CN1072820A - 乳制品 - Google Patents

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Abstract

一种生产脱水酸化乳的方法，该方法用至少一种 嗜热链球菌菌株与一种专一形成乳酸L(+)的瑞士 乳杆菌菌株的组合物，将奶发酵到pH为4.0至5.0， 然后干燥。

Description

本发明涉及生产脱水酸化乳的方法和用这种方法得到的脱水酸化乳。
已知酸化乳（如酸牛奶），例如凝胶或饮料状的酸牛奶，会对健康有益。
在这方面，法国专利2，506，129（Evog）回顾了这样一个事实：在用来制造酸牛奶的传统微生物组合物中，保加利亚乳杆菌因其形成香味、快速酸化和形成乳酸D（-）而特别出名，而嗜热链球菌则以形成稠厚的凝胶、缓慢酸化和形成乳酸L（+）著称。为了制得类似的稠厚凝胶，该专利提出长双岐杆菌菌株DSM  2054，它的特点是形成乳酸L（+），因为具有不寻常的酸化能力而被选用。
英国专利1，512，890（Yakult  Honsha  K.K.）叙述了用发酵法生产酸化乳饮料，使用能快速生成乳酸的瑞士乳杆菌菌株和几乎不产酸的干酪乳杆菌菌株的组合物，选择这些菌株使它们的组合物引起快速酸化而不生成会使终产物带有不良风味的任何联乙酰或其它副产物。
美国专利4，399，220（Smiley）回顾了瑞士乳杆菌，特别是瑞士乳杆菌jugurti亚种，传统上用来生产硬干酪。该美国专利提出一种生产这种微生物的培养物的方法，该微生物的酸化能力仍十分稳定。
本发明所论述的问题是提供一种能够以工业规模实施的生产脱水酸化乳的方法，它能达到比较低的pH值而不造成任何的蛋白质分离，所生产的产品的特点是具有良好的保藏特性，并且对其预期消费者尤其是幼儿和婴儿的健康有益。
为此，在本发明生产脱水酸化乳的方法中：
配制一种水溶液或乳状液，其干物质含量为10%到40%，其组成与奶相似;
将该溶液用至少一种嗜热链球菌（Streptococcus  thermophilus）菌株和一种专一形成乳酸L（+）的瑞士乳杆菌（Lactobacillushelveticus）菌株的组合物发酵到pH为4.0至5.0;
将溶液干燥到水含量低于3%（重量）。
已经发现，此方法可以有效地以工业规模实施而没有任何蛋白质分离的危险，而且尽管在发酵阶段达到比较低的pH值，也不会产生任何问题。类似地，用这种方法得到的产物具有良好的保藏特性，特别是在密封涂漆镀锡罐中于惰性气氛（例如CO2和/或N2）和20到27℃的温度下保存12到24个月后，其感官质量不发生任何变化，它对预期消费者的健康能有效地产生有益作用。
本发明的方法可以使用任何起始材料来进行，只要这些材料能将合在一起后组成与奶（例如牛奶或人奶）类似的各种组分混合起来。
本发明方法的第一个优选实施方案包括：配制一种水溶液，其干物质含量为15%至40%（重量），其组成与全脂牛奶或脱脂牛奶类似，例如可任选地含有外加的乳脂/或植物油脂（如奶油、玉米油和/或椰子油）以及碳水化合物（如麦芽糖糊精、蔗糖、淀粉和/或乳糖）。为此，可以将粉状牛奶复原或是将牛奶浓缩到所希望的干物质含量，并且任选地加入上述油脂和/或碳水化合物。
所述类型的溶液可以含有由75%到82%（重量）酪蛋白和18%至25%（重量）乳清蛋白组成的蛋白质。
该溶液最好是在发酵到pH值为4.0至5.0后喷雾干燥。
本发明方法的第二个优选实施方案包括配制一种水溶液，其干物质含量为10%至40%（重量），其组成适合婴儿的需要。为此，可以将诸如第一部分无机盐、酸性酪蛋白或酪蛋白酸钾、血清蛋白、乳油和/或玉米油及奶粉等各种组分混合在一起，更具体地说，按照为模拟人奶组成而设计的比例混合;可以任选地加入碳水化合物，例如麦芽糖糊精、蔗糖、淀粉和/或乳糖;可以通过与软化水相混合，将所有这些组分复原至所要求的干物质含量。在这一阶段可以将溶液均化，特别是以一步或两步，在例如50到200巴的压力下均化。
这样形成的溶液可以含有由40%到82%（重量）酪蛋白和18%到60%（重量）乳清蛋白组成的蛋白质。
在溶液已发酵到pH值为4.0至5.0之后，最好将其减压蒸发浓缩到干物质含量为40%至55%（重量），补充维生素并任选地补充第二部分无机盐，然后喷雾干燥。这种任选的第二部分无机盐特别可以含有Ca和Mg盐，它们最好是在蒸发之后和干燥之前、甚至干燥之中或之后加入。
已经发现，在最初的混合期间或是在蒸发之后和干燥之前加入卵磷脂是有益的。最后，任选的碳水化合物也可以在干燥之后而不是在最初的混合期间加入，尤其是在炎热天气，这时会出现由于干燥喷嘴中粘结而引起的问题。
在本发明方法的每个优选实施方案中，溶液最好用1%至5%（体积）的培养物或培养物混合物接种发酵，并且在37至45℃的温度培养2至15小时，每毫升培养物中含有107至109个至少一种嗜热链球菌和107-109个瑞士乳杆菌。
这一发酵过程可以不连续地即分批地进行，也可以连续进行。例如，在本发明方法的一个特别适合以工业规模应用的优选实施方案中，以两个接续的步骤连续进行发酵。在第一个步骤中，可以在37至45℃的温度下培养0.5到5小时，直到pH为5.0到6.0，最好是pH为5.1至5.7。在第二个步骤中，可以在37至45℃的温度下培养1至10小时，直到pH为4.0到5.0，最好是pH为4.5至4.8。
这些发酵步骤可以在连续生产线上的两个接续的发酵罐中进行，每个发酵罐中所处理的溶液的体积与所要求的停留时间成正比。
这种操作方法特别适合于使构成共生组合物的两种微生物都起最佳作用，第一个发酵步骤特别有利于嗜热链球菌菌株起作用，第二个发酵步骤则特别有利于瑞士乳杆菌菌株起作用。
在本发明方法的各实施方案中，嗜热链球菌菌株可以从例如市售的用于生产酸牛奶的菌株或从酸牛奶中分离出的菌株中选择。瑞士乳杆菌菌株由于能够专一地形成乳酸L（+）而可被选用，可以从例如市售的用来生产干酪或酸化乳的菌株或从干酪或酸化乳中分离出的菌株中选择。
在所选择的各种菌株中，有三种根据《布达佩斯条约》于1991年10月15日）保藏在巴斯德研究所（Institut  Pasteur，28  rue  du  Dr.Roux，75724  Paris，Cedex  15，France）国家微生物培养物标本库（CNCM），指定保藏号为CNCM  Ⅰ-1154、CNCM  Ⅰ-1155和CNCM  Ⅰ-1156。
它们的形态和性质的细节说明如下：
形态
在显微镜下检查，这些菌株的形状是较为细长的小棒。
它们是微需氧的革兰氏阳性细菌，不形成孢子。
代谢
这些细菌行同型乳酸发酵，形成的最终产物是乳酸。
对每种细菌进行各种试验得出以下结果：过氧化氢酶活性（-），产二氧化碳（-），凝乳（+），精氨酸水解（-）。
它们发酵下列糖：
CNCM  CNCM  CNCM
I-1154  I-1155  I-1156
L-阿拉伯糖  -  -  -
D-木糖  -  -  -
D-葡萄糖  +  +  +
D-甘露糖  +  -  +
D-果糖  +  -  -
半乳糖  +  +  +
乳糖  +  +  +
麦芽糖  -  -  -
蔗糖  -  -  -
海藻糖  -  -  -
棉子糖  -  -  -
水杨苷  -  -  -
纤维二糖  -  -  -
D-山梨糖醇  -  -  -
D-甘露糖醇  -  -  -
肌醇  -  -  -
甘油  -  -  -
淀粉  -  -  -
生长培养基
这些菌株可以在MRS培养基或含有10%干物质的复原脱脂奶上培养。最佳温度为40-45℃。在复原脱脂奶中24小时后的pH约为3.40。
特征
这三个菌株专一地（＞99%）产生乳酸L（+）。
本发明还涉及用本发明方法得到的产品。此产品特别打算供幼儿和婴儿用，对他们的健康有益，与类似的传统产品相比，特别能防止腹泻。
在此产品的一个具体实施方案中，还可以加入一种冷冻干燥的双岐杆菌培养物。
以下的实施例用来说明本发明的方法和产品。还叙述了各种试验以说明产品质量。在这些实施例和试验中，除非另外指明，百分含量按重量计。
实施例1
将玉米油、蔗糖、麦芽糖糊精和淀粉加到全脂牛奶中，使得到的溶液具有以下组成（按干物质的重量百分数计）：
乳脂  18.2
玉米油  4.6
奶蛋白  14.5
（包括约80%酪蛋白和约20%乳清蛋白）
乳糖  21.2
蔗糖  15.5
麦芽糖糊精  16.5
淀粉  6.2
矿物质  3.2
利用减压蒸发，将此溶液浓缩至含33%干物质。
将浓缩溶液用5%（体积）培养物接种，培养物中每毫升含约108个商品嗜热链球菌和约108个瑞士乳杆菌CNCM Ⅰ-1154株。浓缩溶液可以在43℃发酵约12.5小时，到pH值为4.2至4.3。将发酵过的溶液喷雾干燥。
得到了特别供幼儿用的脱水酸化乳，即酸化奶粉，它可以按约140克奶粉用约900毫升水的比例用水复原。此奶粉的残余水含量约为2%，在密封涂漆镀锡罐中于27℃下保持至少12个月不变。
实施例2
步骤与实施例1所述相同，不同的是浓缩溶液用瑞士乳杆菌CNCM  Ⅰ-1155株代替CNCM  Ⅰ-1154株接种。
所得的脱水酸化乳的性质与实施例1中得到的产品相似。
实施例3
步骤与实施例1所述相同，不同的是浓缩溶液用瑞士乳杆菌CNCM  Ⅰ-1156株代替CNCM  Ⅰ-1154株接种。
所得的脱水酸化乳的性质与实施例1所得的产品相似。
试验1
对实施例1中得到的脱水酸化乳在奶瓶中进行微生物增殖试验。
为此，按139克奶粉用900毫升水的比例，用水将脱水酸化乳复原，并且用各种病原微生物接种。
为比较起见，用同样的微生物对组成适合婴儿需要的复原非酸化脱水乳进行接种。
所用的病原微生物是鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和蜡状芽孢杆菌。它们的接种量为每毫升复原奶104-105个病原菌。在37℃下培养8小时后对各自的种群计数。所得结果列在下面的表1中：
表1
奶瓶微生物增殖试验
（最初用104-105个细菌/毫升接种，在37℃培养8小时）
受试产品  鼠伤寒沙  大肠杆菌  金黄色葡  蜡状牙孢
门氏菌  萄球菌  杆菌
未酸化的对比样 4.2×1079.1×1078.0×1068.0×106
实施例1 <10 <10 2.2×1032.3×104
的脱水酸化乳
因此，可以看出，实施例1得到的脱水酸化乳完全抑制了金黄色葡萄球菌和蜡状牙孢杆菌的生长，甚至使鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌失活。
实施例4
将第一部分无机盐、酪蛋白酸钾、脱盐乳清蛋白、乳油、脱脂奶粉、麦芽糖糊精和软化水混合，得到干物质含量为20%（重量）的溶液，其组成如下（以干物质的重量百分数计）：
乳脂  19.4
玉米油  4.8
（随后趁热加入）
卵磷脂  0.5
（随后趁热加入）
奶蛋白  12.9
（50%酪蛋白，50%乳清蛋白）
乳糖  45.4
麦芽糖糊精  15.0
矿物质  2.0
（包括在干燥之前、之中和之后加入的Ca和Mg）
在预热到80℃之后，加入玉米油。向溶液注入125℃的蒸汽5秒钟进行热处理。然后在43℃和75巴的压力下将溶液均化。均化溶液或乳状液随后用2%（体积）培养物接种，培养物中每毫升含有约108个商品嗜热链球菌和约108个瑞士乳杆菌CNCM Ⅰ-1154株。
将溶液在43℃发酵4.5小时，至pH值为4.2至4.3，然后冷却到10℃。
然后将溶液预热到75℃，蒸发浓缩到干物质含量为48%。加入卵磷脂。然后加入第二部分无机盐，即钙和镁盐，将溶液喷雾干燥。
得到了特别供婴儿用的脱水酸化乳，即酸化奶粉，它可以按135克奶粉用约900毫升水的比例用水复原。奶粉的残余水含量约为2%，在密封涂漆镀锡罐中于27℃下至少12个月保持不变。
实施例5
步骤如实施例4所述，不同的是用瑞士乳杆菌CNCM  Ⅰ-1155株代替CNCM  Ⅰ-1154株对溶液或乳状液接种。
得到的脱水酸化乳的性质与实施例4所得的产品相似。
实施例6
步骤如实施例4所述，不同的是用瑞士乳杆菌CNCM  Ⅰ-1156株代替CNCM  Ⅰ-1154株对溶液或乳状液接种。
得到的脱水酸化乳的性质与实施例4所得的产品相似。
试验2
实施例4中得到的脱水酸化乳在奶瓶中进行微生物增殖试验。
为此，按134克奶粉用900毫升水的比例，用水将脱水酸化乳复原，按照前面试验1中所述的同样方法，用各种病原微生物接种。
下面的表2列出了在37℃下培养8小时后得到的结果，并且对照一个组成相似但未酸化的复原脱水乳样品的结果进行比较。
表2
奶瓶微生物增殖试验
（最初接种104-105个病原菌/毫升，在37℃培养8小时）
受试产品  鼠伤寒沙  大肠杆菌  金黄色葡  蜡状芽孢
门氏菌  萄球菌  杆菌
未酸化的对比样 4.2×1079.1×1078.0×1068.0×106
实施例4的 10 10 1.3×1041.9×104
脱水酸化乳
因此，可以看出，实施例4中得到的脱水酸化乳完全抑制了这四种病原微生物的生长，甚至使鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌失活。
试验3
对实施例4中得到的脱水酸化乳进行了验收试验。
此试验涉及25名婴儿降生后的头3个月。跟踪他们身高和体重的发育，记录吐奶、大便的频率及稠度。
由这项研究的结果建立的生长曲线恰好位于在欧洲认为是正常的范围的中间，比典型的平均曲线的斜率略高。
对吐奶和大便的监测结果列在下面的表3中，表中列出了每千克婴儿每天消耗的奶量（毫升，括号内数值）的平均值和每天吐奶少于2次的婴儿百分数，以及每天大便次数和稠度与标出的数字及说明相应的婴儿百分数。
表3
婴儿使用实施例4脱水酸化乳的验收试验
第一个月  第二个月  第三个月
耗奶量(毫升/千克)  175(120-243)  160(107-203)  142(85-181)
吐奶<2  86  94  93
大便次数<1  4  10  18
1-3  83  80  70
<4  13  10  12
大便稠度  坚实  63  54  50
柔软  33  32  35
液体  4  14  15
这些结果反映了婴儿对脱水酸化乳的良好耐受性和相对较低的吐奶倾向。
实施例7
将第一部分无机盐、酪蛋白酸钾、脱盐乳清蛋白、乳油、脱脂奶粉、麦芽糖糊精和软化水连续混合，每小时得到4000升溶液，其干物质含量为20%（重量），其组成如下（以干物质重量百分数计）：
乳脂  19.2
玉米油  5.3
（随后趁热加入）
卵磷脂  0.5
（随后趁热加入）
奶蛋白  12.8
（50%酪蛋白，50%乳清蛋白）
乳糖  45.7
麦芽糖糊精  14.6
矿物质  1.9
（包括干燥之前、之中和之后加入的Ca和Mg）
将溶液在板式热交换器中连续预热到80℃，加入玉米油。然后注入125℃的蒸汽5秒钟对溶液进行热处理。将溶液在43℃分两步均化，第一步压力为150巴，第二步压力为50巴。均化溶液或乳状液用1%（体积）每毫升约含5×108个两种商品嗜热链球菌菌株的培养物和3%（体积）每毫升约含2×108个瑞士乳杆菌CNCM Ⅰ-1154株的培养物接种。
将溶液先在4000升发酵罐中于42℃下发酵约1小时，至pH为5.5，然后在6000升发酵罐中于42℃下发酵约1.5小时，至pH为4.7。在板式热交换器中将溶液预热到75℃，然后在一个三级降膜式蒸发器中蒸发浓缩到干物质含量为50%。随后加入卵磷脂。加入第二部分无机盐，即，Ca和Mg盐，然后将溶液喷雾干燥。
这样就连续制得了特别供婴儿用的脱水酸化乳，即酸化奶粉，它可以按约134克奶粉用约900毫升水的比例用水复原。此奶粉的残余水含量约为2%。在密封涂漆镀锡罐中于27℃下至少12个月保持不变。
实施例8
步骤如实施例7所述，不同的是用瑞士乳杆菌CNCM  Ⅰ-1155株代替CNCM  Ⅰ-1154株对溶液或乳状液接种，而且在喷雾之后才加入第二部分无机盐。
所得的脱水酸化乳的性质与实施例7中得到的产品相似。
实施例9
步骤如实施例7所述，不同的是用瑞士乳杆菌CNCM  Ⅰ-1156株代替CNCM  Ⅰ-1154株对溶液或乳状液接种。所得的脱水酸化乳的性质与实施例7中得到的产物相似。
实施例10
将一种冷冻干燥的市售双岐杆菌加到实施例4至9中任一实施例所得的产品中，其加入量使奶粉中双岐杆菌含量约为每克5×107个。

Claims (10)

1、一种生产脱水酸化乳的方法，其中，
配制一种干物质含量为10%到40%、组成与奶类似的水溶液或乳状液；
用至少一种嗜热链球菌菌株和一种专一形成乳酸L(+)的瑞士乳杆菌菌株的组合物将溶液发酵至pH为4.0至5.0；
将溶液干燥至水含量低于3%(重量)。
2、权利要求1的方法，其中溶液用1%至5%（体积）的培养物或培养物混合物接种发酵，在37至45℃培养2至15小时，每毫升上述培养物中含有107-109个嗜热链球菌和107-109个瑞士乳杆菌。
3、权利要求1的方法，其中溶液用1%至5%（体积）的培养物或培养物混合物接种连续发酵，在第一步于37至45℃下培养0.5至5小时，至pH为5.0-6.0，在第二步培养1至10小时，至pH为4.2-5.0，上述培养物中每毫升含有107-109个嗜热链球菌和107-109个瑞士乳杆菌。
4、权利要求1的方法，其中瑞士乳杆菌菌株选自瑞士乳杆菌CNCM  I-1154、CNCM  I-1155和CNCM  I-1156株。
5、权利要求1的方法，其中，
配制一种干物质含量为15%至40%（重量）的水溶液，其组成与全脂或脱脂牛奶相近，并任选地含有外加的乳脂和/或植物油脂以及碳水化合物;
将溶液发酵到pH为4.0-5.0;
将溶液喷雾干燥。
6、权利要求5的方法，其中溶液中含有由75%-82%（重量）酪蛋白和18%-25%（重量）乳清蛋白组成的蛋白质。
7、权利要求1的方法，其中，
配制一种干物质含量为10%至40%（重量）、其组成适合婴儿需要的水溶液;
将该溶液发酵到pH为4.0至5.0;
减压蒸发浓缩到干物质含量为40%到55%（重量）;
喷雾干燥。
8、权利要求7的方法，其中将第一部分无机盐、酸性酪蛋白或酪蛋白酸钾、乳清蛋白、乳油、奶粉和软化水混合配制水溶液，在减压蒸发浓缩之后加入第二部分无机盐。
9、权利要求7的方法，其中溶液中含有由40%至82%（重量）酸性酪蛋白或酪蛋白酸钾和18%至60%（重量）乳清蛋白组成的蛋白质。
10、用权利要求1至9中任一项的方法得到的脱水酸化乳，其中任选地补充有冷冻干燥双岐杆菌培养物。
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