CN108835258A - 一种低酸度高蛋白发酵乳及其生产方法 - Google Patents
一种低酸度高蛋白发酵乳及其生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低酸度高蛋白发酵乳及其生产方法，包括以下步骤：(1)将标准化的脱脂奶和稀奶油通过预热、均质、杀菌、冷却后，得到标准化的混合乳；(2)在标准化的混合乳中接种发酵剂并加入凝乳酶，发酵后破乳处理；(3)将破乳后的发酵乳浓缩得到蛋白质含量6.0‑12.0％、脂肪含量0.5‑12.0％的发酵乳；(4)将浓缩后的发酵乳细化处理；(5)冷却、灌装。本发明通过在发酵过程中加入凝乳酶，让乳中的酪蛋白在pH较高的情况下就凝乳，得到酸度较低的发酵乳；制得的发酵乳中蛋白质含量6.0‑12.0％，脂肪含量0.5‑12.0％，口感好，粘度适中，质构细腻，在保质期内无乳清析出，营养价值高。
Description
技术领域
本发明涉及乳制品加工技术领域，尤其涉及一种低酸度高蛋白发酵乳及其生产方法。
背景技术
希腊酸奶、冰岛酸奶等高蛋白发酵乳的产品近十年在欧美地区非常流行。以北美非常流行的希腊酸奶为例，2015年美国希腊酸奶的销售额达到37亿美元，已经占有酸奶市场近50％的市场份额。该类产品区别于普通酸奶的最主要工艺特点就是排乳清，即将普通酸奶中的乳清经过离心或膜过滤的工艺排出。这样就能得到乳固体含量更高的产品，特别是其中的蛋白质含量一般都在普通酸奶的2倍以上。产品的粘度和堆积感也更高，奶油感更浓郁。
但是，这种经过排乳清的发酵乳产品，都是通过乳酸菌发酵牛乳，直至pH降低至酪蛋白的等电点4.6附近，再排乳清浓缩。这种做法最大的缺点就是浓缩后的发酵乳酸度更高，所以该类产品会加入更多的果酱及甜味物质来平衡这种酸。这样消费者才能接受这样的产品。
因此，研究开发一种无需加入其它物质来平衡酸，蛋白质含量高且酸度低的发酵乳制品，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低酸度高蛋白发酵乳的生产方法及由该方法制得的产品。本发明通过在发酵过程中加入凝乳酶，让乳中的酪蛋白在pH较高的情况下就凝乳，得到酸度较低的高蛋白发酵乳产品。
第一方面，本发明提供的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，包括以下步骤：
(1)将标准化的脱脂奶和稀奶油通过预热、均质、杀菌、冷却后，得到蛋白质含量≥2.9％、脂肪含量≥0.2％的标准化的混合乳；
(2)在标准化的混合乳中接种发酵剂并加入凝乳酶，在温度35-45℃条件下发酵至pH 4.80-5.50，之后破乳处理；
(3)将破乳后的发酵乳浓缩得到蛋白质含量为6.0-12.0％、脂肪含量为0.5-12.0％的发酵乳；
(4)将浓缩后的发酵乳通过平滑泵进行细化处理；
(5)将细化处理后的发酵乳冷却、灌装。
进一步的，步骤(1)中，预热的条件为：第一次预热至40-58℃，搅拌混合5-20min，再进行58-68℃条件下的第二次预热。
步骤(1)中，均质的压力为150-250bar。
步骤(1)中，杀菌的温度为75-115℃、时间为20s-20min。
步骤(2)中，发酵剂为嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种、瑞士乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌中的至少一种，发酵剂的添加量为1×106-9×107cfu/mL。
步骤(2)中，凝乳酶由以下质量份的组分构成：动物性凝乳酶1-3份、微生物性凝乳酶1-3份；凝乳酶的添加量为0.0005-0.01％。
步骤(2)中，动物性凝乳酶为小牛皱胃凝乳酶或猪胃蛋白酶，微生物性凝乳酶为米黑毛霉凝乳酶或微小毛霉凝乳酶，凝乳酶的活力为1:12000-1:18000。
步骤(3)中，破乳后的发酵乳通过分离机或膜过滤浓缩。
步骤(4)中，平滑泵的转速为50-1000rpm。
第二方面，本发明提供一种低酸度高蛋白发酵乳，其由上述任一所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法制得。所述低酸度高蛋白发酵乳的pH为4.80-5.50，蛋白质含量为6.0-12.0％，脂肪含量为0.5-12.0％，口感好，粘度适中，质构细腻，在保质期内无乳清析出，营养价值高。
本发明的有益效果是：本发明通过在发酵过程中加入凝乳酶，让乳中的酪蛋白在pH较高的情况下就凝乳，得到酸度较低的高蛋白发酵乳产品，得到的低酸度高蛋白发酵乳的pH为4.80-5.50，蛋白质含量为6.0-12.0％，脂肪含量为0.5-12.0％，口感好，粘度适中，质构细腻，在保质期内无乳清析出，营养价值高。
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：
在一个具体的实施方式中，提供了一种低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，该方法包括以下步骤：
(1)将标准化的脱脂奶和稀奶油通过预热、均质、杀菌、冷却，得到蛋白质含量≥2.9％、脂肪含量≥0.2％的标准化的混合乳；
(2)在标准化的混合乳中接种发酵剂并加入凝乳酶，在温度35-45℃条件下发酵至pH 4.80-5.50，之后破乳处理；
(3)将破乳后的发酵乳浓缩得到蛋白质含量6.0-12.0％、脂肪含量0.5-12.0％的发酵乳；
(4)将浓缩后的发酵乳通过平滑泵进行细化处理；
(5)将细化处理后的发酵乳冷却、灌装。
本发明发酵剂在发酵过程中不断产生乳酸，使发酵乳的pH不断降低，在没有加入凝乳酶的情况下，pH在4.6以下时发酵终止；本发明通过在发酵过程加入凝乳酶，凝乳酶水解κ-酪蛋白的Phe105-Met106之间的肽键，破坏酪蛋白胶束使牛奶凝结，使得乳中的酪蛋白在pH较高的情况下就凝乳，从而得到酸度较低的高蛋白发酵乳产品。
需要进一步说明的，步骤(1)中，预热的条件为：第一次预热至40-58℃，搅拌混合5-20min，再进行58-68℃条件下的第二次预热；其中，第一次预热温度较优的为45-53℃，搅拌时间较优的为10-15min，第二次预热温度较优的为62-64℃。
上述步骤(1)中，均质的压力为150-250bar，其中，均质压力较优的为180-220bar。所述均质不仅使得原料形成均一分散的料液体系，而且能够进一步降低料液的粘度，有利于维持发酵乳的组织状态。
上述步骤(1)中，杀菌的温度为75-115℃、时间为20s-20min，较优的，杀菌温度为85-95℃，杀菌时间为3-8min。所述杀菌用于杀死混合乳中的致病菌或其它有害菌。
上述步骤(2)中，发酵剂为嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种、瑞士乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌中的至少一种，发酵剂的添加量为1×106-9×107cfu/mL，较优的，选择保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和其它一种及以上菌种搭配使用，菌种添加量为1×106-9×107cfu/mL，更佳的为3×106-1×107cfu/mL，上述cfu/mL为每毫升脱脂乳中的活菌数量。所述发酵剂在温度35-45℃条件下发酵3-8h，发酵终点的pH为4.80-5.50，发酵终点较优的控制在pH4.80-5.20。
上述步骤(2)中，凝乳酶由以下质量份的组分构成：动物性凝乳酶1-3份、微生物性凝乳酶1-3份。其中较优的，动物性凝乳酶为小牛皱胃凝乳酶或猪胃蛋白酶，微生物性凝乳酶为米黑毛霉凝乳酶或微小毛霉凝乳酶；凝乳酶的添加量为0.0005-0.01％，较优的凝乳酶添加量控制在0.002-0.007％。凝乳酶的活力为1:12000-1:18000。
本发明所选凝乳酶的组分，在所述的发酵温度和pH下，凝乳酶的活力达到最佳，使发酵乳在3-8h的短时间内达到凝乳状。
上述步骤(2)中，优选浓缩后发酵乳的蛋白质含量7.5-9.5％，脂肪含量1.5-8.0％。浓缩主要蒸发发酵乳中的水分，蛋白质、脂肪等成分也有不同程度的损失，排乳清后得到的酸奶的口感醇厚。
上述步骤(3)中，破乳后的发酵乳通过分离机或膜过滤浓缩。
上述步骤(4)中，平滑泵的转速为50-1000rpm。平滑泵的转速控制非常重要，转速过低，产品质构粗糙，转速过高，产品粘度损失很大，同样影响口感。因此，经过试验总结，较优的转速控制在300-700rpm。
上述步骤(5)中，经过冷却器冷却到6-20℃，冷却温度较优控制在8-14℃。
结合对比例3亦可知，在优选发酵和复配参数的范围之外时，通过发酵并加入凝乳酶制得的低酸度高蛋白发酵乳的品质发生明显的下降。而在优选范围之内，第一次预热温度、第二次预热温度、均质压力、凝乳酶的添加量、平滑泵转速相互影响，使得制备获得的发酵乳的品质达到更佳。
本发明还提供了由所述的生产方法制得的低酸度高蛋白发酵乳。上述生产方法制得的低酸度高蛋白发酵乳的pH 4.80-5.50，蛋白质含量为6.0-12.0％，脂肪含量为0.5-12.0％，口感好，粘度适中，质构细腻，在保质期内无乳清析出，营养价值高。
下面通过实施例进一步说明上述具体实施方式，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。实施例中所使用的试剂若未加说明，均为分析纯试剂，购买自国药集团。其他试验仪器、试剂、菌种，如未做特别说明，均可通过商业途径直接购得。
实施例1
一种低酸度高蛋白发酵乳的生产方法包括以下步骤：
(1)标准化、预热、均质、杀菌、冷却：将标准化的脱脂奶和稀奶油第一次预热至52℃，搅拌混合10min，第二次预热至63℃，经过200bar的压力均质，再经过温度为95℃、时间为4min的条件下杀菌处理，然后冷却到42℃，得到标准化的乳，蛋白质含量为3.3％，脂肪含量为1.0％；
(2)接种、加凝乳酶、发酵、破乳：杀菌冷却后的乳，接种质量比为1:1的嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌，菌种的添加量为9×107cfu/mL，并投入凝乳酶0.004％(质量百分含量)，凝乳酶的活力为1:12000，在温度42℃条件下发酵至pH 4.95，之后破乳处理；其中，凝乳酶由以下质量份的组分构成：小牛皱胃凝乳酶1份、微小毛霉凝乳酶3份；
(3)浓缩：破乳后的发酵乳经过膜过滤浓缩得到蛋白质含量为8.5％、脂肪含量为2.4％的高蛋白发酵乳；
(4)平滑处理：浓缩后的高蛋白发酵乳，经过平滑泵450rpm的转速细化处理；
(5)冷却：平滑处理后的高蛋白发酵乳，经过冷却器冷却到6℃。
(6)灌装：冷却后的高蛋白发酵乳，经过洁净的灌装机灌装到特定的容器中即得到产品。
上述生产方法制得的低酸度高蛋白发酵乳的pH为4.95，蛋白质含量为8.5％，脂肪含量为2.4％。
实施例2
一种低酸度高蛋白发酵乳的生产方法包括以下步骤：
(1)标准化、预热、均质、杀菌、冷却：将标准化的脱脂奶和稀奶油第一次预热至58℃，搅拌混合5min，第二次预热至68℃，经过250bar的压力均质，再经过温度为115℃、时间为20s的条件下杀菌处理，然后冷却到35℃，得到标准化的乳，蛋白质含量为3.0％，脂肪含量为3.2％；
(2)接种、加凝乳酶、发酵、破乳：杀菌冷却后的乳，接种质量比为1:1:1的乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种和嗜酸乳杆菌，菌种的添加量为1×107cfu/mL，并投入凝乳酶0.01％(质量百分含量)，凝乳酶的活力为1:18000，在温度35℃条件下发酵至pH 5.50，之后破乳处理；其中，凝乳酶由以下质量份的组分构成：猪胃蛋白酶3份、微小毛霉凝乳酶1份；
(3)浓缩：破乳后的发酵乳经过离心浓缩得到蛋白质含量6.0％、脂肪含量6.1％的高蛋白发酵乳；
(4)平滑处理：浓缩后的高蛋白发酵乳，经过平滑泵50rpm的转速细化处理；
(5)冷却：平滑处理后的高蛋白发酵乳，经过冷却器冷却到20℃；
(6)灌装：冷却后的高蛋白发酵乳，经过洁净的灌装机灌装到特定的容器中即得到产品。
上述生产方法制得的低酸度高蛋白发酵乳的pH为5.50，蛋白质含量为6.0％，脂肪含量为6.1％。
实施例3
一种低酸度高蛋白发酵乳的生产方法包括以下步骤：
(1)标准化、预热、均质、杀菌、冷却：将标准化的脱脂奶和稀奶油第一次预热至40℃，搅拌混合20min，第二次预热至58℃，经过150bar的压力均质，再经过温度为75℃、时间为20min的条件下杀菌处理，然后冷却到45℃，得到标准化的乳，蛋白质含量为2.9％，脂肪含量为0.1％；
(2)接种、加凝乳酶、发酵、破乳：杀菌冷却后的乳，接种质量比为2:1:1的嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌，菌种的添加量为1×106cfu/mL，并投入凝乳酶0.0005％(质量百分含量)，凝乳酶的活力为1:15000，在温度45℃条件下发酵至pH 4.80，之后破乳处理；其中，凝乳酶由以下质量份的组分构成：小牛皱胃凝乳酶1份、米黑毛霉凝乳酶1份；
(3)浓缩：破乳后的发酵乳经过离心浓缩得到蛋白质含量12.0％、脂肪含量0.1％的高蛋白发酵乳；
(4)平滑处理：浓缩后的高蛋白发酵乳，经过平滑泵600rpm的转速细化处理；
(5)冷却：平滑处理后的高蛋白发酵乳，经过冷却器冷却到12℃；
(6)灌装：冷却后的高蛋白发酵乳，经过洁净的灌装机灌装到特定的容器中即得到产品。
上述生产方法制得的低酸度高蛋白发酵乳的pH为4.80，蛋白质含量为12.0％，脂肪含量为0.1％。
实施例4
一种低酸度高蛋白发酵乳的生产方法包括以下步骤：
(1)标准化、预热、均质、杀菌、冷却：将标准化的脱脂奶和稀奶油第一次预热至50℃，搅拌混合12min，第二次预热至64℃，经过210bar的压力均质，再经过温度为85℃、时间为8min的条件下杀菌处理，然后冷却到39℃，得到标准化的乳，蛋白质含量为2.9％，脂肪含量为3.4％；
(2)接种、加凝乳酶、发酵、破乳：杀菌冷却后的乳，接种质量比为1:1:1的嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌，菌种的添加量为5×106cfu/mL，并投入凝乳酶0.005％(质量百分含量)，凝乳酶的活力为1:15000，在温度39℃条件下发酵至pH 5.00，之后破乳处理；其中，凝乳酶由以下质量份的组分构成：猪胃蛋白酶2份、米黑毛霉凝乳酶1份；
(3)浓缩：破乳后的发酵乳经过膜过滤浓缩得到蛋白质含量12.0％、脂肪含量12.0％的高蛋白发酵乳；
(4)平滑处理：浓缩后的高蛋白发酵乳，经过平滑泵1000rpm的转速细化处理；
(5)冷却：平滑处理后的高蛋白发酵乳，经过冷却器冷却到16℃；
(6)灌装：冷却后的高蛋白发酵乳，经过洁净的灌装机灌装到特定的容器中即得到产品。
上述生产方法制得的低酸度高蛋白发酵乳的pH为5.00，蛋白质含量为12.0％，脂肪含量为12.0％。
对比例1
在实施例1基础上去除凝乳酶。
一种高蛋白发酵乳的生产方法包括以下步骤：
(1)标准化、预热、均质、杀菌、冷却：将标准化的脱脂奶和稀奶油第一次预热至52℃，搅拌混合10min，第二次预热至63℃，经过200bar的压力均质，再经过温度为95℃、时间为4min的条件下杀菌处理，然后冷却到42℃，得到标准化的乳，蛋白质含量为3.3％，脂肪含量为1.0％；
(2)接种、发酵、破乳：杀菌冷却后的乳，接种质量比为1:1的嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌，菌种的添加量为9×107cfu/mL，在温度42℃条件下发酵至pH 4.95，之后破乳处理；
(3)浓缩：破乳后的发酵乳经过膜过滤浓缩得到蛋白质含量8.5％、脂肪含量2.4％的高蛋白发酵乳；
(4)平滑处理：浓缩后的高蛋白发酵乳，经过平滑泵450rpm的转速细化处理；
(5)冷却：平滑处理后的高蛋白发酵乳，经过冷却器冷却到6℃；
(6)灌装：冷却后的高蛋白发酵乳，经过洁净的灌装机灌装到特定的容器中即得到产品。
对比例2
在实施例1基础上增加凝乳酶用量。
一种高蛋白发酵乳的生产方法包括以下步骤：
(1)标准化、预热、均质、杀菌、冷却：将标准化的脱脂奶和稀奶油第一次预热至52℃，搅拌混合10min，第二次预热至63℃，经过200bar的压力均质，再经过温度为95℃、时间为4min的条件下杀菌处理，然后冷却到42℃，得到标准化的乳，蛋白质含量为3.3％，脂肪含量为1.0％；
(2)接种、加凝乳酶、发酵、破乳：杀菌冷却后的乳，接种质量比为1:1的嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌，菌种的添加量为9×107cfu/mL，并投入凝乳酶0.03％，在温度42℃条件下发酵至pH 4.95，之后破乳处理；其中，凝乳酶由以下质量份的组分构成：小牛皱胃凝乳酶1份、微小毛霉凝乳酶3份；
(3)浓缩：破乳后的发酵乳经过膜过滤浓缩得到蛋白质含量8.5％、脂肪含量2.4％的高蛋白发酵乳；
(4)平滑处理：浓缩后的高蛋白发酵乳，经过平滑泵450rpm的转速细化处理；
(5)冷却：平滑处理后的高蛋白发酵乳，经过冷却器冷却到6℃；
(6)灌装：冷却后的高蛋白发酵乳，经过洁净的灌装机灌装到特定的容器中即得到产品。
将本发明实施例1-4和对比例1-2得到的发酵乳进行粘度、粉感、乳清析出等测试，测试方法如下所述：
粘度测试方法：采用粘度仪proRheo R180的3#转子测试，测定温度10℃±0.5℃，转速64rpm，测试间隔时间为10s。
粉感测试方法：经过专业感官品评师测试，打分结果为1-10，“1”代表粉感最弱，“10”代表粉感最强。
乳清析出测试方法：将产品表面析出的乳清倒入量筒中测量。
测试结果见表1。如表1所示，对比例1中不加凝乳酶条件下发酵提前终止，得到的浓缩发酵乳粘度很低，且排出的酸乳清中蛋白质含量很高，因此产品得率低。而加了凝乳酶的用量，得到的产品粉感非常强烈，消费者接受度很低，同时发现由于凝乳酶添加量高，产品乳清析出非常严重，严重影响产品品质。
表1样品对比结果
对比例3
将实施例1中的第一次预热温度、第二次预热温度、均质压力、凝乳酶的添加量、平滑泵转速逐一进行调整，获得了以下一组不同方法制备的发酵乳，使用上述方法测定制得的发酵乳的粘度、粉感和乳清析出情况，结果如表2所示。
参照表2所示的结果中可以得出，将所述低酸度高蛋白发酵乳的制备方法中第一次预热温度、第二次预热温度、均质压力、凝乳酶的添加量、平滑泵转速调整到优选范围之外的时候，生产方法制备的发酵乳的品质明显下降。
表2不同方法制备的低酸度高蛋白发酵乳的品质
以上所述实施方式仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将标准化的脱脂奶和稀奶油通过预热、均质、杀菌、冷却后，得到蛋白质含量≥2.9％、脂肪含量≥0.2％的标准化的混合乳；
(2)在标准化的混合乳中接种发酵剂并加入凝乳酶，在温度35-45℃条件下发酵至pH4.80-5.50，之后破乳处理；
(3)将破乳后的发酵乳浓缩得到蛋白质含量6.0-12.0％、脂肪含量0.5-12.0％的发酵乳；
(4)将浓缩后的发酵乳通过平滑泵进行细化处理；
(5)将细化处理后的发酵乳冷却、灌装。
2.根据权利要求1所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，预热的条件为：第一次预热至40-58℃，搅拌混合5-20min，再进行58-68℃条件下的第二次预热。
3.根据权利要求1所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，均质的压力为150-250bar。
4.根据权利要求1所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，其特征在于，步骤(1)中，杀菌的温度为75-115℃、时间为20s-20min。
5.根据权利要求1所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，其特征在于，步骤(2)中，发酵剂为嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、乳酸乳球菌乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种、瑞士乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌中的至少一种，发酵剂的添加量为1×106-9×107cfu/mL。
6.根据权利要求1所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，其特征在于，步骤(2)中，凝乳酶由以下质量份的组分构成：动物性凝乳酶1-3份、微生物性凝乳酶1-3份；凝乳酶的添加量为0.0005-0.01％。
7.根据权利要求6所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，其特征在于，步骤(2)中，动物性凝乳酶为小牛皱胃凝乳酶或猪胃蛋白酶，微生物性凝乳酶为米黑毛霉凝乳酶或微小毛霉凝乳酶，凝乳酶的活力为1:12000-1:18000。
8.根据权利要求1所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，其特征在于，步骤(3)中，破乳后的发酵乳通过分离机或膜过滤浓缩。
9.根据权利要求1所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法，其特征在于，步骤(4)中，平滑泵的转速为50-1000rpm。
10.一种低酸度高蛋白发酵乳，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的低酸度高蛋白发酵乳的生产方法制得。
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