长保质期酸奶的制造方法和酸奶稳定剂
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域,特别是涉及一种长保质期酸奶的制造方法及其专用酸奶稳定剂。
背景技术
酸奶作为一种发酵乳制品,不仅保留了牛奶的所有优点,而且某些方面经加工过程还扬长避短,成为更加适合于人类的营养保健食品。酸奶产品的主要生理功能已被人们所认知,包括整肠、抗菌、调节肠胃功能、降低胆固醇、增强机体免疫功能等作用。因此,酸奶作为一种对人类健康产生积极作用的食品,在发酵食品中占有非常重要的地位,越来越受到人们的青睐。
目前,市场上酸奶制品多以凝固型、搅拌型和添加各种果汁等辅料的果味型为主。但是,酸奶因营养丰富,是微生物良好的培养基,极易感染有害微生物,因此,一般加工方法生产的酸奶不宜在常温下保存,运输和销售过程中都需要冷藏,且在冷藏下的保质期通常仅为21天或更短,同时还可能会出现乳清析出、凝乳破裂、凝固性差等问题,影响酸奶的口感和感官质量。
因此,为了提高酸奶食用的安全性,延长酸奶保质期特别是常温下的保质期的研究成为热点。目前,一般多采用杀菌技术、添加亲水性稳定剂、应用天然食品防腐剂、无菌包装等方法来延长酸奶的保质期;此外,还可以通过基因工程技术、人工诱变育种技术、改变细胞膜通透性、改变乳酸菌所能利用的水分活度值、高频或微波技术等来延长酸奶的保质期。
例如,有人采用下述方法来制造长保质期酸奶:首先将牛奶预处理后,加入含有淀粉、果胶、海藻酸钠等成分的胶体与糖的混合物,然后均质,进行巴氏杀菌(例如90-95℃),冷却后加入菌种发酵,在酸度达到一定程度后停止发酵,然后待粘度达到一定程度以后采用管式或板式杀菌设备进行巴氏杀菌,灌装,得到成品。
采用上述现有方法制得的酸奶尽管能够提高产品粘度和耐热性,并能延长酸奶在常温下的保质期,但所得产品质构较粗,有结块,口感较“面”,不够细腻。
因此,目前仍然需要研发在常温条件下具有较长保质期的酸奶,该酸奶应能在延长保质期的同时,呈现均一的质构,无乳清析出,保持细腻的口感,且能有效地抑制因热处理而导致的产品粘度的损失。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了解决上述技术问题,本发明的发明人经过多次反复的试验发现,将发酵成熟后的酸奶与特定的酸奶稳定剂混合,灌装后在一定条件下进行巴氏杀菌,既可以彻底杀灭酸奶中的杂菌,有效地抑制产品的后酸化,从而延长酸奶的保质期,又能使酸奶在杀菌条件下不受热破坏,保持产品的香气、口感和稳定性,从而获得质构均一、口感优良的长保质期酸奶。
根据本发明的第一方案,本发明提供了一种长保质期酸奶的制造方法,所述方法包括:
a). 将酸奶发酵剂接种至经过灭菌处理的生鲜乳或复原乳中,在37-45℃的温度进行保温发酵,直至滴定酸度为90-95°T;
b). 将步骤a)获得的产物与含有酸奶稳定剂和蔗糖的水性分散液按80-85:15-20的重量比例混合并搅拌,其中,所述水性分散液包含1-5重量%的所述酸奶稳定剂,且所述酸奶稳定剂包含:20-80重量份的耐酸型羧甲基纤维素钠(耐酸CMC)、5-25重量份的黄原胶、5-25重量份的柠檬酸钠和10-30重量份的低酯果胶;
c).进行巴氏杀菌。
通过采用第一方案,可以彻底杀灭酸奶中的杂菌,有效抑制产品的后酸化,从而降低产品货架期的变质几率;此外,根据本发明所述方法制造的酸奶能够保持均一的质构,稳定性好,口感细腻,并且不需冷链控制即可在常温条件下保存6个月。
根据本发明的第二方案,本发明提供了如第一方案所述的长保质期酸奶的制造方法,其中,所述灭菌处理包括:a1)在60-65℃对未经灭菌处理的生鲜乳和/或复原乳进行预热;a2)在15-20MPa的条件下使经过所述预热的生鲜乳和/或复原乳均质化;a3)以90-95℃的温度对经过所述均质化的产物进行热处理。
通过采用第二方案,可以彻底地杀灭酸奶中的杂菌,并且最大程度地保留原奶的营养成分,从而提高最终产品的营养价值。
根据本发明的第三方案,本发明提供了如第一或第二方案所述的制造方法,其中,所述水性分散液含有10-50重量%的蔗糖。
通过采用第三方案,可以制造具有不同甜度的酸奶,以满足不同消费者的需要。
根据本发明的第四方案,本发明提供了如第一至第三方案中任一方案所述的制造方法,其中,所述水性分散液由以下方式制得:将所述酸奶稳定剂与蔗糖分别与水混合后再混合在一起,或将所述酸奶稳定剂与蔗糖干混后一起与水混合;然后将所得产物水合20-30分钟。
通过采用第四方案,可以使酸奶稳定剂与蔗糖更好地混合,并分散或溶解于水性分散液中,由此该水性分散液可以实现更好的稳定效果。
根据本发明的第五方案,本发明提供了如第一至第四方案中任一方案所述的制造方法,其中,所述蔗糖在与水混合前,以白砂糖的形式存在。
通过采用第五方案,可以显著降低所得酸奶的成本,从而提高经济效益。
根据本发明的第六方案,本发明提供了如第一至第五方案中任一方案所述的制造方法,其中,所述巴氏杀菌为水浴式连续巴氏杀菌或以杀菌釜进行杀菌。
通过采用第六方案,与采用管道或板式巴氏杀菌后再进行灌装的方法相比,设备成本低,并且易于维护和清洗。
根据本发明的第七方案,本发明提供了如第一至第六方案中任一方案所述的制造方法,其中,所述巴氏杀菌的温度为65-100℃,时间为2-30分钟。
通过采用第七方案,可以彻底地杀灭杂菌,降低产品货架期的变质几率,而且不会损害酸奶的质构和口感。
根据本发明的第八方案,本发明提供了如第一至第七方案中任一方案所述的制造方法,其中,所述的酸奶稳定剂基本不含改性或未改性淀粉。
通过采用第八方案,可以防止在热处理之后出现蛋白聚集沉淀和乳清析出。
根据本发明的第九方案,本发明提供了如第一至第八方案中任一方案所述的制造方法,其中,在实施步骤c)之前,对步骤b)获得的产物进行灌装。
通过采用第九方案,可以实现快速灌装,有利于提高生产率。
根据本发明的第十方案,本发明提供了如第一至第八方案中任一方案所述的制造方法,其中,在实施步骤c)之前,在10-25℃的温度下将步骤b)获得的产物在2-20MPa的条件下进行均质再进行灌装。
通过采用第十方案,可以更有效地提高产品的稳定性,降低粘度,减少导热时间,从而可更快捷地制得粘度较低的饮用型酸奶。
根据本发明的第十一方案,本发明还提供了一种酸奶稳定剂,其包含20-80重量份的耐酸型羧甲基纤维素钠、5-25重量份的黄原胶、5-25重量份的柠檬酸钠和10-30重量份的低酯果胶。
通过采用本发明所述的酸奶稳定剂,可以有效使酸奶保持均一的质构,提高稳定性,并且改善口感的细腻度。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
如上所述,本发明提供了一种长保质期酸奶的制造方法,所述方法包括a、b和c三个步骤。
步骤a)为发酵步骤。其中,使用的原料为“经过灭菌处理的生鲜乳和/或复原乳”。此处所指的生鲜乳是取其宽泛的含义,其包括未经加工的奶畜原奶(参照中国农业部于2008年11月7日发布的《生鲜乳生产收购管理办法》)和从健康奶畜挤出后经过除了灭菌处理以外的例如冷却或过滤等其他处理的奶畜原奶,其可以是牛奶或羊奶。所述复原乳可使用本领域公知的复原乳(或称“还原奶”或“还原乳”),即,通过将上述生鲜乳浓缩、干燥成为浓缩乳或乳粉,再添加适量水而获得的乳液;此外,也包括在生鲜乳中掺入上述浓缩乳或乳粉而获得的乳液。在本发明中,作为灭菌处理之前的初始原料,既可以是单独的生鲜乳或复原乳,也可以是由两者一起构成的混合物,而且其混合比例不受限制。
因此,可对生鲜乳和/或复原乳实施本领域公知的灭菌处理以获得该a)步骤所需的原料。此处的灭菌处理可采用本领域公知的方法,包括适当的加热、均质等步骤,只要不会大量破坏营养物质即可;但优选的是,所述灭菌处理包括:a1)在60-65℃对未经灭菌处理的生鲜乳或复原乳进行预热;a2)在15-20MPa的条件下使经过所述预热的生鲜乳或复原乳均质化;a3)以90-95℃的温度对经过所述均质化的产物进行热处理。其中,a3)步骤所述热处理的时间可以优选是3-8分钟,更优选是4-6分钟。通过这样的灭菌处理,可以最大程度地保留原奶的营养成分,从而提高最终产品的营养价值。
然后,将酸奶发酵剂接种至经过上述灭菌处理的生鲜乳和/或复原乳中,在37-45℃的温度进行保温发酵,直至滴定酸度为90-95 °T。保温发酵温度可根据发酵菌种的不同而自由选择,更优选为40-43℃。当酸度达到90-95 °T时,可通过迅速降温来停止发酵。
所述酸奶发酵剂是制造酸奶所用的普通微生物培养材料,可以根据酸奶风味特征、口感、粘稠度及酸奶类型等进行适当选择。所述发酵剂可包含各种常用的酸奶菌种中的至少一种,例如双歧杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚杆菌与嗜热链球菌等益生菌。所述发酵剂可使用市售品,也可以采用常用的方法培养,其来源不受特别限制。优选地,本发明使用搅拌型酸奶发酵剂,例如470E(由sacco公司生产),Yo-Mix 499(由Danisco生产)。
步骤b)为混合步骤。其中,将步骤a)获得的产物与含有酸奶稳定剂和蔗糖的水性分散液按一定的重量比例混合并搅拌,以获得混合液。所述水性分散液的配制方法无特殊限制,可以将所述酸奶稳定剂和蔗糖分别用水溶解后再混合,也可以先干混后一起用水溶解。所述水性分散液也可以同时含有所需的其他成分。其配制方法不构成对本发明保护范围的限制。例如,可以将所述酸奶稳定剂和蔗糖预先按一定比例干混,然后向其中加入水(冷水或温水均可),搅拌溶解,或者先将稳定剂在搅拌下溶解,再与蔗糖水溶液混合,根据情况可以继续添加适量水。
在优选情况下,将所述酸奶稳定剂与蔗糖分别与水混合后再混合在一起,或将所述酸奶稳定剂与蔗糖干混后一起与水混合;然后将所得产物水合20-30分钟。为了提高溶解速度,在制备所述水性分散液时,所用的水的温度可以是70-80℃。
在本发明中,所述水性分散液包含1-5重量%的所述酸奶稳定剂,所述酸奶稳定剂包含20-80重量份的耐酸型羧甲基纤维素钠、5-25重量份的黄原胶、5-25重量份的柠檬酸钠和10-30重量份的低酯果胶(酯化度低于50%的果胶,可参照QB 2484-2000)。除了这些必要成分之外,所述酸奶稳定剂还可以包含其他利于稳定产品的组分,例如海藻酸钠、瓜尔胶,刺槐豆胶,魔芋胶等。在包含其他可选组分的情况下,上述必要组分之和优选占所述酸奶稳定剂的80重量%以上,更优选90重量%以上,最优选为99重量%以上,甚至基本达到100重量%。此外,为了防止在热处理之后出现蛋白聚集沉淀和乳清析出,优选上述酸奶稳定剂基本不含淀粉(改性及未改性淀粉)。所谓“基本不含”,是指不有意向其中添加淀粉类物质。本领域技术人员知晓,上述必要组分的市售产品中可能含有微量的淀粉类物质,在此情况下,仍应理解为“基本不含”淀粉。这些成分均可使用市售产品。
至于所述酸奶稳定剂与蔗糖的比例,没有特别限制,可以根据实际情况来确定,优选所述比例为1:(1-10)(重量比)。在优选的情况下,所述水性分散液中含有10-50重量%的蔗糖,更优选20-40重量%的蔗糖。此处所述的蔗糖可以以任何物质形式存在,包括纯蔗糖和含蔗糖的糖类,从便利性和成本的角度来说,优选是白砂糖。在一个优选的实施方案中,将所述酸奶稳定剂与白砂糖各自与水混合,再混合在一起,以形成包含上述优选比例的酸奶稳定剂与蔗糖的水性分散液;在另一优选实施方案中,先将所述酸奶稳定剂与白砂糖干混,然后以混合物的形式与水混合,以形成包含上述优选比例的酸奶稳定剂与蔗糖的水性分散液。如上所述,在与水混合后,可进行搅拌,并水合20-30分钟;为了提高溶解速度,在制备所述水性分散液时,所用的水的温度可以是70-80℃。
所述稳定剂的用量可以根据实际情况进行适当调整,在本发明中,优选所述稳定剂在所述水性分散液中所占的重量百分比为1-5重量%。
如上所述,所述稳定剂优选包含20-80重量份的耐酸型羧甲基纤维素钠、5-25重量份的黄原胶、5-25重量份的柠檬酸钠和10-30重量份的低酯果胶。具有上述组成的酸奶稳定剂能够使最终产品即长保质期酸奶即使在加热杀菌后仍然能够呈现均一的质构,不受热破坏,无乳清析出,口感细腻,并能有效地减少因热处理而导致的产品粘度的损失。其具体机理尚不清楚,据发明人推测,可能的原因是,该稳定剂添加至步骤a)的产物中时,能够有效地与水结合,形成具有一定粘度的保护膜,且能够包裹蛋白表面,锁住游离水分,使其不受热处理的破坏而发生脱水缩合,从而有效的保护产品的质构的均一性和稳定性。
步骤c)是巴氏杀菌步骤。其中,进行巴氏杀菌,以获得成品。所述巴氏杀菌可以采用通常使用的杀菌设备进行,但优选使用水浴式连续巴氏杀菌设备或杀菌釜来进行杀菌。作为水浴式连续巴氏杀菌设备,例如,可以使用上海集美食品机械公司生产的LPL-12等。此类设备与管式或板式杀菌设备相比,设备成本低,并且易于维护和清洗。优选地,所述巴氏杀菌的温度为65-100℃,时间为2-30分钟。在所述杀菌条件下,可以彻底地杀灭杂菌,降低产品货架期的变质几率,而且不会损害酸奶的质构和口感。
随后,可对杀菌后的产物进行灌装。所述灌装可采用普通的食品级包装材料,例如百利包、利乐砖等。
此外,本发明的长保质期酸奶既可以是未灌装的酸奶,也可以是已灌装的酸奶。
在优选的情况,可在实施步骤c)之前,对步骤b)获得的产物进行灌装;也即,先灌装,再进行巴氏杀菌。当采用本发明的上述稳定剂时,先灌装再杀菌可以减小生产环境及包材中的微生物对产品保质期影响的几率,通过稳定剂保护作用能够有效的防止热处理对蛋白的破坏作用,防止酸奶发生脱水缩合,保持热处理后的酸奶质构均一,货架期内无析水和沉淀。
在另一优选实施方案中,在实施步骤c)之前,在10-25℃的温度下将步骤b)获得的产物在2-20MPa的条件下进行均质再进行灌装。这样可以提高进一步提高灌装产品的稳定性,降低粘度,减少导热时间,从而可制得粘度较低的饮用型酸奶。
如在灌装后进行巴氏杀菌,所述灌装的包装材料可以使用百利包、耐高温蒸煮袋、PE瓶等耐热性较好的食品级包装材料,以防止加热杀菌时损坏包装。
实施例
以下通过实施例对本发明作进一步的说明。需要注意的是,这些实施例不构成对本发明保护范围的限制。
制造例1-9
制备本发明的酸奶稳定剂样品1-6,其具体组成如以下表1所示:
表1
另外,制备用于比较的样品7-9,其具体组成如下所示:
制造例7
制备样品7,其组成为:
交联淀粉:80重量份
海藻酸钠:0.8重量份
明胶:13重量份
刺槐豆胶:8重量份
制造例8
制备样品8,其组成为:
交联淀粉:80重量份
海藻酸钠:0.8重量份
明胶:5重量份
果胶:10重量份
制造例9
制备样品9,其组成为:
酯化淀粉:80重量份
海藻酸钠:0.8重量份
明胶:5重量份
琼脂:20重量份
实施例1
将未经灭菌处理的生鲜牛乳在60℃进行预热,然后在17MPa的条件下均质化,再以90℃的温度对经过所述均质化的产物进行5分钟的热处理。然后,将酸奶发酵剂(sacco 470E)接种至经过上述灭菌处理的生鲜牛乳中,在41℃的温度进行保温发酵,直至滴定酸度为90 °T,迅速降温以停止发酵。
另将1 g酸奶稳定剂样品1和10g纯蔗糖预先混合后,添加至75℃的热水,高速搅拌约15分钟后,水合25分钟,制成含有酸奶稳定剂和蔗糖的水性分散液共100克。
然后,将经过保温发酵得到的产物与上述水性分散液按80: 20的重量比例混合,搅拌20分钟,使其充分混合。
接着,将产品装入封闭的洁净容器中,使用水浴式连续巴氏杀菌设备(LPL-12,上海集美食品机械公司制造)在65℃下进行巴氏杀菌,时间为25分钟,杀菌结束后冷却至25℃以下,获得酸奶成品1。
实施例2-6
按照实施例1的方式制备酸奶成品,不同之处在于分别使用样品2-6。结果,分别获得酸奶成品2-6。
实施例7-10
按照实施例1的方式制备酸奶成品,不同之处在于工艺条件如下表2所示,其余条件不变。
表2
比较例1-3
按照实施例1的方式制备酸奶成品,不同之处在于分别使用样品7-9。结果,分别获得用于比较的酸奶成品11-13。
比较例4
按实施例1的方式制备含有酸奶稳定剂和蔗糖的水性分散液共100克。
将未经灭菌处理的生鲜牛乳在60℃进行预热,然后同样温度下以80: 20的重量比加入以上制备的水性分散液,在17MPa的条件下均质化,再以90℃的温度对经过所述均质化的产物进行5分钟的热处理。然后,将酸奶发酵剂(sacco 470E)接种至经过上述灭菌处理的生鲜牛乳中,在41℃的温度进行保温发酵,结果发现由于牛奶溶液粘度过高而导致发酵失败。
据推测可能是溶液中的高粘度导致了乳酸菌被包裹,无法进行正常的发酵。
比较例5
按实施例1的方式制备含有酸奶稳定剂和蔗糖的水性分散液共100克,不同之处在于使用样品7作为酸奶稳定剂。
按比较例4的方式制备保温发酵产物,并在搅拌混合后进行灌装,然后使用板式巴氏杀菌设备在70℃下进行巴氏杀菌,时间为15秒,杀菌结束后冷却至25℃以下,获得酸奶成品14。
实施例11
按照实施例1的方式制备酸奶成品,不同之处在于,将混合有酸奶稳定剂样品1的酸奶先装入百利包,然后使用与实施例1相同的巴氏杀菌方式进行杀菌而获得酸奶成品15。
实施例12
按照实施例1的方式制备酸奶成品,不同之处在于,将混合有酸奶稳定剂样品1的酸奶在15℃的温度下以12MPa的压力进行均质,再装入百利包,然后使用与实施例1相同的巴氏杀菌方式进行杀菌而获得酸奶成品16。
测试1
目视观察实施例1-12和比较例1-3和5的酸奶成品,其中,实施例1-12的产品基本呈现均一的质构,无结块,无乳清析出;而比较例的产品中,比较例1-3的产品出现明显的蛋白聚集沉淀和乳清析出,比较例5的产品未观察到明显的质构缺陷。
测试2
此测试中,由10位普通消费者分别品尝实施例1-12和比较例1-3和5的酸奶成品,并提供评审结果。消费者普遍反映实施例1-12的产品口感较为细腻,而比较例1-3和5的产品中,比较例1-3的产品因有乳清析出,口感较差,比较例5的产品口感较面(糊口),不细腻。
测试3
将实施例1-12和比较例1-3和5的酸奶成品置于28℃培养箱内恒温考察,每30天测定一次粘度(采用Brookfield LV-Ⅱ旋转粘度计进行检测,检测温度保持25℃,转子为63S,转速为10r/min ),获得180天内的成品粘度数据。结果如以下表3所示:
表3
由表3可知,本发明的酸奶成品的粘度在180天内变化范围较小,且变化平稳,无明显粘度损失,产品无明显析水。比较例5的酸奶成品虽然起始粘度较高,但在储存过程有一定粘度损失,且最大相对损失比(780/6400)大于实施例1-12的成品。实施例12的样品因为粘度低,稳定性好,可作为直接饮用型酸奶。
测试4
将实施例1-10和比较例1-5的酸奶成品置于28℃培养箱内恒温考察,每30天测定一次酸度,结果参见表4。
表4
由表4可知,本发明的酸奶成品和比较例5成品的酸度在考察期内几乎不变,也即,产品未出现明显的后酸化。
本发明已经通过上述实施例进行了说明,但应当理解的是,上述实施例只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本发明并不局限于上述实施例,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。