
B
C
D
1
1
1
1
1
65
2
1
2
2
2
84
3
1
3
3
3
67
4
2
1
2
3
80
5
2
2
3
1
95
6
2
3
1
2
83
7
3
1
3
2
65
8
3
2
1
3
85
9
3
3
2
1
77
k1
72.0
70.0
77.7
79.0
 
k2
86.0
88.0
80.3
77.3
 
k3
75.7
75.7
75.7
77.3
 
 
R
 
14.0
 
18.0
 
4.7
 
1.7
 
    根据极差分析结果(表4)显示，4种主料添加量对辣木乳饮料感官品质的影响最主要的因素是辣木粉的添加量，其次是鲜牛乳的添加量，再是白砂糖的添加量，即影响辣木乳饮料感官品质的顺序为B>A>C>D。由此可知，辣木乳饮料配方中4种主料的最优组合为A2B2C2D1，即生牛乳40% 、辣木叶粉0.6%、白砂糖7.0%、柠檬酸0.3%。按该配方组合进行3 次平行实验加以验证，产品的感官评分的均值为97分，制得的辣木乳饮料，色泽呈淡绿色，具有辣木及牛奶特有风味，实物感强，口感爽滑，风味浓郁，因此选择A2B2C2D1 组合为最佳配方。
    2.3 复合稳定剂
辣木乳饮料中辣木叶粉是辣木叶经过烘干、超微粉碎制成，含有大量的不溶性纤维素及二价离子会造成体系稳定性较差，必须外加胶体物质及磷酸盐以帮助形成悬浮稳定体系。卡拉胶FMC与微晶纤维素（FMC）形成凝胶网络悬浮结构，可防止不可溶的颗粒沉降，配合三聚磷酸钠、单甘酯、蔗糖酯赋予饮料较好的稳定性和细腻爽滑口感[13,14]。稳定剂的复配见表5
表5 稳定剂的添加量对乳饮料质地的影响
Table 5 The amount of adding stabilizer effect on beverage quality
试验号
卡拉胶FMC+微晶纤维素（FMC）/%
三聚磷酸钠/%
单甘酯/%
蔗糖酯/%
 
乳饮料的组织状况及口感
1
0.010+0.05
0.02
0.05
0.025
出现分层脂肪上浮，有沉淀，口感粗糙
2
0.015+0.15
0.02
0.05
0.025
有絮状物或部分沉淀，有乳脂线，口感一般
3
0.020+0.25
0.02
0.05
0.025
胨块状而不易吸食, 有黏附口感
4
0.015+0.25
0.02
0.05
0.025
产品均匀一致，口感细腻、爽滑度适中
5
0.020+0.15
0.02
0.05
0.025
有部分胨块，口感粗糙
    有表5可知，4号即添加卡拉胶FMC0.015%、微晶纤维素（FMC）0.25%，三聚磷酸钠0.02%，单甘酯0.05%，蔗糖酯0.025%为最佳的复配稳定剂，按该复配量进行3 次平行验证试验，产品的稳定性较好，可有效解决辣木乳饮料脂肪上浮、分层、辣木叶粉沉淀现象，显著延长产品货架期，并使产品达到最佳口感。
    2.4 辣木乳饮料的质量
    2.4.1 感官品质
    感官品质见表6，辣木乳饮料呈流动型良好的液体，粘度合适，无絮状分层现象，无沉淀现象稠稀适中，均匀一致；色泽鲜亮、爽目，呈均匀一致的淡绿色或接近黄绿色，不透明；风味浓郁飘香，奶香味中带有辣木味，气味协调，无异味；口感细腻润滑，味道柔和，酸甜适中。感官评分为87.375。
 
表6 辣木乳饮料的感官指标
Table 6  Sensory index of moringa oleifera milk beverage
指标
组织状态
（满分30分）
色泽
（满分20分）
滋味气味
（满分30分）
口感
（满分20分）
评定结果
呈流动型良好的液体，粘度合适，无絮状分层现象，无沉淀现象稠稀适中，均匀一致
色泽鲜亮、爽目，呈均匀一致的淡绿色或接近黄绿色,不透明
奶香味中带有辣木味，气味协调，无异味
口感细腻润滑，味道柔和，酸甜适中
评分
25.875
17.5
26.625
17.375
    2.4.2 理化指标
      辣木乳饮料理化检验结果见表7。
表7 理化检验结果
Table 7  Physical and chemical test results
项目
含量
蛋白质，g/100ml
1.25±0.05
脂肪，g/100ml
1.85±0.05
    总砷（以As计）/（mg/L）
0.1±0.05
铅（Pb）/（mg/L）
0.01±0.005
铜（Cu）/（mg/L）
3.0±0.005
酸度
6.01±0.05
pH
7.02±0.05
    由表7可知，辣木乳饮料蛋白质1.25±0.05g/100g、脂肪1.85±0.05g/100g、总砷0.1±0.05 mg/L、铅0.01±0.005 mg/L、铜3.0±0.005 mg/L、酸度6.01±0.05和pH值7.02±0.05，其蛋白质、脂肪、总砷、铅、铜、酸度、PH值均符合GB 11673-2003乳饮料卫生标准中的要求。
    2.4.3 微生物指标
    乳饮料标准微生物要求：菌落总数≤ 10000CFU/g;大肠菌群≤ 40MPN/100g;霉菌≤ 10CFU/g;乳饮料的微生物检测结果：菌落总数为170CFU/g，大肠菌群为4MPN/100g，霉菌为6CFU/g，对比可知，本产品符合标准要求。
    2.4.4 储藏
    从样品中随机抽取6瓶在恒温培养箱37±2 ℃条件下静置10d 模拟产品货架期，观察无变质现象。
    3 结论
    3.1 辣木乳饮料配方的最优组合为鲜牛乳40%、辣木叶粉0.6%、白砂糖7%、柠檬酸0.3%，添加卡拉胶FMC0.015%、微晶纤维素（FMC）0.25%，三聚磷酸钠0.02%，单甘酯0.05%，蔗糖酯0.025%作为复合稳定剂。辣木乳饮料的最佳工艺：原料（鲜牛乳）→巴氏灭菌→加入混有辣木粉的辅料（白砂糖，辣木粉，卡拉胶FMC，微晶纤维素（FMC），三聚磷酸钠，单甘酯，蔗糖酯混匀）→加水溶解搅拌→预热→均质→灌装→密封→杀菌→冷却→成品→质检。
    3.2 辣木乳饮料的感官、理化、卫生指标均符合国家相关标准，产品质量合格。
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