酸奶具有重要的生理功能，能夠緩解乳糖不耐癥，抑制腸道菌群感染，調整腸道菌群，降低膽固醇，抗衰老等；酸奶經過益生菌發酵，風味獨特，營養價值高，里面含有大量的益生菌，但是不宜長期保存和長途運輸，限制了酸奶的普及。同時酸奶在保存和銷售過程中需要冷藏的條件，一定程度上增加了酸奶的成本。將制備的酸奶經過現代生產技術制備得到酸奶粉，解決了酸奶遇到的問題，延長了貨架期，方便快捷，可以隨時沖調、復性重新得到酸奶，同時可以用作發酵劑，極大地擴展了酸奶的應用范圍，降低了成本，提高了酸奶的價值。關于酸奶粉的研究，蘇聯和西德起步比較早，上世紀50年代就開始研究了酸奶粉的制備工藝，直到80年代國內有了對酸奶粉的初步研究。國外市場關于酸奶粉已經有了廣泛的應用，用酸奶粉制作即食酸奶，酸奶果汁粉以及糕點等風味物質；國內市場關于酸奶粉的產品比較少，很多是進口的酸奶粉；近年來由于酸奶粉特殊的作用，引起了國內一些學者的重視。 
本文以酸奶為原料通過噴霧器迅速化成微細乳滴，同時不斷向干燥室內通入熱空氣，乳滴制品中的水分會迅速蒸發掉，得到酸奶粉。影響酸奶粉質量的因素挺多[5]，主要有益生菌的種類，耐熱程度，保護劑的種類，以及噴霧干燥的參數等。本文主要通過酸奶在噴霧干燥時固形物含量、進料流量、進風量、出風溫度四個因素，最終以酸奶粉中的活菌存活率和水分含量為評價指標，來研究酸奶粉的最佳制備工藝條件。 
1 試驗材料與設備 
1.1 試驗材料 
酸奶：包頭騎士酸奶 
菌種：丹尼斯克 
　
2 試驗方法 
2.1 單因素試驗 
2.1.1 物料固形物含量對噴霧干燥效果的影響 
固定進風量為40m3/h，進料流量為4mL/min，出風溫度為80℃的條件，將物料固形物含量分別設定為30%、35%、40%、45%、50%，分別經過噴霧干燥技術得到酸奶粉，測定酸奶粉中的活菌數存活率和水分含量，確定最佳的固形物含量。 
2.1.2 進料流量對噴霧干燥效果的影響 
固定進風量為40m3/h，固形物含量為40%，出風溫度為80℃的條件，將進料流量分別設定為2mL/min、3mL/min、4mL/min、5mL/min、6mL/min，分別經過噴霧干燥技術得到酸奶粉，測定酸奶粉中的活菌數存活率和水分含量，確定最佳的進料流量。 
2.1.3 進風量對噴霧干燥效果的影響 
固定進料流量為4mL/min，固形物含量為40%，出風溫度為80℃的條件，將進風量分別設定為30m3/h、35m3/h、40m3/h、45m3/h、50m3/h，分別經過噴霧干燥技術得到酸奶粉，測定酸奶粉中的活菌數存活率和水分含量，確定最佳的進風量。 
2.1.4 出風溫度對噴霧干燥效果的影響 
固定進料流量為4mL/min，固形物含量為40%，進風量為40m3/h的條件，將進風溫度分別設定為60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，分別經過噴霧干燥技術得到酸奶粉，測定酸奶粉中的活菌數存活率和水分含量，確定最佳的出風溫度。 
2.2 噴霧干燥的正交試驗 
在單因素的基礎上，考察固形物含量、進料流量、進風量、出風溫度四個因素，以酸奶粉中的活菌存活率和水分含量為評價指標，研究酸奶粉的最佳制備工藝，因素水平表如表2所示。 
　　
3 試驗結果與分析 
3.1 單因素試驗 
3.1.1 固形物含量對噴霧干燥效果的影響 
隨著物料固形物含量的增加，菌體存活率呈先升高后下降的趨勢，而水分含量呈不斷下降的趨勢。這是因為隨著固形物含量的增加，添加的脫脂乳粉的含量增加，其起到了保護劑的作用，所以得到酸奶粉的活菌數呈現上升的趨勢；隨著固形物含量的進一步升高，活菌數發生下降，由于干物質濃度的增加，物料的流動性較差，部分物料會堵塞噴嘴，霧化效果較差。隨著固形物含量的增加，本身物料水分含量降低，再經過噴霧干燥的過程，水分蒸發，水分含量呈不斷下降的趨勢。在固形物含量為40%左右時，得到的菌體的存活率較高，同時水分含量處于較低的水平。 
3.1.2 進料流量對噴霧干燥效果的影響 
隨著進料流量的增加，菌體存活率呈現先上升后下降的趨勢，而物料的水分含量呈上升的趨勢。這是因為進料流量較低時，霧滴干燥完全，得到物料的水分含量較低，同時菌體的存活率較低；隨著進料流量的增加，霧滴接觸熱量時間較短，菌體存活率升高，水分含量增加；當進料流量進一步增加時，使得霧滴不斷的積蓄變大且在濕度較大的空氣介質中，物料的干燥效果，出現粘壁和結塊現象，此時霧滴與熱空氣的接觸時間變長，活菌率自然下降，同時在消耗相同能力的情況下，水分含量進一步增加；在進料流量在4mL/min時，菌體存活率較高，水分含量相對較低。 
3.1.3 進風量對噴霧干燥效果的影響 
菌體的存活率呈現先升高后下降的趨勢，水分含量呈現先下降后上升的趨勢。這是因為進風量太小時，物料分散粒度較小，水分揮發不充分，含水量較大，此時容易出現粘壁和結塊現象，得到的產品較少，菌體存活率較低；隨著進風量增加，粘壁效果較低，得到的產品較多，菌體存活率上升，同時產品水分含量降低；當進風量進一步增大，水分含量略有提高，這是由于風速過高，粉末也不能完全干燥，碰到干燥室和旋風器內壁時粘附其上，另外風速太高，一部分粉末隨廢氣排出，致使出風口過濾網上有大量粉塵，造成產品得率下降，菌體存活率下降；當進風量為40m3/h時，得到產品的菌體存活率較高，水分含量相對較低。 　　3.1.4 出風溫度對噴霧干燥效果的影響 
隨著出風溫度升高，菌體存活率和水分含量都呈現不斷先下降的趨勢。這是由于出風溫度升高時，干燥塔中的干燥空氣不斷的加熱，使得霧滴更容易失去水分完全形成玻璃化，從而是表面變硬而排出干燥塔成為粉料，少數未排除的玻璃體被重新加熱而產生粘壁和結塊現象的，同時物料中的菌體發生損失。但是在水分含量降低的同時，產品中菌體存活率也在不斷的下降；從圖中可以看出，在出風溫度為80℃時，得到產品的菌體存活率較高，同時水分含量處于較低的水平。 
3.2 噴霧干燥的正交試驗結果 
得到的正交試驗結果如表3所示，由正交試驗的分析結果可以看出，影響菌體存活率的主次順序依次為D>A>B>C，即為出風溫度>固形物含量>進料流量>進風量，得到的最佳組合為A3B1C3D3，即為固形物含量為45%，進料流量為3mL/min，進風量為45m3/h，出風溫度為90℃，經過驗證性試驗，得到此條件下的菌體存活率為79.24%，水分含量為4.6%。從影響水分含量看樣看出，由于得到產品的水分含量越低越好，因此均值越小越好，極差越小越好，看樣可以得到最佳組合為A3B1C1D3，即為固形物含量為45%，進料流量為3mL/min，進風量為35m3/h，出風溫度為90℃，經過驗證試驗得到，菌體的存活率為77.96%，水分含量為4.32%。綜合考慮，得到產品的品質，活菌數越多越好，水分相對較低即可，得到最佳組合為，固形物含量為45%，進料流量為3mL/min，進風量為45m3/h，出風溫度為90℃。 

4 結論與討論 
噴霧干燥制備酸奶粉的最佳工藝條件為：固形物含量為45%，進料流量為3mL/min，進風量為45m3/h，出風溫度為90℃，得到此條件下的菌體存活率為79.24%，水分含量為4.6%。 
本研究采用的機器是國產的噴霧干燥機，設備操作簡單，作用效果明顯，與國外先進的設備相比，結構性能和加工性能方面存在一定的差距。由于加工設備結構性能和加工性能的差異性，制備的酸奶粉與進口的酸奶粉有一定的差異；本試驗屬于小試試驗階段，中試試驗階段的產品研究和生產技術路線還需要進一步的研究。這些需要后續研究人員在提高酸奶粉的品質和改善噴霧干燥方面做進一步的探索。