| 营养素强化奶开发中的关键问题 |
营养素强化奶开发中的关键问题
陆桂岭 江苏省镇江市长江乳业有限公司
【摘要】以牛奶为载体，以巴氏杀菌乳工艺为基础，开发营养素强化奶，解决了产品容易产生沉淀、分层、上浮等问题，并改善了产品的适口性。
关键词：牛奶；营养素；关键问题
如今，人们物质生活丰富，自我保护意识强，注重营养，关爱健康。然而由于受某些不良生活习惯的影响，如偏食、厌食、生活环境改变等，在一部分人群中，维生素和矿物元素摄入不足，营养不良，人体免疫机能下降等现象时有发生，如儿童和老年人缺钙、青少年缺锌，中老年人的胃肠道益生菌相改变等，严重妨碍了人们的身心健康。缺钙，儿童易患佝偻病、中老年人易产生骨质疏松症；缺锌，儿童会发生生长迟缓，智力迟钝等现象；益生菌比例失调，会产生便秘，胃肠道消化不良等现象。食品强化是修补人们膳食营养素的重要手段，是调整人体整体营养平衡的有效途径。
牛奶也是一种强化食品的载体，通过营养素强化，可以使牛奶表现出营养和保健的双重功效，能够满足特定人群补充营养素不足和对口味的嗜好需要。然而，牛奶是一种复杂的分散体系，它既有蛋白质形成的胶体悬浮液，又有脂肪形成的乳浊液，还有糖、盐等形成的真溶液，对多种酸碱盐都比较敏感，在开发营养素强化奶过程中，如果配料组合不恰当，工艺条件不合理，很容易产生蛋白质变性沉淀，乳清析出分层，脂肪分离上浮，并产生不良风味等质量问题。
1 设计开发原则
以牛奶为载体，以巴氏杀菌工艺为基础，进行营养素强化剂的选型，提高人体消化吸收率；改善牛奶的加工性能，解决营养强化剂的加入对工艺的影响，如沉淀、分层等问题；改进牛奶的配料工序，解决辅料的溶解性问题；调整牛奶的适口性，解决辅料的添加对口味和质地的影响。
2 工艺流程
工艺流程如下：
原料奶→配料→均质→杀菌→冷却→调味→灌装→封口→冷藏。
3 设计开发关键点
以牛奶为载体，开发营养素强化奶，主要体现在其营养素成分指标的含量、营养素的消化吸收率、产品的稳定性、产品的适口性和产品的附加性能是否满足设计开发任务的要求，关键是要能正确解决以下4个方面的问题。
3.1 营养素强化剂的选型
营养素强化剂的选型是生产液态营养素强化奶的首要问题，所选的营养强化剂首先要满足《食品营养强化剂使用卫生标准》(GB14880-1996)的规定。其次还必须考虑以下几个问题：①营养强化剂的有效含量；②营养强化剂的溶解性；③营养强化剂的稳定性；④营养强化剂的生物利用率（生物价）；⑤营养强化剂的适口性；⑥营养强化剂对载体牛奶的感官性质的影响。不同的强化食品其营养强化剂的选型各有不同，对液态强化奶而言，可添加矿物元素常用的有：钙、鉄、锌、硒等；维生素有：VA、VB1、VB2、VB6、VD、VC等；氨基酸有：牛磺酸、赖氨酸、天门冬氨酸等。它们由于在可吸收利用率、稳定性、纯度、毒性，以及添加后对牛奶的感官影响的差异，而具有不同的适用性。如在强化钙时，一般选用乳酸钙，因为其具有溶解性好，生物价高的优点。另外，维生素A、D，酪蛋白磷酸肽（CPP）能促进人体对钙的吸收，所以在强化钙的同时，可适当对维生素A、D，酪蛋白磷酸肽一同进行强化；强化锌时，应选用L-乳酸锌，这是因为人体内含有L-乳酸脱氢酶，使其具有天然生物特性，人体消化吸收率高，而且L-乳酸锌的苦涩味也小。另外，强化锌时还可适量强化牛磺酸，牛磺酸可以对补锌产生协同增效效果；强化铁时，最好选用乙二胺四乙酸铁钠，因为其不仅具有溶解性好，无铁腥味，性质稳定的优点，而且能够避免植酸对铁吸收的阻碍，添加后几乎不影响牛奶的色泽和口味。另外，L-抗坏血酸、酪蛋白磷酸肽等均可促进人体对铁的吸收，所以，在强化铁时还可组合强化VC等。
3.2 防止沉淀、分层、上浮现象的发生，提高产品的稳定性
在营养素强化奶开发中，产品在静置时很容易发生沉淀、上浮和分层等现象。这是因为牛奶中的蛋白质对酸、碱、盐、表面活性剂等比较敏感，添加后蛋白质结构发生了改变，热稳定性降低，致使牛奶复杂的分散体系遭到了破坏。如牛奶中的酪蛋白，它是以酪蛋白-磷酸钙的形式存在，对钙盐等二价和三价金属离子比较敏感，当向牛奶中添加钙盐强化钙元素时，会提高牛奶中钙离子的活度和胶束磷酸钙的浓度，从而掩蔽了磷酸脂基团，使得酪蛋白的疏水性增加，导致酪蛋白受热凝固而发生沉淀。再如牛奶中的乳清蛋白，乳清蛋白中的乳球蛋白对盐比较敏感，当向乳中添加某些盐后，容易产生盐析作用，造成乳清析出。又如牛奶中的脂肪球膜蛋白，它是吸附于脂肪球表面的蛋白质，与磷脂质共同构成脂肪球膜，包囊着脂肪球表面，球膜的内侧含有疏水基，外侧含有亲水基，使得脂肪、蛋白质、水三者间形成稳定的乳化状态，是一种水包油型乳浊液。当向牛奶中加入一些盐后，因与脂肪球膜上的蛋白质发生静电作用，使脂肪球膜蛋白质产生变性，脂肪球膜的强度减弱，乳浊液体系受到了破坏，最终造成脂肪球凝聚而发生分层现象。所以在开发强化奶时，配方中除了添加一定量的营养强化剂之外，还应适量使用一些乳化剂、稳定剂、增稠剂，最好是复配使用，以加强其相互间的协同增效作用。稳定剂如焦磷酸钠、柠檬酸钠等，它们可以络合二价和三价金属离子，防止酪蛋白发生沉淀和乳球蛋白发生盐析作用。乳化剂如单甘酯、蔗糖酯等，它们能够降低脂肪球表面张力，增强蛋白球膜的强度，使得水、蛋白质、脂肪三者间能够充分乳化，避免乳浊体系遭到破坏。增稠剂如卡拉胶、黄原胶、褐藻酸丙二醇脂、羧甲基纤维素钠等，它们能够增加牛奶混合分散体系的粘度，增强牛奶体系的热稳定性，也可起到防止沉淀和分层现象的发生。
3.3 制定出合理的工艺条件，充分发挥配方各成分的性能
工艺条件的制定是确定产品工艺规程的关键。在营养强化奶配方中，一般都含有乳化剂、稳定剂、增稠剂，它们的投料顺序和溶解条件，将直接影响到其在牛奶中的使用效果，需通过试验加以确定。如在高钙奶中，稳定剂柠檬酸钠必须先加入到牛奶中，待溶解后才能加入AD钙盐，如果顺序颠倒，就起不到稳定酪蛋白的作用；又如乳化剂单甘脂，其亲油性强于亲水性，溶解性能较差，加入到牛奶中时，需加热，同时要借助胶体磨，利用其产生的高速剪切力和撞击力，再配合搅拌才能使其完全溶解；又比如增稠剂，其亲水性都比较强，而溶解性反而比较差，这是因为它们遇水后立即在表面形成水合膜保护层，阻止了水的进一步渗透，变成小疙瘩,反而不易溶解,难以发挥其增稠稳定作用。稳定剂溶解前可先与糖干混合，这样可以增加稳定剂与牛奶的接触面，并结合加热、胶体磨研磨、搅拌，利用加热使分子间产生热运动，和研磨搅拌产生的剪切力和撞击力，就能很好地解决稳定增稠剂在牛奶中的溶解问题。
3.4 改善产品的风味，提高产品的适口性
产品的适口性能否为消费者接受，是营养素强化奶能否开发成功的关键。营养素强化奶中由于添加了一定量的营养强化剂、乳化剂、稳定剂、增稠剂，它们会对牛奶的口感产生不同程度的影响。如钙盐有苦味、锌盐有涩味、铁盐有铁腥味等，加入后均能使牛奶产生异味，口感变坏，因此需对牛奶的风味进行调整，以提高产品的适口性。一般可在配方中添加适量的糖和食盐，可以起到减缓异味的作用。另外采用现代香料工艺中的调香技术，引入头香和底香的概念，选用适当的香料如乙基麦芽酚、β-环状糊精、牛奶中的天然风味提取物、牛奶香精、果味香精等，可以对异味起到掩盖和包埋作用，或衍生出新的口味。
4 设计开发前景
在营养强化奶中，由于分析出了牛奶蛋白质发生受热变性沉淀，静置分层（水乳分层、乳脂分层）的原因，制定出了解决该问题的方法，寻找出了工艺中配料工序的加工条件，掌握了调整牛奶适口性的基本方法，成品口感细腻，风味柔和纯正，适口性明显优于巴氏杀菌乳，从而为以牛奶为载体，进一步开发出系列营养素强化奶、营养素强化果味奶、营养素强化花色奶，提供了一条有效的途径。
文章来源：《中国乳业》2009年07期 |