CN116711782A - 一种固体饮料专用植脂末及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种固体饮料专用植脂末；按总重量计，所述植脂末的原料包括：中链甘油三酯20‑45％、乳清粉8‑15％、全脂奶粉1‑4％、乳化剂2‑4％、pH调节剂1.5‑2.5％、功能性糖35‑50％、二氧化硅0.1‑0.5％；所述植脂末反式脂肪酸含量超低，脂肪和蛋白质含量合适，当其用于固体饮料中时，具有醇厚的奶风味，且固体饮料口感顺滑，稳定性优异。

Description

一种固体饮料专用植脂末及其制备方法

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，A23D9/04，尤其涉及一种固体饮料专用植脂末及其制备方法。

背景技术

植脂末外感接近乳粉，但成本更低，将其加入食品或饮料后更够产生类似奶油的风味，改善产品口感；在食品工业中被广泛应用于固体饮料如咖啡、奶粉、速溶麦片、奶茶等产品中。现有的植脂末主要是以氢化植物油为主原料，辅助添加糖浆、稳定剂、乳化剂、香精等原料或添加剂进行制备，但是目前植脂末中脂肪主要来源于氢化植物油，而氢化植物油会产生反式脂肪酸，对人体健康不利，并且其使用的糖类物质也可能导致人体对糖类的吸收过量，加重人体肥胖，增加糖尿病风险；另外，目前的植脂末还存在易变质、水体稳定性差、其产品的爽滑、厚实口感不够、影响食用的风味、菌落总数易超标等问题。

中国专利CN111328884A公开了一种植脂末用油脂组合物及其制备的植脂末，其植物油组合物来自于棕榈油分提硬脂和棕榈油分提液油，虽然其乳液稳定性高，但是该植脂末并未存在杀菌过程，其饮品存在菌落数超标的风险。中国专利CN112868819A公开了一种植脂末用油脂组合物、植脂末及其制备方法和应用，其组合物采用棕榈油。棕榈仁油及其分提物作为原料，替换氢化植物油，并且其冲泡产品风味清淡，口感爽滑；但是产品的稳定性有待提高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种固体饮料专用植脂末；按总重量计，所述植脂末的原料包括：中链甘油三酯20-45％、乳清粉8-15％、全脂奶粉1-4％、乳化剂2-4％、pH调节剂1.5-2.5％、功能性糖35-50％、二氧化硅0.1-0.5％。

进一步地，所述乳清粉为含盐乳清粉、脱盐乳清粉中的任意一种，优选为脱盐乳清粉。

进一步地，所述乳清粉的灰分含量≤4.0wt％，优选为≤3.0wt％；灰分是表示无机成分(主要是无机盐和氯化物)的重要指标，一般包括水溶性灰分如可溶性钾、钠、钙等的氧化物和盐，水不溶性灰分如泥沙、铁、铝、镁等的氧化物或碱土的磷酸盐，和酸不溶性灰分，如泥沙、氧化硅等；这些灰分大部分是无机矿物质元素，但是除了某些食物对总灰度有要求以外，灰度对体系稳定性的影响也不容忽视；对于乳化体系，只有在保持合适的交联聚合状态下，乳液液滴才能稳定存在；而当灰分过量时，过量的无机盐可与乳化剂或其他有机物质产生络合及静电引力，影响甚至打破体系的内聚力和电荷平衡状态，因此，需要严格控制其灰分含量。

在一种优选的实施方式中，所述乳清粉的灰分含量≤1.5wt％，植脂末乳化液和其固体饮料经水冲泡后，稳定性最优异。

进一步地，所述乳化剂包括但不限于单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、酪蛋白酸钠中的至少一种。

优选地，所述乳化剂包括单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、酪蛋白酸钠。

进一步优选地，所述乳化剂中单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、酪蛋白酸钠的质量比为(9-14)：(1-3)：(17-21)。

在一种优选的实施方式中，所述单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、酪蛋白酸钠的质量比为12：2：19。

进一步地，所述pH调节剂选自磷酸二氢钠、磷酸氢二钾、三聚磷酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾、六偏磷酸钠中的至少一种。

进一步地，所述pH调节剂为磷酸氢二钾和三聚磷酸钠。

进一步地，所述酪蛋白酸钠：磷酸氢二钾：三聚磷酸钠的质量比为：(18-21)：(14-17)：(3-8)。酪蛋白酸钠分子中含有大量集中分布的吡咯环结构的脯氨酸残基，限制了蛋白质二级结构中a—螺旋和S—片层等有序结构的形成，致使酪蛋白随机卷曲，又因分布不均匀的残水残基和末端氨基酸的聚集，从而具有独特的双亲性，降低油水界面张力，正是因为这种结构特性，其在脂肪类物质表面能够形成强韧性亲水蛋白膜，此膜不会产生霸性收缩，从而使后续高温杀菌的操作不会破坏体系的整体稳定性和功能性；但是在本技术中其乳化性能明显受到体系酸碱度的影响，在低于等电点时乳化力表现更加优异，在一定的pH条件下，与单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠和磷酸氢二钾等配合，增加植脂末乳化液和其固态饮料的黏稠性，但是pH过低时，其固态饮料融水后的流动性太强，产品略稀，而pH过高时，固态饮料稠度过高，产品口感爽滑度下降，且植脂末的乳化液或融水后的固态饮料中甚至会产生部分絮凝，乳化体系的平衡状态被打破。

在一种优选的实施方式中，所述酪蛋白酸钠：磷酸氢二钾：三聚磷酸钠的质量比为19：15：5。

进一步地，功能性糖粉是能够提供营养，低热量的糖类或糖醇类产品，具有增强免疫调节、改善代谢紊乱、抗衰等作用；所述功能性糖包括但不限于低聚麦芽糖、低聚异麦芽糖、低聚乳果糖、异麦芽酮糖、低聚半乳糖中的至少一种，优选为低聚异麦芽糖。

低聚异麦芽糖能有效促进人体内有益细菌-双歧杆菌的生长繁殖，故又称为“双歧杆菌生长促进因子”，在人体中难以分解吸收，对控制血糖具有一定功效，耐热性和耐酸性都较高；可以加入到配方中通过与全脂奶粉中蛋白质分子反应改变固态饮料的结构特性，进一步提高后者的稳定性，并且其分子结构末端存在还原性基团，其使用可促进美拉德反应和焦糖化反应，提高固体饮料的色泽观感。但是低聚异麦芽糖还会以氢键的形式参与到固态饮料网络结构的形成，不同功能基团数量的低聚异麦芽糖会使固体饮料中晶体的大小不一样，进而对后者的口感也产生影响。

进一步地，所述低聚异麦芽糖选自IMO-50型和/或IMO-90型。

优选地，所述低聚异麦芽糖为IMO-90型。

进一步地，所述二氧化硅的D50粒径为5-15μm，比表面积为125-150m²/g。优选地，D50粒径为7-10μm，比表面积为130-140m²/g。

进一步地，本申请所述的原料还可包括香精，添加量为原料总量的0.01-0.05％，本申请对香精的使用和添加量并无特殊要求，按照需求调节即可。

进一步地，所述植脂末的制备方法为：对植脂末的原料进行配料，依次进行乳化、均质、灭菌、喷塔干燥程序即可。

进一步地，所述制备方法包括：

S1、按照相应的重量份，准确称取植脂末原料进行配料；

S2、将乳清粉、全脂奶粉、pH调节剂和功能性糖加入软化水中，升温至40-50℃，搅拌至完全溶解，得到水相；

S3、将中链甘油三酯升温至35-50℃，之后搅拌下加入乳化剂混合均匀，得到油相；

S4、乳化：将油相缓慢倒入水相中，在一定转速下剪切乳化，得到乳化液；

S5、均质：将乳化液于65-75℃的温度、30-40MPa的压力下均质15-60min；

S6、超高温瞬时灭菌；

S7：喷雾干燥，得到干粉；

S8：将植脂末干粉降温并与二氧化硅混合即可。

进一步地，所述S1中软化水的添加量为使水相固含为5-70wt％。

优选地，所述软化水的添加量为使水相固含为30-50wt％。

由于乳化剂均是带有分子长链的亲水亲油物质，且在体系中通过氢键、静电作用等与其他油相物质或蛋白质分子发生缠绕或包裹，在一定的内聚力下形成乳状液滴；在高速乳化过程中，机械剪切会破坏这种内聚的网络结构，在正常的剪切速度下，这种网络结构后期可以再次形成，而当剪切速度过高时，乳化剂的分子链可能被打断，即使后期网络结构可以再次形成，但是这种包裹结构强度已经明显下降，特别是在经历后续超高温灭菌时，分子链被重复打断，乳化剂的交联结构极容易被进一步打破，从而导致产品稳定性和粘度的明显下降；因此，需要合理控制乳化剪切速度和超高温温度及处理时间，两方面共同配合保证乳化体系的稳定和均匀状态。

进一步地，所述S4中转速为8000-14000r/min，优选为8000-12000r/min。

进一步地，所述S5中温度为70℃，压力为35MPa，均质时间为25min。

进一步地，S5的均质次数为1-3次，优选为2次。

值得注意的是，所述S6中采用UHT杀菌机超高温瞬时灭菌，灭菌程序除了可以控制本申请植脂末的细菌数量以外，还会明显影响植脂末固体饮料的稳定性和口感。在灭菌过程中，相当大的发射能量会使部分蛋白质分子的结构发生变化，在一定的能量范围和处理时间内，乳化体系受到的影响较小，灭菌处理对植脂末和其产品的影响可忽略不计；但是，当灭菌过程中蛋白质变性过度，乳化剂的分子链被打断后其乳化状态即被破坏，并且这种变化是不可逆的；在植脂末制备的固体饮料冲泡后，部分因乳化体系被破坏而不被包裹的油相物质就产生漂浮，进而影响产品观感和口感。因此，本申请中需控制灭菌温度为125-135℃，灭菌3-6s。

优选地，所述S6中灭菌温度为130℃，灭菌4s。

进一步地，所述S7的干燥工序中，进风温度为180-190℃，出风温度为70-90℃，进料速度为20-40mL/min，喷雾干燥压力为15-25MPa。

进一步地，所述S8中植脂末降温在流化床中进行，流化床前段自然风为40-50℃，中段自然风为30-40℃，后段自然风为20-30℃。

进一步地，所述植脂末用于固体饮料或单独冲泡，所述固体饮料包括但不限于：咖啡、奶茶、速溶麦片、速溶、果汁、茶、混合风味饮品中的任意一种。

在一种实施方式中，所述固体饮料的配方为：按总质量计，燕麦粉1-5％、大豆肽0.05-2％、鱼胶原蛋白肽0.05-3％、植脂末补充余量至100％。

有益效果

1、本申请的体系中不包括氢化植物油，并采用了功能性糖粉降低人体能量摄入超标的风险，植脂末的不饱和脂肪酸含量低于0.3g/100g，符合国家的相关规定；另外搭配中链甘油三酯、乳清粉和全脂奶粉，该植脂末的脂肪含量为35％，蛋白为3.9％，奶风味浓郁香醇，可用于固体饮料中添加使用；

2、本申请对乳化剂的种类和含量及乳化液的制备工艺进行优化，进一步提升乳化剂的包裹，在保证奶风味醇厚、饮料口感厚实爽滑的基础上还提高了乳化液和冲泡后固体饮料的稳定性；产品使用过程中不分层、沉淀、絮凝；

3、本申请的植脂末采用了高温瞬时杀菌，通过控制杀菌工艺，在降低植脂末细菌数量使其符合国家食品质量标准的同时，还保证植脂末和其产品稳定性及口感，平衡好两者之间的矛盾。

具体实施方式

实施例

实施例1

本实施例提供了一种固体饮料专用植脂末；按总重量计，所述植脂末的原料包括：中链甘油三酯37.2％、乳清粉12％、全脂奶粉2.5％、乳化剂3.3％、pH调节剂2％、功能性糖42.7％、二氧化硅0.3％；所述乳清粉为脱盐乳清粉，灰分≤1.5wt％，购自河北百优生物科技有限公司，型号D90；所述乳化剂为单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、酪蛋白酸钠，质量比为12：2：19；所述pH调节剂为磷酸氢二钾和三聚磷酸钠；所述酪蛋白酸钠：磷酸氢二钾：三聚磷酸钠的质量比为：19：15：5；所述功能性糖为低聚异麦芽糖粉(IMO-90型)；所述二氧化硅D50粒径为8μm，比表面积为135m²/g，购自浙江东进生物科技有限公司；

所述制备方法包括：

S1、按照相应的重量份，准确称取植脂末原料进行配料；

S2、将乳清粉、全脂奶粉、pH调节剂和功能性糖加入软化水中，升温至45℃，搅拌至完全溶解，得到水相；软化水的添加量为使水相固含为40wt％；

S3、将中链甘油三酯升温至45℃，之后搅拌下加入乳化剂混合均匀，得到油相；

S4、乳化：将油相缓慢倒入水相中，在10000r/min的转速下剪切乳化，得到乳化液；

S5、均质：将乳化液于70℃的温度、35MPa的压力下均质25min，均质次数为2次；

S6、超高温瞬时灭菌：采用UHT杀菌机对均质后的混合料进行超高温瞬时灭菌，灭菌温度为130℃，灭菌4s；

S7：喷雾干燥：进风温度为170℃，出风温度为80℃，进料速度为30mL/min，喷雾干燥压力为20MPa；得到干粉；

S8：将植脂末通过流化床进行降温：流化床前段自然风为45℃，中段自然风为35℃，后段自然风为25℃，二氧化硅加入流化床中同时与干粉混合混合即可得到所述植脂末。

实施例2

本实施例提供了一种固体饮料专用植脂末；按总重量计，所述植脂末的原料包括：中链甘油三酯45％、乳清粉8％、全脂奶粉4％、乳化剂4％、pH调节剂2.5％、功能性糖36％、二氧化硅0.5％；所述乳清粉为脱盐乳清粉，灰分≤3wt％，购自河北百优生物科技有限公司，型号D70；所述乳化剂为单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、酪蛋白酸钠，质量比为9：1：21；所述pH调节剂为磷酸氢二钾和三聚磷酸钠；所述酪蛋白酸钠：磷酸氢二钾：三聚磷酸钠的质量比为：18：14：8；所述功能性糖为低聚异麦芽糖粉(IMO-90型)；所述二氧化硅D50粒径为8μm，比表面积为135m²/g，购自浙江东进生物科技有限公司；

所述制备方法包括：

S1、按照相应的重量份，准确称取植脂末原料进行配料；

S2、将乳清粉、全脂奶粉、pH调节剂和功能性糖加入软化水中，升温至40℃，搅拌至完全溶解，得到水相；软化水的添加量为使水相固含为50wt％；

S3、将中链甘油三酯升温至50℃，之后搅拌下加入乳化剂混合均匀，得到油相；

S4、乳化：将油相缓慢倒入水相中，在12000r/min的转速下剪切乳化，得到乳化液；

S5、均质：将乳化液于75℃的温度、30MPa的压力下均质30min，均质次数为3次；

S6、超高温瞬时灭菌：采用UHT杀菌机对均质后的混合料进行超高温瞬时灭菌，灭菌温度为135℃，灭菌3s；

S7：喷雾干燥：进风温度为190℃，出风温度为90℃，进料速度为40mL/min，喷雾干燥压力为25MPa；得到干粉；

S8：将植脂末通过流化床进行降温：流化床前段自然风为50℃，中段自然风为40℃，后段自然风为25℃，二氧化硅加入流化床中同时与干粉混合混合即可得到所述植脂末。

实施例3

本实施例提供了一种固体饮料专用植脂末；按总重量计，所述植脂末的原料包括：中链甘油三酯30.4％、乳清粉15％、全脂奶粉1％、乳化剂2％、pH调节剂1.5％、功能性糖50％、二氧化硅0.1％；所述乳清粉为脱盐乳清粉，灰分≤1.5wt％，购自河北百优生物科技有限公司，型号D90；所述乳化剂为单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、酪蛋白酸钠，质量比为14：3：17；所述pH调节剂为磷酸氢二钾和三聚磷酸钠；所述酪蛋白酸钠：磷酸氢二钾：三聚磷酸钠的质量比为：21：17：3；所述功能性糖为低聚异麦芽糖粉(IMO-90型)；所述二氧化硅D50粒径为8μm，比表面积为135m²/g，购自浙江东进生物科技有限公司；

所述制备方法包括：

S1、按照相应的重量份，准确称取植脂末原料进行配料；

S2、将乳清粉、全脂奶粉、pH调节剂和功能性糖加入软化水中，升温至50℃，搅拌至完全溶解，得到水相；软化水的添加量为使水相固含为30wt％；

S3、将中链甘油三酯升温至35℃，之后搅拌下加入乳化剂混合均匀，得到油相；

S4、乳化：将油相缓慢倒入水相中，在8000r/min的转速下剪切乳化，得到乳化液；

S5、均质：将乳化液于65℃的温度、40MPa的压力下均质15min，均质次数为2次；

S6、超高温瞬时灭菌：采用UHT杀菌机对均质后的混合料进行超高温瞬时灭菌，灭菌温度为125℃，灭菌6s；

S7：喷雾干燥：进风温度为180℃，出风温度为70℃，进料速度为20mL/min，喷雾干燥压力为15MPa；得到干粉；

S8：将植脂末通过流化床进行降温：流化床前段自然风为40℃，中段自然风为30℃，后段自然风为25℃，二氧化硅加入流化床中同时与干粉混合混合即可得到所述植脂末。

对比例1

与实施例1基本一致，区别在于：S4中乳化剪切速度为15000r/min。

对比例2

与实施例1基本一致，区别在于：所述酪蛋白酸钠：磷酸氢二钾：三聚磷酸钠的质量比为18：20：8。

对比例3

与实施例1基本一致，区别在于：所述酪蛋白酸钠：磷酸氢二钾：三聚磷酸钠的质量比为18：17：12。

对比例4

与实施例1基本一致，区别在于：所述乳清粉的灰分含量≤6.5wt％，型号为D40，购自购自河北百优生物科技有限公司。

对比例5

与实施例1基本一致，区别在于：所述功能性糖为低聚乳果糖对比例6

与实施例1基本一致，区别在于：所述功能性糖为IMO-50型低聚异麦芽糖。

对比例7

与实施例1基本一致，区别在于：所述S6中灭菌温度为145℃，灭菌4s。

性能测试方法：

1、菌落总数：按GB/T 4789.2《食品卫生微生物学检验的菌落总数方法》标准进行测定，测试实施例植脂末的菌落总数；

2、反式脂肪酸含量：按GB/5413.36-2010《食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中反式脂肪酸的测定方法》标准进行测定，测试实施例植脂末的反式脂肪酸含量；

3、口感测试：按照固体饮料的配方：按总质量计，燕麦粉2％、大豆肽0.1％、鱼胶原蛋白肽0.1％、植脂末补充余量至100％；将植脂末制成固体饮料，再用40℃水冲泡，即刻品尝其口感和风味；

4、稳定性测试：将测试3中的冲泡饮品置于室温下放置24h后，判断有无分层、沉淀、絮凝的不良现象。

性能测试结果显示，各个实施例的植脂末粉，其菌落总数小于600CFU/克，符合国家对食品菌落总数的要求(＜1000CFU/克)；反式脂肪酸含量均＜0.3g/100g；其他测试结果见表1。

表1

分析：实施例1-3的测试结果均说明本技术方案所制备的植脂末奶味浓郁，口感爽滑厚实，可用于固体饮料中增加奶香风味和口感，且固体饮料冲泡并放置后稳定性高，不会出现不良现象。

通过对比实施例1和对比例1的结果可知：对比例1的固体饮品口感发涩，放置后有油状物漂浮；可能是因为：过高的乳化剪切速度会导致乳化剂或其他长链有机分子的分子链被打断，影响乳化剂的包裹性能和交联稳定结构，乳液液滴带来的顺滑口感被减弱，经后期杀菌处理后，分子链的破碎程度加大，部分酯状物泄露出液滴，产生漂浮。

通过对比实施例1和对比例2-3可知：当碱性pH调节剂过量时会降低固体饮料的口感和稳定性，推测原因是因为：碱性物质过量时，植脂末乳化液的pH过高，导致乳化剂和乳化液的粘度提升，进一步使乳化液的凝胶趋势增强，当超过一定范围时，即产生了部分絮凝现象。

通过对比实施例1和对比例4的结果可知：乳清粉中灰分即无机离子的含量会影响固体饮品的乳化性能和稳定性；盐浓度过高时，会打破乳化体系的电荷平衡状态，影响水油界面乳化剂的吸附成膜作用，不仅影响饮品的口感，也明显降低了其稳定性。

通过对比实施例1和对比例5-6的结果可知：低聚乳果糖的分子结构中不单单是六元环，还具有五元环，其内部的极性基团数量和低聚异麦芽糖也不一致，同理，IMO-50型和IMO-90型的低聚异麦芽糖的极性基团数量也不一致；各物质依靠极性基团、共轭电子作用等参与到体系交联网络的构建中时，对乳化体系的影响不一致，可能造成乳液液滴粒径不同，导致了口感的差异，而使用IMO-90型低聚异麦芽糖时口感更加爽滑厚实。

通过对比实施例1和对比例7的结果可知：灭菌温度过高时，固体饮料稳定性下降，可能是因为：灭菌温度过高时，一些蛋白质分子的结构发生变化或者变性过度，乳液体系分子的布朗运动加快，体系乳化状态被破坏，且这种变化不可逆，在固体饮料冲泡后，不被包裹的油相物质就产生漂浮现象，且产品口感也会具有颗粒感，不顺滑。

Claims (10)

1.一种固体饮料专用植脂末，其特征在于，按总重量计，所述植脂末的原料包括：中链甘油三酯20-45％、乳清粉8-15％、全脂奶粉1-4％、乳化剂2-4％、pH调节剂1.5-2.5％、功能性糖35-50％、二氧化硅0.1-0.5％。

2.根据权利要求1所述的植脂末，其特征在于，所述乳清粉为脱盐乳清粉。

3.根据权利要求2所述的植脂末，其特征在于，所述乳清粉的灰分含量≤4.0wt％。

4.根据权利要求1所述的植脂末，其特征在于，所述乳化剂包括单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、酪蛋白酸钠。

5.根据权利要求4所述的植脂末，其特征在于，所述乳化剂中单双甘油脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、酪蛋白酸钠的质量比为(9-14)：(1-3)：(17-21)。

6.根据权利要求4所述的植脂末，其特征在于，所述所述pH调节剂为磷酸氢二钾和三聚磷酸钠，所述酪蛋白酸钠：磷酸氢二钾：三聚磷酸钠的质量比为：(18-21)：(14-17)：(3-8)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的植脂末的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

S1、按照相应的重量份，准确称取植脂末原料进行配料；

S2、将乳清粉、全脂奶粉、pH调节剂和功能性糖加入软化水中，升温至40-50℃，搅拌至完全溶解，得到水相；

S3、将中链甘油三酯升温至35-50℃，之后搅拌下加入乳化剂混合均匀，得到油相；

S4、乳化：将油相缓慢倒入水相中，在一定转速下剪切乳化，得到乳化液；

S5、均质：将乳化液于65-75℃的温度、30-40MPa的压力下均质15-60min；

S6、超高温瞬时灭菌；

S7：喷雾干燥，得到干粉；

S8：将植脂末干粉降温并与二氧化硅混合即可。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，S4中转速为8000-14000r/min。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，S6中灭菌温度为125-135℃，灭菌3-6s。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，S7中进风温度为180-190℃，出风温度为70-90℃，进料速度为20-40mL/min，喷雾干燥压力为15-25MPa。