凝固型酸乳均质工序改进
摘要：凝固型酸乳是乳制品中的精品，但其生产工艺精细，产品很容易出现凝块嫩软易碎、口感粗糙、黏糊不爽口、乳清析出过多等问题，限制了其市场发展。在不改变产品配方和其他生产工序的条件下，改变凝固型酸乳生产工艺中的均质工序，即在灌装工序前再加1道均质工序，采用与第1次均质工序不同的均质压力和均质温度，可以很好地改善产品组织状态和口感，大幅降低产品次品率。
关键词：凝固型酸乳；均质；改进；组织状态；口感
中图分类号： TS252.54 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2016）07-0312-02
凝固型酸乳是先灌装、后发酵的酸乳，其发酵过程在产品的零售包装容器中进行，从而使成品发酵成凝固状态，并保留原有的发酵风味，相当于精制的“小锅饭”。凝固型酸乳具有浓郁的天然发酵香气，细腻滑爽，质地稠厚，浓厚爽口，是良好天然的钙来源，100 g凝固型酸乳含钙120 mg左右，同时含有丰富的B族维生素、胆碱等，是酸乳中的精品，更是乳制品中的精品，很受消费者欢迎和业内人士推崇，具有较强的市场竞争优势[1-2]。生产凝固型酸乳的传统工艺流程是：原料乳验收→净乳→冷藏→标准化→均质→杀菌→冷却→接入发酵菌种→灌装→发酵→冷却→冷藏，其中均质工序对凝固型酸乳的组织状态和口感起到关键作用，在同样的配方和工艺下，均质工序不同或工艺参数选择不当，凝固型酸乳产品质量差异很大[3-4]。生产工艺流程中均质工序只有1次均质，是在杀菌工序之前进行，但在实际生产中这种均质方法很难满足生产要求，存在很大缺陷，原因包括：（1）杀菌工序中加热时，占乳清蛋白大部分的白蛋白和球蛋白对热不稳定，变性凝结，少量酪蛋白水解，可溶性的钙、磷结合成不溶性的磷酸钙沉淀，变性的球蛋白上浮，促使并同脂肪球混合凝结，形成奶皮，这些都导致酸乳组织状态和口感不好，产品凝块不结实、不光滑，口感不细腻，黏稠不爽口，食用后容器壁上黏连很多，尤其是对于含乳80%的凝固型风味发酵乳，这些问题更明显[5-6]；（2）乳糖和酪蛋白发生麦拉德反应，产生褐色物质，乳糖焦糖化反应也产生褐色物质，导致酸乳色泽棕色化，影响感官指标[7]；（3）后面工序中添加的发酵剂或菌种有微小的团块或颗粒，会发生少量沉淀，如果采用继代式菌种，结块现象更明显，产品口感粗糙、有砂状感；（4）变性的乳清蛋白与酪蛋白结合不完善，不能很好地形成水包油的乳浊液，导致乳清析出多。由于以上问题，凝固型酸乳生产过程中很容易出现质量问题，例如凝固性差、凝块不结实、口感不细腻、不光滑、不爽口、粗糙有砂状感、乳清析出过多等，导致凝固型酸乳生产困难，生产成本高，很多企业放弃生产或少生产凝固型酸乳，更愿意生产工艺相对易控制的搅拌型酸乳，限制了凝固型酸乳市场发展。本研究对凝固型酸乳均质工艺进行了改进，以期为提高凝固型酸乳产品合格率提供基础。
1 材料与方法
1.1 凝固型酸乳均质工艺改进的理论依据
酸乳是一种水包油型乳浊液，均质是通过均质机的机械挤压作用把原料乳中粗大的脂肪球、酪蛋白等颗粒打碎成更细小颗粒，使颗粒直径减小到1 μm以下，同时破碎的脂肪球与酪蛋白颗粒结合形成脂肪-蛋白混合物，从而形成一个稳定的乳浊液体系，提高酸乳稳定性、黏稠度、凝固性，使酸乳质地细腻，口感良好，防止脂肪上浮，减少和防止乳清分离[8-9]。同时，均质影响光的反射和脂肪球的分散，均质处理后的原料外观更白、更浓。虽然在理论上能达到上述效果，但实际生产中不太理想。针对上述问题，结合均质原理及作用，本研究在原工艺中接入发酵菌种工序之后再增加1道均质工序，即工艺流程改为：原料乳验收→净乳→冷藏→标准化→一次均质→杀菌→冷却→接入发酵菌种→二次均质→灌装→发酵→冷却→冷藏。采取2次均质法，就能解决原工艺存在的上述4个问题。
1.2 均质压力设定与试验分析
原工艺中均质工序所采用的压力一般为20～25 MPa，常用两级均质的第1级、第2级的均质压力分别为15～20、4～5 MPa，料液温度为60～65 ℃时均质效果最好。均质后脂肪球大小取决于均质压力，压力越高，脂肪球越小。均质压力太低，微粒脂肪球会减少，这样就会减少脂肪蛋白质复合物，从而导致产品黏稠度下降。均质压力过高会破坏脂肪球膜，液化脂肪释出，阻碍脂肪与蛋白质的相互作用[10]。
保持第1次的均质压力和均质温度不变，来设计第2次的均质压力和均质温度，考虑到接入发酵菌种后料温不能高于45 ℃，否则就会影响乳酸发酵菌种的活力和菌株比例，因此二次均质的料温就确定为45 ℃。但该温度下均质会影响均质效果，就通过调整两级均质压力来提高二次均质效果。因此只需对第2次均质的两级均质压力做合理选择。在二级均质中，在第1级均质之前测定总压为P1，第2级均质之前测定总压为P2。一般情况下，当P2/P1为0.2时，可以获得最好的效果。 一级均质的作用是使料液颗粒变小，使料液颗粒微细化，但变小的颗粒易黏连在一起，二级均质的主要作用是使这些黏连在一起的细小颗粒分散，使料液均匀化[10]。第2次均质时，大颗粒并不多，主要是杀菌后细小颗粒粘连在一起，形成奶皮以及产生其他沉淀，所以第2次均质时一、二级均质压力的选择不同于一般情况，经过多次筛选，选出如下10组均质压力进行二次均质试验（表1）。由10位专业人员对试制品分别进行口感、组织状态、粒度、乳清析出、色泽等感官品评，然后算出10个品评的平均值，从而选出最佳组合。按照具体的感官指标强弱程度进行打分，分数越高表明产品的感官品质越好，分数越低则表明产品的感官品质越差。
由表1可见，在第1次均质参数不变、第2次均质温度为45 ℃的情况下，第2次均质在第8组压力处理下效果最好，因此二次均质的参数就可以确定为45 ℃、一级压力 15 MPa、二级压力8 MPa，P2/P1为0.53，与第1次均质压力参数比不同。笔者长期的生产实践也证实这个压力比效果最佳。
2 结果与分析
在凝固型酸乳生产中增加1道均质工序的主要目的是最大限度地使原料乳浊液中的颗粒细微化，解决原工艺中存在的问题。将上述工艺改进应用到实际生产中效果很好。但二次均质工序在杀菌之后、灌装之前，有可能会造成二次污染，本研究就在二次均质的均质机上设计安装1个简单的清洗循环装置，该装置在生产前和生产后对二次均质机进行单独循环清洗，从而规避二次污染问题。对原工艺和改进后工艺生产的产品进行感官、粒度、酵母、霉菌情况进行分析如下。
2.1 感官品评结果
由20位专业人员分别对2种工艺生产的凝固型酸乳进行感官评定，按照具体的感官指标的强弱程度进行打分，每项指标的评分区间为1～5分，分数越高表明产品的感官品质越好。由表2可以看出，改进工艺后的产品口感细腻滑爽，凝块结实不易破碎，勺子挖起的横切面像陶瓷一样光滑、细白，乳清析出很少，容器壁几乎无黏连，品质明显优于原工艺产品。
2.2 粒度直径检测结果
用光学显微镜测定2种工艺生产的酸乳待测样品粒度直径。随机抽取2种工艺生产的样品各10份，每份称取50 g，用100 mL蒸馏水稀释，用玻璃棒搅匀后制作玻片1个，用光学显微镜在1 000倍或其他适当倍率下，用目镜的测微尺、螺旋测微尺等工具在视野内对脂肪球直接测定，每个玻片记录100个颗粒直径，计算其平均值。
由表3可以看出，经过二次均质的产品颗粒粒度直径为0.9～1.1 μm，分布比较均匀，平均值是0.97 μm。没有经过二次均质的产品，颗粒粒度直径为1.2～1.7 μm，分布不均匀，平均值是1.44 μm。说明经过二次均质达到了理想效果。
由于光学显微镜检测法较繁琐，相对误差较大，如果采用沉降粒度仪和激光粒度分布仪，可以快速准确地检测样品颗粒粒度直径及其分布情况[11]。
2.3 酵母、霉菌检测结果
把2种工艺生产的酸乳待测样品保存在同一冷库中（2～4 ℃），酸乳待测样品的保质期是7 d，在保质期内每天按GB 4789.15—2010《食品安全国家标准食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》方法测定霉菌、酵母数量。由表4可以看出，在保质期内，原工艺和改进后工艺生产的产品酵母数和霉菌数都在正常范围内（酵母数量≤100 CFU/g，霉菌数 量≤30 CFU/g），2种工艺下同一天检测样品的细菌数量基本相当，说明二次均质没有造成二次污染。
3 结论
本研究表明，凝固型酸乳生产中，在不改变产品配方和其他工艺的条件下，改变均质工艺，能很好地改善产品品质，提高产品合格率。经过多次检测，工艺改进后的产品在保质期第7天即最后1 d，口感、组织状态、色泽、粒度仍比原工艺产品具有明显优势，酵母、霉菌数量十分相近。本研究中改进均质工序，只须增加1台均质机，费用不高，占地面积也不大，其他工序全部按原来参数进行，流水线延时不长。南阳农业职业学院绿白乳制品厂凝固型酸乳生产线在2009年就使用了上述改进后的工艺流程，效果很理想，工艺流程顺畅、成熟。
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