CN114747622B - 一种酸奶预处理及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于食品加工技术领域，公开了一种酸奶的预处理及其制备方法，具体包括以下步骤：步骤S100，预热，将新鲜牛乳进行预热；步骤S101，添加配料，在鲜牛乳中添加TG酶，并孵化；步骤S102，均质，将添加TG酶的牛乳均质；步骤S103，杀菌灭酶，将均质后的牛乳进行杀菌灭酶并冷却；步骤S104，发酵，在杀菌灭酶冷却后的牛乳中添加菌种，并恒温发酵，得到酸奶样品；步骤S105，保存，将步骤S5得到的酸奶样品在0‑5℃下进行保存。本发明的方法能改善牛乳的酸凝特性，提升酸奶的品质；且工艺简单，适用于大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，特别涉及一种酸奶预处理及其制备方法。
背景技术
酸奶在加工运输过程中易发生乳清析出、粘度降低等现象，这会导致酸奶质构特性变差，极度影响了消费者的购买体验。为解决上述问题，现有技术对酸奶加工工艺作出了诸多改进，由于谷氨酰胺转移酶(TG酶)可催化牛乳蛋白质分子间或分子内形成ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价键，是改善蛋白质功能特性的优选方法。因此，现有工艺通常利用TG酶作为添加剂在酸奶中进行使用，其作用原理主要是：TG酶可诱导牛乳中的蛋白质形成交联反应，且可增加酸奶三维凝胶网络结构中的共价键数量及种类，改善酸奶凝胶性能，解决乳清析出等问题。
目前利用TG酶制作酸奶的工艺主要包括两种，一种是将鲜牛奶先后进行均质、杀菌、加酶和发酵；另一种是将鲜牛奶先后进行均质、杀菌、加酶、灭酶和发酵。采用第一种方法是在杀菌后引入TG酶，后续无灭酶工序，易造成TG酶残留在酸奶中持续作用，导致口感不稳定，且在发酵过程前额外引入加酶工序，加大了微生物污染的风险。第二种方法虽然在后续进行了灭酶处理，但在加酶之前就已经进行了杀菌，后续再进行杀菌灭酶工序会使得工序复杂，增加成本，且该过程若杀菌温度过低，则TG酶仍有残留而导致酸奶口感不佳的风险。
因此，针对现有酸奶制备方法的缺陷，本领域有待进一步开发，并提出一种酸奶的新制备方法，从而解决现有技术的缺陷和限制。
发明内容
本发明的目的是提出一种酸奶预处理方法，其能改善牛乳的酸凝特性，提升酸奶的品质。
实现本发明目的所采用的技术方案是：
一种酸奶预处理方法，具体包括以下步骤：
步骤S101，添加配料，在鲜牛乳中添加TG酶，并孵化；
步骤S102，均质，将添加TG酶的牛乳均质。
进一步地，在步骤S101之前还包括步骤S100，具体为：步骤S100，预热，将新鲜牛乳进行预热。
酪蛋白是TG酶作用的良好底物，但天然乳清蛋白呈紧密球状结构，较难被TG酶诱导交联，而经过热处理展开其球状结构后可促进TG酶对其诱导的交联反应，且可增加酸奶三维凝胶网络结构中的共价键数量及种类，改善酸奶凝胶性能，解决乳清析出等问题。
进一步地，在步骤S100中，预热温度为60-90℃。
进一步地，在步骤S101中，孵化温度为40-55℃，孵化时间为1h。
进一步地，在步骤S102中，均质温度为60℃，均质压力为180bar。
本发明的另一目的是提出一种酸奶的制备方法，其工艺简单，适用于大规模生产。
实现本发明另一目的所采用的技术方案是：
一种酸奶的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤S100，预热，将新鲜牛乳进行预热；
步骤S101，添加配料，在鲜牛乳中添加TG酶，并孵化；
步骤S102，均质，将添加TG酶的牛乳均质；
步骤S103，杀菌灭酶，将均质后的牛乳进行杀菌灭酶并冷却；
步骤S104，发酵，在杀菌灭酶冷却后的牛乳中添加菌种，并恒温发酵，得到酸奶样品；
步骤S105，保存，将步骤S5得到的酸奶样品在0-5℃下进行保存。
进一步地，在步骤S100中，预热温度为60-90℃。
进一步地，在步骤S101中，孵化温度为40-55℃，孵化时间为1h。
进一步地，在步骤S102中，均质温度为60℃，均质压力为180bar。
进一步地，在步骤S103中，杀菌灭酶温度为95℃，时间为5min。
进一步地，在步骤S104中，恒温发酵过程为：在43℃的恒温箱中发酵至pH达到4.6后停止发酵。
在步骤S104中，所述菌种为保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的混合菌种。保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的接种比例为1:(1～10)；优选地，保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的接种比例为1：1。
解决本发明技术问题所采用的原理：牛乳在均质化工艺前脂肪球膜蛋白浓度及结构是影响酸奶产品质地的重要因素，由于牛乳在均质过程中脂肪表面积迅速增加，酪蛋白胶束及乳清蛋白会吸附在脂肪球表面形成新的脂肪球膜。吸附在脂肪球表面的蛋白质浓度和结构会影响酸性乳凝胶的凝胶特性，例如乳清蛋白相较于乳清蛋白与吐温共同充当脂肪球膜表面蛋白所制备的酸奶具有更好品质。
牛乳的热处理强度可直接影响牛乳在均质工艺中的脂肪球表面蛋白结构。适当的热处理强度可使牛乳中的乳清蛋白变性且主要是通过二硫键形成β-乳球蛋白-κ-酪蛋白复合物，该结构更有利于乳蛋白吸附在脂肪球膜表面，从而改善牛乳的酸凝特性，提升酸奶的品质。
此外，常规利用TG酶生产酸奶的加工工艺均为先均质后加酶，并未涉及均质前脂肪球膜蛋白结构的改变，因此本发明通过研究牛乳在不同的热处理强度下及在均质工艺前后不同时间段引入TG酶改变脂肪球膜蛋白的结构，设计出一种新型利用谷氨酰胺转氨酶生产酸奶的加工工艺，TG酶仅作加工助剂使用，后期的杀菌灭酶使其丧失了活性，保证了口感的稳定性；且杀菌灭酶节约了原有的加工步骤和成本。在本发明的方法中，先将牛乳加热，然后在均质前加入配料物质，可使得酸奶的色泽、气味、作为和组织状态更佳，且更有利于酸奶的工业化生产。
本发明的有益效果在于：采用本发明的制备方法能改善牛乳的酸凝特性，提升酸奶的品质；且工艺简单，适用于大规模生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实验1-实验2不同均质处理方式下不同酶添加量对酸奶质构的影响图。
图2是实验3-实验4中不同均质方式处理下牛乳热处理强度对酸奶质构的影响图。
图3是实验3-实验4各组稳定性测试结果图。
图4是实验3-实验4各组感官评价得分情况对比图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的一个实施例中，一种酸奶预处理方法，具体包括以下步骤：
步骤S101，添加配料，在鲜牛乳中添加TG酶，并孵化；
步骤S102，均质，将添加TG酶的牛乳均质。
在本发明另一个实施例中，一种酸奶制备方法，具体包括以下步骤：
步骤S100，预热，将新鲜牛乳进行预热60-90℃；选择60℃以上的温度其原因为使乳清蛋白变性，使脂肪球膜上主要成分为酪蛋白亚胶束和乳清蛋白。优选的预热最好选择80℃，保证完全变性的同时节约加工成本。
步骤S101，添加配料，在预热后的牛乳中添加TG酶，并在40-55℃下孵化1h，本发明优选可以保证较佳口感的45℃；其中，TG酶的添加量为牛乳0.005％-0.08％的质量比；
步骤S102，均质，将添加TG酶的牛乳在温度为60℃，压力为180bar的条件下进行均质。
步骤S103，杀菌灭酶，将均质后的牛乳在温度95℃条件下杀菌灭酶5min，然后冷却至43℃备用。
步骤S104，发酵，在杀菌灭酶冷却后的牛乳中添加0.2U/g的菌种，并在43℃的恒温箱中发酵至pH达到4.6后停止发酵，得到酸奶样品；
步骤S105，保存，将步骤S5得到的酸奶样品在4℃下进行保存。
实验及分析
一、不同均质工艺处理的牛乳
实验1
(1)分组及编号：取新鲜牛乳并均分为六组，分别命名为5-1、10-1、20-1、40-1、80-1、CK；其中，5-1、10-1、20-1、40-1、80-1为实验组，CK为对照组。
(2)添加TG酶：将各组牛乳在同一条件下加热至45℃，然后在编号为5-1、10-1、20-1、40-1、80-1的各组中分别加入鲜牛乳0.005％、0.01％、0.02％、0.04％、0.08％质量比的TG酶，并在45℃条件下孵化1h；CK组不添加TG酶。
(3)均质：将经过处理的各组牛乳加热至60℃，然后再在180bar压力下进行均质。
(4)杀菌灭酶：将经过处理的各组牛乳在95℃条件下杀菌灭酶5min，冷却至43℃备用。
实验2
(1)分组及编号：取新鲜牛乳并均分为六组，分别命名为1-5、1-10、1-20、1-40、1-80、CK；其中，1-5、1-10、1-20、1-40、1-80为实验组，CK为对照组。
(2)均质：将各组牛乳在同一条件下预加热至60℃，然后再在180bar压力下进行均质，均质结束后将各组冷却至45℃。
(3)添加TG酶：然后在编号为1-5、1-10、1-20、1-40、1-80的各组中分别加入鲜牛乳0.005％、0.01％、0.02％、0.04％、0.08％质量比的TG酶，并在45℃条件下孵化1h；CK组不添加TG酶。
(4)杀菌灭酶：将经过处理的各组牛乳在95℃条件下杀菌灭酶5min，冷却至43℃备用。
二、不同均质工艺条件下牛乳热处理工艺条件的优化方法
实验3
(1)分组及编号：取新鲜牛乳并均分为五组，分别命名为60-1、70-1、80-1、90-1、ck-1；其中，60-1、70-1、80-1、90-1为实验组，ck-1为对照组。
(2)热处理：然后将编号为60-1、70-1、80-1、90-1的各组分别升温至60℃、70℃、80℃、90℃，保温10min，然后冷却至45℃；ck-1组直接升温至45℃。
(3)添加TG酶：在实验组和对照组中各加入鲜牛乳0.04％质量比的TG酶，并在45℃条件下孵化1h。
(4)均质：将经过处理的各组牛乳加热至60℃，然后再在180bar压力下进行均质。
(5)杀菌灭酶：将经过处理的各组牛乳在95℃条件下杀菌灭酶5min，冷却至43℃备用。
实验4
(1)分组及编号：取新鲜牛乳并均分为五组，分别命名为1-60、1-70、1-80、1-90、1-ck；其中，1-60、1-70、1-80、1-90为实验组，1-ck为对照组。
(2)热处理：然后将编号1-60、1-70、1-80、1-90的各组分别升温至60℃、70℃、80℃、90℃，保温10min，然后冷却至45℃；1-ck组直接升温至45℃。
(3)均质：将各组牛乳在同一条件下预加热至60℃，然后再在180bar压力下进行均质，均质结束后将各组冷却至45℃。
(4)添加TG酶：在实验组和对照组中各加入鲜牛乳0.04％质量比的TG酶，并在45℃条件下孵化1h。
(5)杀菌灭酶：将经过处理的各组牛乳在95℃条件下杀菌灭酶5min，冷却至43℃备用。
三、酸奶样品制备：
发酵：添加0.2U/g菌种于上述实验1-实验4经过不同处理方式的牛乳中，并置于43℃的恒温箱中发酵至pH达到4.6为止，将样品于4℃条件下保存。
四、样品检测方法
1、酸奶的质构测试
在发酵开始前，取相同质量的实验1-实验4中各组杀菌灭酶后的样品溶液，倒入塑料杯中进行密封保存并发酵后熟。
在物性分析仪(本方案中使用型号为英国SMS，TA.XT Express，还可以为其他同样功能的仪器)中测定个组样品的质构，测定参数如下：P0.5探头；下降速度为1.00mm/s；测试速度为1.00mm/s；测后速度为10.00mm/s；应变30％；感应力5g。获得硬度和凝胶破碎力，平行测定三次取平均值。测试结果如图1和图2所示，其中，图1是实验1-实验2不同均质处理方式下不同酶添加量对酸奶质构的影响图；图2是实验3-实验4中不同均质方式处理下牛乳热处理强度对酸奶质构的影响图。
通过图1可见，实验1酸奶中的整体硬度均大于实验2，即在其他条件相同的情况下，采用先加物料后均质比先均质后加物料制备的酸奶硬度更好。
通过图2可见，实验3酸奶中的整体硬度均大于实验4，进一步验证在其他条件相同的情况下，采用先加物料后均质比先均质后加物料制备的酸奶硬度更好。
实验3和实验4中TG酶的用量与实验1编号为40-1组和实验2中1-40组相同，由图1可见，实验1的最大硬度大于实验2，且实验1中的40-1组的硬度最大，该组硬度大于80且小于90；由图2可见，实验3的最大硬度大于实验4，且实验3中的80-1组的硬度最大，该组硬度大于90且小于100。也就是说，在其他情况条件的情况下，TG酶的添加量取鲜牛乳0.04％的质量比效果最佳，该比例的硬度优于0.005％、0.01％、0.02％和0.08％。
经过图1和图2可见，在其他条件相同的情况下，采用预加热、添加物料、均质的顺序制备出的酸奶硬度更好。
2、酸奶的稳定性测试
取实验3-实验4中各组杀菌灭酶后的样品，并按照上述“三、酸奶样品制备”的发酵方法进行处理，与上述方法的不同之处在于，添加菌种后立即将样品分装至稳定性分析仪离心管中，每个样品重复3次作为平行样；再将各组样品均置于43℃的恒温箱中发酵至pH到4.6，取出样品冷却至室温，然后将样品置于Lumisizer稳定性分析仪中进行测试，检测参数设置为：温度25℃，离心速度3500r/min，光散射系数1.00，每10s扫描一次，共扫描300次。稳定测试结果具体如图3所示。
通过图3可见：根据Stocks法则，当溶液中颗粒较小，粘度较高时，颗粒的浮动较慢，因此，聚合物的稳定性增加。凝聚物的稳定性通过测定粒子位移速率与光的穿透关系，记录下随着时间改变的粒子行为。随离心率增加，光透过率越大表明该物质越不稳定。
根据图3结果显示，不同热处理强度及均质处理工艺对TG酶诱导交联的酸奶的稳定性具有显著性影响，当牛乳的热处理强度从45℃上升至80℃，酸奶体系的透光率显著性减小，说明随着牛乳热处理强度的增强，酸奶体系的稳定性增加，随着牛乳热处理温度的继续增强，酸奶体系的稳定性并没有显著性改变；同时，在均质工艺在加入TG酶，可以显著性改善酸奶体系的稳定性，且80-1组的稳定性最好。即在先加物料再均质的情况下，将鲜牛乳预热至80℃再处理制备的酸奶其乳清蛋白的变性程度最适宜，制备的酸奶具有较强的稳定性。
3、感官评分
通过实验1-实验4结合图1-图4可见，实验3-实验4的效果与实验1-实验2的效果相比更佳。为此，本发明进一步进行了感官测试，具体如下：
将实验3-实验4中各组经过后熟的酸奶每组由5位食品专业研究生和6位普通消费者对产品的色泽、气味、滋味和组织状态分别进行综合评价,根据评分标准评分进行评分，评分标准表如下表1所示，以100分制填写评分表，总分90～100分为很好、70～80分为较好、50～60为一般、30～40为较差、10～20为很差。
表1评分标准表
对各组得分情况进行统计，针对每项评分标准取平均值，然后计算综合得分，最终将各组酸奶样品的得分情况进行比较，实验3-实验4各组感官具体得分情况对比图如图4所示。
通过图4可见，实验3中的对照组和实验4中的对照组相比，实验3中的对照组得分更高，即采用先加物料后均质得到的酸奶比先均质后加物料更受消费者青睐。根据其他组的综合得分来看，实验组80-1综合得分最高，即在先加物料再均质的情况下，将鲜牛乳预热至80℃再处理制备的酸奶效果更受市场的欢迎，可将该组作为最佳实施例。
采用本发明的制备方法将鲜牛奶先加热，再加入物料后进行均质，不仅消费者感官综合评价高，且能改善牛乳的酸凝特性，提升酸奶的品质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步地的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方法而已，并不用于限制本发明，凡是在本发明的主旨之内，所做的任何修改、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)
1.一种酸奶制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤S100，热处理，将新鲜牛乳升温至80℃进行预热，保温10min，然后冷却至45℃；
步骤S101，添加配料，在鲜牛乳中加入鲜牛乳0.04％质量比的TG酶，并在45℃条件下孵化1h；
步骤S102，均质，将添加TG酶的牛乳均质；
步骤S103，杀菌灭酶，将均质后的牛乳进行杀菌灭酶并冷却；
步骤S104，发酵，在杀菌灭酶冷却后的牛乳中添加菌种，并恒温发酵，得到酸奶样品；
步骤S105，保存，将步骤S5得到的酸奶样品在0-5℃下进行保存；
在步骤S104中，所述菌种为保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的混合菌种；且保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的接种比例为1∶1。
2.根据权利要求1所述的酸奶制备方法，其特征在于，在步骤S102中，均质温度为60℃，均质压力为180bar。
3.根据权利要求1所述的酸奶制备方法，其特征在于，在步骤S103中，杀菌灭酶温度为95℃，时间为5min。
4.根据权利要求1所述的酸奶制备方法，其特征在于，在步骤S104中，恒温发酵过程为：在43℃的恒温箱中发酵至pH达到4.6后停止发酵。
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