CN114403220B - 一种乳酸菌气泡水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳酸菌气泡水及其制备方法，包括以下步骤：S1、将以脱脂乳粉为主料的原料进行溶解、杀菌、配制得到发酵液，发酵液接种复配菌种进行变温发酵，得到发酵物，其中，所述复配菌种为干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种的复配菌种；S2、向发酵物中加入稳定剂进行调配、均质处理，然后进行充气，得到乳酸菌气泡水，其中，所述稳定剂为果胶、大豆多糖、羧甲基纤维素钠三者的复配物。本发明利用复合菌种发酵速度快、高产酸、高活性的特点进行发酵，通过温度控制与益生菌产酸的共同作用替代超高温抑菌的效果，得到的乳酸菌气泡水色泽乳白，具有浓郁的发酵乳风味，又富含益生菌，口感清爽且刺激，贮藏期长且质量稳定，市场潜力大。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，特别涉及一种乳酸菌气泡水及其制备方法。
背景技术
益生菌是一种能平衡改善肠道微生物，是一种能对身体机能有益的微生物添加剂。益生菌具有维持肠道菌群平衡、降低血清中胆固醇含量、增强机体免疫力、抗氧化、调节肠道等作用。近年来，随着人们对食品要求越来越高，益生菌以独特的益生功效引起人们注意。目前，益生菌产品在功能性食品市场范围中名列前茅。
现市场上主要益生菌发酵乳饮料(如养乐多牌益生菌发酵乳饮料)均呈不同程度的褐色，原因在于，由于牛乳中加入糖类，通过高温灭菌会产生美拉德反应而导致褐变。超高温瞬时杀菌(UHT灭菌)方便工业化生产，但会对发酵乳的营养成分造成一定的影响，如：蛋白质变性，氨基酸产生具有诱变性的热解产物，碳水化合物产生褐变及焦糖化等。由于益生菌乳饮料是利用脱脂乳经过48－72h发酵后得到的发酵乳，再经过调配而成。调配后的酸度、活菌数、口感、风味是影响产品的重要因素，易影响贮藏期的稳定和口感。
气泡水具有消暑、解渴、刹口、降温等其他饮料都不具备的独特性质，一度风靡市场。但随着人们的健康意识日益增强，气泡水因没营养已慢慢淡出市场。因此，将益生菌乳饮料与其相结合，可以使消费者享受到碳酸饮料的独特性，也可以吸收到饮料中的营养成分，如蛋白质等，然而，目前市面上鲜有乳酸菌气泡水产品上市。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种乳酸菌气泡水及其制备方法，本发明通过筛选。
本发明采用的技术方案如下：一种乳酸菌气泡水的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将以脱脂乳粉为主料的原料进行溶解、杀菌、配制得到发酵液，发酵液接种复配菌种进行变温发酵，得到发酵物，其中，所述复配菌种为干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种的复配菌种；
S2、向发酵物中加入稳定剂进行调配、均质处理，然后进行二氧化碳充气，得到乳酸菌气泡水，其中，所述稳定剂为果胶、大豆多糖、羧甲基纤维素钠三者的复配物。
在本发明中，通过试验菌种筛选得到，综合考虑产酸能力以及活菌数，选择了干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种来作为复配菌种，利用该复配菌种进行发酵，通过试验得到，该复配菌种发酵初期会形成一个较强酸性的环境，使得其他杂菌无法生存，两种菌种在特定复配比例下相互协同发酵，产酸能力增加，活菌数高，发酵后可免去高温灭菌工艺，进而能够使得到的发酵物保持白色，为得到高品质的乳酸菌饮料提供了基础条件，解决了现有乳酸菌产品需要进行高温杀菌而导致发酵乳褐变的问题，同时，由于干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种的最适发酵温度不同，为了使复配菌种发挥出最优的发酵效果，本发明采用变温发酵的方式来发酵，最终实验证明，变温发酵取得了优异的发酵效果。
进一步，乳酸菌饮料中一般会加入一定量的稳定剂来稳定质量，本发明在考察常用稳定剂对产品质量影响时发现，使用单一稳定剂会导致产品风味不佳以及形态改变的问题，难以获得高品质的乳酸菌饮料。为了解决该技术问题，本发明将果胶、CMC、大豆多糖三种稳定剂进行复配，在特定比例下，产品的离心沉淀率为可降至3.0％以下，感官评分80以上，得到的乳酸菌饮料产品香味浓郁、酸甜适中，成品饮料中无沉淀产生，取得了优异的技术效果，克服了使用单一稳定剂所存在的问题，结合前期特定复配菌种进行变温发酵所取得的技术效果，得到的乳酸菌气泡水最终呈乳白色，与现有的乳酸菌饮料(外观为褐色)在外观上区别明显，本发明的乳酸菌气泡水既具有益生菌口感和气泡水独特风味，又富含益生菌，口感较好，活菌总数达到1083cfu/ml以上，是一款高品质的具有抗氧化作用以及能改善肠道菌群的乳酸菌饮料。
在本发明中，所述干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种的活菌比例为(1-2)：(1-3)。
作为优选，所述干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种的活菌比例为1:2。本发明通过对复配菌种的比例进行考察得到，在干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种的活菌比例为1:2时，其产酸能力和活菌数均达到最高值，两个技术指标高度协调统一，在该比例下进行发酵，能够有助于取得最佳发酵效果。
在本发明中，所述果胶、大豆多糖、羧甲基纤维素钠的质量比为(1-2)：(1-3)：(1-2)。
作为优选，所述果胶、大豆多糖、羧甲基纤维素钠的质量比为1:1:1。通过试验考察不同质量比例下对产品的离心沉淀率和感官评分的影响得到，在质量比为1:1:1时，所取得的技术效果是最好的，优于使用单一某种稳定剂的技术效果，离心沉淀率达到最低值，感官评分达到最高值，而且，当三者的质量比例不在本发明的质量比例范围时，其达到的技术效果不如使用单一某种稳定剂的效果，因此，三者的质量比最好在本发明的质量比例范围内。
进一步，变温发酵时，先在40－42℃发酵4－8h，再转35－37℃继续发酵40－45h。
作为优选，变温发酵时，先在41℃发酵6h，再转36℃继续发酵42h。
在本发明中，复配菌种的接种量为发酵液体积的2－10％，发酵液中活菌数为108cfu/mL以上。复配菌种的接种量对产酸能力和活菌数会直接产生影响，通过试验考察得到，在接种量为2－10％以内，随着复配菌种接种量的增加，产酸能力先是下降，然后再上升，最后基本维持不变，活菌数则一直处于下降趋势，因此，接种量产酸能力和活菌数两个指标的影响是不一样的，综合考虑下，接种量优选为2％。
进一步，在S1中，以脱脂乳粉为主料的原料在55－60℃的水中溶解，然后在90－95℃温度下灭菌处理1－20min，再冷却至室温。
本发明还包括一种乳酸菌气泡水，所述乳酸菌气泡水通过上述制备方法制备得到。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明选择了干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种来作为复配菌种，利用该复配菌种进行发酵，通过试验得到，两种菌种在特定复配比例下产生协同作用，产酸能力增加，活菌数高，能够抑制杂菌生长，因此发酵后可免去高温灭菌工艺，能够使得到的发酵物保持白色，为得到高品质的乳酸菌饮料提供了基础条件，解决了现有乳酸菌产品需要进行高温杀菌而导致发酵乳褐变的问题；
2、本发明将果胶、CMC、大豆多糖三种稳定剂进行复配，在特定比例下，产品的离心沉淀率为可降至3.0％以下，感官评分80以上，得到的乳酸菌饮料产品香味浓郁、酸甜适中，成品饮料中无沉淀产生，取得了优异的技术效果，克服了使用单一稳定剂所存在的产品风味不佳和产品形态改变的问题；
3、本发明将特定复配菌种和特定稳定剂相结合制备乳酸菌饮料，得到的乳酸菌气泡水最终呈乳白色，与现有的乳酸菌饮料(外观为褐色)在外观上区别明显，本发明的乳酸菌气泡水既具有益生菌口感和气泡水独特风味，又富含益生菌，口感较好，活菌总数达到108.3cfu/ml以上，是一款高品质的具有抗氧化作用以及能改善肠道菌群的乳酸菌饮料，该乳酸菌饮料口感接受度高，贮藏期长，质量稳定，易于实现商品化应用。
附图说明
图1是本发明的一种乳酸菌气泡水制备工艺路线图；
图2是本发明进行发酵菌种筛选试验测试结果图；
图3是本发明考察复配菌种不同比例下对酸度和活菌数的影响图；
图4是本发明考察不同发酵时间对酸度和活菌数的影响图；
图5是本发明考察不同发酵温度对酸度和活菌数的影响图；
图6是本发明考察不同菌种添加量对酸度和活菌数的影响图；
图7是本发明进行稳定剂筛选试验测试结果图；
图8是本发明考察不同复配稳定剂比例对感官评分及离心沉淀率的影响图；
图9是本发明的乳酸菌气泡水感官分析图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
发酵菌种筛选
试验所用菌种有：嗜酸乳杆菌(Lactobacillus CICC 6091)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum CICC 6002)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentium CICC6233)、罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri CICC 6226)和干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)CICC 6065、德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckiisubsp.bulgaricus)CICC 22163。
(1)发酵乳制备
取不同发酵剂，接种至脱脂乳中，在37℃发酵48h，每6h测定各项指标。
(2)发酵乳测定指标
①滴定酸度的测定：采用GB 5009.239－2016氢氧化钠直接滴定法
式中：
C－表示氢氧化钠的摩尔浓度(mol/L)；
V－表示滴定的体积(ml)；
m－表示样品的质量(g)；
②活菌数测定
取1mL发酵乳，加入装有9mL无菌生理盐水试管中，以此依次稀释至10－9倍。取其中10－7、10－8、10－9三个稀释度各1mL，用MRS培养基测定菌落总数，平行3次，取平均值。
实施例2
乳酸菌发酵乳条件筛选
以滴定酸度及活菌数为指标，利用筛选的菌种对乳酸菌发酵乳进行发酵，考察不同菌种复配活菌数比例(1：1、1：2、1：3、2：1、2：3)、菌种添加量[按乳酸菌发酵乳总体积](2％、4％、6％、8％、10％)、发酵时间(30h、36h、42h、48h、54h)、发酵温度(32℃、34℃、36℃、38℃、40℃)对乳酸菌发酵乳的酸度及活菌数的影响。
实施例3
稳定剂筛选及复配稳定剂比例确定
试验所用稳定剂有：果胶、大豆多糖、羧甲基纤维素钠、黄原胶、琼脂、魔芋粉
①沉淀离心率的测定
取8ml发酵乳，8000r/min 15min，取上清液，称取沉淀总量。
沉淀离心率(％)＝离心沉淀重量(g)/离心前样品重量(g)x 100％
②乳酸菌发酵乳感官评分
针对不同发酵乳。邀请20名专业经验人员，进行感官评分，感官评分表如表1所示：
表1发酵乳感官评分表
结果分析
菌种筛选
由图2可知，产酸能力最强的为干酪乳杆菌及德氏乳杆菌保加利亚亚种，活菌数最高为干酪乳杆菌，德氏乳杆菌保加利亚亚种及罗伊氏乳杆菌的活菌数想接近。菌种发酵特性除了环境影响，与自身的属性相关，每种菌的生理特性不同。结合产酸能力以及活菌数，最适菌种为干酪乳杆菌及德氏乳杆菌保加利亚亚种，两种菌种复配，使其发酵初期形成一个酸性环境，使杂菌无法生存，通过产酸及控制温度替换高温灭菌，使其乳酸菌乳饮料保持白色。
乳酸菌发酵乳条件确定
由图3－图6可知，当干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种复配比例为1：2，添加2％复配菌种，在36℃变温发酵48h，乳酸菌乳饮料的酸度以及活菌数达到最高，分别为10.86°及108.3cfu/mL。但是，考虑到菌种为复配菌种，干酪乳杆菌及德氏乳杆菌保加利亚亚种两种乳杆菌发酵温度不一致，保加利亚乳杆菌最适发酵温度40－42℃，干酪乳杆菌最适发酵温度35－37℃，为使发酵达到更好效果，故采取变温发酵模式，使其41℃发酵6h，转36℃继续发酵42h。
稳定剂及复配稳定剂比例确定
由图7－图8可知，果胶、CMC、大豆多糖三种离心沉淀率相对较低，大豆多糖＜CMC＜果胶。由于大豆多糖属于酸性多糖，易溶于水，具有较好的乳化稳定性，故大豆多糖的离心沉淀率及感官评分相对于其他两组偏高。本发明在考察稳定剂对产品质量影响时发现，使用单一稳定剂会导致产品风味不佳以及形态改变的问题，难以获得高品质的乳酸菌饮料。为了解决该技术问题，本发明将果胶、CMC、大豆多糖三种稳定剂进行复配，在特定比例下，产品的离心沉淀率为可降至3.0％以下，感官评分80以上，得到的乳酸菌饮料产品香味浓郁、酸甜适中，成品饮料中无沉淀产生，取得了优异的技术效果，克服了使用单一稳定剂所存在的问题。
因此，本发明的优选的实施例为：
S1、将脱脂乳粉、葡萄糖于55－60℃水中溶解，然后进行90－95℃灭菌5min；
S2、冷却至室温后接入2％(体积百分数)干酪乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种(活菌数比例1：2)复配菌种，先在41℃发酵6h，再转36℃继续发酵42h，变温发酵共48h，得到的发酵物于4℃冷藏12－24h；
S3、将白砂糖、复配稳定剂用水溶解，灭菌冷却后加入发酵物中，通过调配、均质、罐装、充气等处理后得到乳酸菌气泡水。
对上述制备方法得到的乳酸菌气泡水对进行相应感官评价。评价结果为：奶香味8.3、稀稠度8.5、甜度8.5、酸度8.4、刹口感8.6、回味8.4、柔顺感8.5，口感酸甜适中，具有乳酸菌风味，由此说明，本发明制备的乳酸菌气泡水是一款高品质的乳酸菌饮料，其口感接受度高，贮藏期长，质量稳定，有助于其实现商品化应用，市场潜力大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种乳酸菌气泡水的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将以脱脂乳粉为主料的原料进行溶解、杀菌、配制得到发酵液，发酵液接种复配菌种进行变温发酵，得到发酵物，其中，所述复配菌种为干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种的复配菌种，干酪乳杆菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种的活菌比例为1:2，复配菌种的接种量为发酵液体积的2％，发酵液中活菌数为108cfu/mL以上，变温发酵时，先在40-42℃发酵4-8h，再转35-37℃继续发酵40-45h；
S2、向发酵物中加入稳定剂进行调配、均质处理，然后进行二氧化碳充气，得到乳酸菌气泡水，其中，所述稳定剂为果胶、大豆多糖、羧甲基纤维素钠三者的复配物，果胶、大豆多糖、羧甲基纤维素钠的质量比为1-2：1-3：1-2。
2.如权利要求1所述的乳酸菌气泡水的制备方法，其特征在于，所述果胶、大豆多糖、羧甲基纤维素钠的质量比为1:1:1。
3.如权利要求1所述的乳酸菌气泡水的制备方法，其特征在于，变温发酵时，先在41℃发酵6h，再转36℃继续发酵42h。
4.如权利要求1所述的乳酸菌气泡水的制备方法，其特征在于，在S1中，以脱脂乳粉为主料的原料在55-60℃的水中溶解，然后在90-95℃温度下灭菌处理1-20min，再冷却至室温。
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