酸乳饮料贮藏期理化参数变化动力学及产品稳定性预测方法研究

摘要

酸乳饮料是各类乳制品中所占比重非常大的一类产品，但有关酸乳饮料在货架期间感官品质和物化参数的变化研究国内外都很少，而这些研究对成功预测酸乳饮料的稳定性是必不可少的，这种预测的准确性不仅在商业上具有众所周知的价值，而且对产品研发工作来说可以缩短研发周期和节省研发成本。目前，大多数生产厂家仅凭商业经验来确定酸乳饮料的保质期和稳定性，缺乏科学的依据来评价酸乳饮料的稳定性和保质期内的质量变化。本课题主要研究酸乳饮料贮藏期间感官品质和物化参数的变化，建立品质参数变化的动力学模型，并反过来用该模型快速预测酸乳饮料的稳定性和质量变化，达到了预期的目的，且与实际具有较好的吻合性，为乳品企业的生产和研发工作提供了科学快速的预测方法。具体研究内容和结论如下： 选择耐酸羧甲基纤维素钠、高酯果胶、Danisco复配稳定剂作为酸乳饮料稳定剂，以耐酸羧甲基纤维素钠为稳定剂制作酸乳饮料X，以高酯果胶为稳定剂制作酸乳饮料Y，以Danisco复配稳定剂制作酸乳饮料Z。将酸乳饮料X、Y、Z放入25℃、35℃、45℃、55℃的恒温箱中，每隔一定时间进行取样检验，取样频率分别为：15、12、6、3天。检验的感官和物化指标是：Turbiscan分析、感官评价试验、离心沉淀率、粘度、粒径、吸光度、Zeta电位、pH值。试验样品的贮藏期为6个月。 研究发现：随着贮藏时间的增加，酸乳饮料的感官评价值、离心沉淀率、粒径不断增加；粘度、吸光度不断降低；pH值不变：Zeta电位值没有明显的变化。贮藏温度越高，感官和物化指标变化越剧烈。55℃的贮藏温度下，酸乳饮料X、Y、Z分别在第24天、第30天、第27天发生絮凝现象，超出加速试验的温度范围，不宜进行加速试验分析。 酸乳饮料X、Y、Z理化指标中离心沉淀率、粘度、粒径、吸光度的变化符合化学动力学的一级反应。进行动力学和热力学分析，求出离心沉淀率、粘度、粒径、吸光度变化反应的反应速率系数、活化能Ea、焓△H*、熵△S*、吉布斯自由能△G*。 离心沉淀率和感官评价值的相关系数最高，其次为粒径和吸光度，粘度和感官评价值的相关系数较低。Zeta电位值、pH值几乎不变，因此相关系数最低。选择和感官评价值的相关系数最高的离心沉淀率做参数建立了酸乳饮料X、Y、Z预测稳定性的统计分析模型，经验证其残差变异系数小于15％，说明酸乳饮料稳定性预测模型具有良好的精确度，可用来预测酸乳饮料X、Y、Z的品质变化和稳定性。 酸乳饮料X、Y、z离心沉淀率变化反应的Q10平均值为1.98，因此根据品质函数方程和酸乳饮料在较高温度下的稳定性时间也可快速方便推算酸乳饮料的品质变化和稳定性货架期。

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第一章绪论

1.1酸性乳饮料国内外发展现状

1.2酸性乳饮料存在的问题和稳定性机理

1.2.1酸性乳饮料存在的问题

1.2.2酸性乳饮料贮存期失稳的机理

1.2.3酸性乳饮料的稳定机理

1.2.4用于酸性乳饮料的稳定剂

1.3预测酸乳饮料稳定性的动力学模型

1.4研究的目的和意义

1.5课题研究的主要内容

第二章酸乳饮料贮存期感官和理化参数的变化

2.1引言

2.2实验材料与仪器

2.2.1实验材料

2.2.2主要实验仪器和设备

2.3实验方法

2.3.1酸性乳饮料配方

2.3.2酸性乳饮料生产工艺和操作要点

2.3.3加速贮藏试验

2.3.4感观和理化指标的检测

2.4结果与分析

2.4.1酸乳饮料Turbiscan实验结果和分析

2.4.2酸乳饮料贮藏期间理化参数的变化

2.4.3酸乳饮料X、Y、Z贮藏期感官评价值变化

2.5本章小结

第三章酸乳饮料贮藏期理化参数的动力学和热力学

3.1理化参数变化的动力学和热力学理论和方法

3.2酸乳饮料贮藏期理化参数的动力学和热力学

3.3酸乳饮料物理化学指标和感官指标的关系

3.4本章小结

第四章酸乳饮料稳定性预测方法

4.1预测酸乳饮料稳定性的动力学和热力学模型

4.2酸乳饮料稳定性预测模型的精确度评价

4.3快速预测酸乳饮料稳定性的方法

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢

附录

攻读硕士学位期间发表的文章