1 配方奶粉的冲调性与颗粒密度的关系

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 57 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 58 Vol.33,No.92005(total178) 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 《中国奶牛》是农业部主管、中国奶业协会主办 的面向全国奶牛业和乳品业的中央级综合型专业 科技期刊,中国畜牧学类核心期刊,全国中文核心 期刊。栏目设置:奶业要闻、专家论坛、科学研究、 饲料饲养、繁殖育种、奶牛保健、乳品加工、质量安 全、养殖环境保护、机械设备、发展与动态、世界奶 业、奶农园地、信息服务等。 本刊为月刊,大16开本,国内外公开发行,每月 20日出版。国内刊号CN11!3009/S,国外刊号 ISSN1004!4262,邮发代号80-401,每期定价8元 (RMB),全年96元(RMB),全国各地邮局均可订 阅,漏订者可通过编辑部订阅。 地址:北京德外清河南镇北京奶牛中心院内 邮编:100085 电话:010-62948051、010-82413250 传真:010-62943084 E!mail:zgnn@dac.org.cn 欢迎垂询、订阅、惠登广告 59