CN113812461A - 一种双阶段发酵生产酸奶的方法及益生菌本草酸奶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双阶段发酵生产酸奶的方法及益生菌本草酸奶，通过对鲜牛乳进行过滤、浓缩、混合搅拌、双阶段发酵、冷藏等工序制备得到酸奶，主要创新点是改进发酵工艺，先将牛乳和药食同源组合物混合，冷却至35～37℃，再接入发酵剂与益生菌组合物，搅拌均匀，进行第一次发酵，使益生菌在最适生长温度快速增殖；再升温至40～43℃，进行第二次发酵，使益生菌对药食同源组合物的有效成分进行生物代谢，提高有效成分的转化率。通过双阶段发酵工艺，使得益生菌能够在适宜的发酵温度下快速增殖，还能促进益生菌对药食同源组合物的生物发酵，提高了生物利用率和生物活性，改善了本草的口感及酸奶的风味，丰富酸奶的营养结构。
Description
技术领域
本发明涉及乳制品加工技术领域，具体涉及一种双阶段发酵生产酸奶的方法及益生菌本草酸奶。
背景技术
随着消费升级和健康饮食意识的不断被提高，功能性益生菌酸奶也开始逐步进入大众视野。酸奶正在成为一种满足消费者各方面健康需求的功能性食品。酸奶是大健康趋势下增速最快的食品之一，同时也是乳制品增长速度最快的品种之一，QYResearch发布的《2020酸奶市场研究报告》指出，2019年全球酸奶市场规模已达到700亿美元，到2026年，全球酸奶的市场规模将增长到825亿美元，市场复合增长率为2.4％。
2020年，国家卫健委为配合《诊疗方案》，针对广大市民给出了《新型冠状病毒感染的肺炎防治营养膳食指导》，建议广大市民尽量保证每天300克的奶及奶制品的摄入，其中更明确建议，“酸奶能提供肠道益生菌”，作为营养膳食的重要补给。
益生菌本草酸奶是将肠道内益生菌与本草中药成分在体外通过酸奶发酵体系进行协同发酵，将本草中药的功效成分降解转化成活性更高的成分，同时本草中的成分促进益生菌增殖，在发酵过程中，改善了本草中药的口感及风味，与酸奶相融合口感风味更独特，同时满足改善肠道及健康养生的双需求。目前，在益生菌酸奶及添加中药成分的酸奶发酵工艺方面，都是直接将益生菌和中药成分混合发酵，大多都采用传统发酵条件，即43℃左右，发酵4～8h。由于本草中药与益生菌发酵的最适温度不同，若只用一个固定温度发酵，会影响益生菌的活菌数和本草中药的有效成分转化。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种双阶段发酵生产酸奶的方法，能有效提高酸奶中益生菌的活菌数以及提高药食同源组合物中有效成分的转化率；本发明的目的之二在于提供一种益生菌本草酸奶，口感佳，保健效果更好。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种双阶段发酵生产酸奶的方法，包括以下步骤：
1)将牛乳进行浓缩，从而使干物质增加，增强酸奶的粘附性；
2)将浓缩后的牛乳加热，加入药食同源组合物，搅拌均匀，得到混合料；
3)将混合料进行均质，再进行巴氏杀菌；
4)将杀菌后的混合料冷却至35～37℃，再接入发酵剂与益生菌组合物，搅拌均匀，进行第一次发酵，使益生菌在最适生长温度快速增殖；再升温至40～43℃，进行第二次发酵，使益生菌对药食同源组合物的有效成分进行生物代谢，提高有效成分的转化率；
5)当发酵至酸度为限定值时，冷却，缓慢搅拌，再进行破乳；
6)将破乳后的混合料进一步冷却后进行灌装，冷藏，再进行后熟，得到益生菌本草酸奶。
进一步，步骤1)中，将牛乳通过真空浓缩设备在真空度为0.05～0.10MPa和在温度50℃～70℃下进行浓缩，使牛乳中的蛋白质含量达到3.8～4.0g/100g。
再进一步，步骤2)中，将浓缩后的牛乳加热升温至60～70℃，加入药食同源组合物，搅拌均匀，得到混合料。
进一步，步骤2)中，加热牛乳后还加入甜味剂；甜味剂为白砂糖、赤藓糖醇、甜菊糖苷、低聚果糖或罗汉果甜苷中的一种或两种以上组合物。药食同源组合物是按照不同功能方向从国家卫健委公布的《按照传统既是食品又是中药材的物质目录》及新食品原料目录进行优选设计的组合物。
再进一步，步骤3)中，将混合料温度维持在60～70℃，经高压均质机进行均质；均质压力为18～20MPa，均质时间为7～8s。
进一步，步骤3)中，巴氏杀菌的条件为：在80～95℃保持5～30min。
再进一步，步骤4)中，第一次发酵的时间为4～6h；第二次发酵的时间为4～6h；。
进一步，步骤5)中，当发酵至酸度70～80°T，冷却至温度25～30℃，缓慢搅拌5～10min破乳。
再进一步，步骤5)中，将破乳后的混合料进一步冷却后进行灌装，在2～6℃冷藏12～24h进行后熟。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种益生菌本草酸奶，由上述的制备方法制备而成。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过对鲜牛乳进行过滤、浓缩、混合搅拌、双阶段发酵、冷藏等工序制备得到益生菌活菌数多且具有中药成分的酸奶，主要创新点是改进发酵工艺，先将牛乳和药食同源组合物混合，冷却至35～37℃，再接入发酵剂与益生菌组合物，搅拌均匀，进行第一次发酵，使益生菌在最适生长温度快速增殖；再升温至42～45℃，进行第二次发酵，使益生菌对药食同源组合物的有效成分进行生物代谢，提高有效成分的转化率，采用该双阶段发酵法，比用普通酸奶发酵工艺制作的益生菌酸奶在益生菌活菌数有明显的变化，相比普通发酵工艺，在发酵完成后，益生菌活菌数能够提高1～2个数量级，即每100g酸奶中益生菌活菌数从108cfu提高到109cfu～1010cfu；说明通过双阶段发酵工艺，使得益生菌能够在适宜的发酵温度下快速增殖，还能促进益生菌对药食同源组合物的生物发酵，提高了生物利用率和生物活性，改善了本草的口感及酸奶的风味，丰富酸奶的营养结构。
(2)本发明的双阶段发酵工艺可在现有设备进行升级改造，不需要额外增添设备，节省成本，并且实现了益生菌的增殖，以及益生菌对药食同源组合物的生物发酵，提高了生物利用率和生物活性，改善了本草的口感及酸奶的风味，丰富了本草酸奶的营养结构；可在益生菌酸奶及益生菌本草酸奶的生产中应用。
(3)本发明的益生菌本草酸奶是将肠道内益生菌与药食同源组合物中的本草中药成分在体外通过酸奶发酵体系进行协同发酵，将本草中药的功效成分降解转化成活性更高的成分，同时药食同源组合物中的成分促进益生菌增殖，在发酵过程中，改善了药食同源组合物的口感及风味，与酸奶相融合口感风味更独特，同时满足改善肠道及健康养生的双需求。
(4)本发明的益生菌本草酸奶的药食同源组合物可选用为人参皂苷，采用上述双阶段发酵工艺能有效提高普通人参皂苷转化为稀有人参皂苷的转化率。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
一种益生菌本草酸奶的制备方法，是由以下双阶段发酵工艺发酵而成，包括以下步骤：
1)将牛乳通过真空浓缩设备在真空度为0.05～0.10MPa和在温度50℃～70℃下进行浓缩，使牛乳中的蛋白质含量达到3.8～4.0g/100g；
2)将浓缩后的牛乳加热升温至65℃，加入药食同源组合物和甜味剂，边搅拌边加入配料罐，充分搅拌均匀，得到混合料；其中，甜味剂为赤藓糖醇，药食同源组合物为人参皂苷；
3)将混合料温度维持在60℃，经高压均质机进行均质；均质压力为18～20MPa，均质时间为7～8s；均质完成后再在在80℃保持5min进行巴氏杀菌；
4)将杀菌后的混合料冷却至35℃，再接入发酵剂与益生菌组合物，搅拌均匀，进行第一次发酵6h；再升温至40℃，进行第二次发酵6h；
5)当发酵至酸度70～80°T，冷却至温度25℃，缓慢搅拌5min破乳；
6)将破乳后的混合料进一步冷却后进行灌装，在2℃冷藏12h进行后熟，得到益生菌本草酸奶。
实施例2
一种益生菌本草酸奶的制备方法，是由以下双阶段发酵工艺发酵而成，包括以下步骤：
1)将牛乳通过真空浓缩设备在真空度为0.05～0.10MPa和在温度70℃进行浓缩，使牛乳中的蛋白质含量达到3.8～4.0g/100g；
2)将浓缩后的牛乳加热升温至70℃，加入药食同源组合物和甜味剂，边搅拌边加入配料罐，充分搅拌均匀，得到混合料；甜味剂为白砂糖，药食同源组合物为人参皂苷；
3)将混合料温度维持在70℃，经高压均质机进行均质；均质压力为18～20MPa，均质时间为7～8s；均质完成后再在在95℃保持10min进行巴氏杀菌；
4)将杀菌后的混合料冷却至37℃，再接入发酵剂与益生菌组合物，搅拌均匀，进行第一次发酵4h；再升温至43℃，进行第二次发酵4h；
5)当发酵至酸度70～80°T，冷却至温度30℃，缓慢搅拌5min破乳；
6)将破乳后的混合料进一步冷却后进行灌装，在6℃冷藏24h进行后熟，得到益生菌本草酸奶。
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处在于：步骤4)中，采用35～37℃，接入发酵剂与益生菌组合物，搅拌均匀，发酵12h。酸奶的成分与其他制备步骤均与实施例1相同。
对比例2
对比例2与实施例1的不同之处在于：步骤4)中，采用40～43℃，接入发酵剂与益生菌组合物，搅拌均匀，发酵8h。酸奶的成分与其他制备步骤均与实施例1相同。
对比例3
对比例3与实施例1的不同之处在于：步骤4)中，冷却至40～43℃，接入发酵剂与益生菌组合物，搅拌均匀，发酵6h；再缓慢降温至35～37℃，发酵6h。酸奶的成分与其他制备步骤均与实施例1相同。
性能测试
对实施例1及对比例1～3制得的产品分别从感官评价、总乳酸菌数变化及人参皂苷转化为稀有人参皂苷的转化率进行综合评价。感官评价分别从滋味、色泽、组织状态及气味进行综合评分，总分为100分。数据如表1所示。
表1实施例1～2和对比例1～3的酸奶的感官评价、活菌数和稀有人参皂苷的转化率数据
| 项目 | 感官评分 | 总乳酸菌数/cfu/100g | 稀有人参皂苷转化率/％ |
| 实施例1 | 95 | 2.8×10<sup>9</sup> | 82.1 |
| 实施例2 | 94 | 2.1×10<sup>9</sup> | 81.7 |
| 对比例1 | 80 | 4.2×10<sup>8</sup> | 63.7 |
| 对比例2 | 75 | 9.8×10<sup>7</sup> | 52.9 |
| 对比例3 | 90 | 6.4×10<sup>8</sup> | 72.8 |
由表1可知，在感官评分方面，实施例1～2与对比例1～3相比较，实施例1～2制得的益生菌本草酸奶口感细腻润滑，味道柔和，酸甜适中，无后苦涩味及不可接受的味道，色泽均匀一致，有光泽，凝乳质地均匀，组织细腻，气味协调，有牛奶和本草天然香味，无异味；从数据可以看出，实施例1的评分最高，为最优实施例。
由实施例1～2及对比例1～3的总乳酸菌数可以看出，实施例1～2的总乳酸菌数均比对比例1～3提高1～2个数量级，其中实施例1的活菌数是最多的，达到2×109cfu/100g，说明通过双阶段发酵工艺，能够使益生菌在合适的发酵条件下进行增殖，并且产生有益的效果。
由实施例1～2及对比例1～3的生物活性转化率数据看，实施例1～2的稀有人参皂苷转化率均高于对比例1～3，综合总乳酸菌数据分析，通过双阶段发酵工艺，不仅实现了益生菌的增殖，以及益生菌对中药类本草的生物发酵，提高了生物利用率和生物活性，同时也改善了本草的口感及酸奶的风味，丰富了本草酸奶的营养结构。本实施例中所用的药食同源组合物包括但不限于人参皂苷，本发明的工艺可适用于其他药食同源组合物。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种双阶段发酵生产酸奶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将牛乳进行浓缩；
2)将浓缩后的牛乳加热，加入药食同源组合物，搅拌均匀，得到混合料；
3)将混合料进行均质，再进行巴氏杀菌；
4)将杀菌后的混合料冷却至35～37℃，再接入发酵剂与益生菌组合物，搅拌均匀，进行第一次发酵；再升温至40～43℃，进行第二次发酵；
5)当发酵至酸度为限定值时，冷却，缓慢搅拌，再进行破乳；
6)将破乳后的混合料进一步冷却后进行灌装，冷藏，再进行后熟，得到益生菌本草酸奶。
2.如权利要求1所述的双阶段发酵生产酸奶的方法，其特征在于，步骤1)中，将牛乳通过真空浓缩设备在真空度为0.05～0.10MPa和在温度50℃～70℃下进行浓缩，使牛乳中的蛋白质含量达到3.8～4.0g/100g。
3.如权利要求1所述的双阶段发酵生产酸奶的方法，其特征在于，步骤2)中，将浓缩后的牛乳加热升温至60～70℃，加入药食同源组合物，搅拌均匀，得到混合料。
4.如权利要求1所述的双阶段发酵生产酸奶的方法，其特征在于，步骤2)中，加热牛乳后还加入甜味剂；甜味剂为白砂糖、赤藓糖醇、甜菊糖苷、低聚果糖或罗汉果甜苷中的一种或两种以上组合物。
5.如权利要求1所述的双阶段发酵生产酸奶的方法，其特征在于，步骤3)中，将混合料温度维持在60～70℃，经高压均质机进行均质；均质压力为18～20MPa，均质时间为7～8s。
6.如权利要求1所述的双阶段发酵生产酸奶的方法，其特征在于，步骤3)中，巴氏杀菌的条件为：在80～95℃保持5～30min。
7.如权利要求1所述的双阶段发酵生产酸奶的方法，其特征在于，步骤4)中，第一次发酵的时间为4～6h；第二次发酵的时间为4～6h；。
8.如权利要求1所述的双阶段发酵生产酸奶的方法，其特征在于，步骤5)中，当发酵至酸度70～80°T，冷却至温度25～30℃，缓慢搅拌5～10min破乳。
9.如权利要求1所述的双阶段发酵生产酸奶的方法，其特征在于，步骤5)中，将破乳后的混合料进一步冷却后进行灌装，在2～6℃冷藏12～24h进行后熟。
10.一种益生菌本草酸奶，其特征在于，由权利要求1～9任一项所述的双阶段发酵生产酸奶的方法制备而成。
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2021
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