新型纯素炼乳替代品的配方设计与工艺优化：基于植物蛋白的高营养乳制品创新

《Journal of Agriculture and Food Research》：Formulation Design and Process Optimization of a Novel Vegan Condensed Milk Alternative

本刊推荐：针对传统乳制品存在的健康与环境问题，研究人员开展了纯素炼乳替代品(VCMA)的配方设计与工艺优化研究。通过响应面法(RSM)优化均质(乳化剂E471添加量0.11%，时间10.77min)与真空浓缩(60.82°C/39.03min)工艺，成功开发出高蛋白(20.02%)、低糖(27.65%)、高粘度(3402mPa·s)且色泽明亮(L*值48.66)的创新产品，为植物基乳制品产业提供了技术支撑。

　　

随着健康意识和环境可持续性需求的提升，全球食品工业正经历一场植物基革命。传统乳制品虽然营养丰富，但存在乳糖不耐受、牛奶过敏、高胆固醇摄入风险以及畜牧业温室气体排放等问题。特别是在亚洲国家，乳糖不耐受人群比例高达60-80%，这使得植物基乳制品替代品的开发成为食品科学领域的热点。炼乳作为乳制品的重要衍生品，因其独特风味和长保质期备受消费者青睐，然而市面上的植物基炼乳替代品仍存在蛋白质含量低、碳水化合物过高、质地不稳定等关键技术瓶颈。

在此背景下，越南芹苴大学食品与生物技术研究所的研究团队在《Journal of Agriculture and Food Research》发表了创新性研究，系统探讨了以大豆、花生、腰果和椰奶为原料开发新型纯素炼乳替代品(Vegan Condensed Milk Alternative, VCMA)的可行性。该研究不仅解决了植物基炼乳营养失衡的痛点，更通过工艺优化使产品质地与风味媲美传统炼乳。

研究团队采用多阶段优化策略，首先通过六种配方筛选确定最佳原料配比（大豆:花生:腰果:椰奶=50:16:14:20%），随后运用中心复合设计(Central Composite Design, CCD)优化均质参数，最后通过多水平因子设计(Multilevel Factorial Design)确定真空浓缩条件。关键技术包括原料预处理（花生130°C焙烤20min、腰果140°C焙烤15min、大豆60°C浸泡6h）、高速均质(17,500rpm)和可控真空浓缩(100hPa)等核心工艺。

配方筛选结果表明，F4配方（大豆滤液50%、花生滤液16%、腰果滤液14%、椰奶20%）在营养组分和物理特性上表现最优：蛋白质含量高达20.02%，脂类10.09%，碳水化合物38.14%，灰分0.57%，总可溶性固形物(Total Soluble Solids, TSS)达68.83°Brix。主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)显示该配方与蛋白质向量和TSS含量高度相关，热图分析进一步证实各参数间存在显著相关性（|r|>0.90, P<0.05）。

均质工艺优化结果显示，乳化剂E471（单双甘油酯）添加量（X₁）和均质时间（X₂）对乳液稳定性指数(Emulsion Stability Index, ESI)和浊度(Turbidity)具有非线性影响。响应面模型确定最优参数为E471添加量0.11%、均质时间10.77min，此时ESI达97.74%，浊度为2.06。标准化帕累托图显示二次项X₁X₁对ESI影响最大（P<0.05），证实乳化剂浓度存在饱和效应。

真空浓缩工艺研究中，温度（X₃）和时间（X₄）对产品色泽、粘度和TSS含量影响显著。最优条件为60.82°C、39.03min，所得产品L*值48.66，色差ΔE 21.14，粘度3402mPa·s，TSS 71.11°Brix。动力学分析表明，美拉德反应(Maillard Reaction)和蛋白质聚集是影响色泽和粘度的关键因素，而真空环境（100hPa）有效抑制了高温导致的营养成分降解。

与市售产品对比显示，本研究开发的VCMA在多项指标上具有突出优势：蛋白质含量（19.9%）显著高于动物基炼乳(2.7%)和植物基炼乳(2%)；糖分（27.65%）较传统产品降低50%以上；纤维含量（0.64%）达到市售植物基产品的4倍。能量分布分析表明其符合可接受宏量营养素分布范围(Acceptable Macronutrient Distribution Range, AMDR)，碳水化合物、脂类和蛋白质供能比分别为47.16%、28.08%和24.76%。

该研究创新性地将多种植物蛋白源进行科学配比，通过系统工艺优化解决了植物基炼乳普遍存在的乳化不稳定、营养不均衡等技术难题。所建立的响应面模型对工业生产具有指导意义，为植物基乳制品从实验室走向产业化提供了重要技术支撑。特别值得关注的是，产品在保持传统炼乳感官特性的同时，实现了蛋白质强化和糖分控制的双重目标，契合当前健康饮食趋势。未来研究可进一步探索原料替代方案（如使用鹰嘴豆、杏仁等）、优化保质期稳定性，并开展感官评价和消费者接受度研究，推动这一创新产品实现商业化应用。