CN109730151A - 一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳及其制备方法，制备方法包括如下步骤：(1)将冷水浸泡后的黄豆用破壁机磨浆；冷却后加入纳豆芽孢杆菌粉发酵；然后在水浴摇床里恒温培养9‑10h得发酵豆浆；全脂奶粉溶解后加入乳酸菌粉及甜味剂充分搅拌溶解，生化培养箱发酵培养7～9小时，得发酵牛奶；(2)将发酵豆浆和发酵牛奶按比例混合。发明开发了一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳，利用了发酵豆浆中含有的纳豆激酶的诸多优点，又解决了纳豆芽孢杆菌发酵时产生的不良豆腥味。

Description

一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳及其制备方法

技术领域

本发明属于乳制品加工技术领域，具体涉及一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳。

背景技术

酸奶是以动物乳为原料，经过杀菌后添加有益菌(发酵剂)，经发酵后，再冷却灌装的一种牛奶制品，酸奶不但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品，经发酵后，乳中脂肪酸可比原料奶增加2倍，这些变化使酸奶更易消化和吸收，各种营养素的利用率得以提高，酸奶富含机体所必需的钙、磷、铁、维生素、氨基酸等营养成分，日益成为奶制品消费中的最重要一环。

《2012-2017年酸奶行业投资决策调研与趋势咨询报告》内容显示，在众多乳制品品种中，酸奶是我国乳制品中增长最快的品种，不仅产量呈现直线上升的趋势，其销量增长速度更是高达40％以上，远远高于其他乳制品细分领域发展。数据显示，过去几年来，城镇居民的年均酸奶消费量复合增长速度达到20％以上，超出居民的收入增长速度。

国内的传统酸豆奶产品是大豆制浆后，加入少量奶粉或某些可供乳酸菌利用的糖类作为发酵促进剂，经乳酸菌发酵而成的一种饮料。它既保留了豆奶的营养成分，又利用了乳酸菌作用，使豆奶有醇香，清香的酸香味。其营养成分包括在微生物和酶的作用下被降解生成的易吸收的小分子肽和氨基酸，以及乳酸菌发酵产生的对人体有益的各类活性物质。国外对豆浆等豆类制品的研究与产品制作包括使用从豆浆中提取的植物蛋白生产豆浆干酪等。但是对豆浆进行发酵的菌种仍是乳酸菌、双歧杆菌、酵母菌等常见菌种。将豆浆和牛奶混合进行发酵的研究也不缺乏，但是通过实际实验得出结论乳酸菌发酵豆浆条件比较限制比较多，容易失败。

发明内容

本发明提供一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳的制备方法，包括如下步骤：

(1)将冷水浸泡后的黄豆用破壁机磨浆；冷却后加入纳豆芽孢杆菌粉发酵；然后在水浴摇床里恒温培养9-10h得发酵豆浆；

全脂奶粉溶解后加入乳酸菌粉及甜味剂充分搅拌溶解，生化培养箱发酵培养7～9小时，得发酵牛奶；

(2)将发酵豆浆和发酵牛奶按比例混合。

本发明使用纳豆芽孢杆菌与乳酸菌分别发酵全豆豆浆和全脂牛奶，制成纳豆芽孢杆菌发酵豆乳和乳酸菌发酵牛乳。处理简便，只需选料、浸泡、均质等工艺即可。纳豆芽孢杆菌与乳酸菌均为常规市售商品。

优选地，冷水浸泡时间为10～12小时。

优选地，步骤(1)磨浆时黄豆与水的质量比为5:15～17；制备得到的豆浆含水量为300％～340％，此处所说含水量为水与豆浆的质量比；进一步优选为5:17。

优选地，步骤(1)冷却后的豆浆中加入占豆浆质量比0.8～1.2％的纳豆芽孢杆菌粉。进一步优选地，豆浆中加入占豆浆质量比1％的纳豆芽孢杆菌粉。

优选地，水浴摇床里的温度为37～38℃。摇床速度适宜。水浴发酵时间为9～10小时；豆浆中含水量为300％～340％。

进一步优选地，水浴摇床里的温度为37℃。摇床速度适宜。水浴发酵时间为9小时；豆浆中含水量为340％。

本发明通过对豆浆的发酵温度(A)，发酵时间(B)，纳豆菌的接种量(C)，豆浆含水量(D)四个因素对最终结果纳豆激酶含量的贡献度预测预实验，得到结论纳豆菌的接种量对响应值纳豆激酶的含量影响最小，影响发酵温度＞发酵时间＞含水量＞接种量。故选择发酵温度(A)，发酵时间(B)，豆浆含水量(C)为为自变量，以纳豆激酶含量为响应值，根据Box-Benhnken中心组合原理设计三因素三水平的响应面分析试验：

表1旋转中心组合设计因素编码

表2响应面旋转中心组合(CCD)设计与试验结果

结果以及其响应面如图1所示，从响应面和相关数据中可以看出，结果比较显著，选取的点是比较合理的转折点。

试验结果表明一定范围内随着豆浆发酵温度的上升，纳豆激酶的含量呈现先增长后降低的现象，在37℃到达较高的水平；发酵时间相比较于6h和10h，8h时的纳豆激酶含量更高一些；数据中还显示随着豆浆的含水量逐级上升，纳豆激酶的含量在300％处有最高水平。

表3：最优纳豆激酶含量条件

变量	A	B	C	有利条件
					1	0.48	0.43	0.19	1.000

根据试验的最优解预测，适当增加温度、发酵时间和豆浆含水量能够进一步提高纳豆激酶的含量。综合各项数据，适当增加温度，发酵时间和豆浆含水量能够进一步提高纳豆激酶含量，同时考虑到实验条件等限制，最终选择的发酵最有条件为发酵温度37℃，发酵时间9h，豆浆含水量340％。

优选地，全脂奶粉按照与水的质量比1:2～4进行溶解；进一步优选为1:3；溶解水的水温为30～40℃。

优选地，乳酸菌粉的加入量为溶解后牛奶质量的0.8～1.2％；所述甜味剂为赤藓糖醇；甜味剂的加入量为溶解后牛奶质量的6.5～7.5％。进一步优选地，乳酸菌粉的加入量为溶解后牛奶质量的1％；所述甜味剂为赤藓糖醇；甜味剂的加入量为溶解后牛奶质量的7％。

优选地，生化培养箱的温度为42～44℃。进一步优选地，生化培养箱中43℃培养8h。

优选地，发酵豆浆与发酵牛奶按质量比1:3.5～4.5混合；进一步优选按1:4混合。

本发明还提供一种如所述制备方法制备得到的豆乳。

本发明对现有发酵豆乳工艺进行改良，以大豆和全脂乳粉为原料，纳豆芽孢杆菌与乳酸菌为发酵菌株，旨在制作一款营养丰富、口味良好的发酵豆乳。本发明一方面创新性地使用纳豆芽孢杆菌发酵豆浆，充分利用其中蛋白质，使其分解成更易被人体吸收的氨基酸和小分子肽。另一方面乳酸菌发酵牛奶又遵循传统微生物利用碳水化合物进行发酵的特点，分解了牛奶中含量较高的乳糖，是为乳糖不耐受患者的福音。豆浆和牛奶的组合是植物蛋白和动物蛋白的有机结合，能够更好补充人体所需的优质蛋白。由纳豆芽孢杆菌发酵产生的纳豆激酶是一种多功能的优质活性物质，具有溶解血栓，降低血粘度，改善血液循环，软化和增加血管弹性等作用。使用赤藓糖醇作为甜味剂代替传统蔗糖、白砂糖来调和酸味，从而达到低能量，也顺应了目前消费者在饮食上尽量降低碳水化合物摄入的潮流。由本发明方法制备得到的发酵豆乳中纳豆激酶活性得到显著提高，在最佳豆浆发酵条件即发酵温度37℃、发酵时间9h、豆浆含水量300-340％条件下纳豆激酶酶活预测值为2800IU/ml。

本发明方法制备得到的发酵豆乳凝固状态均匀，乳清析出少，且有浓郁的黄豆香气，发酵豆乳的酸度为107°，最大活菌数为5.2×10⁸CFU/mL。在4℃条件下贮藏1-3d内，品质基本无变化，各项指标优良。在20℃条件下贮藏1-7d内综合品质达标，预计在不添加稳定剂、防腐剂的条件下，货架期约为12-15d。

与现有制备方法相比，具有如下有益效果：

本发明开发了一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳，利用了发酵豆浆中含有的纳豆激酶的诸多优点，又解决了纳豆芽孢杆菌发酵时产生的不良豆腥味。纳豆芽孢杆菌益生作用包括溶血栓功能、降血压、抗肿瘤、抗菌作用、预防骨质疏松症、提高蛋白质的消化率、抗氧化性、调节肠功能。本产品属于低糖发酵豆乳产品，使用赤藓糖醇替代蔗糖、白砂糖，缓解近年来国民由于摄入高糖食品过多引发的高血糖等疾病。将大豆植物蛋白和牛乳动物蛋白结合，营养丰富。

附图说明

图1为优化豆浆发酵参数时响应面结果图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。在下面的详细描述中只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此本实施例的说明自是描述性的，而不是限制权利要求的保护范围。

以下实施例中所用原料：纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)、乳酸菌、全脂奶粉(安佳)、黄豆、赤藓糖醇、纯净水(娃哈哈)均通过市购获得。

所用仪器均为实验室常规仪器：

生化培养箱、胶体磨、均质机、破壁机(西屋)、水浴摇床、分析天平、pH计、天平、定氮蒸馏装置、全自动凯氏定氮仪、可调温电炉、乳脂离心机、盖勃氏乳脂计、冰箱、全自动高压灭菌锅、恒温水浴锅、滤纸、紫外-可见光分光光度计、全自动氨基酸分析仪L-8900、原子吸收光谱仪(配有火焰原子化器及钠空心阴极灯)、分析天平、恒温干燥箱、马弗炉。

实施例1

一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳的制备方法，步骤为：

(1)豆浆发酵

i.冷水浸泡黄豆10-12h；

ii.将水和豆按照质量比17:5置于破壁机中，使用豆浆档进行破壁，结束后点动4次；

iii.静置冷却，撇去上层浮沫，取适量于塑料杯中，加入质量分数1％的纳豆粉，搅拌均匀；

iv.保鲜膜包裹塑料杯，顶部戳孔，水浴摇床37℃发酵9h；

(2)牛奶发酵

i.将35℃左右的温水水和全脂奶粉按质量比3:1混合溶解；

ii.搅拌、冷却至不烫手；

iii.加入占溶解后牛奶质量1％的乳酸菌粉和占溶解后牛奶质量7％的赤藓糖醇，充分搅拌；

iv.将混合液置于发酵用玻璃罐，生化培养箱43℃培养8h；

(3)混合

将发酵豆浆和酸奶按照质量比1:4混合搅拌均匀，检测纳豆激酶活性达到2800IU/ml，发酵豆乳中检测出17种氨基酸，如表4所示：

表4

氨基酸种类	含量(mg/ml)
		Asp	0.323
Thr	0.265
		Ser	0.111
Glu	0.656
		Gly	0.213
Ala	0.132
		Cys	0.09
Val	0.741
		Met	0.512
Ile	0.746
		Leu	0.513
Tyr	0.313
		Phe	0.241
Lys	0.798
		His	0.346
Arg	0.321
		Pro	0.256
总量	6.577

发酵豆乳凝固状态均匀，乳清析出少，且有浓郁的黄豆香气，发酵豆乳的酸度为107°，最大活菌数为5.2×10⁸CFU/mL。在4℃条件下贮藏1-3d内，品质基本无变化，各项指标优良。在20℃条件下贮藏1-7d内综合品质达标，预计在不添加稳定剂、防腐剂的条件下，货架期约为12-15d。

乳酸菌活菌数的测定方法：将不同条件发酵豆芽乳，分别用灭菌生理盐水制备10倍系列稀释样品匀液，选择适宜稀释度的样品匀液，分别吸取1ml于MRS琼脂培养基中，于37℃恒温箱中培养48h，计算每皿中的菌落数，求其平均值，乘以稀释倍数，乳酸菌活菌数以CFU/mL为单位。

感官评价方法：取酸豆乳样品适量于透明玻璃杯中，在自然光下观察其色泽和状态，闻其气味，用温开水漱口，品其滋味。感官评分标准如表5：

表5

来自42位感官评价员的感官评价结果(平均值)如表6所示，

表6

酸豆乳：酸牛乳	色泽	气味	组织形态	滋味	总分
						1：9	22.2	23.5	21.5	20.7	87.9
3：17	22.4	23.6	22.4	23.1	91.5
						1：5	21.3	20.8	21.7	19.3	83.1

实施例2

一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳的制备方法，步骤为：

(1)豆浆发酵

i.冷水浸泡黄豆10-12h；

ii.将水和豆按照质量比34:10置于破壁机中，使用豆浆档进行破壁，结束后点动4次；

iii.静置冷却，撇去上层浮沫，取适量于塑料杯中，加入质量分数1％的纳豆粉，搅拌均匀；

iv.保鲜膜包裹塑料杯，顶部戳孔，水浴摇床37℃发酵9h；

(2)牛奶发酵

i.将温水和全脂奶粉按质量比3:1混合溶解；

ii.搅拌、冷却至不烫手；

iii.加入占溶解后牛奶质量1％乳酸菌粉和占溶解后牛奶质量7％的赤藓糖醇，充分搅拌；

iv.将混合液置于发酵用玻璃罐，生化培养箱43℃培养8h；

(3)混合

将发酵豆浆和酸奶按照质量比1:4混合搅拌均匀，发酵豆乳中检测出17种氨基酸，含量与实施例1相当；纳豆激酶酶活略低于实施例1；其他性能基本与实施例1相当。

实施例3

一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳的制备方法，步骤为：

(1)豆浆发酵

i.冷水浸泡黄豆10-12h；

ii.将水和豆按照质量比35:10置于破壁机中，使用豆浆档进行破壁，结束后点动4次；

iii.静置冷却，撇去上层浮沫，取适量于塑料杯中，加入质量分数1％的纳豆粉，搅拌均匀；

iv.保鲜膜包裹塑料杯，顶部戳孔，水浴摇床37℃发酵10h；

(2)牛奶发酵

i.将温水和全脂奶粉按质量比3:1混合溶解；

ii.搅拌、冷却至不烫手；

iii.加入占溶解后牛奶质量1％乳酸菌粉和占溶解后牛奶质量7％的赤藓糖醇，充分搅拌；

iv.将混合液置于发酵用玻璃罐，生化培养箱43℃培养8h；

(3)混合

将发酵豆浆和酸奶按照质量比1:4混合搅拌均匀，发酵豆乳中检测出17种氨基酸，含量与实施例1相当；纳豆激酶酶活略低于实施例1；其他性能基本与实施例1相当。

以上所述仅为本发明专利的具体实施案例，但本发明专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (9)

1.一种纳豆芽孢杆菌与乳酸菌共发酵豆乳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将冷水浸泡后的黄豆用破壁机磨浆；冷却后加入纳豆芽孢杆菌粉发酵；然后在水浴摇床里恒温培养9-10h得发酵豆浆；

全脂奶粉溶解后加入乳酸菌粉及甜味剂充分搅拌溶解，生化培养箱发酵培养7～9小时，得发酵牛奶；

(2)将发酵豆浆和发酵牛奶按比例混合。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)磨浆时黄豆与水的质量比为5:15～17。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(1)冷却后的豆浆中加入占豆浆质量比0.8～1.2％的纳豆芽孢杆菌粉。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，水浴摇床里的温度为37～38℃。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，全脂奶粉按照与水的质量比1:2～4进行溶解；溶解水的水温为30～40℃。

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，乳酸菌粉的加入量为溶解后牛奶质量的0.8～1.2％；所述甜味剂为赤藓糖醇；甜味剂的加入量为溶解后牛奶质量的6.5～7.5％。

7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，生化培养箱的温度为42～44℃。

8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，发酵豆浆与发酵牛奶按质量比1:3.5～4.5混合。

9.一种如权利要求1～8任一项权利要求所述制备方法制备得到的豆乳。