一、乳酸饮料简介
蛋白饮料近年来在我国得到迅速发展，原因之一是消费者从单纯满足消署解渴的碳酸饮料逐步转向营养、保健、功能的要求。传统的乳粉市场逐渐下滑，液态乳市场上升显著。作为营养、保健型的乳酸菌饮料随着各种菌种的纯化和工艺的改进，质量也在日益提高，为各层次的消费者所欢迎。
乳是多种植物组成的混合物，含水分约88%左右，乳中各种物质相互组成分散的稳定体系。但是乳在酸乳饮料的发酵加工生产过程中，如饮料中添加营养强化剂，致使乳溶液的盐组成、溶液密度等发生改变；PH降低；热处理等对乳的稳定性都有极大的影响。因此CMC作为优良的的乳化稳定增稠剂使其在酸性蛋白饮料中被普遍使用。
酸奶发酵应用的微生物主要是乳酸杆菌和乳链球菌。乳糖在乳糖酶的作用下，首先将乳糖分解成单糖，进一步在乳酸菌的作用下生成乳酸，乳酸发酵后使乳的酸度提高，乳蛋白中80%是酪蛋白。酪蛋白的元素分析值如下：C：53.5；H:7.1%;N15.6%;磷：0.8%；硫：0.6%，因为酪蛋白不是单一的蛋白质，用超离心分离法分析可知其是分了量约为75000-375000范围的混合物。
乳酸在酸奶加工过程中是非常重要的，它使酪蛋白不稳定，使酸蛋白胶体中的溶胶性钙-磷酸盐络合物变为溶解性钙/磷酸盐成分，这些成分逐步扩散至水中，随着胶体中钙的耗尽，使酪蛋白在PH值4.6-4.7时凝固，这样乳蛋白凝集形成凝乳，即得到酸奶产品。
C12H22O11+H2O→4C3H6O3
一般的乳酸菌饮料配方：
蛋白质：         1.0-1.5%
脂  肪：      1.0-1.5%
稳定剂：            0.4-0.8%
糖：          10%
总固体：         15-16%
PH：             3.8-4.2
水：             余量
乳酸菌饮料生产工艺：
牛乳的接收→加乳粉→均质、巴氏杀菌→冷却至发酵温度→接种与发酵→冷却→香精、柠檬等辅料→配料←溶解←稳定剂+糖
         ↓
        均质
         ↓
        灌装
二、CMC作为乳酸菌饮料稳定剂机理
在酸乳制品中使用稳定剂主要是提高酸乳的粘稠度并改善其质地、状态与口感，CMC在凝固型酸乳中应用可防止成品在保持期内乳清析出并改善酸乳的结构。
在水中进行布朗运动的酪蛋白分子由于重力作用，再加上带电荷粒子的排斥作用，由于乳酸菌的作用生的乳酸，当面乳中的PH接PH形成所谓的凝胶，但如在搅拌下破碎凝胶，就会得到酪蛋白的悬浮液，如静止，会再此集合而沉淀。这时如加入CMC，并不增加溶液的粘度，酪蛋白粒子的表面上的亲水基与CMC结合成表面膜，形成稳定的悬浮，实验证明，加十倍的水，静止，也不会生成沉淀。但一般的稳定剂热稳定性较差，如加热上述胶体，收于表面膜的破坏，酪蛋白粒子再次集合凝固，这时热凝固的酷蛋白粒子中没有亲水性，降低温度后，继续搅拌，在水中不会再次分散。现在一般都使用CMC作酸奶的稳定剂，由于CMC带负电荷，而又具有较好的热稳定性，在PH4-5时与酸奶中的蛋白质基结合形成分散系，在酸性PH时凝固而不沉淀。此PH值的大小与蛋白质的种类，CMC的性质有关，大致在4.6-5.5间。
根据斯托克斯定律，饮料中微粒的沉降速度与粒子直径的平液体和粒子的密度差成正比，与液体的粘度成反比。沉降速度越小，悬浮液的动力稳定性越大。使用高粘度稳定体系的作用。但是，高的粘度会给饮料带来不良的口感，并使饮料的各种风味难以很好的发挥。量子高科针对以上矛盾和客户的需求开发生产了FL100产品，此产品的最大特点是粘度低、取代均匀性好。因此，此产品的耐酸耐盐性和悬浮稳定性突出。
CMC对酸奶的稳定性影响很大，这不仅取决于CMC的平均取代度和聚合度（表观上即CMC溶液的粘度）的测定值对酸奶的适合性，而且要考虑CMC的羧甲基在无水葡萄糖单个分子上的分布（取代均匀性）以及无水葡萄糖分子间的分布差异。（FL100产品分子量分布见1；CMC分子NMR图谱见图2）
提高产品的均匀性，可使CMC在适当的DS的范围内具有耐酸、耐盐、抗酶和乳化稳定等特性，影响纤维素醚化均匀性的因素很多，我公司主要从以下几个方面进行控制：
1．原料纤维：
纤维素分子结构中，每个脱水葡萄糖单元中三个羟基的位置不同，他们的反映性能不同，他们的解离倾向顺序为：仲羟基?伯羟基?叔羟基，由于纤维素的分子构象得知叔羟基与O之间存在的氢键使叔羟基的反应活性减小。天然纤维素中分子由纤维素长链分子从定向紧密排列连续过度到松散无序状态形成结晶和无定性区，在结晶区分子间有许多氢键，在无定型区分子无序排列，除叔羟基受分子内氢键束缚外，其余羟基的可及性基本相同，仲羟基和伯羟基受环境影响反映选择性有差异。因此，纤维素的结晶区是影响醚化均匀性的重要因素。另外，原料纤维素的分子量分布的均匀性也是影响醚化均匀性的重要因素。因此，我公司对特定型号产品的精致棉要求定点、定型号，与精制棉生产单位相互沟通，要求精制棉生产单位要求对棉短绒进行分级处理，我们尽量使用结晶度适中、分子量分布均匀的原材料。
2、在脱水葡萄糖单位上羟基可及性差异很小的情况下，醚化均匀性受取代基的活性、取代基的空间位阻和取代度高低的影响。脱水葡萄糖单位中各羟基对取代基团的空间阻力不同，大取代基更容易在阻力小的伯羟基上取代。取代度越高则意味着未取代单位的相对含量越少，醚化均匀性相对越好。
3、生产工艺：
在CMC的生产中，反应物扩散速度和反应速度影响醚化均匀性，扩散速度大于反应速度时醚化均匀，反之亦然。通常醚化反应速度比醚化剂的扩散速度大，减缓反应速度或增加扩散速度有利于均匀醚化。我公司在现有的工艺设备条件下，通过设备技改和调整配方结构以及新工艺的研究使醚化反应复于均匀化。
三、乳酸菌饮料应用实验及结果：
1、两种产品的粘度
2、不同取代度的CMC产品对乳酸菌饮料稳定性的影响。
配方：   发酵奶：       30%
白  糖：       7%
香味剂：       0.12%
乳  酸：       0.12%
柠檬酸：       0.12%
柠檬酸钠：       0.03%
苯甲酸钠：       0.04%
山梨酸钠：       0.04%
CMC：       FH：0.4%；FL：9：0。8%；FM9：0.5%
乳化剂：        适量
香精：        适量
以上原料按工艺条件混合后，过滤、均质、罐装。对成品奶做各项实验。
酸奶离心沉淀实验条件：   4000rpm/15分钟
3、不同酸粘比、热稳定系数的样品的酸奶稳定实验步骤：
4、不同添加量对酸奶稳定性的影响：
配 方
（A）脱脂粉乳          60份
（B）CMC水溶液       30份
（C）3%柠檬酸水溶液   10份
试验步骤： （1）按配方均匀混合
           （2）均质化
           （3）在85℃下灭菌
           （4）冷却到10℃
           （5）离心分离
           （6）测定离心量
四、结论：
1、CMC作为乳酸饮料稳定剂，具有较好的抗沉淀作用，有一定的热稳定性。且不增加饮料的粘度，防止乳清析出，改善酸乳结构等优点。
2、CMC的取代度均匀，聚合度分布均匀，分子量控制是制备乳酸饮料用CMC的主要物理化学指标，以FL100牌号的CMC为较适宜。
3、根据实验及现场使用，推荐适当比例（0.6-1.0%）的上述CMC作乳酸饮料稳定剂为佳。