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含果粒酸性乳饮料的稳定性研究

发布日期:2015-06-03 16:32:25
面对日益增长的乳制品市场,中国乳业市场开 始呈现出恶性竞争的趋势,许多果粒乳品企业深陷价格 战。要摆脱这种不良的“价格战”,民族乳业的唯一 出路就是自主创新。只有通过不断创新才能使产品 差异化、为消费者和企业自身创造更大价值。添加 果粒的乳制品将富含维生素的水果和“最接近完美 的食物”牛奶结合起来,能够达到膳食平衡,提升 乳制品的附加值,因此,添加果粒的乳制品是许多 乳品企业近年来研究开发的课题之一W。
然而,综观目前乳制品市场,只有水果风味 的乳饮料和果粒酸奶。而果粒酸奶由于保质期短, 需要完备的冷链系统支持,销售区域受到了一定 的限制。为完美解决营养和保质期问题,常温果 粒酸性乳饮料的成功研发,将进一步细化了乳制 品的产品结构,为乳品企业增加新的利润增长点。 1.2果粒酸性乳饮料法规现状
果粒酸性乳饮料产品属性为含乳饮料,果粒 作为原料添加》国家安全标准《GB/T21732-2008 含乳饮料》中3.1条款规定了含乳饮料的定义:以 乳或乳制品为原料,加入水及适量辅料经配制或
表2《GB/T21732-2008含乳饮料》理化指标表
项目配制型含 乳饮料发酵型含 乳饮料乳酸菌
饮料
蛋白质V (g/100g)1.01.00.7
苯甲酸b/ (g/kg)-0.030.03
2.1.1原料
注:a含乳饮料中的蛋白质应为乳蛋白质。
b属于发酵过程产生的苯甲酸;原辅料中带入的苯甲 酸应按GB2760执行。
甲基纤维素
结冷胶
果胶
藻酸丙二醇酯
发酵而成的饮料制品。同时又对产品的技术要求 做出规定,见表1、表2。
表1《GB/T21732-2008含乳饮料》感官指标
项目要求
特有的乳香滋味和气味或具有与加入辅
滋味和气味料相符的滋味和气味;发酵产品具有特有 的发酵芳香滋味和气味;无异味
色泽均勻乳白色、乳黄色或带有添加辅料的相 应色泽
组织状态均勻细腻的乳浊液,无分层现象,允许有 少量沉淀,无正常视力可见外来杂质
1.3果粒酸性乳饮料应用现状
乳饮料因其含有一定牛乳蛋白营养,且口感 清爽滑润、口味众多,深受消费者的喜爱。乳饮 料在我国液态乳制品市场占有重要份额。
对于目前市场上出现的大量添加果粒的乳饮 料产品,主要还存在以下问题[2]:
(1)在生产工艺还存在一些问题,最终在 成品中不能保证每一个包装单元果粒的含量基本 一致,而且工艺处理对果粒的损伤也比较大。所 以在配料中要加入比实际标示量要多的果粒,这 样不仅浪费了原料也造成了产品之间的差异,而
添加量的不确定也影响了产品的稳定性。
(2)目前的液态奶产品中使用果粒与牛奶结 合并且均匀稳定悬浮的产品很少,且很难保证其 具有较好的风味口感和较长的保质期。
1.4研究目的及意义
我国的乳饮料拥有着巨大的市场,特别这几 年来,随着新一代的成长,习惯喝奶人群的增加, 传统的乳饮料已不能满足消费者的需求。因此, 开发新型髙品质的果粒乳饮料显得尤其迫切。果 粒乳饮料是在乳饮料中投入一定量的果粒,通过 稳定剂的悬浮性能,使果粒在乳饮料中均勻悬浮 的新产品。它将从风味、口感上赋予乳饮料以新 的活力。
2试验材料方法 2.1试验材料
牛奶 由伊利集团提供正常生产用原料牛奶 菌种 科.汉森(丹麦)公司 白砂糖 新疆四方糖业有限公司 安赛蜜 北京原野食品化工有限公司 阿斯巴甜 美国纽特公司 双乙酰酒石酸单甘脂
丹尼斯克(中国)有限公司 苏州威怡化工有限公司 斯比凯可公司 斯比凯可公司 青岛明月有限公司
椰果粒(5mmx5mm><5nmi)
北京海泰食品有限公司 芒果粒(5mm><5mmx5mm)
北京海泰食品有限公司
2.1.2试验仪器和设备
UHT 杀菌设备(pilotlOO, TETRAPAK);均 质机(15MAR, APV);粒径分析仪Master Sizer2000 (英国马尔文仪器有限公司);zeta电位 分析仪(英国马尔文仪器有限公司);流变仪 LV-DVIII+ (美国博力飞公司);台式pH计 SevenEasy (梅特勒托利多公司);培养箱 SPX-250B-Z (上海博迅实业有限公司医疗设备 厂);电子天平CP224S (北京赛多利斯仪器系统 有限公司);高速搅拌器RW20.n (广州仪科实验 室技术有限公司);高压锅SYQ-280B (上海申安 医疗器械厂);超净工作台SW-CJ-ID (苏州净化 设备有限公司);LUMI稳定性分析仪(德国LUM 公司X
2.2试验方法 2.2.1生产工艺
(1)制备发酵奶:牛奶均质后杀菌,杀菌工 艺95°C/300s;将杀菌后的牛奶迅速冷却至43°C, 加入菌种发酵。发酵至pH值4.2时停止发酵,迅 速冷却。
(2)配料:糖、稳定剂与配料水分散溶解, 然后与发酵奶充分混匀。
(3)均质:均质温度60-65°C;均质压力为 200bar〇
(4)添加果粒。
(5)灭菌:12rC/4s»
(6)灌装:冷却至夕5°C灌装。
2.2.2生产基础配方
适用于酸性含乳饮料的稳定剂有其特殊性, 不同稳定剂的使用在影响乳饮稳定性的同时还对 饮料的口感和风味释放产生相应的影响。所以, 如何选择和确定适当的稳定剂体系,在提供酸性 含乳饮良好稳定性的同时,保持饮料的良好风味
和口感,也是乳品生产领域一直致力于解决的技 术问题。所以,由于酸性含乳饮料的上述特性, 在不同的pH值条件下,稳定剂的作用差异较大, 在众多稳定剂中作出适当的选择,包括对乳化剂 和増稠剂的选择与调配,通过提高酸性含乳饮料 的稳定性及乳化性能来抑制或减缓酸性含乳饮料 在货架期内的稳定性,是这种含乳饮料生产企业 正在继续探索的课题。
2008年-2010年间,陆续进行过蛋白质含量
0.5%-1.0%不同梯度的酸性产品稳定性实验研究, 有了一定的实验基础。加上目前果之优酸乳酸奶 饮品的研发经验,该产品的稳定剂调整主要围绕 以上实验及产品的配方来进行设计,确定基础配 方为:
牛奶35%,菌种70U,白砂糖5.5%,安赛蜜
0.01%,阿斯巴甜0.01%,双乙酰酒石酸单甘脂
0.03%,果粒 5%。
2.2.3增稠剂的确定 2.2.3.1增稠剂最佳配方筛选
本实验选择结冷胶[3]、果胶、羧甲基纤维素钠 (cmc)、藻酸丙二醇酯(PGA)四个因素,采用 L9(34)正交实验,通过对沉淀率的检测,研究不同 增稠剂对产品稳定性的影晌,优化产品配方参数。 试验方案见表3、表4。
表3 b(34)正交试验设计表
试ABCD
验CMC添加结冷胶添加果胶添加量PGA添加
号量(%)量(〇/〇)(%)量(%)
10,30.0250.10.01
20.40.030.120.02
30.50.0350.140.03
表4稳定性3雜配方优化L (3*)正交6微设i情
试验号ABCD沉淀率
(%)
10.30.0250.10.01
20.30.030.120.02
30.30.0350.140.03
40.40.0250.120.03
50.40.030.140.01
60.40.0350.10.02
70.50.0250.140.02
80.50.030.10.03
90.50.0350.120.01
检测不同配方的沉淀率,沉淀率的检测采用 如下方法进行:
检测步骤:
(1)取10mL离心管,称量离心管的重量, 记作为Ag。
(2)称量10g样品于离心管中,3000r/min 离心15min。
(3)取出离心管,缓慢倾倒出样品溶液,倒 置5min,称量离心管重量,记作Bg。
沉淀率(%) = (B-A) /l〇xl〇〇%。
根据实验结果,确定最佳产品配方。
2.2.3.2保质期内果粒悬浮性考察
根据确定的最佳产品配方生产产品,进行保 质期内试验观察,在常温(23-36°C)环境条件下 进行静止观察,检测产品果粒的分布状态。
果粒分布的检验:把单个包装单元的产品的 上、中、下三等份依次倒入干净的容器中,然后 分别测量不同等份的果粒含量,从而验证果粒的 分布状态。
果粒含量的检测采用如下方法进行:
检测设备:1.00mm的粒度筛,0-10 kg的电
子天平。
检测步骤:
(1)将1.00mm的粒度筛过水后,将粒度筛 干燥去除残留水分(例如用干毛巾擦掉筛网和筛子 周围的水,或者利用干燥设备进行干燥处理),称 出筛子的重量,记作A。
(2)将1.00mm的粒度筛放在电子天平上, 将电子天平读数清零。将待测的样品摇勻后,将 100-200.0g样品倒入粒度筛中,准确称量样品重 量,记作B。
(3)将粒度筛倾斜除去牛乳等全部液体,约 4分钟(倾斜程度以去除液体而倒不出果粒为 准),用毛巾擦去筛网和筛子周围的水,然后准确 称量,记作C。
含量计算:净果粒含量(%)=(C-A)/Bxl〇〇%。 2.2.3.3粒径、电位分析
根据确定的最佳配方生产产品,利用马尔文 公司粒径分析仪及电位分析仪分别检测产品的粒 径与电位,评估产品在保质期内的稳定性。
2.2.3.4稳定性分析仪分析
根据确定的最佳配方生产产品,利用稳定性 分析仪对产品进行分析,评估产品在保质期内的 稳定性。
2.2.3.5产品保质期内稳定性观察
根据确定的最佳配方生产产品,将产品在不 同条件放置一定时间,观察产品状态,评估产品 在从正常环境中保质期内的稳定性。
3结果与分析
3.1增稠剂对产品的影响
3.1.1增稠剂最佳配方的确定
本实验基础配方为:牛奶35%,菌种70U, 白砂糖5.5%,安赛蜜0.01%,阿斯巴甜0.01%, 双乙酰酒石酸单甘脂0.03%。在此基础上选择结冷
胶、果胶、羧甲基纤维素钠(CMC)、藻酸丙二醇 酯(PGA)作为增稠剂。采用L9(34)正交实验,通 过对沉淀率的检测,研究不同增稠剂对产品稳定 性的影响。正交试验结果见表5。
表5稳定性实验配方优化1_9 ( 34)正交试验设计分析表
试验号ABCD沉淀率
(%)
10.30.0250.10.011.2
20.30.030.120.021.0
3030.0350.140.030.8
40.40.0250.120.030.4
50.40.030.140.0103
60.40.0350.10,020.2
70.50.0250.140.020.7
80.50.030.10.030.6
90.50.0350.120.010.5
Ki3.02,32.02.0
K20,91.91.91.9
K31,81.51.81,8
ki1.0000.7670.6670.667
k20.30000.6330.6330.633
h0.60000.5000.6000.600
R0.70000.2670.0670.067
对表5进行极差分析可知,影响产品稳定性 的关键因素主次为:A (羧甲基纤维素钠添加量) >B(结冷胶添加量)>€(果胶添加量)=D (藻酸丙二 醇酯添加量)》
根据实验结果,继续对配方进行改进,发现 选择A2B3C3D3组合,沉淀率达到0.15%,经过 验证试验,比上表所有组合沉淀率都小,故确定 最佳因素组合为A2B3C3D3,即羧甲基纤维素钠添 加量为0.4%,结冷胶添加量为0.035%,果胶添加 量为0.14%,藻酸丙二醇酯添加量为〇.〇3%» 根据以上试验,确定产品最佳配方为:牛奶 35%,菌种70U,果粒5%,白砂糖5.5%,安赛蜜
0.01%,阿斯巴甜0.01%,双乙酰酒石酸单甘脂
0.03%,羧甲基纤维素钠0.4%,结冷胶0.14%,果 胶0.14%,藻酸丙二醇酯0.03%。
3.1.2保质期内果粒悬浮性
根据确定的最佳配方进行生产,在常温(23-36 °C)环境条件下进行静止观察,检测产品果粒的分 布状态见表6。
表6果粒分布雛性检测表
时间项目果粒含量(%)
上层5.03
7天中层5.03
下层5.04
上层5.03
20天中层5.04
下层5.05
上层5.02
40天中层5.03
下层5.05
上层5.01
65天中层5.03
下层5.06
上层5.00
85天中层5.04
下层5.07
上层4.99
120天中层5.04
下层5.08
上层5.00
150天中层5.05
下层5.09
由上表可知,果粒能够很好的均匀悬浮于产 品中并可以保持相当长的时间,悬浮性较好。
3.1.3粒径、电位检测分析
根据确定的最佳配方进行生产,进行粒径检 测检测分析,结果见图1:
Zeta电位检测结果:-32.3mv。根据以上结果 可知,产品稳定性较好。
3.1.4产品的稳定性
根据确定的最佳配方进行生产,利用稳定性 分析仪进行产品稳定性分析,见图2:
由上图可知,沉淀量与透光率(脂肪上浮) 均不明显,产品稳定性状态较好。
3.1.5产品在保质期内稳定性的变化
从上表可以看出,产品稳定性表现正常,产综上所述,对确定的最佳配方进行多方面的
品稳定性较好。考察,产品稳定性、果粒悬浮性在保质期内都表
• 225 •
表7产品的稳定性考察
放置时间室温(约2(TC)43。。
第1天果粒悬浮正常;无沉淀:无脂肪上浮果粒悬浮正常;无沉淀;无脂肪上浮
第3天果粒悬浮正常;无沉淀;无脂肪上浮果粒悬浮正常;无沉淀;无脂肪上浮
第7天果粒悬浮正常;无沉淀;无脂肪上浮果粒悬浮正常;无沉淀;无脂肪上浮
第15天果粒悬浮正常;无沉淀;无脂肪上浮果粒悬浮正常;无沉淀;无脂肪上浮
第30天果粒稍有整体下沉;无沉淀;无脂肪上浮果粒稍有整体下沉;有轻微沉淀;无脂肪
上浮
第60天果粒稍有整体下沉;有轻微沉淀;无脂肪果粒稍有整体下沉;有轻微沉淀;有轻微
上浮脂肪上浮
第90天果粒稍有整体下沉;有轻微沉淀;有轻微果粒稍有整体下沉;有轻微沉淀;有轻微
脂肪上浮脂肪上浮
根据确定的最佳配方进行生产,将产品在不 同条件放置一定时间,在室温、43°C观察脂肪上 浮稳定性,结果见表7:
现良好,所选择的最佳配方符合产品要求。
4讨论
4.1稳定剂配方设计
果粒酸性乳饮料市场上已有相关产品,确保 这类产品在保存期内的稳定性是影响产品质量的 关键之一。普遍的方法是加入适当的稳定剂,对 于稳定剂的选择和使用也就成为业内研究的重点 内容。如果稳定剂选择不当或者添加过量,会导 致乳品的口味发生变化,影响消费者饮用时的口 感。所以,对于不同的乳品,应该选择不同的稳 定剂或者选择多种稳定剂进行复配以获得更好的 稳定效果。如何真正实现稳定剂的复配并保证乳 品的口感仍然是本领域亟待解决的问题之一[4][5]。
从实验数据上看,酸性乳饮料以羧甲基纤维 素钠为主要稳定剂是性价比较好的比较理想的选 择。但是羧甲基纤维素钠不会带给消费者比较好 的口感。稳定剂的添加既要保证产品稳定性及口 感,又要保持比较高的性价比,增强产品的市场 竞争优势,就成为了人们比较关注的课题。
5结论
(1)通过研究增稠剂对产品稳定性的影响, 筛选出最佳产品配方:牛奶35%,菌种70U,椰 果粒5%,白砂糖5.5%,安赛蜜0.01%,阿斯巴甜
0.01%,双乙酰酒石酸单甘脂0.03%,羧甲基纤维 素钠0.4%,结冷胶0.035%,果胶0.14%,藻酸丙 二醇酯 0.03%。
(2)使用最佳配方生产产品,在保质期内 果粒悬浮性及产品稳定性表现良好,产品质量稳 定,所选择的最佳配方符合产品要求。
 
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