CN110477101A - 一种低5-羟甲基糠醛含量的褐色酸奶及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低5‑羟甲基糠醛含量的褐色酸奶及其制作方法，属于乳制品生产技术领域。本发明将脱脂奶粉和酪蛋白酸钠经美拉德反应、乳酸菌发酵得到褐色酸奶。本发明所制作的褐色酸奶蛋白含量丰富，口感细腻，具有浓郁的美拉德风味和焦糖风味。与对比试验中的产品相比，5‑羟甲基糠醛含量可降低85％，显著提升产品的质量与安全性能；同时褐变指数与现有工艺基本相同，保证了产品独特的美拉德风味；且蛋白质，酸度，乳酸菌数等指标均达到国标GB 19302‑2010中的要求。

Description

一种低5-羟甲基糠醛含量的褐色酸奶及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种低5-羟甲基糠醛含量的褐色酸奶及其制作方法，属于乳制品生产技术领域。

背景技术

褐色酸奶是由脱脂奶粉或鲜奶和还原糖经美拉德褐变和乳酸菌发酵而成的一种美味、营养丰富的发酵乳产品，是一种有益人体健康的乳酸菌发酵产物，具有独特的美拉德反应赋予的色泽和风味。因此，褐色酸奶受到大众的欢迎，尤其是在中国、东南亚和欧洲，褐色酸奶已实现产业化，许多著名的乳制品公司每年生产数百万吨褐色酸奶。

褐色酸奶虽然具有诱人的焦糖风味，但其在高温褐变过程中的美拉德反应也会产生一些人体危害物，5-羟甲基糠醛是其中的代表物质。5-羟甲基糠醛是一种杂环化合物，是食品中的热加工污染物。是由Amadori重排产物脱水环化或已糖直接脱水生成的。研究表明，高浓度的5-羟甲基糠醛具有细胞毒性，对眼睛，上呼吸道，皮肤和粘膜有刺激性，在动物实验中发现，5-羟甲基糠醛在动物体内具有肝脏毒性和肾毒性，并且会增加动物的患癌风险。除此之外，5-羟甲基糠醛容易氧化形成致癌物磺氧基甲基糠醛，后者可与DNA形成复合物，具有致癌活性。因此，控制食品中的5-羟甲基糠醛对于增强食品安全具有重要意义。

目前降低食品中5-羟甲基糠醛含量的方法主要是通过改变配方，降低加热温度或者加热时间来实现的，例如，Saldo,Suarez-Jacobo等用超高压均质法加工苹果汁可以替代传统的巴氏杀菌法，降低了苹果汁中的5-羟甲基糠醛(Saldo,J.,Suarez-Jacobo,A.,Gervilla,R.,et al.Use of ultra-high-pressure homogenization to preserve applejuice without heat damage[J].High Pressure Research,2009(29):52-56)。公开号为CN108902304A的专利中公开了一种低3-脱氧葡萄糖醛酮和5-羟甲基糠醛含量的褐色发酵乳饮料及其加工方法，通过加入乳糖酶与避免外源还原糖添加，使游离5-羟甲基糠醛含量降低65％。但由于5-羟甲基糠醛是通过美拉德反应和焦糖反应形成的，这些反应对加热食品的颜色、味道和香气都有重要影响。并且5-羟甲基糠醛形成遵循着棕色和风味化合物相同的生成途径，都是通过糖与氨基酸在高温下的非酶褐变产生。因此，通过这些方法可以降低5-羟甲基糠醛浓度，但会导致美拉德反应程度与褐变指数的降低，这可能潜在地损害最终产品的质量和可接受性。因此，本发明的目的是寻找一种使褐色酸奶褐变指数基本不变且总5-羟甲基糠醛含量降低的新工艺。

发明内容

为了解决上述问题，在保证美拉德反应充分进行的基础上降低5-羟甲基糠醛，本发明在制作过程中加入了酪蛋白酸钠，用于代替现有工艺中添加的还原糖，利用此种工艺，即可确保美拉德反应的充分进行，保证了褐色酸奶的独特风味与颜色，又可降低5-羟甲基糠醛含量，降低效率达85％。

本发明的第一个目的是提供一种低5-羟甲基糠醛含量的褐色酸奶的制备方法，将脱脂奶粉和酪蛋白酸钠经美拉德反应、乳酸菌发酵得到褐色酸奶。

在本发明一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：

(1)将纯净水加热至40-60℃，并在搅拌状态加入脱脂奶粉、海藻酸钠、瓜尔豆胶与酪蛋白酸钠，继续搅拌至充分溶解，得到牛奶。控制水温于40-60℃有利于原料的溶液，且能达到预热效果，防止瞬时高温时原料更易变性。

(2)美拉德反应：将步骤(1)得到的牛奶倒入容器中，之后于90-121℃下加热30-180 min，使牛奶发生美拉德反应，生成褐色物质和美拉德与焦糖风味物质。褐色酸奶的特殊风味与颜色就是产生于此阶段。

(3)乳酸菌发酵：将步骤(2)经美拉德反应后得到的牛奶冷却，接入乳酸菌，于35～37℃下进行发酵，待牛奶中pH达到4.5～5.0时终止发酵。将牛奶冷却的目的是防止过高的温度导致乳酸菌失活。

(4)将步骤(3)中得到的发酵乳放置2～6℃下后熟15～25小时，加入白砂糖即制备得到褐色酸奶。后熟的主要目的是产生香气物质，如：乙酰、乙醛等，加入白砂糖的主要目的是消除因未添加还原糖而导致的甜味过淡。

在本发明一种实施方式中，所述乳酸菌为嗜酸乳杆菌，接种量为0.1-0.15％。

在本发明一种实施方式中，美拉德反应条件为：加热温度为95-98℃，加热时间为150-180 min。

在本发明一种实施方式中，发酵时间为8-10小时。

在本发明一种实施方式中，脱脂奶粉、酪蛋白酸钠和稳定剂的质量比为(10-12)：(1.5-2)：(0.15-0.25)。

在本发明一种实施方式中，所述稳定剂包括海藻酸钠、瓜尔豆胶中的一种或多种。

在本发明一种实施方式中，海藻酸钠和瓜尔豆胶质量比为(1-3)：1。本发明中海藻酸钠，是从褐色海藻中提取出来的天然多糖，具有食品添加剂所需的稳定性、溶解性、粘性和安全性；添加海藻酸钠的乳品不仅具有良好的稳定性，而且可以使产品的口感柔滑，无粘感和僵硬感；瓜尔豆胶是从豆科植物瓜尔豆的胚乳中提取出的一种非离子型半乳甘露聚糖，瓜尔豆胶及其衍生物具有较好水溶性，且在低质量分数下呈现很高的粘度，是一种性能良好的乳制品稳定剂。

在本发明一种实施方式中，所述脱脂奶粉、酪蛋白酸钠、海藻酸钠与瓜尔豆胶的质量比为(10-12)：(1.5-2)：(0.1-0.15)：(0.05-0.1)。

本发明的第二个目的是提供一种应用上述方法制备得到的褐色酸奶。

本发明的有益效果：

(1)本发明中加入的酪蛋白酸钠，是牛乳中主要蛋白质酪蛋白的钠盐，是一种安全无害的增稠剂和乳化剂；同时酪蛋白酸钠的蛋白含量丰富，又含有人体所需的各种氨基酸，营养价值很高，这使得其既可作为底物参与美拉德反应，确保产品独特的美拉德风味与焦糖风味；同时又是一种良好的营养强化剂，使褐色酸奶中游离氨基酸与蛋白的含量更加丰富，强化其营养价值。

(2)采用本发明方法制备得到的褐色酸奶，褐变指数为40，营养丰富，口感细腻，风味独特，与传统褐色酸奶的制作方法相比，颜色和风味基本相同，但5-羟甲基糠醛的含量从12.69 mg/L降低为1.84mg/L，降低效果可达85％，显著提升产品的质量与安全性能；同时褐变指数与现有工艺基本相同，保证了产品独特的美拉德风味；且蛋白质，酸度，乳酸菌数等指标均达到国标GB 19302-2010中的要求(蛋白质≥2.9g/100g；酸度≥70.0°T；乳酸菌数≥1×10⁶ CFU/g)。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。

1、5-羟甲基糠醛含量的检测使用NY-T 1332-2007乳与乳制品中5-羟甲基糠醛含量的测定中的检测方法，该方法检测的是乳制品中的总5-羟甲基糠醛。

2、褐变指数检测方法：褐变指数通过颜色计算得到，颜色测定使用美国亨特立高精度分光测色仪，颜色用L*(明度)、a*(绿/红度)和b*(蓝/黄度)表示。每个样本被扫描6次，给出一个样本的平均读数。

褐变指数计算公式:BI＝{(L*1.75+a)/(5.645*L+a-3.012*b)-0.31}/0.0017。

本发明所述乳酸菌为嗜酸乳杆菌，已在非专利文献(管章瑞,田裕,赵娜,et al.蓝莓酵素发酵过程中的抗氧化活性变化研究[J].现代食品科技,2016(12):80-86)中公开，且申请人保证从申请日起二十年内向公众发放生物材料。

实施例1

一种低5-羟甲基糠醛含量的褐色酸奶，由脱脂奶粉、酪蛋白酸钠、海藻酸钠、瓜尔豆胶、乳酸菌、白砂糖与水混合制作而成，其中每100mL的褐色酸奶的组分含量为：脱脂奶粉12g、酪蛋白酸钠1.5g、海藻酸钠0.15g、瓜尔豆胶0.05g、白砂糖3g、嗜酸乳杆菌0.15g，菌落数为(0.8-1.1)×10⁹CFU/g，水余量。

制备方法如下：

(1)将纯净水加热至50℃，并在搅拌状态加入称量好的脱脂奶粉、海藻酸钠、瓜尔豆胶与酪蛋白酸钠，继续搅拌至充分溶解，搅拌过程中维持水温为50℃不变。

(2)将步骤(1)得到的牛奶倒入食品专用锥形瓶中，之后在98℃下加热180min。

(3)将步骤(2)得到的牛奶冷却至40℃接入乳酸菌，之后将其放入37℃恒温培养箱中发酵，发酵时间为9小时。

(4)将步骤(3)得到的发酵乳放置4℃冰箱中行后熟20小时，之后加入3g白砂糖混匀即可。

实施例2

一种低5-羟甲基糠醛含量的褐色酸奶，由脱脂奶粉、酪蛋白酸钠、海藻酸钠、瓜尔豆胶、乳酸菌、白砂糖与水混合制作而成，其中每100mL的褐色酸奶的组分含量为：脱脂奶粉10g、酪蛋白酸钠2g、海藻酸钠0.1g、瓜尔豆胶0.1g白砂糖5g、嗜酸乳杆菌0.1g，菌落数为(0.8-1.1) ×10⁹CFU/g，水余量。

制备方法如下：

(1)将纯净水加热至55℃，并在搅拌状态加入称量好的脱脂奶粉、海藻酸钠、瓜尔豆胶与酪蛋白酸钠，继续搅拌至充分溶解，搅拌过程中维持水温为55℃不变。

(2)将步骤(1)得到的牛奶倒入食品专用锥形瓶中，之后在98℃下加热180min。

(3)将步骤(2)得到的牛奶冷却至40℃接入乳酸菌，之后将其放入37℃恒温培养箱中发酵，发酵时间为10小时。

(4)将步骤(3)得到的发酵乳放置4℃冰箱中行后熟20小时，之后加入白砂糖混匀即可。

实施例3

一种低5-羟甲基糠醛含量的褐色酸奶，由脱脂奶粉、酪蛋白酸钠、海藻酸钠、瓜尔豆胶、乳酸菌、白砂糖与水混合制作而成，其中每100mL的褐色酸奶的组分含量为：脱脂奶粉12g、酪蛋白酸钠2g、海藻酸钠0.15g、瓜尔豆胶0.05g白砂糖4g、嗜酸乳杆菌0.15g，菌落数为(0.8-1.1)×10⁹CFU/g，水余量。

制备方法如下：

(1)将纯净水加热至50℃，并在搅拌状态加入称量好的脱脂奶粉、海藻酸钠、瓜尔豆胶与酪蛋白酸钠，继续搅拌至充分溶解，搅拌过程中维持水温为50℃不变。

(2)将步骤(1)得到的牛奶倒入食品专用锥形瓶中，之后在95℃下加热150min。

(3)将步骤(2)得到的牛奶冷却至40℃接入乳酸菌，之后将其放入37℃恒温培养箱中发酵，发酵时间为8小时。

(4)将步骤(3)得到的发酵乳放置4℃冰箱中行后熟20小时，之后加入白砂糖混匀即可。

对比例1

现有的褐色酸奶多是由脱脂奶粉、葡萄糖、稳定剂、乳酸菌、白砂糖与水混合制作而成，其中每100mL的褐色酸奶的组分含量为：脱脂奶粉12g、葡萄糖6g、稳定剂0.2g、白砂糖3g、嗜酸乳杆菌0.15g，菌落数为(0.8-1.1)×10⁹CFU/g，水余量。

(1)将纯净水加热至50℃，并在搅拌状态加入称量好的脱脂奶粉、稳定剂与葡萄糖，继续搅拌至充分溶解，搅拌过程中维持水温为50℃不变。

(2)将步骤(1)得到的牛奶倒入食品专用锥形瓶中，之后在95℃下加热180min。

(3)将步骤(2)得到的牛奶冷却至40℃接入乳酸菌，之后将其放入37℃恒温培养箱中发酵，发酵时间为10小时。

(4)将步骤(3)得到的发酵乳放置4℃冰箱中行后熟20小时，之后加入3g白砂糖混匀即可。

对比例2

一种褐色酸奶，由脱脂奶粉、半乳糖、海藻酸钠、瓜尔豆胶、乳酸菌、白砂糖与水混合制作而成，其中每100mL的褐色酸奶的组分含量为：脱脂奶粉12g、半乳糖1.5g、海藻酸钠0.15g、瓜尔豆胶0.05g、白砂糖3g、嗜酸乳杆菌0.15g，菌落数为(0.8-1.1)×10⁹CFU/g，水余量。

(1)将纯净水加热至50℃，并在搅拌状态加入称量好的脱脂奶粉、海藻酸钠、瓜尔豆胶与半乳糖，继续搅拌至充分溶解，搅拌过程中维持水温为50℃不变。

(2)将步骤(1)得到的牛奶倒入食品专用锥形瓶中，之后在98℃下加热180min。

(3)将步骤(2)得到的牛奶冷却至40℃接入乳酸菌，之后将其放入37℃恒温培养箱中发酵，发酵时间为10小时。

(4)将步骤(3)得到的发酵乳放置4℃冰箱中行后熟20小时，之后加入3g白砂糖混匀即可。

对比例3

一种褐色酸奶，由脱脂奶粉、苏氨酸、海藻酸钠、瓜尔豆胶、乳酸菌、白砂糖与水混合制作而成，其中每100mL的褐色酸奶的组分含量为：脱脂奶粉12g、苏氨酸0.5g、海藻酸钠0.15g、瓜尔豆胶0.05g、白砂糖3g、嗜酸乳杆菌0.15g，菌落数为(0.8-1.1)×10⁹CFU/g，水余量。

(1)将纯净水加热至50℃，并在搅拌状态加入称量好的脱脂奶粉、海藻酸钠、瓜尔豆胶与苏氨酸，继续搅拌至充分溶解，搅拌过程中维持水温为50℃不变。

(2)将步骤(1)得到的牛奶倒入食品专用锥形瓶中，之后在98℃下加热180min。

(3)将步骤(2)得到的牛奶冷却至40℃接入乳酸菌，之后将其放入37℃恒温培养箱中发酵，发酵时间为10小时。

(4)将步骤(3)得到的发酵乳放置4℃冰箱中行后熟20小时，之后加入3g白砂糖混匀即可。

对比例4

一种褐色酸奶，由脱脂奶粉、赖氨酸、海藻酸钠、瓜尔豆胶、乳酸菌、白砂糖与水混合制作而成，其中每100mL的褐色酸奶的组分含量为：脱脂奶粉12g、赖氨酸0.5g、海藻酸钠0.15g、瓜尔豆胶0.05g、白砂糖3g、嗜酸乳杆菌0.15g，菌落数为(0.8-1.1)×10⁹CFU/g，水余量。

(1)将纯净水加热至50℃，并在搅拌状态加入称量好的脱脂奶粉、海藻酸钠、瓜尔豆胶与赖氨酸，继续搅拌至充分溶解，搅拌过程中维持水温为50℃不变。

(2)将步骤(1)得到的牛奶倒入食品专用锥形瓶中，之后在98℃下加热180min。

(3)将步骤(2)得到的牛奶冷却至40℃接入乳酸菌，之后将其放入37℃恒温培养箱中发酵，发酵时间为10小时。

(4)将步骤(3)得到的发酵乳放置4℃冰箱中行后熟20小时，之后加入3g白砂糖混匀即可。

对比例5

一种低5-羟甲基糠醛含量的褐色酸奶，由脱脂奶粉、海藻酸钠、瓜尔豆胶、乳酸菌、白砂糖与水混合制作而成，其中每100mL的褐色酸奶的组分含量为：脱脂奶粉12g、、海藻酸钠0.1g、瓜尔豆胶0.1g、白砂糖5g、嗜酸乳杆菌0.1g，菌落数为(0.8-1.1)×10⁹CFU/g，水余量。

制备方法如下：

(1)将纯净水加热至55℃，并在搅拌状态加入称量好的脱脂奶粉、海藻酸钠与瓜尔豆胶，继续搅拌至充分溶解，搅拌过程中维持水温为55℃不变。

(2)将步骤(1)得到的牛奶倒入食品专用锥形瓶中，之后在98℃下加热180min。

(3)将步骤(2)得到的牛奶冷却至40℃接入乳酸菌，之后将其放入37℃恒温培养箱中发酵，发酵时间为10小时。

(4)将步骤(3)得到的发酵乳放置4℃冰箱中行后熟20小时，之后加入白砂糖混匀即可。

表1不同褐色酸奶的品质

相比于对比试验，实施例中的5-羟甲基糠醛含量大幅降低，降低效果最高可达85％，显著提高了产品的安全性能；并且褐变指数与现有工艺基本相同，保证了产品独特的美拉德风味；且蛋白质，酸度，乳酸菌数等指标均达到国标GB 19302-2010中的要求(蛋白质≥2.9g/100g；酸度≥70.0°T；乳酸菌数≥1×10⁶CFU/g)。

发明人经过多次实验证明，加热温度在95-98℃制备得到的褐色酸奶效果较好；加热温度采用90℃时，褐变指数较低，难以得到相应的美拉德风味；加热温度过高(100℃)颜色过深且容易产生沉淀。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种褐色酸奶的制备方法，其特征在于，将脱脂奶粉和酪蛋白酸钠经美拉德反应，再经过乳酸菌发酵得到褐色酸奶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将纯净水加热至40-60℃，并在搅拌状态加入脱脂奶粉、酪蛋白酸钠和稳定剂，继续搅拌至充分溶解，得到牛奶；

(2)美拉德反应：将步骤(1)得到的牛奶倒入容器中，之后于90-121℃下加热30-180min，使牛奶发生美拉德反应；

(3)乳酸菌发酵：将步骤(2)经美拉德反应后得到的牛奶冷却，接入乳酸菌，于35～37℃下进行发酵，待牛奶中pH达到4.5～5.0时终止发酵；

(4)将步骤(3)中得到的发酵乳放置2～6℃下后熟15～25小时，即制备得到褐色酸奶。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，脱脂奶粉、酪蛋白酸钠和稳定剂的质量比为(10-12)：(1.5-2)：(0.15-0.25)。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述稳定剂为海藻酸钠、瓜尔豆胶中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脱脂奶粉、酪蛋白酸钠、海藻酸钠与瓜尔豆胶的质量比为(10-12)：(1.5-2)：(0.1-0.15)：(0.05-0.1)。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，美拉德反应条件为：加热温度为95-98℃，加热时间为150-180min。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述乳酸菌为嗜酸乳杆菌。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，乳酸菌接种量为0.1-0.15％。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，发酵时间为8-10小时。

10.一种应用权利要求1～9任一所述的方法制备得到的褐色酸奶。