一种石斛复合固体乳饮料及其生产工艺和冲调方法
阅读说明：本技术 一种石斛复合固体乳饮料及其生产工艺和冲调方法 (Dendrobium composite solid milk beverage, and production process and brewing method thereof ) 是由 胡萍 左云洋 崔梦莲 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种石斛复合固体乳饮料及其生产工艺和冲调方法。本发明石斛复合固体乳饮料,按重量份计,原料包括6-14份铁皮石斛超微粉、30-50份乳粉、10-18份木糖醇；石斛复合固体乳饮料的的生产工艺,步骤是：将铁皮石斛超细粉、乳粉添加木糖醇混合,加入饮用水进行均质处理,经紫外灭菌和真空干燥后得成品；石斛复合固体乳饮料的冲调方法,使用饮用水冲泡,用水量是原料总量的4.25-8.25倍。本发明具有石斛复合固体乳饮料配方简单合理,营养价值高；饮料生产工艺简单；饮料成品调配方法简单,操作方便,根据本发明配方制得的饮料用本发明冲调方法冲调出的饮品具有香气浓郁,口感顺滑细腻的优点。(The invention discloses a dendrobium compound solid milk beverage, a production process and a brewing method thereof. The dendrobium compound solid milk beverage comprises, by weight, 6-14 parts of dendrobium officinale ultra-fine powder, 30-50 parts of milk powder and 10-18 parts of xylitol; the production process of the dendrobium compound solid milk beverage comprises the following steps: mixing the herba Dendrobii superfine powder and milk powder with xylitol, adding drinking water, homogenizing, ultraviolet sterilizing, and vacuum drying to obtain the final product; the brewing method of the dendrobium compound solid milk beverage uses drinking water for brewing, and the water consumption is 4.25 to 8.25 times of the total amount of the raw materials. The dendrobium compound solid milk beverage has the advantages of simple and reasonable formula and high nutritional value; the beverage production process is simple; the beverage prepared according to the formula has the advantages of strong fragrance, and smooth and fine mouthfeel.)
技术领域
本发明属于饮料技术领域，特别是一种石斛复合固体乳饮料及其生产工艺和冲调方法。
背景技术
铁皮石斛(Dendrobium officinale)，是一种可食用且具有一定有益功效的草本植物，是我国优良的传统名贵中药材,其具有抗氧化、抗衰老、提高人体免疫能力等特殊功效。
乳粉是将新鲜动物乳用物理加工方法，除去鲜乳中绝大部分的水分，干燥后根据需要添加其他物质加工而成的冲调食品。乳粉中保留了鲜乳的主要营养成分，富含优质蛋白质、不饱和脂肪酸，还含有丰富的钙、磷等矿物质及各种维生素。
目前固体饮料快速发展，但并未发现有关铁皮石斛的固体饮品。
发明内容
本发明目的在于提供一种石斛复合固体乳饮料及其生产工艺和冲调方法。本发明具有石斛复合固体乳饮料配方简单合理，营养价值高；饮料生产工艺简单；饮料成品调配方法简单，操作方便，根据本发明配方制得的饮料用本发明冲调方法冲调出的饮品具有香气浓郁，口感顺滑细腻的优点。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种石斛复合固体乳饮料，按重量份计，原料包括6-14份铁皮石斛超微粉、30-50份乳粉、10-18份木糖醇。
前述的石斛复合固体乳饮料中，按重量份计，原料包括8-12份铁皮石斛超微粉、35-45份乳粉、12-16份木糖醇。
前述的石斛复合固体乳饮料中，按重量份计，原料包括10份铁皮石斛超微粉、40份乳粉、14份木糖醇。
前述的石斛复合固体乳饮料的生产工艺，步骤是：将铁皮石斛超细粉、乳粉添加木糖醇混合，经均质处理、紫外灭菌和真空干燥后得石斛复合固体乳饮料。流程是：铁皮石斛超细粉+乳粉→添加木糖醇混合→均质→紫外灭菌→真空干燥→成品。
一种石斛复合固体乳饮料的冲调方法，使用饮用水冲泡，用水量是原料总量的4.25-8.25倍。
前述的石斛复合固体乳饮料的冲调方法中，使用80℃以上的饮用水冲泡，用水量是原料总量的5.25-7.25倍。
前述的石斛复合固体乳饮料的冲调方法中，使用80℃以上的饮用水冲泡，用水量是原料总量的6.25倍。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明以铁皮石斛超细粉和乳粉作为主要原材料，通过大量实验，最终得到石斛复合固体乳饮料的最优配方为铁皮石斛超细粉添加量10份，乳粉添加量40份，木糖醇添加量14份，饮用水添加量用6.25倍。即原料比(铁皮石斛超微粉和乳粉的质量比)为1：4(g：g)，木糖醇添加量21.875％，冲泡饮用料液比(水与原料和辅料的质量比)为6.25:1(ml:g)。并且本发明提供的调配方法简单，操作方便，用本发明方法冲调出的饮品香气浓郁，口感顺滑细腻、香甜适口，且饮品具有一定的营养价值，容易被大众所喜爱。
2、本发明配方和工艺得到的石斛复合固体乳饮料，经检测其水分含量为3.519±0.021％，可溶性固形物含量为12.6±0.664％，溶解度81.447±0.671g/100g，蛋白质含量为10.09±0.090g/100g，粗多糖含量为2.965±0.050g/100g,细菌总数为86±5.715CFU/ml，致病菌未检出，符合《GB 7101-2015食品安全国家标准饮料》的相关指标。
3、本发明最优方案为10份铁皮石斛超微粉、40份乳粉、14份木糖醇，使用80℃以上的饮用水冲泡，用水量是原料总量的6.25倍。本配方中，铁皮石斛超细粉添加量需为10份，理由是：该用量下，石斛清香味明显，与乳香味很好的融合在一起，且石斛复合固体乳饮料感官评分最高；乳粉添加量需为40份，理由是：乳粉的冲调性优于铁皮石斛超细粉，二者混合后进行冲调可进行中和，该乳粉的添加量下可提升石斛复合固体乳饮料的溶解性，石斛复合固体乳饮料感官评分最高，冲调出的饮料细腻顺滑，无颗粒，无结块；木糖醇添加量需为14份，理由是：此添加量下石斛复合固体乳饮料感官评分最高，甜度合适；由于铁皮石斛超细粉的冲调性较差，是由于铁皮石斛含有丰富的石斛活性多糖，多糖类物质由于其分子中含有大量的极性基团，因此对于水分子具有较大的亲合力，但是一般多糖的分子质量相当大，其疏水性也随之增大。分子量较小，分支程度低的多糖类在水中有一点的溶解度，加热情况下更容易溶解。铁皮石斛多糖属于分支程度较低的多糖，其溶解度较小。因此，石斛复合固体乳饮料在冲调过程对用水量有一定的要求，经实验当本发明石斛复合固体乳饮料中饮用水的添加量为6.25倍时，石斛复合固体乳饮料感官评分最好。
4、本发明提供的石斛复合固体乳饮料营养丰富，食用方便，制作工艺(铁皮石斛超细粉+乳粉→添加木糖醇混合→均质→紫外灭菌→真空干燥→成品)也很简单简单，产品的生产成本也比较低。
附图说明
图1为铁皮石斛超细粉添加量对产品感官评分影响图；
图2为乳粉添加量对产品感官评分影响图；
图3为木糖醇添加量对产品感官评分影响图；
图4为饮用水添加量对产品感官评分影响图；
图5为石斛复合固体乳饮料样品图一；
图6为石斛复合固体乳饮料样品图二。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细描述。下述所使用的实验方法若无特殊说明，均为本技术领域现有常规方法，所使用的配料或材料，如无特殊说明，均为通过商业途径可得到的配料或材料。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1，石斛复合固体乳饮料，原料是60kg铁皮石斛超微粉、300kg乳粉、100kg木糖醇。
按此工艺生产：铁皮石斛超细粉+乳粉→添加木糖醇混合→均质→紫外灭菌→真空干燥→成品。其中，均质是利用固体混合器均匀混合铁皮石斛超细粉、乳粉和木糖醇，真空干燥的原因是：粉剂食品容易受潮，需进行真空干燥，使其达到合适的水分含量范围。
食用方法：取适量石斛复合固体乳饮料，用80℃以上的用量为石斛复合固体乳饮料4.25倍的饮用水冲泡，冲泡后，待温度适宜，即可饮用。
实施例2，石斛复合固体乳饮料，原料是140kg铁皮石斛超微粉、500kg乳粉、180kg木糖醇。
按此工艺生产：铁皮石斛超细粉+乳粉→添加木糖醇混合→均质→紫外灭菌→真空干燥→成品。
食用方法：取适量石斛复合固体乳饮料，用80℃以上的用量为石斛复合固体乳饮料8.25倍的饮用水冲泡，冲泡后，待温度适宜，即可饮用。
实施例3，石斛复合固体乳饮料，原料是80kg铁皮石斛超微粉、350kg乳粉、120kg木糖醇。
按此工艺生产：铁皮石斛超细粉+乳粉→添加木糖醇混合→均质→紫外灭菌→真空干燥→成品。
食用方法：取适量石斛复合固体乳饮料，用80℃以上的用量为石斛复合固体乳饮料5.25倍的饮用水冲泡，冲泡后，待温度适宜，即可饮用。
实施例4，石斛复合固体乳饮料，原料是120kg铁皮石斛超微粉、450kg乳粉、160kg木糖醇。
按此工艺生产：铁皮石斛超细粉+乳粉→添加木糖醇混合→均质→紫外灭菌→真空干燥→成品。
食用方法：取适量石斛复合固体乳饮料，用80℃以上的用量为石斛复合固体乳饮料7.25倍的饮用水冲泡，冲泡后，待温度适宜，即可饮用。
实施例5，石斛复合固体乳饮料，原料是100kg铁皮石斛超微粉、400kg乳粉、140kg木糖醇。
按此工艺生产：铁皮石斛超细粉+乳粉→添加木糖醇混合→均质→紫外灭菌→真空干燥→成品。
食用方法：取适量石斛复合固体乳饮料，用80℃以上的用量为石斛复合固体乳饮料6.25倍的饮用水冲泡，冲泡后，待温度适宜，即可饮用。
为研究本发明，发明人做了大量实验，部分实验记录如下：
材料与方法
1.1.实验材料
1.1.1.实验原料
实验用铁皮石斛超细粉：学校实验室提供
实验使用乳粉:西蒙纯牛乳粉
实验使用木糖醇：食品等级
实验提供饮用水：农夫山泉
1.1.2.实验用试剂及培养基
表1-主要试剂及培养基
1.1.3.实验仪器
表2-主要仪器
仪器名称
型号
离心机
TGL-16G
数显电热培养箱
HPX-9082MBE
pH计
PHS-3C
电子天平
AR223CN
电热鼓风干燥箱
101-2A
立式压力蒸汽灭菌锅
LS-B75L-I
液体加热器
GZ-D01
超净工作台
SW-CJ-1G
超声波清洗机
BILON6-180C
漩涡振荡器
BZ28-QL-902
紫外-可见分光光度计
721G
1.2.实验方法
1.2.1.单因素实验
以感官评分为指标，通过单因素试验确定铁皮石斛超细粉添加含量，乳粉添加含量，木糖醇添加含量、饮用水添加含量范围。
①铁皮石斛超细粉添加量的确定。固定乳粉添加量为4g，木糖醇添加量1.4g、饮用水添加量为40ml，铁皮石斛超细粉依次添加0.5g、1g、1.5g、2g和2.5g，混匀后进行冲调，研究铁皮石斛超细粉添加量对石斛复合固体乳饮料的感官品质产生的影响，筛选出最优配方参数。
②乳粉添加量的确定。固定铁皮石斛超细粉添加量为1g，木糖醇添加量为1.4g，饮用水添加量为40ml，乳粉依次添加1g、2g、3g、4g和5g，混匀后进行冲调，研究乳粉添加量对石斛复合固体乳饮料的感官品质产生的影响，筛选出最优配方参数。
③木糖醇添加量的确定。固定铁皮石斛超细粉添加量为1g，乳粉添加量为4g，饮用水添加量为40ml，木糖醇依次添加1g、1.2g、1.4g、1.6g、1.8g，混匀后进行冲调，研究木糖醇添加量对石斛复合固体乳饮料的感官品质产生的影响，筛选出最优配方参数。
④饮用水添加量的确定。固定铁皮石斛超细粉添加量为1g，乳粉添加量为4g，木糖醇添加量为1.4g，饮用水依次添加20ml，30ml，40ml，50ml，60ml，进行冲调，研究饮用水添加量对石斛复合固体乳饮料的感官品质产生的影响，筛选出最优配方参数。
1.2.2.正交试验
在单因素试验的基础上，对铁皮石斛超细粉、乳粉、木糖醇、饮用水所添加的含量进行4因素3水平的L9(43)正交试验，见表3，用于确定石斛复合固体乳饮料的最佳工艺配方，试验结果以感官判定为指标。
表3-石斛复合固体乳饮料配方的L9(43)的正交试验因素水平表
1.2.3.感官评定标准
制作出成品后，对其进行感官评定。选取10个具有较高感官评定的基础知识，能对其甜味、气味、组织形态和口感指标综合后进行评分的人员组成一个评分团队。石斛复合固体乳饮料的综合评价总分是指每项评价结果的平均分数之和，最终在各项评价结果中选取平均分数作为石斛复合固体乳饮料感官质量的评价。感官评定评分标准见表4。
表4-石斛复合固体乳饮料的感官评分标准表
1.3.理化指标测定方法
1.3.1.水分含量的测定
参照《GB5009.3-2010直接干燥法》。实验过程中注意准确称量，干燥时注意样品的变化，控制好温度，避免出现样品损坏的情况。
1.3.2.可溶性固形物的测定
参照《GB 12143-2008折光计法》。测定前必须对仪器进行校正，正确读数，还要注意待测样品的状态和温度，是否会对测定结果产生影响。
1.3.3.溶解性的测定
参照《GB 5413.29-2010溶解度测定》。按照标准实验方法进行操作，精确称量试样，把握好添加药品的温度，以免造成过多的误差。
1.3.4.pH值的测定
参照《GB 7101-2015pH计法》。实验过程中，按照说明书正确使用仪器，注意待测样品的状态，是否会对仪器产生影响，导致测量结果不准确。
1.3.5.粗多糖含量的测定
参照《SN/T 4260-2015苯酚-硫酸测定法》。该方法中使用的药品具有一定危险性，需严格按照标准操作进行，以免造成损害以及影响实验结果。
1.3.6.蛋白质含量测定
参照《GB 5009.5-2016凯式定氮法》。按照标准方法对实验仪器进行安装，小心操作，把握好药品的用量，减小实验误差。
1.3.7.微生物检验
参照是《GB4789.2-2016食品微生物菌落总数的测定》。实验仪器严格灭菌，实验操作需仔细，避免过多杂菌污染，影响最终测定结果。
结果与分析
1.4.单因素实验结果
1.4.1.铁皮石斛超细粉添加量
铁皮石斛超细粉是石斛复合固体乳饮料中的主要原材料，其添加量对最终的感官评定结果影响较大，所以把握好铁皮石斛超细粉的用量可以提高石斛复合固体乳饮料的整体感官评分。
由图1可看出，感官评分随铁皮石斛超细粉的添加量增多呈先上升后逐渐降低的变化趋势，当铁皮石斛超细粉添加量为1g时，石斛清香味明显，与乳香味很好的融合在一起，且石斛复合固体乳饮料感官评分最高，由此可以初步确定石斛复合固体乳饮料中铁皮石斛超细粉的添加量为1g。
1.4.2.乳粉添加量
乳粉的冲调性优于铁皮石斛超细粉，二者混合后进行冲调可进行中和。因此，研究乳粉的添加量可提升石斛复合固体乳饮料的溶解性。
由图2可看出，感官评分随乳粉的添加量的增多呈先逐渐升后降低的趋势，当乳粉添加量为4g时，石斛复合固体乳饮料感官评分最高，冲调出的饮料细腻顺滑，无颗粒，无结块。由此可以初步确定石斛复合固体乳饮料中乳粉的添加量为4g。
1.4.3.木糖醇添加量
木糖醇是一种天然、健康的甜味剂，在体内新陈代谢不需要胰岛素参与，不会使血糖值升高，在一定程度上有助于牙齿的清洁，适于糖尿病人群食用。木糖醇属于偏凉性物质，食用过量会对胃肠有一定刺激作用，可能引起腹部不适、胀气、肠鸣等副作用，需要注意用量。
由图3可看出，随着木糖醇的添加量增多，感官评分呈现先升高后降低的趋势，当木糖醇添加量为1.2g时，石斛复合固体乳饮料感官评分最高，甜度合适。由此可以初步确定石斛复合固体乳饮料中木糖醇的添加量为1.2g。
1.4.4.饮用水添加量
铁皮石斛超细粉的冲调性较差，是由于铁皮石斛含有丰富的石斛活性多糖，多糖类物质由于其分子中含有大量的极性基团，因此对于水分子具有较大的亲合力，但是一般多糖的分子质量相当大，其疏水性也随之增大。分子量较小，分支程度低的多糖类在水中有一点的溶解度，加热情况下更容易溶解。铁皮石斛多糖属于分支程度较低的多糖，其溶解度较小。因此，石斛复合固体乳饮料在冲调过程对水有一定的要求。
由图4可看出，感官评分随饮用水的添加量增多呈先升高后降低的变化趋势，当饮用水添加量为50ml时，石斛复合固体乳饮料感官评分最高，由此可以初步确定石斛复合固体乳饮料中饮用水的添加量为50ml。
1.5.正交试验结果及分析
石斛复合固体乳饮料正交试验结果见表5。
表5石斛复合固体乳饮料正交试验结果表
由表5可看出，各种因素对石斛复合固体乳饮料感官评分影响程度的大小顺序为A>D>C>B,即铁皮石斛超细粉添加量>饮用水添加量>木糖醇添加量>乳粉添加量。由K值分析得到最优组合是A2B2C3D1，即铁皮石斛超细粉添加量1g，乳粉添加量4g，木糖醇添加量1.4g，饮用水添加量40ml。
1.6.验证性实验
根据正交试验得到的最优配方(铁皮石斛超细粉添加量1g、乳粉添加量4g、木糖醇添加量1.4g、饮用水添加量40ml)重复验证3次，平均感官评分为78分。由此配方得到的成品香味浓郁，口感细腻顺滑。
1.7.理化指标检测结果
石斛复合固体乳饮料成品经检测，理化指标检测结果见表6。
表6-理化指标结果
项目
检测结果
水分含量(％)
3.519±0.021
可溶性固形物含量(％)
12.6±0.664
溶解度(g/100g)
81.447±0.671
蛋白质含量(g/100g)
10.091±0.090
粗多糖含量(g/100g)
2.965±0.050
菌落总数(CFU/ml)
86±5.715
石斛复合固体乳饮料的生产
1.8.工艺流程
铁皮石斛超细粉+乳粉→添加木糖醇混合→均质→紫外灭菌→真空干燥→成品包装
1.9.物料衡算
1.9.1.石斛复合固体乳饮料产品质量标准
表7-石斛复合固体乳饮料标准
项目
指标
色泽
淡青色粉末，加热水后成青绿色
气味
具有石斛清香和乳香味
组织状态
粉质细腻均匀无结块
水分％
≤7
蛋白质％
≥1
脂肪％
0.8-1.6
细菌总数
＜1000CFU/g
大肠菌群
小于30CFU/g
致病菌
不得检出
保质时间及条件
常温下保持3个月以上
1.9.2.日生产安排
此设计为班产2000kg石斛复合固体乳饮料的冲调方法，除去班次之间设备的维修和工人的休息时间，每天设置两班，每班5h，则
日产石斛复合固体乳饮料量为：2000kg×2班＝4000kg/d
每小时石斛复合固体乳饮料量为：2000÷5h＝400/h
石斛复合固体乳饮料每袋30g,每盒中24袋
每天生产4000000÷30＝133000(袋)，133000÷24＝5541(盒)
每小时生产133000÷10＝13300(袋)，13300÷24＝554(盒)
1.9.3.物料衡算
取罐装损失率为0.05％
则罐装前的物料量为400÷(1-0.05％)＝400.2kg/h
取总管道损失率为0.1％
则搅拌前的物料量为400.2÷(1-0.1％)＝400.6kg/h
均质损失率为0.1％
则均质前物料量为400.6÷(1-0.1％)＝401kg/h
杀菌损失率为1％
则杀菌前物料量为401÷(1-1％)＝405.05kg/h
干燥损失率为0.5％
则干燥前物料量为405.05÷(1-0.5％)＝407.085kg/h
添加木糖醇21.875％
则添加配料前的物料量为407.085÷(1+21.875％)＝334.02kg/h
按铁皮石斛超细粉与乳粉的比率为1：4
则铁皮石斛超细粉为66.804kg/h,乳粉为267.216kg/h
由以上计算得：
需乳粉：267.216×10＝2672.16kg
需铁皮石斛超细粉：66.804×10＝668.04kg
需木糖醇：73.065×10＝730.65kg
包装石斛复合固体乳饮料的包装袋按照5％的损坏率计算得到：
包装袋：4000kg÷30g/袋＝133000(袋)133000÷(1-5％)＝140000个
包装盒按3％损失计：133000÷24＝5541(盒)5541÷(1-3％)＝5712个
结论与展望
1.10.结论
本次实验以铁皮石斛超细粉和乳粉作为主要原材料，通过单因素实验和正交试验法对石斛复合固体乳饮料配方比例进行了研究，最终得到石斛复合固体乳饮料的最优配方为铁皮石斛超细粉添加量1g，乳粉添加量4g，木糖醇添加量1.4g，饮用水添加量40ml。即原料比(铁皮石斛超微粉和乳粉的质量比)为1：4(g：g)，木糖醇添加量21.875％，冲泡饮用料液比(水与原料和辅料的质量比)为6.25:1(ml:g)。调配方法简单，操作方便，根据此配方比冲调出的饮品香气浓郁，口感顺滑细腻，且具有一定的营养价值，比较容易收到大众的喜爱。样品如图5-6所示。
成品经测定，其水分含量为3.519±0.021％，可溶性固形物含量为12.6±0.664％，溶解度81.447±0.671g/100g，蛋白质含量为10.09±0.090g/100g，粗多糖含量为2.965±0.050g/100g,细菌总数为86±5.715CFU/ml，致病菌未检出，符合《GB 7101-2015食品安全国家标准饮料》的相关指标。
将本实验得出的配方比进行石斛复合固体乳饮料生产线加工，以日产4000kg进行物料衡算，复配需要铁皮石斛超细粉668.04kg、乳粉2672.16kg、木糖醇730.65kg、30g产品包装袋140000个、24袋装的包装纸盒5712个。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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