專利名稱：一種噴霧干燥制備酸奶粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及酸奶的生產(chǎn)工藝，具體涉及一種通過(guò)改進(jìn)噴霧干燥制備酸奶粉 的方法。
背景技術(shù)：
酸奶是利用微生物發(fā)酵劑(主要是嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、雙歧桿 菌等益生菌)對(duì)乳的乳酸發(fā)酵作用而得到的發(fā)酵乳制品，它以其獨(dú)特的風(fēng)味和 較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)和青睞，它對(duì)各個(gè)年齡段的人群都是 一種良好的輔助食品，特別對(duì)嬰幼兒和老年人，更具有易消化、補(bǔ)鈣等營(yíng)養(yǎng)保 健特點(diǎn)，因此，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)(特別是大中城市)的銷售量日趨增長(zhǎng)，經(jīng)常
供不應(yīng)求o
目前銷售的酸奶在制作過(guò)程中，菌種要經(jīng)過(guò)多次活化和擴(kuò)大才能投入生 產(chǎn)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，周期長(zhǎng)，耗費(fèi)勞動(dòng)量大，操作技術(shù)繁瑣復(fù)雜，且容易污染， 致使酸奶質(zhì)量難以保證(余華，顏軍等.不同干燥方法對(duì)酸奶粉品質(zhì)指標(biāo)影響
對(duì)比研究[J].食品科學(xué)，2005， 26 (3): 145-147)。
酸奶粉是用篩選和馴化后的乳酸鏈球菌及乳酸桿菌混合接種于鮮牛奶，經(jīng) 發(fā)酵、噴霧干燥而制成的(余華，顏軍等.凍干酸奶粉的速溶性及發(fā)酵性研究[J]. 四川食品與發(fā)酵，2004， 40 (121): 22-24)。
酸奶粉能保持原發(fā)酵劑的活力、營(yíng)養(yǎng)成分及風(fēng)味。它可作為發(fā)酵劑直接用 于酸奶生產(chǎn)，無(wú)需再經(jīng)活化與擴(kuò)大。
酸奶粉的銷售過(guò)程無(wú)需嚴(yán)格的冷藏條件，可擴(kuò)大產(chǎn)品銷售網(wǎng)點(diǎn)。無(wú)論是邊 遠(yuǎn)山區(qū)或分散牧區(qū)皆可用酸奶粉當(dāng)作菌種制作酸牛奶、酸羊奶、酸乳、豆奶， 以及膨化食品，還可用于制作餅干、糖果等多種食品。
酸奶粉的研制成功，有利于使酸牛奶全年生產(chǎn)的均衡化，調(diào)劑淡旺季節(jié)的 供求關(guān)系；運(yùn)輸、攜帶和食用也很方便，使酸奶生產(chǎn)技術(shù)前進(jìn)一步。為發(fā)展旅 游和體育事業(yè)提供了即席飲料。在未來(lái)的食品工業(yè)中酸奶粉是有前途和生產(chǎn)力的。
酸奶粉具有豐富的營(yíng)養(yǎng)和一定的療效。酸奶的抗腫瘤活性與發(fā)酵細(xì)菌的細(xì) 胞壁有關(guān)(P.KUMAR，H.N.MISHRA.Yoghurt powder-a review of process tech nology，storage and utilization[J].Food and Bioproducts Processing,2004，82(2):l 33-142),干燥后活性仍能保持。酸奶干燥的主要目標(biāo)是讓其以高質(zhì)量的貨架 穩(wěn)定期的奶粉形式儲(chǔ)存而不需要冷藏。酸奶粉具有體積小，包裝、運(yùn)輸及保存 方便，即沖即飲等特點(diǎn)?？茖W(xué)研究表明，只有在每天攝到108 109個(gè)活菌數(shù)的 條件下，才能得到乳酸菌所具有的療效作用，而酸奶粉是一個(gè)很好的來(lái)源(駱 承庠.低溫二次噴霧干燥生產(chǎn)酸奶粉簡(jiǎn)介[J].中國(guó)乳品工業(yè)，1995 (4): 175-17 9)，它既能保持原發(fā)酵劑的活力、營(yíng)養(yǎng)成分及風(fēng)味，而且還含有一定的活菌數(shù)。 酸奶粉可以用溫開(kāi)水沖調(diào)后直接作為酸奶飲用；也可以代替脫脂粉，制成含乳 酸活菌的奶片；還可以作為食品配料添加與其他產(chǎn)品中，更為重要的是，它可 以作為酸奶生產(chǎn)中的"工業(yè)發(fā)酵劑"直接使用，即簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，又解決了 調(diào)制發(fā)酵劑和保存菌種難的問(wèn)題。
酸奶粉可以通過(guò)真空冷凍干燥法或噴霧干燥法將酸奶制成干粉。然而，真 空冷凍干燥法生產(chǎn)的酸奶粉雖然其在活菌數(shù)、沖調(diào)復(fù)水性和保存期等方面都明
顯優(yōu)于噴霧干燥法生產(chǎn)的酸奶粉，但真空冷凍干燥法生產(chǎn)成本高，產(chǎn)量小，不 適于工業(yè)化、大規(guī)模的要求，而噴霧干燥法產(chǎn)量高，成本低，適于工業(yè)化的生 產(chǎn)，卻存在活菌數(shù)低，保存期短，沖調(diào)復(fù)水性差等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過(guò)噴霧干燥制備酸奶 粉的方法，通過(guò)該工藝制備得到的酸奶粉不但克服了噴霧干燥法的缺點(diǎn)，具有 較長(zhǎng)的貯存期、較好的沖調(diào)復(fù)水性和較高的活菌數(shù)與菌活力，而且兼具了噴霧 干燥的優(yōu)點(diǎn)，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案
酸奶是一種老少皆宜的食品，不僅具有好的口感和味道，還具有很高的營(yíng) 養(yǎng)價(jià)值。以奶粉或純牛奶為原料，在純發(fā)酵的基礎(chǔ)上制備酸奶，新鮮的酸奶中 含有109以上的活菌數(shù)，通過(guò)真空冷凍干燥法或噴霧干燥法可將酸奶制成干粉 得到的酸奶粉，鑒于酸奶粉巨大的市場(chǎng)前景，如何讓酸奶粉在保持菌活力的基 礎(chǔ)上，又能投入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，就需要對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)。
噴霧干燥法成本低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。噴霧干燥的干燥速度快，物料受 熱時(shí)間短，濃縮乳經(jīng)霧化后分散成無(wú)數(shù)直徑在10 100|im左右的微細(xì)液滴， 比表面積大大增加，與干熱空氣接觸后，水分蒸發(fā)速度很快，整個(gè)干燥過(guò)程僅 需10 30s，牛乳營(yíng)養(yǎng)成分的破壞程度較小。干燥過(guò)程中，乳粉顆粒表面的溫 度較低，不超過(guò)干燥介質(zhì)的濕球溫度(50 60°C)，從而可以減少牛乳中一些 熱敏性物質(zhì)的損失，使得產(chǎn)品具有良好的理化性質(zhì)。噴霧干燥整個(gè)過(guò)程是在密 閉狀態(tài)下進(jìn)行的，產(chǎn)品不易受到污染，能很好的保證產(chǎn)品的質(zhì)量。但由于噴霧 干燥法存在貯存期短、沖調(diào)復(fù)水性較差以及活菌數(shù)與菌活力保持較差等缺點(diǎn)，
更加有必要針對(duì)這些問(wèn)題對(duì)噴霧干燥法進(jìn)行改進(jìn)，如噴霧干燥前添加載體增加 酸奶中的固體含量，噴霧干燥時(shí)，瞬時(shí)間的高溫對(duì)酸奶中的活菌影響不大，噴 霧過(guò)程中的高溫會(huì)導(dǎo)致小部分活菌的死亡，但如果控制條件適當(dāng)，會(huì)使乳酸菌 的存活率提高。
(一) 本發(fā)明通過(guò)如下幾個(gè)指標(biāo)對(duì)噴霧干燥制備酸奶粉的方法進(jìn)行研究和改
進(jìn)
(1) 研究酸奶發(fā)酵的條件和工藝，從酸奶發(fā)酵的甜味劑、乳固體含量和發(fā) 酵溫度等幾個(gè)方面來(lái)確定最佳的發(fā)酵條件，以得到最適合酸奶噴霧的發(fā)酵工藝 條件。
(2) 以奶粉為原料發(fā)酵酸奶，研究酸奶發(fā)酵條件和載體添加對(duì)奶粉原料酸 奶粉品質(zhì)的影響，以確定最佳的發(fā)酵條件。研究添加蔗糖對(duì)酸奶噴霧的影響和 卵磷脂的添加對(duì)酸奶粉溶解性的影響。
(3) 以市售的純牛奶為原料發(fā)酵酸奶，研究蔗糖、卵磷脂對(duì)純牛奶原料酸 奶粉品質(zhì)的影響，同時(shí)對(duì)奶粉原料酸奶粉和純牛奶原料酸奶粉的品質(zhì)進(jìn)行比 較。
(4) 對(duì)所得的酸奶粉進(jìn)行品質(zhì)、儲(chǔ)存性和應(yīng)用特性研究，研究噴霧酸奶粉 的理化性質(zhì)，噴霧后營(yíng)養(yǎng)性的變化，在儲(chǔ)存過(guò)程中菌數(shù)的變化及短期、長(zhǎng)期儲(chǔ) 存中穩(wěn)定性的變化。
(二) 下面詳細(xì)描述各個(gè)指標(biāo)的研究?jī)?nèi)容及結(jié)果
1、研究不同的甜味劑、乳固體含量和發(fā)酵溫度對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)和理化性質(zhì)的 影響。
本發(fā)明的百分含量均為占全脂奶粉總質(zhì)量的百分含量。
實(shí)驗(yàn)中選用蔗糖、葡萄糖和果葡糖漿三種甜味劑，結(jié)果表明用蔗糖作甜
味劑，添加量在6%時(shí)發(fā)酵的酸奶的質(zhì)構(gòu)和口感較好，黏附性在20 30之間， 使酸奶有好的口感。
甜味劑的添加量和種類不會(huì)影響酸奶中的活菌數(shù)，但不添加甜味劑會(huì)使酸 奶中乳酸菌的生長(zhǎng)受到一定限制。
研究不同的乳固體含量對(duì)發(fā)酵酸奶的影響，分別用8%、 12%、 16%、 20%、 24%、 28%的乳粉發(fā)酵酸奶，結(jié)果顯示乳固體含量在12 16%范圍內(nèi)所得酸 奶的質(zhì)構(gòu)較好。
發(fā)酵溫度對(duì)酸奶的質(zhì)構(gòu)也有影響，分別在36"C、 38°C 、 40°C 、 42°C 、 4fC時(shí)發(fā)酵酸奶，結(jié)果顯示在40 42'C時(shí)發(fā)酵所得酸奶的質(zhì)構(gòu)較好。
因此作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，選擇蔗糖為甜味劑，添加量為6%，乳固體 的含量為12%，在42'C發(fā)酵酸奶。
2、分別以奶粉和純奶為原料制備酸奶粉，研究不同的載體添加順序?qū)λ?得酸奶粉的品質(zhì)的影響。
結(jié)果表明當(dāng)噴霧載體在酸奶發(fā)酵時(shí)添加，和奶粉/純奶一起發(fā)酵，此時(shí) 噴霧所得酸奶粉的品質(zhì)最好。
還研究了卵磷脂對(duì)酸奶粉的影響，結(jié)果表明卵磷脂能很好的改善酸奶粉 的溶解性，卵磷脂以噴涂的方式添加到酸奶粉中所得酸奶粉的溶解性最好。
為了提高酸奶粉的沖調(diào)穩(wěn)定性，研究了穩(wěn)定劑對(duì)酸奶粉品質(zhì)的影響，將 0.4%果膠、0.4%明膠和0.4%羧甲基纖維素鈉(CMC)添加到發(fā)酵好的酸奶中， 結(jié)果表明穩(wěn)定劑的添加能很好的解決酸奶粉的沖調(diào)穩(wěn)定性問(wèn)題，在發(fā)酵好的 酸奶中添加0.4%的果膠所得酸奶粉的品質(zhì)最好。
比較不同原料發(fā)酵酸奶所得酸奶粉的品質(zhì)，結(jié)果表明奶粉原料酸奶粉的菌 種存活率明顯優(yōu)于純奶原料酸奶粉。
3.對(duì)酸奶粉的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和應(yīng)用性進(jìn)行研究。
采用偏光顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，噴霧后的酸奶粉顆粒呈規(guī)則的片狀，用酸奶粉 作發(fā)酵劑發(fā)酵酸奶的質(zhì)構(gòu)不如直投式菌發(fā)酵酸奶的質(zhì)構(gòu)。酸奶粉的蛋白質(zhì)含量 11.2%，乳脂肪含量3.0%，水分含量2-3%，乳酸菌數(shù)(2 6) X108。酸奶粉 的儲(chǔ)存期可達(dá)半年。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果l.本發(fā)明采用質(zhì)構(gòu)的方法來(lái) 比較酸奶發(fā)酵的凝乳，同時(shí)通過(guò)酸奶質(zhì)構(gòu)的測(cè)定使酸奶的凝乳與酸奶粉的品質(zhì) 相聯(lián)系起來(lái)，從而確定了適合噴霧干燥的酸奶質(zhì)構(gòu)；2.本發(fā)明在改善酸奶粉品 質(zhì)的方面考慮改變載體添加的順序來(lái)提高酸奶粉的品質(zhì)；3.本發(fā)明所得的酸奶 粉具有好的沖調(diào)性穩(wěn)定性和潤(rùn)濕下沉性，為酸奶粉工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)提供了有利的 數(shù)據(jù)支持；4.本發(fā)明通過(guò)對(duì)不同的甜味劑、乳固體含量、發(fā)酵溫度、不同載體 添加順序、卵磷脂、穩(wěn)定劑等的研究，確定出一套克服了傳統(tǒng)噴霧干燥法缺點(diǎn) 的酸奶粉生產(chǎn)工藝，通過(guò)本發(fā)明生產(chǎn)工藝制備得到的酸奶粉不但具有較長(zhǎng)的貯 存期、較好的沖調(diào)復(fù)水性和較高的活菌數(shù)與菌活力等優(yōu)點(diǎn)，而且適合于大規(guī)模 工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l不同甜味劑對(duì)酸奶發(fā)酵的影響
本實(shí)施例中將12%的全脂奶粉分別與3%、 6%、 9%、 12%的甜味劑調(diào)配， 在60 70。C溶解混合0.5h，在90 95。C殺菌5min,冷卻至42。C后接入0.1%的菌 種，在42。C發(fā)酵4.5h后停止發(fā)酵，然后在4。C冰箱中冷藏后酸化24h過(guò)夜后測(cè)
其質(zhì)構(gòu)和活菌數(shù)。
通過(guò)對(duì)三種甜味劑的分析可以得出，不同甜味劑添加量對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)的回復(fù)
性、彈性影響不大，當(dāng)甜味劑含量由9%增大到12%時(shí)，凝聚性和膠著性明顯 增大，說(shuō)明當(dāng)甜味劑含量達(dá)到一定量時(shí)會(huì)影響酸奶凝乳內(nèi)部的粘合力；甜味劑 含量增大對(duì)酸奶凝乳的硬度有影響，甜味劑添加量少時(shí)對(duì)硬度的影響不大，硬 度大則酸奶的質(zhì)構(gòu)不好。
通過(guò)對(duì)三種甜味劑的分析可以得出，不同蔗糖添加量對(duì)酸奶的凝附性的影 響較明顯，黏附性越大，酸奶越粘稠，凝乳越緊密。6%、 9%添加量的酸奶的 黏附性相差不大。對(duì)于酸奶而言，黏附性在20 30時(shí)所得凝乳的口感較好；葡 萄糖含量在6%~9%時(shí)，酸奶黏附性的變化不大，當(dāng)葡萄糖含量低于6%或高于 9%時(shí)，酸奶的凝附性會(huì)有較明顯的增大或降低，6%、 9%添加量的酸奶的黏附 性較好；果葡糖漿與葡萄糖的規(guī)律相似，太低或太高含量的果葡糖漿發(fā)酵酸奶 的質(zhì)構(gòu)不太好，6%、 9%果葡糖漿添加量的酸奶的質(zhì)構(gòu)較好。
通過(guò)對(duì)三種甜味劑的分析可以得出，甜味劑6% 9%的添加量所得酸奶的 質(zhì)構(gòu)普遍較好，從物價(jià)和口味考慮，選用6%的添加量來(lái)比較不同甜味劑對(duì)酸 奶質(zhì)構(gòu)的影響。
不添加任何甜味劑所得酸奶的硬度和黏附性都較大，葡萄糖和果葡糖漿所 得酸奶的硬度相似，果葡糖漿發(fā)酵所得酸奶的黏附性最小，好的酸奶的質(zhì)構(gòu)是 要求有較低的硬度和較好的黏附性，所以用6%蔗糖發(fā)酵酸奶的質(zhì)構(gòu)最好，選 用6%的蔗糖發(fā)酵酸奶。
綜上所述，用不同甜味劑的不同添加量發(fā)酵酸奶，好的酸奶的質(zhì)構(gòu)是具有較 低的硬度和較好的黏附性，6%的蔗糖發(fā)酵的酸奶的硬度較低，黏附性在20~30
之間，酸奶會(huì)有好的口感。甜味劑的添加量和種類不會(huì)影響酸奶中的活菌數(shù)， 但不添加甜味劑會(huì)使酸奶中乳酸菌的生長(zhǎng)受到一定限制。因此，甜味劑選擇
6%的蔗糖。
實(shí)施例2不同乳固體含量對(duì)酸奶發(fā)酵的影響
將全脂奶粉分別按乳固體8%、 12%、 16°/。、 20%、 24%、 28%,蔗糖6% 調(diào)配，在60 70。C溶解混合0.5h，在90 95。C殺菌5min,冷卻至42。C后接入0.1% 的菌種，在42。C發(fā)酵4h后停止發(fā)酵測(cè)酸奶的pH值,然后在4X:冰箱中冷藏后 酸化24h后測(cè)其活菌數(shù)與酸奶質(zhì)構(gòu)。
在相同的發(fā)酵時(shí)間(4h)和溫度(42°C)條件下，乳固體含量越高所得酸 奶的pH值越大，酸度越低，也就是乳固體含量越高發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)。
不同的乳固體含量對(duì)酸奶中的活菌數(shù)影響很小，相同的菌種量發(fā)酵相同的 時(shí)間后酸化1天后所得酸奶的活菌數(shù)是一致的。
蛋白質(zhì)的種類和含量、脂肪含量是決定酸奶質(zhì)構(gòu)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。不同乳 固體含量對(duì)發(fā)酵酸奶的凝聚性、彈力和彈性影響不大，20%乳固體含量時(shí)酸 奶凝乳有較高的硬度和較低的粘聚性。
乳固體含量在20%時(shí)，酸奶質(zhì)構(gòu)的硬度、膠性和黏附性有較大的變化， 20%、 24%、 28%乳固體含量的酸奶硬度、膠性和黏附性明顯高于8%、 12%、 16%乳固體含量的酸奶，乳固體含量增加時(shí)，硬度、膠性和黏附性有較小的增 大，但當(dāng)乳固體含量增大到一定量時(shí)(20%)，硬度、膠性和黏附性會(huì)有個(gè)較 大的增加，之后開(kāi)始緩慢的變化。硬度高、黏附性太大的酸奶的質(zhì)構(gòu)不好，相 對(duì)來(lái)說(shuō)，12%~16%的乳固體含量所得酸奶的質(zhì)構(gòu)較好。
綜上所述，用不同的乳固體含量發(fā)酵酸奶，在相同的發(fā)酵時(shí)間和溫度的條
件下，乳固體含量越高，發(fā)酵酸奶的pH值越高。不同乳固體含量所得酸奶的 質(zhì)構(gòu)也不同，乳固體含量太高，酸奶的硬度太高，乳固體含量太低，酸奶的黏 附性小，乳固體含量在12~16%范圍內(nèi)所得酸奶的硬度較小，黏附性在20 30 之間。
實(shí)施例3不同發(fā)酵溫度對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)的影響
將全脂奶粉按乳固體12%，蔗糖7%調(diào)配，在60 70。C溶解混合0.5h，在 90 95°C殺菌5min,冷卻至4(TC接入0.P/。的菌種，分別在36°C、 38°C、 40°C、 42°C、 44X:發(fā)酵4h后停止發(fā)酵，在4"C的冰箱中冷藏后酸化24h后測(cè)酸奶的 質(zhì)構(gòu)。
不同發(fā)酵溫度對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)的硬度、脆度和膠性的影響較明顯，對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu) 的其他影響不明顯。38t:發(fā)酵酸奶的硬度、脆度和膠性較大，其它溫度發(fā)酵酸 奶的質(zhì)構(gòu)特性相差不大。
在36 40°C時(shí)，隨著發(fā)酵溫度的增加，酸奶黏附性逐漸增大，42i:發(fā)酵溫 度時(shí)，酸奶的黏附性有所降低，之后又再增加。38°C、 40°C、 42°C發(fā)酵酸奶的 黏附性較好，但38°C發(fā)酵酸奶的硬度大，酸奶的質(zhì)構(gòu)不好，所以40°C、 42°C 溫度下發(fā)酵酸奶的質(zhì)構(gòu)較好。
綜上所述，不同發(fā)酵溫度對(duì)酸奶質(zhì)構(gòu)也有影響，在40 42°C時(shí)發(fā)酵酸奶硬 度不大，黏附性在20 30之間。
實(shí)施例4不同的噴霧干燥設(shè)備對(duì)酸奶粉的影響
酸奶粉的制備工藝是在發(fā)酵好的酸奶中添加干燥載體，混勻后用噴霧干燥 設(shè)備對(duì)酸奶進(jìn)行噴霧得到酸奶粉。有資料(高云,陸軍.綠豆酸奶粉的加工工藝 [J].食品工業(yè)科技，2002,(2):49-51)分別對(duì)麥芽糊精、可溶性淀粉、糊精(張友
松.變性淀粉生產(chǎn)與應(yīng)用手冊(cè)[M].中國(guó)輕工業(yè)出版社，1999)等三種物質(zhì)作為干 燥載體時(shí)的干燥效果進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在干燥時(shí)加入10%麥芽糊精效果最佳。
當(dāng)在干燥過(guò)程中不加入干燥載體時(shí)，干燥費(fèi)時(shí)，產(chǎn)品呈粘稠的膏狀，含水 量也較高，加入10%麥芽糊精可大大提高干燥速度，降低產(chǎn)品含水量，并獲 得疏松的產(chǎn)品。所以本實(shí)施例中采用麥芽糊精作為噴霧干燥載體，干燥載體的 添加量為10%。
噴霧干燥是將濃縮乳借助壓力或高速離心力的作用，通過(guò)噴霧器，噴成極 細(xì)的霧一樣的乳滴，乳滴直徑為20 100pm，具有相當(dāng)大的表面積，讓大的表 面積與130 17(TC熱空氣接觸，濃乳乳滴的水分迅速蒸發(fā)干燥是在干燥塔里進(jìn) 行，蒸發(fā)所需要的汽化潛熱很大，熱空氣從130 16(rC降到75 95"C，乳直接 受到的熱度只有40~45°C，干燥的全過(guò)程僅需要15~30s，乳中的水分可除去 95%~98%0
壓力噴霧器起到將高壓濃縮乳穩(wěn)定地噴灑成大小均勻的液滴，同時(shí)保證液 滴可以均勻地分布到干燥室內(nèi)各個(gè)有效的工作部分。
離心噴霧器通過(guò)高速運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤(pán)，使物料因離心力作用而拉成薄膜，并以 不斷增長(zhǎng)的速度由盤(pán)的邊緣甩出，形成霧滴。離心盤(pán)的旋轉(zhuǎn)速度越大，則噴霧 液滴越細(xì)微，分散的液滴總表面積越大，噴霧干燥的效率越高。
將全脂奶粉按乳固體12%、蔗糖6。/。在6(TC的水浴鍋內(nèi)溶解0.5h后調(diào)配， 然后在90 95。C殺菌5min,冷卻至42'C后接入0.1%的菌種，在42'C發(fā)酵到pH 值4.5 4.8后停止發(fā)酵。4°C冷藏24h過(guò)夜后添加10%麥芽糊精載體，然后均 質(zhì)使體系均一，用壓力式噴霧干燥器和離心式噴霧干燥器分別對(duì)酸奶噴霧，進(jìn) 風(fēng)溫度160-170°C ，出風(fēng)溫度80~90°C 。
所以，從產(chǎn)品的綜合品質(zhì)考慮，壓力式噴霧干燥器優(yōu)于離心式噴霧干燥器。
實(shí)施例5 不同的發(fā)酵條件對(duì)奶粉原料酸奶粉的影響 將全脂奶粉按乳固體12%、蔗糖6%在6(TC的水浴鍋內(nèi)溶解0.5h后調(diào)配， 然后在90 95。C殺菌5min,冷卻至42'C后接入0.1%的菌種，在42'C發(fā)酵到pH 值4.5 4.8后停止發(fā)酵。冷藏24h過(guò)夜后測(cè)質(zhì)構(gòu)和活菌數(shù)，然后用壓力式噴霧 干燥器干燥。
根據(jù)載體添加的順序不同，研究其對(duì)酸奶粉食品的影響。載體添加時(shí)先用 60。C的溫水單獨(dú)溶解0.5h，然后再添加。載體按添加順序不同分三種類型
① 酸奶發(fā)酵后添加5%的乳粉和5%的麥芽糊精，攪拌均質(zhì)后噴霧。
② 酸奶發(fā)酵前添加5%的奶粉，發(fā)酵后添加5%的麥芽糊精，攪拌均質(zhì) 后噴霧。
③ 酸奶發(fā)酵前添加5%的乳粉和5%的麥芽糊精。
在酸奶制備中載體的添加順序?qū)λ盟崮谭鄣陌l(fā)酵活性、水分含量、活菌 數(shù)和菌種存活率影響較小，但對(duì)酸奶粉的潤(rùn)濕下沉性和沖調(diào)性有顯著影響。在 酸奶發(fā)酵前添加5%的乳粉和5%的糊精一起發(fā)酵所得酸奶粉的沖調(diào)性和潤(rùn)濕 下沉性明顯優(yōu)于前兩種發(fā)酵所得酸奶粉。載體和乳粉一起發(fā)酵，增大了載體和 乳粉的結(jié)合程度，同時(shí)麥芽糊精可以在高溫、高剪切力和低pH值條件下保持 較高的黏度穩(wěn)定性，從而保持酸奶的增稠能力，所以所得酸奶粉溶解性有了明 顯的改善。酸奶發(fā)酵的pH值越低，所得酸奶粉的酸度也越大。
隨著發(fā)酵酸奶的中固形物含量的增大，酸奶的硬度、脆性、凝聚性和膠性 都有明顯的增加，而回復(fù)性和彈性沒(méi)有太大變化。黏附性是減小的趨勢(shì)。③號(hào) 發(fā)酵類型所得酸奶粉的沖調(diào)性和潤(rùn)濕下沉性較好，③號(hào)發(fā)酵類型酸奶的硬度、
脆性、凝聚性和膠性都高于①、②類型發(fā)酵酸奶，而黏附性低于①、②類型發(fā)
酵酸奶。③發(fā)酵類型酸奶的乳固體含量是17%，麥芽糊精含量是5%，麥芽糊 精和乳粉一起發(fā)酵，增大了酸奶的硬度、膠性和凝聚性，使酸奶具有良好的黏 附性。
實(shí)施例6均質(zhì)對(duì)奶粉來(lái)源酸奶的影響
均質(zhì)簡(jiǎn)單地說(shuō)就是使兩種原來(lái)不能相融合的液體變成一種相對(duì)均勻的乳 狀液。均質(zhì)對(duì)酸奶制品和品質(zhì)的影響主要有①黏度的增加；②顏色變白；③ 脂解作用；④縮小脂肪球的體積；⑤蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；⑥水相中酪蛋白的親合 和有效浮力；⑦乳清析出。
本實(shí)施例采用如下兩個(gè)方案來(lái)對(duì)均質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行判斷
A:全脂奶粉17%、蔗糖6%、麥芽糊精5%用60"的溫水溶解，然后混 合均質(zhì)，均質(zhì)后在90 95'C殺菌5min，冷卻至42'C后接入0.1%的菌種，在42 匸發(fā)酵到pH值4.5~4.8后停止發(fā)酵，4'C冷藏24h過(guò)夜后測(cè)其質(zhì)構(gòu)和活菌數(shù)， 然后噴霧。
B:全脂奶粉17%、蔗糖6%、麥芽糊精5。/。用6(TC的溫水溶解混合，然 后在90 95'C殺菌5min，冷卻至42t后接入0.1%的菌種，在42"C發(fā)酵到pH 值4.5~4.8后停止發(fā)酵，4"C冷藏24h過(guò)夜后測(cè)其質(zhì)構(gòu)和活菌數(shù)，然后均質(zhì)，均 質(zhì)完測(cè)均質(zhì)后酸奶的活菌數(shù)，然后噴霧。
均質(zhì)對(duì)酸奶中的活菌有影響，均質(zhì)時(shí)由于一定的溫度和壓力的影響，使酸 奶中的乳酸菌生長(zhǎng)受到限制，酸奶均質(zhì)后乳酸菌的存活率為35%。
均質(zhì)對(duì)酸奶的質(zhì)構(gòu)也有影響，均質(zhì)對(duì)酸奶的硬度、脆性和黏附性影響較大， 均質(zhì)后發(fā)酵酸奶的硬度、脆性、黏附性小于沒(méi)有均質(zhì)發(fā)酵的酸奶，均質(zhì)對(duì)酸奶
質(zhì)構(gòu)其它性質(zhì)的影響較小，而對(duì)于酸奶的質(zhì)構(gòu)來(lái)說(shuō)，A酸奶的質(zhì)構(gòu)好于B酸 奶，所以發(fā)酵前均質(zhì)所得酸奶的質(zhì)構(gòu)好，制得的酸奶粉的質(zhì)量也較佳。 實(shí)施例7蔗糖含量對(duì)奶粉原料酸奶粉的影響
酸奶在噴霧過(guò)程中，粘壁現(xiàn)象嚴(yán)重，造成了酸奶粉的得率不高。粘壁的原 因是由于酸奶中含有蔗糖，所以考慮不加糖發(fā)酵酸奶，為了使酸奶粉的口味較 好，在酸奶粉沖調(diào)時(shí)添加蔗糖。
由實(shí)施例1可知，噴霧的載體在發(fā)酵時(shí)加入，和奶粉一起發(fā)酵所得酸奶粉 的性質(zhì)較好。所以本實(shí)施例選用全脂奶粉23%和麥芽糊精5%發(fā)酵酸奶，然后 用壓力式噴霧干燥器噴霧。
④全脂奶粉23% (為保證和添加蔗糖時(shí)固體含量一致)和5%麥芽糊精， 無(wú)糖發(fā)酵，發(fā)酵條件和前面實(shí)施例6里的酸奶發(fā)酵條件一致，發(fā)酵后第2d均 質(zhì)噴霧。
④發(fā)酵類型得到的酸奶粉與實(shí)施例6中品質(zhì)較好的③發(fā)酵類型得到的酸 奶粉進(jìn)行對(duì)比分析可知，無(wú)糖發(fā)酵酸奶的菌種存活率、活菌數(shù)和菌活性明顯低 于加糖發(fā)酵酸奶，雖然不加糖在噴霧時(shí)粘壁性有所改善，酸奶粉的水分含量低， 但不加糖發(fā)酵所得酸奶粉的品質(zhì)不好，奶粉的酸味不明顯，沒(méi)有蔗糖為乳酸菌 提供生長(zhǎng)能量，乳酸菌菌種的存活率低。
所以酸奶發(fā)酵過(guò)程中還是要添加蔗糖，酸奶噴霧過(guò)程的粘壁性考慮用其他 方法改善。
實(shí)施例8卵磷脂對(duì)奶粉來(lái)源酸奶粉的影響
卵磷脂以多種形式應(yīng)用于食品乳狀液中。通常是與其它乳化劑和穩(wěn)定劑相 結(jié)合而起乳化作用的。卵磷脂可用于水/油(W/O)型乳狀液中，但是由于
其本身的特性，決定了對(duì)其所在的離子環(huán)境較敏感，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)鹽度超
過(guò)5%， pH值小于4.0時(shí)，卵磷脂的功能特性有所降低。在酸奶粉加工中，乳 粉表面的游離脂肪影響復(fù)水，若加入0.2%的卵磷脂，可使奶粉在水中速溶， 卵磷脂是制作速溶奶粉的分散劑、乳化劑。
所以本實(shí)施例嘗試在酸奶中添加0.2%的卵磷脂噴霧，以改善酸奶粉的沖 調(diào)性和溶解性。
⑤ 酸奶發(fā)酵前添加5%的乳粉和5%的麥芽糊精，發(fā)酵好之后添加0.2% 的卵磷脂
⑥ 酸奶發(fā)酵前添加5%的乳粉和5%的麥芽糊精，噴霧得酸奶粉上噴涂 油溶的0.2%的卵磷脂。
由⑤、⑥兩種發(fā)酵類型得到的酸奶粉與實(shí)施例6中(D發(fā)酵類型的酸奶粉的 品質(zhì)進(jìn)行比較，卵磷脂的添加能明顯改善酸奶粉的潤(rùn)濕下沉性，使酸奶粉見(jiàn)水 迅速溶解，卵磷脂不同的添加方式也影響酸奶粉的溶解性，噴淋式添加卵磷脂 能更好的改善酸奶粉的溶解性。
實(shí)施例9穩(wěn)定劑對(duì)酸奶粉的影響
穩(wěn)定劑被稱為水狀膠體，其在酸奶中的兩種基本功能是保水性和提高產(chǎn)品 的黏度，因此穩(wěn)定劑分子必須能在牛奶組分和其自身之間形成一個(gè)網(wǎng)狀的連接 結(jié)構(gòu)。
穩(wěn)定劑的功能、作用機(jī)理和最佳使用量直接影響到產(chǎn)品質(zhì)地、口感特征和 限制生產(chǎn)工藝。其最適宜添加量會(huì)受到相關(guān)法規(guī)限制，因?yàn)榉€(wěn)定劑過(guò)量添加可 能會(huì)有副作用，如對(duì)產(chǎn)品表觀狀態(tài)產(chǎn)生影響或者帶來(lái)不愉快的口感，同時(shí)還會(huì) 使產(chǎn)品的成本上升。
另外一個(gè)影響穩(wěn)定劑用量的因素是酸奶的乳固體含量，據(jù)研究數(shù)據(jù)表明，
在乳固體含量分別為12.5%、 14.5%、 16.5%、 19.0%和22.0%時(shí)，混合膠體的 用量分別為0.5%、 0.45%、 0.4°/。、 0.3%和0.25%。也就是說(shuō)，乳固體含量比較 高，相應(yīng)的穩(wěn)定劑的用量就可以減少一些。本實(shí)施例選用果膠、明膠和CMC 作為穩(wěn)定劑研究穩(wěn)定劑對(duì)酸奶粉的影響。
酸奶發(fā)酵全脂奶粉按乳固體12%、蔗糖6。/。在6(TC的水浴鍋內(nèi)溶解0.5h 后調(diào)配，然后在90 95r殺菌5min，冷卻至42'C后接入0.P/。的菌種，在42°C 發(fā)酵到pH值4.5~4.8后停止發(fā)酵。冷藏24h過(guò)夜后測(cè)質(zhì)構(gòu)和活菌數(shù)。
⑦ 酸奶發(fā)酵后添加0.4%的果膠，均質(zhì)后噴霧。
⑧ 酸奶發(fā)酵后添加0.4%的明膠，均質(zhì)后噴霧。
酸奶發(fā)酵后添加0.4%的CMC，均質(zhì)后噴霧。 添加穩(wěn)定劑的酸奶在噴霧過(guò)程中粘壁性很少，解決了酸奶噴霧過(guò)程中由于 蔗糖的添加導(dǎo)致的粘壁性問(wèn)題。噴霧后得到的粉末呈白色，粉末細(xì)、輕。從表 9可以看出，酸奶中添加穩(wěn)定劑后，所得酸奶粉的沖調(diào)性有明顯的改善，尤其 以添加果膠和CMC的酸奶的產(chǎn)品效果最顯著，穩(wěn)定劑對(duì)酸奶粉的其他性質(zhì)沒(méi) 有影響，添加明膠的酸奶粉的潤(rùn)濕下沉性好于添加果膠和CMC的酸奶粉，果 膠和CMC的添加解決了酸奶粉的沖調(diào)穩(wěn)定性的問(wèn)題，添加果膠的酸奶粉的潤(rùn) 濕下沉性好于添加CMC的酸奶粉，所以以在發(fā)酵好的酸奶中添加0.4%的果膠 所得酸奶粉的品質(zhì)較佳。
結(jié)合上述實(shí)施例1 3，可以得出奶粉為原料酸奶粉的制備方法為 向全脂奶粉中加入甜味劑、載體后，用60'C的溫水溶解，混合后均質(zhì)， 然后在90 95'C殺菌5min，冷卻后加入冷卻后加入0.1%的菌種，于40-42°C
發(fā)酵到pH值4.5~4.8后停止發(fā)酵，冷藏24h過(guò)夜，然后與穩(wěn)定劑均質(zhì)混合， 用壓力式噴霧干燥器干燥，干燥后的酸奶粉噴涂油溶的0.2%的卵磷脂即得。
所述甜味劑為6%蔗糖，載體為5%的乳粉和5%的麥芽糊精，穩(wěn)定劑為0.4% 的果膠，全脂奶粉的乳固含量為12~16%。
上述發(fā)酵溫度優(yōu)選42'C，全脂奶粉的乳固含量?jī)?yōu)選12%。
因此，上述制備方法的最佳方案為
向17%全脂奶粉中加入6%蔗糖、5%麥芽糊精用6(TC的溫水溶解，混合 后均質(zhì)，然后在90 95。C殺菌5min，冷卻至42。C后接入0.1。/。的菌種，在42°C 發(fā)酵到pH值4.5 4.8后停止發(fā)酵。冷藏24h過(guò)夜，然后與0.4%的果膠溶解液 均質(zhì)混合，用壓力式噴霧干燥器干燥，干燥后的酸奶粉噴涂油溶的0.2%的卵 磷脂。
實(shí)施例10酸奶粉的儲(chǔ)存穩(wěn)定性
酸奶粉的包裝、管理和運(yùn)輸相對(duì)于酸奶來(lái)說(shuō)更容易和實(shí)惠，因?yàn)楫a(chǎn)品在干 的狀態(tài)下的重量和體積更小，酸奶粉不容易被不良的細(xì)菌和霉菌所污染，產(chǎn)品 的水分含量和水分活度都很低，有利于產(chǎn)品的儲(chǔ)存。
酸奶粉在室溫下干燥儲(chǔ)存，對(duì)酸奶粉在儲(chǔ)存過(guò)程中的乳酸菌活菌數(shù)進(jìn)行定 期測(cè)定，結(jié)果如表l。
_表l酸奶粉中活菌數(shù)在儲(chǔ)存過(guò)程中的變化_
時(shí)間(月) 0 1 2 6
酸奶粉中活菌數(shù)(cfU/g) (2 6)X 108(6 8) X 107(1 3)X 107 106 105
酸奶粉中的活菌數(shù)在儲(chǔ)存過(guò)程中有逐漸減少的趨勢(shì)，這可能因?yàn)樵诟傻臓?br> 態(tài)下，奶粉中的營(yíng)養(yǎng)不能保證乳酸菌的很好存活。由于產(chǎn)品中的乳酸菌含量達(dá)
到106cfU/g以上時(shí)才能對(duì)人體的產(chǎn)生有益作用，所以可見(jiàn)酸奶粉的儲(chǔ)存期可達(dá)半年。
實(shí)施例11實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1、由實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出甜味劑的添加量對(duì)酸奶的質(zhì)構(gòu)有影 響，蔗糖、葡萄糖和果葡糖漿的添加能使酸奶有好的口感和風(fēng)味，6%的蔗糖
發(fā)酵的酸奶的硬度較低，黏附性在20 30之間，使酸奶有好的凝乳和質(zhì)構(gòu)。甜 味劑的種類和添加量對(duì)酸奶中的活菌數(shù)沒(méi)有影響。
2、 由實(shí)施例2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出乳固體的含量影響酸奶的質(zhì)構(gòu)和發(fā)
酵時(shí)間，乳固體含量越高，酸奶凝乳的時(shí)間越長(zhǎng)。不同乳固體含量發(fā)酵酸奶， 所得酸奶的質(zhì)構(gòu)差別很大，乳固體含量越高，酸奶凝乳的硬度越大，乳固體含
量越低，酸奶凝乳的黏附性越小，乳固體含量在12~16%范圍內(nèi)發(fā)酵所得酸奶 的硬度較小，黏附性在20~30之間使之有較好的黏附性。
3、 由實(shí)施例3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出發(fā)酵溫度影響酸奶的質(zhì)構(gòu)，從硬度 和黏附性考慮，選擇發(fā)酵酸奶的適宜溫度40 42i:。
4、 由實(shí)施例4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出壓力式噴霧干燥所得酸奶粉的水分 含量、酸奶粉得率、酸奶粉的沖調(diào)性和溶解性均好于離心式噴霧干燥，但離心 式噴霧干燥的效率高、時(shí)間短，從酸奶粉的綜合品質(zhì)考慮采用壓力式噴霧干燥 器。
5、 由實(shí)施例5的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出載體的不同添加順序?qū)λ崮谭鄣钠?質(zhì)影響很大，載體在發(fā)酵時(shí)加入能明顯提高酸奶粉的沖調(diào)性和潤(rùn)濕下沉性。
6、 由實(shí)施例6的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出均質(zhì)能夠使發(fā)酵的酸奶具有好的品
質(zhì)，但均質(zhì)影響酸奶中的活菌數(shù)，酸奶在發(fā)酵前均質(zhì)酸奶粉中活菌數(shù)高于酸奶 在發(fā)酵后均質(zhì)酸奶粉中的活菌數(shù)。
7、 由實(shí)施例7的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出酸奶發(fā)酵時(shí)不添加蔗糖能改善噴霧 時(shí)的粘壁現(xiàn)象，但不添加蔗糖發(fā)酵酸奶影響酸奶中乳酸菌的生長(zhǎng)。
8、 由實(shí)施例8的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出卵磷脂的添加能改善酸奶粉的潤(rùn)濕 下沉性，使酸奶粉遇水快速溶解，卵磷脂添加方式的不同也影響酸奶粉的潤(rùn)濕
下沉性，以油溶0.2%的卵磷脂噴涂的方式添加所得酸奶粉的潤(rùn)濕下沉性較好。
9、 由實(shí)施例9的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出穩(wěn)定劑能很好的解決酸奶粉的沖調(diào) 穩(wěn)定性，同時(shí)穩(wěn)定劑的添加解決了噴霧過(guò)程中的粘壁現(xiàn)象，添加0.4%的果膠
效果較好。
5、由實(shí)施例IO的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出酸奶粉在儲(chǔ)存過(guò)程中活菌數(shù)會(huì)逐漸
遞減，酸奶粉的狀態(tài)也會(huì)因吸潮問(wèn)題發(fā)生改變而結(jié)塊，冷藏條件下儲(chǔ)存酸奶粉 的品質(zhì)好于室溫，所以酸奶粉要密封冷藏保存，保存時(shí)間半年。
權(quán)利要求
1、一種噴霧干燥制備酸奶粉的方法，其特征在于該方法是向全脂奶粉中加入甜味劑、載體后溫水溶解，混合后均質(zhì)，高溫殺菌冷卻后接入菌種，發(fā)酵冷藏過(guò)夜后與穩(wěn)定劑均質(zhì)混合，用壓力式噴霧干燥器干燥，干燥后的酸奶粉噴涂卵磷脂即得。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述噴霧干燥制備酸奶粉的方法，其特征在于所述全 脂奶粉的乳固體含量為全脂奶粉總質(zhì)量的12%~16%。
3、 、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述噴霧干燥制備酸奶粉的方法，其特征在于所 述甜味劑是蔗糖，蔗糖含量為全脂奶粉總質(zhì)量的6%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述噴霧干燥制備酸奶粉的方法，其特征在于 所述載體為乳粉和麥芽糊精，乳粉含量為全脂奶粉總質(zhì)量的5%，麥芽糊精含 量為全脂奶粉總質(zhì)量的5%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 4所述任一項(xiàng)噴霧干燥制備酸奶粉的方法，其特征在 于發(fā)酵溫度為40 42'C。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1~5所述任一項(xiàng)噴霧干燥制備酸奶粉的方法，其特征在 于所述穩(wěn)定劑為果膠，果膠含量為全脂奶粉總質(zhì)量的0.4%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1 6所述任一項(xiàng)噴霧干燥制備酸奶粉的方法，其特征在 于所述卵磷脂為油溶的卵磷脂，其含量為全脂奶粉總質(zhì)量的0.2%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述噴霧干燥制備酸奶粉的方法，其特征在于所述全 脂奶粉的乳固含量為全脂奶粉總質(zhì)量的12%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種噴霧干燥制備酸奶粉的方法，該方法是向17％全脂奶粉中加入6％蔗糖、5％麥芽糊精，60℃的溫水溶解，混合后均質(zhì)，90～95℃殺菌5min，冷卻后接入0.1％的菌種，在42℃發(fā)酵到pH值4.5～4.8后停止發(fā)酵，冷藏24h后與0.4％的果膠均質(zhì)混合，壓力式噴霧干燥器干燥，干燥后的酸奶粉噴涂油溶的0.2％的卵磷脂即得。發(fā)明通過(guò)對(duì)不同的甜味劑、乳固體含量、發(fā)酵溫度、卵磷脂、穩(wěn)定劑等的研究，得到一種改進(jìn)噴霧干燥法制備酸奶粉的方法，該方法制備得到的酸奶粉具有較長(zhǎng)的貯存期、較高的活菌數(shù)與菌活力、較好的沖調(diào)性穩(wěn)定性及潤(rùn)濕下沉性，為酸奶粉工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)提供了有利的數(shù)據(jù)支持，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)A23C1/00GK101361505SQ20081019839
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者勇 張, 許喜林, 瑾 趙, 燕 高 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué);廣州市合力維國(guó)際生物技術(shù)有限公司