CN109497140A - 一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高β‑葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，涉及食品加工技术领域，本发明提供一种高β‑葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，包括以下步骤：(1)采用植物乳杆菌对预处理后的燕麦酶解液进行预发酵至滴定酸度为28～32°T得到发酵液A；(2)在步骤(1)所述的发酵液A中投入酿酒酵母和生物素进行深度发酵至滴定酸度为35～38°T得到发酵液B；所述生物素的加入量为0.2～1mg/L燕麦酶解液；(3)将步骤(2)所述发酵液B破乳得到燕麦酸奶。该方法所制备得到的燕麦酸奶口感较好，β‑葡聚糖含量高。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法。
背景技术
燕麦酸奶一般是以燕麦为原料经乳酸菌发酵得到。燕麦酸奶中含有大量活性乳酸菌，能够有效地调节体内菌群平衡，促进胃肠蠕动，且燕麦酸奶具有较强的饱腹感，燕麦含有丰富的B族维生素、膳食纤维和矿物质，有利于生理功能的调节及加快新陈代谢速度，降脂降压，清热通便，对减肥有益。
β-葡聚糖是一种人体必需的天然成分，β-葡聚糖在20世纪40年代被人发现，研究证明，β-葡聚糖可以加强巨噬细胞的活性及吞噬能力，增强人体免疫力。β-葡聚糖还能够有效改善末梢组织对胰岛素的感受，降低对胰岛素的要求，促进葡萄糖恢复正常，对糖尿病有明显的抑制和预防作用、刺激皮肤细胞活性，增强皮肤自身的免疫保护功能，高效修护皮肤，减少皮肤皱纹产生，延缓皮肤衰老。
燕麦中的β-葡聚糖在所有谷物中含量最高。但不同的加工工艺对燕麦中β-葡聚糖的含量会产生较大的影响，申请人发现，长时间加热、酶解均会导致燕麦制品中β-葡聚糖含量降低。现有技术，尚未报道过获得高β-葡聚糖含量的燕麦酸奶的制备方法。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，所制备得到的燕麦酸奶口感好，β-葡聚糖含量高。
为了达到本发明上述目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明提供一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用植物乳杆菌对预处理后的燕麦酶解液进行预发酵至滴定酸度为28～32°T得到发酵液A；
(2)在步骤(1)所述的发酵液A中投入酿酒酵母和生物素进行深度发酵至滴定酸度为35～38°T得到发酵液B，所述生物素的加入量为0.2～1mg/L燕麦酶解液；
(3)将步骤(2)所述发酵液B破乳得到燕麦酸奶。
在本发明中，所采用的植物乳杆菌属于乳酸菌的一种，植物乳杆菌能够较好地利用葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等进行产酸发酵，利用植物乳杆菌对酶解后的燕麦进行发酵能够高转化率地利用糖转化为乳酸，与此同时还能生成有机酸、细菌素、过氧化氢和双乙酰等多种抑菌物质。酿酒酵母是酵母菌的一种，在植物乳杆菌的发酵中期(此时料液滴定酸度约为28～32°T)添加酿酒酵母，酿酒酵母能够较快的生长，为β-葡聚糖的生成提供基础。
生物素为B族维生素之一，是水溶性维生素B群成员。生物素在脂肪合成、糖质新生等生化反应途径中扮演重要角色，属于食品原料，能够促进酵母生长活化，申请人发现，在经过预发酵的发酵液中添加生物素能够显著促进酿酒酵母分泌β-葡聚糖，得到的燕麦酸奶的β-葡聚糖含量更高。
优选地，步骤(1)所述植物乳杆菌的接入量为15～25DCU/100L。
优选地，步骤(2)所述酿酒酵母的接入量5～15DCU/100L。
优选地，步骤(1)所述预处理包括将所述燕麦酶解液进行高压均质和灭菌处理。
优选地，所述高压均质的压力为20～25MPa；所述灭菌处理是于90～95℃下灭菌5～10min。
优选地，步骤(1)所述预发酵的发酵温度为35～40℃。
优选地，步骤(2)所述深度发酵的发酵温度为28～35℃。
优选地，步骤(1)所述预发酵的原料还包括蔗糖，添加蔗糖能够促进酿酒酵母的生长速度，产品的口感更好。更优选地，所述蔗糖的添加量为燕麦酶解液质量的2％～6％。
优选地，步骤(1)所述燕麦酶解液为采用固定化α淀粉酶酶解燕麦得到。本发明公开以下燕麦酶解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)固定化α-淀粉酶的制备：将壳聚糖加入到2％体积浓度的乙酸溶液，充分溶解制成2％(w/v)的壳聚糖乙酸溶液，将壳聚糖乙酸溶液逐滴滴入到等体积的2mol/L的氢氧化钠溶液中，过滤收集壳聚糖白色微球，蒸馏水反复冲洗至水洗液为中性，室温下放置24h后，将该壳聚糖白色微球加入到2％(v/v)的戊二醛溶液中，壳聚糖白色微球和戊二醛溶液的质量体积比为1:10，将混合液先在35℃水浴震荡1h后置于室温下静置5h，过滤，蒸馏水冲洗至洗涤液中性，得到黄色的交联壳聚糖微球，将中温α-淀粉酶用50mmol/L的磷酸氢钠-磷酸二氢钠缓冲液配成0.1mg/ml的酶溶液，酶溶液和交联壳聚糖微球按照体积质量比为5:1进行混合，置于摇瓶器中振荡吸附2h，过滤，50mmol/L的磷酸氢钠-磷酸二氢钠缓冲液洗涤得到固定化α-淀粉酶。
(2)燕麦酶解液的制备：燕麦采用超微粉碎机粉碎后过120目筛得到燕麦粉。将燕麦粉投入蒸煮罐，加入燕麦粉5倍量(质量)的水，混合均匀后，于98℃下进行蒸煮20min得到燕麦蒸煮液。
在夹套式固定床反应器(内径40cm)装填上述的固定化α-淀粉酶，酶的装填高度为60cm，夹套温度为80℃，将燕麦蒸煮液以2.5L/min的流速从上端连续进入固定床进行固定化酶解反应，收集燕麦酶解液。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明以燕麦酶解液作为发酵原料，以植物乳杆菌和酿酒酵母作为发酵菌种，并按照一定的顺序加入，得到的燕麦酸奶组织状态细腻、均匀、无析水分层，色泽均匀、酸甜适口、具有发酵乳与燕麦特有的香味、入口醇厚饱满、黏稠适中。更重要的，申请人经多次试验发现，在深度发酵过程向发酵液中添加生物素能够显著促进酿酒酵母分泌β-葡聚糖，得到的燕麦酸奶的β-葡聚糖含量可达1.04％以上。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
植物乳杆菌：购自北京北纳创联生物技术研究院，编号BNCC336421。
酿酒酵母：购自北京北纳创联生物技术研究院，编号BNCC337309。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1：燕麦酶解液的制备
(1)固定化α-淀粉酶的制备：将壳聚糖加入到2％体积浓度的乙酸溶液，充分溶解制成2％(w/v)的壳聚糖乙酸溶液，将壳聚糖乙酸溶液逐滴滴入到等体积的2mol/L的氢氧化钠溶液中，过滤收集壳聚糖白色微球，蒸馏水反复冲洗至水洗液为中性，室温下放置24h后，将该壳聚糖白色微球加入到2％(v/v)的戊二醛溶液中，壳聚糖白色微球和戊二醛溶液的质量体积比为1:10，将混合液先在35℃水浴震荡1h后置于室温下静置5h，过滤，蒸馏水冲洗至洗涤液中性，得到黄色的交联壳聚糖微球，将中温α-淀粉酶用50mmol/L的磷酸氢钠-磷酸二氢钠缓冲液配成0.1mg/ml的酶溶液，酶溶液和交联壳聚糖微球按照体积质量比为5:1进行混合，置于摇瓶器中振荡吸附2h，过滤，50mmol/L的磷酸氢钠-磷酸二氢钠缓冲液洗涤得到固定化α-淀粉酶。
(2)燕麦酶解液的制备：燕麦采用超微粉碎机粉碎后过120目筛得到燕麦粉。将燕麦粉投入蒸煮罐，加入燕麦粉5倍量(质量)的水，混合均匀后，于98℃下进行蒸煮20min得到燕麦蒸煮液。
在夹套式固定床反应器(内径40cm)装填实施例1制备得到的固定化α-淀粉酶，酶的装填高度为60cm，夹套温度为80℃，将燕麦蒸煮液以2.5L/min的流速从上端连续进入固定床进行固定化酶解反应，收集燕麦酶解液，待用。
实施例2：燕麦酸奶的制备
取实施例1制备得到的燕麦酶解液100kg于反应器中，并加入4kg蔗糖，搅拌10min后将料液转移到高压均质机中，于25MPa下高压均质处理，均质后的料液转移至灭菌机中于90℃下灭菌5min。灭菌后的料液冷却至37℃左右后转入发酵罐，并向发酵罐接入20DCU/100L的植物乳杆菌(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)进行发酵，发酵过程中的温度控制在37℃，待发酵液滴定酸度达到30°T，将料液温度降至30℃，向发酵罐中接入10DCU/100L的酿酒酵母(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)和生物素(投入量按照0.6mg/L燕麦酶解液)，料液于30℃下发酵至料液滴定酸度为37°T，将料液降温至15℃，搅拌15min进行破乳得到燕麦酸奶。
实施例3：燕麦酸奶的制备
取实施例1制备得到的燕麦酶解液100kg于反应器中，并加入2kg蔗糖，搅拌10min后将料液转移到高压均质机中，于20MPa下高压均质处理，均质后的料液转移至灭菌机中于95℃下灭菌10min。灭菌后的料液冷却至35℃左右后转入发酵罐，并向发酵罐接入15DCU/100L的植物乳杆菌(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)进行发酵，发酵过程中的温度控制在35℃，待发酵液的滴定酸度为28°T，将料液温度降至30℃，向发酵罐中接入15DCU/100L的酿酒酵母(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)和生物素(投入量按照1mg/L燕麦酶解液)，料液于30℃下发酵至料液滴定酸度为35°T，将料液降温至15℃，搅拌15min进行破乳得到燕麦酸奶。
实施例4：燕麦酸奶的制备
取实施例1制备得到的燕麦酶解液100kg于反应器中，并加入6kg蔗糖，搅拌10min后将料液转移到高压均质机中，于25MPa下高压均质处理，均质后的料液转移至灭菌机中于95℃下灭菌5min。灭菌后的料液冷却至40℃左右后转入发酵罐，并向发酵罐接入25DCU/100L的植物乳杆菌(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)进行发酵，发酵过程中的温度控制在40℃，待发酵液的滴定酸度为32°T，将料液温度降至28℃，向发酵罐中接入5DCU/100L的酿酒酵母(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)和生物素(投入量按照0.6mg/L燕麦酶解液)，料液于28℃下发酵至料液滴定酸度为38°T，将料液降温至15℃，搅拌15min进行破乳得到燕麦酸奶。
实施例5：燕麦酸奶的制备
取实施例1制备得到的燕麦酶解液100kg于反应器中，并加入5kg蔗糖，搅拌10min后将料液转移到高压均质机中，于25MPa下高压均质处理，均质后的料液转移至灭菌机中于90℃下灭菌5min。灭菌后的料液冷却至36℃左右后转入发酵罐，并向发酵罐接入18DCU/100L的植物乳杆菌(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)进行发酵，发酵过程中的温度控制在36℃，待发酵液的滴定酸度为30°T时，将料液温度降至30℃，向发酵罐中接入10DCU/100L的酿酒酵母(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)和生物素(投入量按照0.8mg/L燕麦酶解液)，料液于30℃下发酵至料液滴定酸度为36°T后，将料液降温至15℃，搅拌15min进行破乳得到燕麦酸奶。
实施例6：燕麦酸奶的制备
取实施例1制备得到的燕麦酶解液100kg于反应器中，并加入3kg蔗糖，搅拌10min后将料液转移到高压均质机中，于25MPa下高压均质处理，均质后的料液转移至灭菌机中于90℃下灭菌10min。灭菌后的料液冷却至37℃左右后转入发酵罐，并向发酵罐接入16DCU/100L的植物乳杆菌(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)进行发酵，发酵过程中的温度控制在37℃，待发酵液的滴定酸度为31°T，将料液温度降至30℃，向发酵罐中接入8DCU/100L的酿酒酵母(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)和生物素(投入量按照0.6mg/L燕麦酶解液)，料液于30℃下发酵至料液滴定酸度为36°T，将料液降温至15℃，搅拌15min进行破乳得到燕麦酸奶。
实施例7：燕麦酸奶的制备
取实施例1制备得到的燕麦酶解液100kg于反应器中，并加入3kg蔗糖，搅拌10min后将料液转移到高压均质机中，于25MPa下高压均质处理，均质后的料液转移至灭菌机中于95℃下灭菌5min。灭菌后的料液冷却至36℃左右后转入发酵罐，并向发酵罐接入25DCU/100L的植物乳杆菌(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)进行发酵，发酵过程中的温度控制在36℃，待发酵液滴定酸度32°T，将料液温度降至31℃，向发酵罐中接入15DCU/100L的酿酒酵母(100L是指发酵罐中燕麦酶解液原料的体积)和生物素(投入量按照1mg/L燕麦酶解液)，料液于31℃下发酵至料液滴定酸度为38°T，将料液降温至15℃，搅拌15min进行破乳得到燕麦酸奶。
对比例1
与实施例2中燕麦酸奶的制备方法的不同之处在于将实施例2中燕麦酶解液替换成燕麦蒸煮液(燕麦蒸煮液的制备方法参考实施例1)。
对比例2
与实施例2中燕麦酸奶的制备方法的不同之处在于：不加入酿酒酵母和生物素。
对比例3
与实施例2中燕麦酸奶的制备方法的不同之处在于：不加入生物素。
对比例4
与实施例2中燕麦酸奶的制备方法的不同之处在于：不加入酿酒酵母。
效果实施例1
将实施例2～7及对比实施例1～4提供的燕麦酸奶进行评价，评价指标：组织状态(状态细腻、均匀、无析水分层为佳)、色泽(颜色均匀)、滋味及气味(甜酸适口、具有发酵乳与燕麦特有的香味)、口感(入口醇厚饱满、黏稠适中)，选择20名评价员对燕麦酸奶的感官进行评价，采用9分制打法，数值越高，表示喜好程度越强，测定结果以平均分表示，见表1：
表1感官评价结果
由表1可知，实施例2～7提供的燕麦酸奶组织状态细腻、均匀、无析水分层，色泽均匀、酸甜适口、具有发酵乳与燕麦特有的香味、入口醇厚饱满、黏稠适中。而对比例1提供的燕麦酸奶，各项得分都比较低，可见，以燕麦酶解液替代燕麦蒸煮液作为发酵的原料，能够显著改善产品的感官评价得分，因此，本发明提供的燕麦酸奶均以燕麦酶解液作为原料。在实施例2～7中，实施例2感官评价总分最高，实施例3感官评价总分最低，可见，适量添加酵母菌发酵对产品的组织状态、色泽、滋味与气味、口感等指标均有促进作用，这是因为酵母菌发酵过程中一方面会由于酵母菌的自溶作用使一部分β-葡聚糖溶出胞外，从而增强了燕麦酸奶的组织状态；另一方面，酵母菌发酵过程中所产生的适量酒精和酵母发酵特征香气，也促进了燕麦酸奶的滋气味与口感。但是，当酵母菌添加量过高时，由于产生的酒精含量太高，反而会对燕麦酸奶的组织状态、风味及口感产生一定的破坏作用，从而使感官评价得分下降。结合实施例2及对比例2～4，主要考察了酿酒酵母和/或生物素的加入对感官评分的影响，结果发现，适量酿酒酵母的加入对燕麦酸奶的感官评价有一定的促进作用，但作用效果相对较小。
效果实施例2
采用β-葡聚糖测定试剂盒对实施例2～7及对比例2～4提供的燕麦酸奶中的β-葡聚糖的含量进行测定(对比例1所得燕麦酸奶的感官评价得分较低，因此没有进行β-葡聚糖含量测定)，测定方法参考试剂盒说明书，测定结果见表2：
表2β-葡聚糖含量结果
由表2可知，对比例2～4提供的燕麦酸奶的β-葡聚糖含量均显著低于实施例2～7提供的燕麦酸奶中β-葡聚糖的含量。说明本发明提供的方法能够显著提高燕麦酸奶中的β-葡聚糖含量。实施例2～7提供的燕麦酸奶中β-葡聚糖的含量为1.04％～1.43％，且以实施例7中的燕麦酸奶的β-葡聚糖含量最高。由此可见，随着酿酒酵母接种量的增加，其发酵产生的β-葡聚糖数量也明显提高。对比例2和对比例4中植物乳杆菌能利用酶解燕麦粉进行发酵产生乳酸，但植物乳杆菌不能在发酵中形成β-葡聚糖，且生物素也不能促进植物乳杆菌发酵产生β-葡聚糖；对比例3中添加了酿酒酵母、但未加生物素，从结果看，酿酒酵母能够在发酵过程中产生β-葡聚糖，但在此发酵时间内获得的β-葡聚糖并不高，而添加生物素后能够明显促进酿酒酵母产生β-葡聚糖。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用植物乳杆菌对预处理后的燕麦酶解液进行预发酵至滴定酸度为28～32°T得到发酵液A；
(2)在步骤(1)所述的发酵液A中投入酿酒酵母和生物素进行深度发酵至滴定酸度为35～38°T得到发酵液B；所述生物素的加入量为0.2～1mg/L燕麦酶解液；
(3)将步骤(2)所述发酵液B破乳得到燕麦酸奶。
2.根据权利要求1所述的一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述植物乳杆菌的接入量为15～25DCU/100L。
3.根据权利要求1所述的一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述酿酒酵母的接入量5～15DCU/100L。
4.根据权利要求1所述的一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理包括将所述燕麦酶解液进行高压均质和灭菌处理。
5.根据权利要求4所述的一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，所述高压均质的压力为20～25MPa；所述灭菌处理是于90～95℃下灭菌5～10min。
6.根据权利要求1所述的一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预发酵的发酵温度为35～40℃。
7.根据权利要求1所述的一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述深度发酵的发酵温度为28～35℃。
8.根据权利要求1所述的一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预发酵的原料还包括蔗糖。
9.根据权利要求8所述的一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，所述蔗糖的添加量为燕麦酶解液质量的2％～6％。
10.根据权利要求1所述的一种高β-葡聚糖燕麦酸奶的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述燕麦酶解液为采用固定化α淀粉酶酶解燕麦得到。
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