Vol.33,No.92005(total178)
0 引 言
冲调性是奶粉感官鉴定的一个重要质量特性。而
消费者也往往从冲调性上认知和评价奶粉的质量状
况,在奶粉销售市场的质量信息反馈中,冲调性问题
约占80%以上。随着消费者对奶粉质量要求的不断提
高,其冲调性也在不断地改进,因此,研究并改进奶粉
的冲调性是企业扩大其产品市场销售份额的一项重
要质量改进措施。
奶粉的冲调性是奶粉颗粒吸收水分排出颗粒中
空气的过程,在这个过程中实质上是体现了奶粉的溶
解度、润湿性、沉降性、分散性的状况,而这四者均与
乳粉的颗粒形成过程及其颗粒状态有关,如:颗粒直
径的大小,颗粒中包埋空气的多少,颗粒的
面结构,
颗粒的松散程度等均直接影响奶粉的冲调性,而奶粉
的颗粒状态又是通过密度这一物理特性体现出来的。
因此,研究奶粉的冲调性离不开对奶粉颗粒密度的研
究分析和生产过程的分析。本文以2段配方奶粉和中
老年配方奶粉为例,分析冲调性与密度的对应关系,
确定了配方奶粉的密度特性值范围和生产过程中控
制奶粉冲调性的关键因素。
1 材料与
1.1 试验材料
2段配方奶粉、中老年配方奶粉、电子分析天平、
250mL烧杯、100mL量筒、有色磁板、玻璃棒。
1.2 试验方法
1.2.1 冲调性
用量筒取45OC(中老年奶粉用50OC)的蒸馏水
100mL于250mL的烧杯中,然后,称量奶粉样品11.5g
分散地倒入烧杯中,用玻璃棒沿杯壁顺时针、逆时针各
搅拌10次,观察上浮、下沉团块,最后将样液倒在有色
磁板(黑色,咖啡色)上少许,观察是否有未溶解的奶颗
粒(俗称小白点)。
1.2.2 密度
在分析天平上称取烘干至恒重100mL量筒的重
量,然后自然地倒入奶粉样品至100mL刻度线,称量
重量并且计算单位体积的重量,用此种方法检测的密
度称之为表观密度。
配方奶粉的冲调性与颗粒密度的关系
徐秋梅1,王伟1,王培忠1,隋福廷1,蒋东华1,张振奇2
(1.黑龙江省完达山乳业股份有限公司,黑龙江 哈尔滨 150078;2.森馨香精色素科技(中国)有限公司,广东广州
510730)
摘 要:通过对配方奶粉冲调状态与颗粒密度关系的分析,确定了配方奶粉密度的特性值范围,从而简述生产过程中控制奶粉冲调性
的要点。
关键词:冲调性;颗粒密度;配方奶粉
中图分类号:TS252.51 文献标识码:A 文章编号:1001-2230(2005)09-0057-03
Relationbetweendissolvingqualityandparticledensity
XUQiu-mei1,WANGWei1,WANGPei-zhong1,SUIFu-ting1,JIANGDong-hua1,ZHANGZhen-qi2
(1.WondersunDairyCo.Ltd.,Heilongjiang,Harbin150078,China;2.SensientTechnologiesCorp.(China)Limited,
Guangzhou510730,China)
Abstract:Thispaperexplorestherelationbetweendissolvingqualityandparticledensityofmilkpowderandobtainsthespecialrangeoffor-
mulamilkpowderdensity.Therebytheessentialsofcontrollingdissolvingqualityofmilkpowderintheprocessingwereexplained.
Keywords:dissolvingquality;particledensity;milkpowder
收稿日期:2005-08-22
作者简介:徐秋梅,(1962-),女,食品检验师,从事食品
及检验方
面的研究。
www.chinadairy.net
rpgy@chinajournal.net.cn
中国乳品工业
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2005年第33卷第9期(总第178期)
2 结果与讨论
试验结果如表1所示。由表1可以看出,当配方奶粉
的密度达到0.51g/cm3以上时,其冲调性较差,满足不了
产品质量的要求。这类奶粉的颗粒有2种情况,一种是
颗粒细小、冲调后下沉速度较慢、上浮团块和下沉团
块较多;另一种是颗粒正常,但颗粒结构致密(俗称实
心粉),冲调后下沉速度较快,杯底沉淀多,在磁板上
观察3min内仍有较多白点。
密度在0.48g/cm3时,配方奶粉的冲调性较好,
基本能满足产品的质量要求,但仍然达不到最好状
态。按目前奶粉市场对产品质量的要求和企业对自
身发展的要求,应以最好的质量状态为标准,因
此,将配方奶粉的密度界定在0.4~0.46g/cm3之间
较为合理,此时配方奶粉的冲调性最好,颗粒松
散、颗粒内部呈蜂窝状、颗粒表面粗糙、颗粒大小
均匀。因此,改善奶粉的冲调性主要是调整奶粉的
颗粒结构状态和颗粒的大小,降低奶粉的密度,在
生产过程中要求我们对奶粉颗粒的形成因素加以控
制,使奶粉的密度控制在0.4~0.46之间,以达到冲
调性最好的状态。
表1 2段配方奶粉、中老年配方奶粉的冲调性与密度的关系
冲调性
在5s内下沉完,上浮无团块,下沉团块约占杯底1/6
以下,在磁板上观察无未溶解的颗粒。
在5s内下沉完,上浮无团块,下沉团块约占杯底1/6
以下,在磁板上观察无未溶解的颗粒。
在5s内下沉完,上浮无团块,下沉团块约占杯底1/5
以下,1min内在磁板上观察,无未溶解的颗粒。
在10s内下沉完,上浮有2团块,下沉团块约占杯底1/4
以下,2min内在磁板上观察有未溶解的颗粒。
在15s内下沉完,上浮有2个以上团块,下沉团块约占
杯底1/3,3min内在磁板上观察有未溶解的颗粒。
密度/(g·cm3)
0.4089
0.4320
0.4642
0.4837
0.5149
冲调性
在5s内下沉完,上浮无团块,下沉团块约占杯底1/5以
下,在磁板上观察无未溶解的颗粒。
在5s内下沉完,上浮无团块,下沉团块约占杯底1/5以
下,在磁板上观察无未溶解的颗粒。
在5s内下沉完,上浮无团块,下沉团块约占杯底1/4以
下,1min内在磁板上观察无未溶解的颗粒。
在10s内下沉完,上浮有1~2团块,下沉团块约占杯底1/3
以下,2min内在磁板上观察有未溶解的颗粒。
在15s内下沉完,上浮有2个以上团块,下沉团块约占
杯底1/3以下,3min内在磁板上观察有未溶解的颗粒。
中老年配方奶粉2段配方奶粉
密度/(g·cm3)
0.4104
0.4375
0.4634
0.4823
0.5329
生产与管理Production&Management
3 生产过程控制要点
3.1 原料、辅料质量
原料乳的质量在达到国家标准的前提下,重点是
控制原料乳的酸度,最好控制在14~16OT之间。其目
的是控制原料乳微生物的繁殖,提高乳蛋白的热稳定
性。对于辅料重点是控制大豆蛋白冲调性,经过化验
符合质量要求后方可投入生产。
3.2 配料剪切均质工段
配料剪切主要是使大豆蛋白在加热和高速剪切
的共同作用下,打破大豆蛋白分子形成的某种凝聚和
胶联,使大豆蛋白分子分散在可溶性极好的碳水化合
物中,大大改善大豆蛋白的分散性和乳化性[1]。因此,
将大豆蛋白与白砂糖,糊精共同配制并加热至80℃,
剪切10min。
均质是使分散介质微粒化.使料液的黏度降低,干
燥后的产品具有较高的溶胀性。控制好均质温度和均
质压力是关键,均质温度过高会引起乳脂肪上浮、蛋
白质变性,一般均质温度控制在55~60OC之间,均质
压力控制在18~25MPa之间。
3.3 杀菌、浓缩工段
这一工段主要是控制物料受热温度和时间,避免
因蛋白质过热变性影响到产品的溶解度,其次是物料
浓度。物料浓度越高,料液黏度增大,雾滴在干燥过程
中的膨胀系数减小,又由于强热风的作用,表面干燥
过于迅速,表面易结一层硬壳,从而内部水份很难扩
散到表面,颗粒内空隙的体积减小,易形成硬粒粉,降
低了奶粉的溶解性[2];并且浓度过高的浓缩乳,其产品
的光泽也将受到影响;若物料浓度过低,则易造成产
品颗粒细小、不松散、冲调后下沉速度慢和上浮团块
较多。一般配方奶粉的浓缩物料浓度控制在17~20Be°
之间,具体生产参数要结合喷雾压力、喷嘴大小和干
燥塔的蒸发能力确定。
3.4 喷粉干燥工段
奶粉颗粒结构的形成状态,主要在于喷粉工段,
如:奶粉颗粒间、奶粉颗粒内部空隙的大小、奶粉颗粒
的大小,均影响奶粉的润湿性和下沉性。同时脂肪的
疏水性也影响奶粉的润湿性。改善奶粉的冲调性一方
面是喷涂卵磷脂,另一方面是改善奶粉的颗粒结构状
态,降低密度。改善奶粉颗粒结构的状态有效途径是
让湿奶粉颗粒相互碰撞发生附聚和控制其形成的工
艺条件,影响发生附聚效果的主要因素是进、排风速
度,进、排风量和干燥系统阻力。
3.4.1 风速、风量、系统阻力与奶粉颗粒
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使颗粒在干燥过程中产生附聚,关键是在强力
风的作用下,雾滴运动的强度加大,导致相互碰撞,
使颗粒表面的胶质膜被破坏而易于亲水,而在受控
流体四周的空间又处于真空状态,其真空度相对高
于塔内平均负压,这样有一部分细粉被反吸到塔顶
部后又吸入强气流中,随之附聚于后喷出的液滴之
上形成二次附聚,奶粉颗粒加大。被强气流夹带的受
控雾滴在下降过程中迅速减压,导致浓奶雾滴瞬间
膨胀为内部蜂窝状中空体,生产出的奶粉颗粒表面
粗糙且均匀。其亲水性与分散性都有明显的改善。因
此,增大干燥系统的进、排风量,提高风速且主风筒
横截面各点的风速较均匀,降低系统阻力,是能否很
好产生附聚的重要因素,也是提高干燥塔蒸发能力
的有效办法。由于干燥设备的差异和风速变化的复
杂性,所以只有在试验的基础上进行具体的定量。但
基本原则是细粉被反吸到塔顶部后,粉体必须在恒
速干燥时间内接触雾滴[3],否则粘附的几率小,细粉
量增加。
若风速、风量不足或系统阻力过大,首先是影响
雾滴的附聚效果,其次是可造成奶粉颗粒内部空隙的
体积减小,颗粒密度增大,冲调后润湿性,分散性较
差,杯底沉淀较多,奶粉颗粒溶解的慢,小白点多,需
要3~5min以上的时间才能溶解。
3.4.2 进风、排风温度与奶粉颗粒
进风温度过高,浓奶雾滴与强热风接触,雾滴表
面易结一层硬壳,阻碍了内部水分的扩散和蒸发,同时
内部水分仍不断受热膨胀,导致产品颗粒内汽泡增
多,降低了奶粉的可溶性[2];而且冲调后液体表面汽泡
较多,影响感观效果。生产配方奶粉一般进风温度控
制在125~140OC,排风温度控制在65~85OC之间。生
产上可适当的降低排风温度。因较低的排风温度,有
利于奶粉颗粒间的附聚[2];但是降低进风温度能降低
干燥塔的蒸发能力,因此进、排风温度的确定要结合
生产实际而定。
3.4.3 雾化角度与奶粉颗粒
由于进风风速大幅度提高,使雾化形成的锥面被
下压,使干燥有效空间缩小。增大雾化角度后,使锥面
上升,在高速热风的作用下能有效下压,使液滴不会
在未干燥之前到达塔壁,同时又可以使液滴较早的与
热空气接触,使液滴较早的进入恒速干燥阶段,这部
分热空气含热量高,湿度小,非常利于传热和传质,浓
奶雾滴表面汽化的水分被更迅速带走,为此可以将雾
化角度增大到150O,更有利雾滴内部水分扩散加快,
颗粒内部空隙的体积加大,增强奶粉的可溶性。
3.4.4 喷头孔径,喷雾压力与奶粉颗粒
生产大颗粒奶粉通常采用较高浓度的浓缩乳、大
孔径喷头、低压力的办法[4]。一般情况下采用喷头孔径
2.7~3.6mm,盖板2.5~3.2mm,喷雾压力8~12MPa,浓
缩乳的浓度17~20Be°,这3者的选择确定一定要协调
并与干燥塔的蒸发能力相配合。
4 结 论
奶粉的冲调性与颗粒结构状态和颗粒的大小以
及密度有关,当奶粉颗粒内部呈蜂窝状,包埋的空气
少,颗粒较大,颗粒与颗粒之间的空隙较大,密度约在
0.4~0.46g/cm3之间时,水分子对于奶粉的渗透率高,
奶粉颗粒吸水快。为达到这一效果,要在生产过程中
对影响奶粉颗粒结构状态形成的各种因素加以控制,
从而实现奶粉冲调性的最佳状态。
参 考 文 献:
[1]王珏,程涛,宋恒祥.大豆分离蛋白的生产工艺[J].中国乳品工业,2002,
(5):110-112.
[2]郭本恒.乳制品[M].北京:化学工业出版社,2001:266-330.
[3]刘广文.喷雾干燥实用技术大全[M].北京:中国轻工业出版社,2001:
67-195.
Production&Management生产与管理
《中国奶牛》2006年征订启事
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