CN104719465A - 乳糖成分较少的发酵乳及其制作方法 - Google Patents

乳糖成分较少的发酵乳及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种无论乳酸菌与酶的状况为如何都能够将风味与品质维持在一定状态的发酵乳的制作方法。为达到这样的目的，本发明涉及的发酵乳的制作方法包括使含有酶的原料乳发酵的发酵工序以及在发酵前进行的脱氧处理工序。并且，所使用的酶为，在酸碱度为中性的条件下活性最佳且在呈酸性时失去活性，在具有活性的状态下，能够使原料乳中含有的乳糖分解。如实施例所证实的，通过在被发酵前进行脱氧处理，无论乳酸菌与酶的状况为如何都能够将风味与品质维持在一定状态。

Description

乳糖成分较少的发酵乳及其制作方法
本案为专利申请201080008349.X的分案申请，原申请日为2010年2月24日，原案发明名称为“乳糖成分较少的发酵乳及其制作方法”。
技术领域
本发明涉及一种通过使用经过脱氧处理的原料乳从而不论乳酸菌与酶的活性怎样变化都能够使发酵乳的风味与品质较稳定的发酵乳的制作方法以及由该方法而制作出的发酵乳。
背景技术
在日本发明专利授权公报3389377号(专利文献1)中公开了一种使用酶(乳糖酶)制作发酵乳的方法，该方法中所使用的酶(乳糖酶)在酸碱度为中性的条件下活性最好，在酸性条件则会失去活性。专利文献1所记载的发酵乳的制作方法中，由乳糖酶使乳糖分解的同时，使原料乳发酵而使酸碱度降低，从而使乳糖酶失去活性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本发明专利授权公报第3389377号
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，由于乳酸菌活力的不同使发酵速度也不同，酶的活性不同对乳糖的分解能力也不同，因而，若乳酸菌与酶的活性发生变化，则原料乳发酵所需的时间以及乳酸的分解所需要的时间也发生变化，因而专利文献1所记载的发酵乳的制作方法存在不能保证风味与品质这样的问题。另外，利用专利文献1记载的发酵乳的制造方法，在制造发酵乳时，即使同样的条件，发酵乳的风味和品质也会因批号不同而不同。
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种无论乳酸菌与酶的状况为如何都能够将风味与品质维持在一定状态的发酵乳的制作方法。
解决技术问题的技术方案
本发明基本上是基于这样的思想作出的，即，在使含有酶的原料乳发酵之前对其进行脱氧处理，从而无论乳酸菌与酶的状况为如何都能够将风味与品质维持在一定状态。
本发明第1方面涉及发酵乳的制作方法，该方法包括使含有酶的原料乳发酵的发酵工序以及在发酵前进行的脱氧处理工序。并且，所使用的酶为，在酸碱度为中性的条件下活性最佳且在呈酸性时失去活性，在具有活性的状态下，能够使原料乳中含有的乳糖分解。如后面实施例所证实的，通过在被发酵前进行脱氧处理，无论乳酸菌与酶的状况为如何都能够将风味与品质维持在一定状态。本发明第1方面的较佳方式为，使用由乳酸克鲁维斯酵母(Kluyveromyces lactis)产生的乳糖酶。此外，在发酵工序中，通过使原料乳中含有的乳糖分解从而使酶失去活性，且使原料乳的乳糖分解率为75(重量)％以上90(重量)％以下。
本发明第2方面涉及使用上述制作方法而制得的发酵乳。
发明的效果
采用本发明，通过对原料乳进行脱氧处理，无论乳酸菌与酶的状况为如何都能够将风味与品质维持在一定状态。
附图说明
图1所示为，将GODO-YNL10000(乳糖酶)在常温下保持1小时，之后将该GODO-YNL10000与发酵剂同时加入酸奶混合物中，之后测得的发酵乳的乳糖分解率随时间的变化以及酸度随时间的变化；
图2所示为，将GODO-YNL10000(乳糖酶)在常温下保持1小时，之后将该GODO-YNL10000与发酵剂同时加入酸奶混合物中，之后测得的发酵乳的乳糖分解率随时间的变化以及酸碱度(pH值)随时间的变化；
图3所示为所得到的发酵乳的乳糖分解率的测量结果。
具体实施方式
本发明第1方面涉及乳酸菌的制作方法，该方法包括使含有酶的原料乳发酵的发酵工序以及在发酵前进行的脱氧处理工序。在发酵工序中，酶将乳糖分解，因而，在发酵工序中的原料乳含有酶。酶可以在脱氧处理工序之前添加也可以在脱氧处理工序之后添加。
为制作发酵乳而使用的原料、装置以及制造条件例如可以参照日本发明专利公开公报特开2004-180526、特开2005-176603、特开2006-288309、美国专利第5096731号的说明书、美国专利第4938973号的说明书(这些文献作为参考而引入本说明书)等公开的内容，适当地选择采用即可。
本说明书中，“发酵乳”可以是酸奶、日本厚生省关于乳制品的规章所规定的“发酵乳”、“乳制品乳酸菌饮料”以及“乳酸菌饮料”等的其中任何一种。由本发明的制作方法而制得的发酵乳最好是具有某种程度的硬度，因而，作为本说明书中的“发酵乳”而言例如有凝固式酸奶制品(固态发酵乳制品)、软酸奶制品(糊状发酵乳制品)或者饮料酸奶制品(液态发酵乳制品)。本发明中的发酵乳最好是片状酸奶制品等的凝固式酸奶制品。一般片状酸奶是将原料充填在容器中然后使其发酵(后发酵)而制得的。而软酸奶与液态酸奶是在对发酵后的发酵乳进行微粒化或均质化处理后再混入糖液与果肉等，之后再将其充填在容器中(前发酵)而制得的。
脱氧处理工序
脱氧工序是指，例如将非活性气体混入原料乳中或者在低压与真空条件下脱氧，从而去除原料乳中存在的氧的工序。利用该工序除去氧，此外还可保护蛋白质。
“原料乳”是酸奶等的发酵乳的原料，也可称为酸奶混合物或者发酵乳混合物等。本发明中，可以适当地采用公知的原料乳。酸乳混合物既可以是杀菌前的也可以是已杀菌的。作为原料乳的具体原料而言，可以例举出水、鲜奶、杀菌处理后的奶、全脂奶粉、脱脂奶粉、颗粒乳、酪乳、乳脂、奶油、乳清蛋白浓缩物(WPC)、乳清蛋白离析物(WPI)、α-La(乳白蛋白)、β-Lg(乳球蛋白)等。也可适当添加一些预热过的明胶等。也可以预先添加酶而使乳糖适当程度地分解。原料乳是公知的，根据公知的方法进行调制即可。
在脱氧处理工序中，例如可以适当采用用于使非活性气体置换原料乳中溶有的氧的公知装置。具体而言，例如可以适当采用日本发明专利公开公报特开2001-78665、特开2001-9206或特开2005-110527(这些文献作为参考而引人本说明书中)中公开的装置，从而由非活性气体置换出原料乳中溶解的氧。非活性气体包括氦、氖、氩、氙等的稀有气体以及氮气等的气体。
另外，也可以不是采用将非活性气体混入的方法，而是通过脱氧将溶解在原料乳中的氧除去。作为这样的脱氧装置，可以适当采用日本发明专利公开公报特开2002-370006或者特开2005-304390(这些文献作为参考引人本说明书中)中所公开的装置。
在脱氧工序中，可以将原料乳中溶解的氧的含量(溶解的氧的浓度，DO)降低至5ppm以下，较佳的是3ppm以下，最好是2ppm以下。
发酵工序
发酵工序是指使原料乳发酵的工序。发酵工序可以包括两个阶段的发酵。经过发酵工序能够制得具有商品价值的发酵乳。本发明中，最好是在原料乳中混合发酵剂而进行发酵。另外，发酵工序中的原料乳含有酶。
作为“发酵剂”，可适当采用公知的发酵剂。优选的发酵剂可以是乳酸菌发酵剂。作为乳酸菌发酵剂，可以采用保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、嗜热链球菌(S.thermophilus)、乳酸乳杆菌(L.lactis)、加氏乳杆菌(L.gasseri)、双歧杆菌(Bifidobacterium)等这些菌种以及其他的通常用于制造发酵乳的乳酸菌和酵母中的一种或两种以上。在这些菌种当中，优选发酵剂是以保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)和嗜热链球菌(S.thermophilus)的混合发酵剂作为基本成分的发酵剂，该两种菌是按照国际食品法典标准作为酸乳发酵剂而标准化的菌种。以这种酸乳发酵剂为基本成分，可以按照期望获得的发酵乳来添加加氏乳杆菌(L.gasseri)、双歧杆菌(Bifidobacterium)等其他乳酸菌。发酵剂的添加量适当采用公知的发酵乳制造方法中所用的量等即可。发酵剂的接种方法按照制造发酵乳时使用的公知方法进行即可。
本发明中的酶为，在酸碱度为中性的条件下活性最佳且在呈酸性时失去活性，在具有活性的状态下，能够使原料乳中含有的乳糖分解。作为这样的酶的一个例子，有专利文献1中所公开的乳糖酶。乳糖酶例如可由细菌或酵母产生。并且，在pH值为6.3～7.5的条件下活性最佳，pH值为6.0～4.0的条件下失去活性。此外，作为乳糖酶而言，最好是乳酸克鲁维斯酵母(Kluyveromyces Lactis)产生的乳糖酶或者脆壁克鲁维酵母(Kluyveromyces Fragilis)产生的乳糖酶。乳酸克鲁维斯酵母产生的乳糖酶除了包括乳酸克鲁维斯酵母本身以外，还包括由乳酸克鲁维斯酵母衍生的乳糖酶。
关于发酵温度等发酵条件，根据添加在原料乳中的乳酸菌的种类、所要求的发酵乳的风味等适当调整即可。具体而言，例如，可以使发酵室内的温度(发酵温度)维持在30℃以上50℃以下。这样的温度乳酸菌一般都具有很好的活力，因而能够有效地促进发酵。作为此时的发酵温度而言，以40℃以上45℃以下为佳，最好是41℃以上44℃以下。
关于发酵时间，根据发酵剂与发酵温度等适当地进行调整即可，具体而言，可以为1小时以上5小时以下，也可以为2小时以上4小时以下。
从降低细菌污染的风险这样的观点来看，通常而言，会在用低温使乳糖分解后进行加热杀菌从而使酶被灭杀，之后进行发酵。然而，在本发明之后，在发酵工序，也可以在酸奶混合物(原料乳)中混入发酵剂与酶，在酶具有活性的状态下进行发酵。并且，可以通过使原料乳中含有的乳糖等分解从而产生酸，使酶失去活性。如后面的实施例所证实的，通过进行这样的处理能够有效地提高乳糖分解率。另外，由于在进行高温加热杀菌之前没有必要添加酶而进行酶促反应，因而能够简化发酵乳的制作工序并且还能够最大程度地保留发酵乳本来的风味。另外，由于进行这样的处理能够有效地提高乳糖分解率，因而没有必要分别对乳糖分解率与发酵的程度(酸度的变化)进行持续的管理，从而使产品管理变得非常容易。
若乳糖分解率为65(重量)％以上则能够制得风味较佳的发酵乳。作为乳糖分解率而言，以75(重量)％以上为佳，也可以为75(重量)％以上90(重量)％以下，或者80(重量)％以上90(重量)％以下。
实施例
下面用实施例对本发明进行更具体的说明。当然，本发明并不限于下述的实施例。将牛奶(87重量份)、脱脂奶粉(2重量份)、自来水(13重量份)溶解在一起，调制原料乳。将原料乳在95℃的条件下进行杀菌处理2分钟。之后将原料乳冷却至40℃。之后对原料乳进行脱氧处理。在经过脱氧处理后的原料乳中添加0.02重量百分比的乳糖酶(酶)以及2重量百分比明治ブルガリアヨーグルト(注册商标)用的发酵剂(乳酸菌)。之后，在40℃的条件下使原料乳发酵(反应)至pH至约为4.7。如此，即可制得发酵乳(实施例1～4)。
除了不进行脱氧处理之外，按照与上述实施例相同的方法制得了作为对比的发酵乳(比较例1与2)。另外，除了不添加酶、不进行脱氧处理外，按照与上述实施例相同的方法制得了作为另一对比的发酵乳(比较例3)。
为了测得发酵乳的风味与品质，求得了实施例1～4的发酵乳(本发明的发酵乳)以及比较例1与2的发酵乳的风味、乳糖的分解率以及发酵时间(在发酵温度为40℃的条件下使酸度达到0.7％所需的时间)。表1所示为本发明的发酵乳与比较例的发酵乳的风味、乳糖分解率以及发酵时间的各数值。
表1
进行乳糖浓度测量时，利用高效液相色谱法(HPLC)，使用的是糖分析用的正相色谱柱Asahipak NH2P-50,4.6×250mm(Shodex公司制造)以及保护柱Asahipak NH2P-50G 4A,4.6×10mm(Shodex公司制造)。
如表1所示，实施例1～4的乳糖分解率平均值为81.8(％)，标准偏差为3.4(％)；发酵时间平均值为3小时，标准偏差为5分钟。另一方面，比较例1与2的乳糖分解率平均值为88.3(％)，标准偏差为8.3(％)；发酵时间平均值为3小时15分钟，标准偏差为15分钟。由表1可知，本发明的发酵乳风味(酸味与甜味的平衡)基本相同，较稳定。而比较例中，即使是使用相同的条件来制作，得到的风味也并不相同。另外，由表1可知，本发明的发酵乳的品质(乳糖分解率)与发酵时间大致为一定(相同)，而与此相对，比较例的发酵乳的品质与发酵时间存在有差别。即，用比较例1与2的方法制作发酵乳时，并不能稳定地控制风味与品质。另外，比较例3中使用较广泛采用的方法来制作发酵乳，在该比较例3中，由于未添加乳糖酶，因而，与实施例1～4相比，其中会含有比较多的乳糖。
接下来对硬度(凝乳张力，curd tension)进行测定。凝乳张力使用新型凝乳计M302(アイテクノエンジニアリング公司(旧称饭尾电机公司)制造)进行测定。该凝乳计是以加载有100g负荷的乳酪刀来测量其相对于发酵乳的侵入角度，并用曲线表示该测定值。此时，以乳酪刀的高度为纵轴，以在100g负荷的基础上另外施加的负荷为横轴。此外，纵轴的10mm与横轴的10g为相同的距离。将直到该侵入角度曲线断裂的距离作为硬度(硬度、弹性)(g)的评价指标。
表2所示为在各制作条件下所制得的发酵乳的硬度的测量结果。
表2
试料名称 硬度(凝乳张力)
实施例1～4 45g
比较例1～2 35g
比较例3 45g
本发明的发酵乳硬度比较高，与通常的比较例3的发酵乳相同。另外，与本发明以及比较例3的发酵乳相比，比较例1与2所制得的发酵乳的硬度要低20％以上。
实施例5：同时添加酶与发酵剂这样的方式的实验(最佳温度)
作为酶，使用的是GODO-YNL10000。GODO-YNL10000(10000U/g)包含由乳酸克鲁维斯酵母产生的乳糖酶，用甘油将GODO-YNL稀释5倍而制得。因而，GODO-YNL10000的最佳活性温度、pH值以及失去活性的条件均与GODO-YNL相同。即，GODO-YNL10000引起的分解反应最适宜在35～45℃这样的中性区域进行。而在超过50℃的环境下，GODO-YNL10000渐渐失去活性。另外，在pH值为5以下的酸性环境下GODO-YNL10000渐渐失去活性。GODO-YNL10000中，甘油能够保护酶。因而，由于含有甘油，所以GODO-YNL10000的耐热性得到了提高。为了测试GODO-YNL10000的耐热性，将GODO-YNL10000在下表3所示的温度下加热1小时，将这样加热了的GODO-YNL10000与发酵剂同时添加到原料乳中，除了这一点以外，按照与实施例1相同的方法制作出了发酵乳。用F-Kit(一种酶分析法用试剂)测得了发酵完了后的乳糖分解率。其结果如表3所示。
表3
加热温度(℃) 乳糖分解率(％) 酶的状态
常温(25℃) 78.8 正常
40 80.1 正常
45 81.9 正常
50 77.1 正常
55 76.9 正常
60 54.1 活性较低
65 23.8 完全失去活性
未添加酶 23.5 -
由表3的结果可知，GODO-YNL10000的反应最佳温度为45℃左右。在乳糖分解率为65％以上时，能够制得风味较佳的发酵乳。因而，由表3的结果可知，使用GODO-YNL10000的情况下，在常温以上55℃以下的条件下能够制得较佳的发酵乳。另外，在制作发酵乳时，在低温条件下使酸奶混合物中的乳糖分解，之后对该酸奶混合物进行加热杀菌，之后调整至发酵的最佳温度。此时，加热杀菌会使酶失去活性。在通常的发酵乳的制作方法中，乳糖分解率最大也就是70％左右。而如表3所示，在同时添加GODO-YNL10000与发酵剂的情况下能够使乳糖分解率超过80％。另外，在将酶与乳酸菌同时添加至酸奶混合物中时，在发酵工序中由乳糖分解而产生的酸会使酶失去活性。
将GODO-YNL10000(乳糖酶)在常温下保持1小时，之后将该GODO-YNL10000与发酵剂同时加入酸奶混合物中，图1为表示此时的发酵乳的乳糖分解率随时间的变化以及酸度随时间的变化的图。图中的圆形标记表示乳糖分解率，方形标记表示酸度。将GODO-YNL10000(乳糖酶)在常温下保持1小时，之后将该GODO-YNL10000与发酵剂同时加入酸奶混合物中，图2为表示此时的发酵乳的乳糖分解率随时间的变化以及酸碱度(pH)随时间的变化的图。图中的圆形标记表示乳糖分解率，方形标记表示酸碱度。由图1的结果可知，随着发酵的进行乳糖被分解，则酸度上升。另外，由图2的结果可知，随着发酵的进行乳糖被分解，则酸碱度的值下降。
实施例6：对酶、发酵剂同时添加这样的方式的实验(针对添加量)
接下来，研究酶添加量的影响。将GODO-YNL10000(乳糖酶)在38℃的条件下保持1小时，之后将该GODO-YNL10000以图4所示的添加比率与发酵剂一起同时添加至酸奶混合物中，除此之外，按照与实施例4相同的方法制作发酵乳。其结果如图4所示。表中，F-kit表示由F-kit测得的测量结果，HPLC表示由高效液相色谱法测得的测量结果。
表4对GODO-YNL10000的耐热性的研究
由表4的结果可知，即使仅仅添加了0.05(重量)％左右的乳糖酶也能够得到良好的乳糖分解率。另外，在添加0.1(重量)％以上的乳糖酶时，能够获得较高的乳糖分解率。即，采用通常的发酵乳制作方法，例如，使用メディセーフ(注册商标，一种糖分测量仪器)来始终测量乳糖分解率，从而进行发酵乳的品质管理。而如表4所示，通过将酶(乳糖酶)与乳酸菌(发酵剂)同时添加到酸奶混合物中，从而能够获得极高的乳糖分解率。因而，可以说，在将酶与乳酸菌同时添加到酸奶混合物中的情况下，控制酶的添加量的话即可获得较佳的发酵乳。所以，在将酶与乳酸菌同时添加到酸奶混合物中的情况下，产品管理非常容易，而且生产效率提高。
实施例6：对同时添加酶、发酵剂这样的方式的实验(针对变动)
准备10批在实施例4中以常温状态由酶使乳糖分解后的发酵乳，用F-kit测量所得到的发酵乳的乳糖分解率。其结果如图3所示。图3为表示所得到的发酵乳的乳糖分解率的测量数据。由图3的结果可知，所得到的发酵乳的乳糖分解率较高且较稳定。
产业上应用的可能性
本发明能够应用于食品产业。

Claims (4)

1.一种对制备发酵乳的原料乳中乳糖的降解率进行控制的方法，包括使含有发酵剂与酶的原料乳发酵的发酵工序，其特征在于，
所述酶为，在酸碱度为中性的条件下活性最佳且在酸性条件下失去活性，并且，在具有活性的状态下，能够使所述原料乳中含有的乳糖分解，
所述发酵乳的制作方法还包括在所述发酵工序之前进行的对原料乳进行脱氧处理的脱氧处理工序。
2.根据权利要求1所述的对制备发酵乳的原料乳中乳糖的降解率进行控制的方法，其特征在于，所述酶为由乳酸克鲁维斯酵母产生的乳糖酶。
3.根据权利要求1所述的对制备发酵乳的原料乳中乳糖的降解率进行控制的方法，其特征在于，所述发酵工序中，通过使所述原料乳中含有的乳糖分解从而使所述酶失去活性。
4.根据权利要求1所述的对制备发酵乳的原料乳中乳糖的降解率进行控制的方法，其特征在于，所述发酵工序中，使所述原料乳的乳糖分解率为75重量％以上90重量)以下。
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