本发明属于乳品领域，具体涉及一种含气型高蛋白乳清透明饮料及其制备方法。
背景技术：
乳清蛋白是是从牛奶中一种重要的蛋白质组成，具有营养价值高、易消化吸收、含有多种活性成分等特点，是公认的人体优质蛋白质补充剂之一。乳清蛋白粉备受健身及运动人群的钟爱。
运动饮料是运动饮料是根据运动时生理消耗的特点而配制的，可以有针对性地补充运动时丢失的部分营养，起到保持、提高运动能力，加速运动后疲劳消除的作用，通常添加的物质有碳水化合物、维生素、电解质、及诸如牛磺酸、肌醇等物质。而公认的最重要的营养物质蛋白质等往往含量较少、甚至没有，主要是由于含有蛋白质的饮料体系通常稳定性较难控制，通常需要一定量的稳定剂，特别是蛋白质较高的情况下，这样往往会有一定的粘度，不适合运动后大口饮用。
饮料中充气，会给消费者带来明显甚至强烈的刹口感觉，带来不同的感官体验，是一类广受消费者喜欢的产品，如可乐、雪碧、健力宝等，然后此类产品由于只含有糖而无最重要的营养物质—蛋白质，而备受诟病，欧美国家甚至对此类产品收以重税。蛋白质类产品由于本身不同于糖水，通常情况下，在乳饮料中，蛋白质稳定就需要一定的稳定剂，充气后，稳定性往往更差，因此目前还没有含蛋白质的充气饮料的产品。
因此，目前尚缺乏一种含气型、能含有较高蛋白、口感清爽，能给运动人群，乃至普通人群补充优质蛋白质的饮品，这是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
基于所述技术问题，本发明提供一种含气型高蛋白乳清透明饮料及其制备方法。
具体的，一方面，本发明提供了一种含气型高蛋白乳清透明饮料，该饮料包括以下质量百分含量的原料：分离乳清蛋白0.5-6％，甜味剂0.001-18％，该饮料的ph值为3.0-3.6，该饮料中充入co2气体的体积分数为5-40％。分离乳清蛋白中蛋白质的含量高，使得制得的乳清蛋白饮料中含有高含量的蛋白质；该饮料为酸性，含气，不需要加入任何稳定剂就能保持很高的稳定性，且颜色透明。
进一步的，该饮料还包括二十八烷醇，二十八烷醇的质量百分含量为0.1-1％。二十八烷醇能够促进分离乳清蛋白中的蛋白质被人体吸收，且二十八烷醇能够减少了乳酸的生成，具有一定的抗疲劳作用，适宜运动人群饮用。
进一步的，甜味剂为白砂糖、果糖、果葡糖浆、阿拉伯糖、木糖醇、赤藓糖醇、山梨糖醇、阿斯巴甜、安赛蜜、纽甜、三氯蔗糖、甜菊糖苷中的一种或两种以上。所述甜味剂增加了饮料的甜味且改善了饮料的口感和风味。
进一步的，使用酸度调节剂调节饮料的ph值，酸度调节剂包括苹果酸、乳酸、磷酸、柠檬酸、冰乙酸一种或两种以上。所述酸度调节剂改变了饮料的酸度且改善了饮料的口感和风味。
第二方面，还提供了上述含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法，该方法包括以下步骤：将上述质量百分含量的原料混合，杀菌，冷却，充入co2气体，灌装后即得。所述制备方法步骤简单，适于工业化生产。
进一步的，将上述质量百分含量的原料混合后均质，均质的温度为54-66℃，以使得原料分散物分布均匀，提高了饮料的均一性和稳定性。
进一步的，所述混合是将上述质量百分含量的原料混合后，15-50℃下搅拌或循环10-30min。在一定的条件下，使得原料快速的混合均匀。
进一步的，所述杀菌的温度为85-137℃，时间为4s-5min。在一定的条件下杀菌、灭酶，避免有害微生物的污染。
进一步的，所述冷却至温度4-30℃，以使得制得的饮料降温到所需温度。
进一步的，所述充入co2气体是利用二氧化碳和水混合处理装置进行充气处理，罐体内的压力保持在0.1-0.7bar。
与现有技术相比，本发明创造性地提供了一种含气型高蛋白乳清透明饮料，该饮料为酸性，高蛋白，零脂肪，含气，不需要加入任何稳定剂就能保持很高的稳定性，而且颜色透明，口感清爽，酸甜可口，可以顺利进行工业化生产，填补了目前市场运动饮料实际无营养的现状。
具体实施方式
为更清楚的对本发明技术方案予以阐述，下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步阐述：
之所以一直以来市面上都没有针对运动人群或具有高营养的高含量乳蛋白饮料，发明人经过研究，分析认为主要存在配方及工艺上的难题，具体是：
1、饮料通常中性或者酸性、颜色透明的液体，给消费者的心理预期往往是饥渴、休闲，而乳品由于蛋白质、脂肪、乳糖固形物等因素，颜色通常为浑浊状，给消费者的心理预期是其为营养品，而非作为娱乐和休闲食用的饮料，一般作为佐餐或者睡觉前饮用，不会再娱乐休闲的时候考虑乳品及其饮料。而如果简单的在乳品中加入蛋白元素，往往还是浑浊状态。
2、普通的牛奶及含乳饮料通常或多或少含有一定乳糖，消费者食用后容易引起身体不适，就造成了很多消费者对以白色混浊状为典型形态的乳品敬而远之。
3、口感方面，通常情况下乳蛋白在除牛奶的在液体环境中，容易不稳定，容易形成沉淀，这就需要加入一些稳定剂或增稠剂来和保护蛋白，容易造成口感较厚，如果蛋白质含量较高则更容易造成沉淀或口感偏厚重，不适合大口饮用。
4、蛋白质类产品由于本身不同于糖水，通常情况下，含有蛋白质的饮品在充气后，气体会破坏已经形成的胶体状态，稳定性往往更差，因此做出含蛋白质的充气饮料需要额外的稳定体系。
因此发明人经过创造性劳动，在一个具体的实施方式中，提供了一种含气型高蛋白乳清透明饮料，该饮料包括以下质量百分含量的原料：分离乳清蛋白0.5-6％，甜味剂0.001-18％，该饮料的ph值为3.0-3.6，该饮料中充入co2气体的体积分数为5-40％。
以该饮料中各个原料的作用相互配合，从而得到一种含气型高蛋白乳清透明饮料，该乳品饮料具有含有气体、颜色透明，蛋白含量高，口感清爽，酸甜可口等有优点，颠覆了目前消费者对乳品饮料的感官认知，可拓展了乳品饮料的食用场合和食用目的。
此外，结合实施例也可见，采用所述的高蛋白透明乳清饮料，在外观色泽、组织状态、口感、风味、酸甜度等方面均优于市面上现有的含气透明饮料，比现有的饮料更高的感官和体验。
其中，分离乳清蛋白是指乳清蛋白含量在90％以上的乳清蛋白粉，较佳的添加量是1-5％，更加的添加量是3-4％，最佳的添加量是3.5％。分离乳清蛋白中蛋白质的含量高，使得制得的乳清蛋白饮料中含有高含量的蛋白质。
进一步的，该饮料还包括二十八烷醇，二十八烷醇的质量百分含量为0.1-1％。二十八烷醇能够促进能够促进分离乳清蛋白中的蛋白质被人体吸收，且二十八烷醇能够增加氧的供应，减少了运动中糖酵解供能所占比例，减少了乳酸的生成，具有一定的抗疲劳作用。
进一步的，所述甜味剂包括白砂糖、果糖、果葡糖浆、阿拉伯糖、木糖醇、赤藓糖醇、山梨糖醇、阿斯巴甜、安赛蜜、纽甜、三氯蔗糖，甜菊糖苷中的一种或两种以上，且使用量符合gb2760中限量，较佳地为白砂糖、果糖、果葡糖浆、阿拉伯糖、木糖醇、赤藓糖醇、山梨糖醇、阿斯巴甜、安赛蜜、纽甜、三氯蔗糖，甜菊糖苷中的一种或两种以上；更佳的为白砂糖、果糖、果葡糖浆、阿拉伯糖、阿斯巴甜、安赛蜜、三氯蔗糖，甜菊糖苷中一种或两种以上，最佳地为白砂糖和果葡糖浆中一种或两种。较佳的糖含量为0.003-17％，更加的含量为5-16％，最佳的含量为12％。所述甜味剂增加了饮料的甜味且改善了饮料的口感和风味。
进一步的，使用酸度调节剂调节饮料的ph值，酸度调节剂包括苹果酸、乳酸、磷酸、柠檬酸、冰乙酸一种或两种以上。所述酸度调节剂改变了饮料的酸度且改善了饮料的口感和风味。
进一步的，该饮料还包括其它添加物，其它添加物包括风味物质、色素、果汁、益生元、电解质、牛磺酸、赖氨酸、肌醇、维生素中的一种或两种以上。较佳地为风味物质、益生元、果汁的一种或两种以上，更佳地为益生元和果汁。所述的风味物质较佳地为食用香精。益生元较佳地为菊粉。其它添加物的添加量较佳地为0.5-12％，更佳地为2-8％，最佳地为5％。其它添加物通常与乳清蛋白、甜味剂一起混合，形成原料混合物。所述添加物丰富了饮料的口感，且为普通人群，乃至运动人群提供了更为丰富和全面的营养。
在另一个具体的实施方式中，提供了一种含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法，包括以下步骤：将所述高蛋白乳清透明饮料原料混合，杀菌，冷却，充入co2气体，灌装后即得。
此外，通过对工艺参数的优化，含气型高蛋白乳清透明饮料的外观色泽、组织状态、口感、风味、酸甜度得到进一步提升，优于市面上销售的含气饮料。
进一步的，将所述高蛋白乳清透明饮料组合物混合后均质，均质的温度较佳地为54-66℃，更佳地为57-62℃，最佳地为62℃。所述均质也称匀浆，是使悬浮液(或乳化液)体系中的分散物微粒化、均匀化的处理过程，这种处理同时起降低分散物尺度和提高分散物分布均匀性的作用。
进一步的，所述的均质较佳地包括一级均质，更佳地包括一级均质和二级均质。当包括两级均质时，一级均质的压力为15-22mpa，二级均质的压力为2-4mpa，一级均质的压力和二级均质压力的总压力较佳地为15-25mpa，更佳地为19-21mpa，最佳地为20mpa。两级均质进一步提高了制得饮料的均一性和稳定性。
进一步的，所述的混合是指将所述原料按配比混合后，在15-50℃下搅拌或循环10-30min，较佳的是指25-45℃环境下搅拌或循环12-20min，更佳的是40℃环境下循环15min。在一定的条件下，使得原料快速的混合均匀。
进一步的，杀菌可以为85-137℃处理4s-5min，较佳地为85-95℃处理10-30s，更佳地为85℃处理15s。在一定的条件下杀菌、灭酶，避免有害微生物的污染。
进一步的，冷却至温度较佳地为4-30℃，更佳地为15-25℃，最佳地为20℃，使制得的饮料降温到所需温度。
进一步的，所述充入co2气体是利用二氧化碳和水混合处理装置进行充气处理，该饮料中充入co2气体的体积分数较佳的为5-40％，更佳的为20-30％，最佳的为25％，罐体内的压力较佳的保持在0.1-0.7bar，更佳的为0.3-0.5mpa，最佳的为0.4mpa。
下面通过实施例进一步说明所述具体实施方式，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所有原料均为市售，并均符合相关的国家标准。
实施例1
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表1
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂和部分水按表1的配比在15℃下搅拌混合30min，使用酸度调节到ph3.0，补水到100％，15mpa54℃一级均质，86℃杀菌5min，冷却至4℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的5％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.1mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为26.0g和26.01g。
实施例2
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表2
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、二十八烷醇和部分水按表2的配比在15℃下搅拌混合30min，使用酸度调节到ph3.2，补水到100％，15mpa54℃一级均质，86℃杀菌5min，冷却至4℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的10％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.15mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为52.01g和51.98g。
实施例3
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表3
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、二十八烷醇和部分水按表3的配比在15℃下搅拌混合30min，使用酸度调节到ph3.1，补水到100％，15mpa54℃一级均质，86℃杀菌5min，冷却至4℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的15％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.2mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存80个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为100.22g和100g。
实施例4
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表4
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、添加物和部分水按表4的配比在24℃下搅拌混合28min，使用柠檬酸酸度调节到ph3.0，补水到100％，16mpa56℃一级均质，85℃杀菌30s，冷却至15℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的18％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.1mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为49.51g和49.6g。
实施例5
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表5
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、添加物和部分水按表5的配比在30℃下搅拌混合16min，使用酸度调节剂酸度调整到ph3.1，补水到100％，92℃杀菌25s，冷却至16℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的20％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.2mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为32.73g和32.71g。
实施例6
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表6
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、添加物和部分水按表6的配比在35℃下搅拌混合18min，使用酸度调节剂酸度调整到ph3.2，补水到100％，57℃下、15mpa一级均质，4mpa二级均质，92℃杀菌20s，冷却至18℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的25％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.3mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为8.63g和8.5g。
实施例7
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表7
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、添加物和部分水按表7的配比在40℃下搅拌混合20min，使用酸度调节剂酸度调整到ph3.4，补水到100％，60℃下、18mpa一级均质，2mpa二级均质，90℃杀菌15s，冷却至20℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的28％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.4mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为7.75g和7.8g。
实施例8
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表8
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、添加物和部分水按表8的配比在45℃下搅拌混合24min，使用酸度调节剂酸度调整到ph3.5，补水到100％，62℃下、18mpa一级均质，3mpa二级均质，92℃杀菌13s，冷却至22℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的30％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.5mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为8.60g和8.52g。
实施例9
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表9
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、添加物和部分水按表9的配比在46℃下搅拌混合26min，使用酸度调节剂酸度调整到ph3.55，补水到100％，63℃下、22mpa一级均质，94℃杀菌11s，冷却至24℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的35％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.6mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为8.19g和8.15g。
实施例10
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表10
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、添加物和部分水按表10的配比在48℃下搅拌混合14min，使用酸度调节剂酸度调整到ph3.6，补水到100％，64℃下、20mpa一级均质，3mpa二级均质，95℃杀菌10s，冷却至25℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的38％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.65mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为7.68g和7.65g。
实施例11
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表11
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂、添加物和部分水按表11的配比在50℃下搅拌混合10min，使用酸度调节剂酸度调整到ph3.6，补水到100％，66℃下、21mpa一级均质，4mpa二级均质，137℃杀菌4s，冷却至30℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的40％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.7mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为7.72g和7.7g。
比较例1
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比同实施例1。
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂和部分水按表1的配比在15℃下搅拌混合30min，使用酸度调节到ph2.0，补水到100％，15mpa54℃一级均质，86℃杀菌5min，冷却至4℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的5％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.1mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明清澈，稳定性好，常温保存8个月后，无分层、沉淀，霉菌、酵母菌、大肠杆菌、致病菌均未检出。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为26.00g和26.1g。
比较例1所制得的饮品由于ph过低，口感很酸。
比较例2
1、一种含气型高蛋白乳清透明饮料的配比同实施例1。
2、该含气型高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将分离乳清蛋白、甜味剂和部分水按表1的配比在15℃下搅拌混合30min，使用酸度调节到ph4.5，补水到100％，15mpa54℃一级均质，86℃杀菌5min，冷却至4℃，利用二氧化碳和水混合处理装置充入co2气体，充入co2气体的体积占饮料体积的5％，充入co2气体后灌装，罐体的压力为0.1mpa，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明浑浊，稳定性差，常温保1天后，分层、沉淀，试验中止。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为26.00g和26.0g。
比较例3
1、一种高蛋白乳清透明饮料的配比如下
表12
2、该高蛋白乳清透明饮料的制备方法如下
将普通乳清蛋白、甜味剂和部分水按表12的配比在15℃下搅拌混合30min，使用酸度调节到ph3.0，补水到100％，15mpa54℃一级均质，86℃杀菌5min，冷却至4℃，即得到该饮料产品。
经检测，该饮料产品透明浑浊，稳定性一般，常温保3天后，开始分层、沉淀，并随着时间推移有加剧趋势。该饮料产品每420kj的蛋白质含量理论值和检测值分别为26.0g和25.8g。
比较例4
以购买市售的含气型饮料(可乐)为比较例4，对其进行感官评定。
对实施例1-11制得的高蛋白透明乳清蛋白饮料，以及比较例1、比较例4制得产品进行口感和风味品评实验，统一取保质期末产品。感官检查项目为：外观色泽、组织状态、口感、风味、酸甜度，感官评分标准如表13所示。参加本实验人数为50人，感官评分项目取平均值，分数越高，表示越贴近产品的最佳特征，并统计被测试人员对产品的喜爱度，感官评分的结果如表14所示。
表13感官评分标准
感官评定结果表明：本发明实施例所制得的含气型高蛋白乳清透明饮料在保质期内稳定性好，含气感强烈，透明通透，口感清爽，风味佳，同时含有较高蛋白质含量。
从实施例1-11与比较例4效果数据比较来看，消费者对高蛋白和乳清透明饮料的喜好度略优于对现有市售的普通含气饮料，主要体现在口感清爽，乳品的特征风味强。
表14感官评定结果
以上对本发明所提供的含气型高蛋白乳清透明饮料及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。