CN101273737B - 一种在常温下保持高活菌数的发酵乳饮料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在常温下保持高活菌数的发酵乳饮料的制备方法，该方法是先向乳样中加入普通酸奶菌进行发酵，发酵到pH值为3.8-4.8终止，采用常规方法进行稀释和调配后灭菌，在无菌条件下向调配乳中加入含有鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103的浓缩液态培养物、浓缩冷冻培养物或冷冻干燥菌粉。根据成品pH值的差异，在常温下可以贮藏1～6个月，活菌数不低于105cfu/ml乳样，储藏时间和活菌数指标均高于采用常规方法发酵得到的发酵乳饮料，有效解决了发酵乳饮料在常温下货架期短且活菌数低的难题。

Description

一种在常温下保持高活菌数的发酵乳饮料的制备方法
技术领域
本发明涉及发酵乳领域，具体地涉及一种在常温下保持高活菌数的发酵乳饮料的制备方法。
背景技术
发酵乳，特别是酸奶，是广受消费者欢迎的发酵乳制品。此类产品之所以受欢迎，很大程度上是与它们含有对人体有益的活性乳酸菌有关。通常认为，每毫升(或每克)产品中应含有至少105-107cfu的活性乳酸菌，每天应消费至少100毫升(或克)产品，才能对人体健康起效。因此，在运输、贮藏过程中确保这些乳酸菌的存活非常重要。
然而，在目前冷链不健全的条件下，当产品在非冷藏条件下贮藏较长时间后，发酵乳中的乳酸菌的存活率常常很低，甚至检测不到活菌(W.T.Hamann和E.H.Marth， Survival of Streptococcus thermophilus and Lactobacillusbulgaricus in commercial and experimental
已有一些文献报道了增加乳酸菌存活数量的方法，这些方法包括：添加除氧剂(如Vc)，添加益生元(如寡糖类)，将乳酸菌包入微胶囊中，不加保加利亚乳酸杆菌和降低氧化还原电位(如加半胱氨酸)等(N.P.Shah，Probioticbacteria：Selective enumeration and survival in dairy foods，J.Dairy Sci.，83：894-907，2000；A.Lourens和B.C.Viljoen，Int.Dairy J.，11：1-17，2001)。然而，这些方法收效甚微。
问题的根源在于大部分的乳酸菌都能利用乳糖发酵，而乳糖发酵会产生乳酸，从而使得牛乳的pH值迅速下降，直接导致存活的乳酸菌数量下降。例如采用嗜热链球菌和/或保加利亚乳杆菌作发酵菌剂，在43℃左右发酵牛奶，会在3-8小时内产生大量的乳酸，使得牛奶pH值迅速下降到4.5以下，导致乳酸菌活性下降甚至死亡。
因此，控制发酵乳产酸成为解决发酵乳常温贮藏并保持高活菌数问题的关键。
鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)(可购自美国菌种保藏中心，菌株编号为ATCC53103)是一株从健康人体分离出来的益生菌(US patent4,839,281；US patent5,032,399)，并且可以去除血浆里的内毒素(US patent5，413，785)。此菌的最大特点是不发酵乳糖，而且耐酸和耐氧。此菌的最佳生长温度为37摄氏度，生长速度快。因为此菌具有预防和治疗肠胃不适(如腹泻)以及提高免疫力的功能，故此菌被用于保健品和功能食品(如酸奶)中。关于此菌的详细的生物学特性和益生功能，请参考上述专利文书和综述文章-M.Saxelin，Lactobacillus GG A human probiotic strain with thoroughclinical documentation，Food Rev.Int.，13：293-313，1997.
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种在常温下保持高活菌数的发酵乳饮料的制备方法。
(二)技术方案
在本发明的意义上，对所涉及的技术术语作如下定义：
后酸化：指酸奶或发酵乳生产发酵过程停止之后，产品内的酸奶菌或乳酸奶继续产酸而导致产品酸化，又称生产后酸化或发酵后酸化。
在本发明中，术语“常温”是指正常情况下室内所能够达到的温度，例如0～40℃，优选为10～30℃。
本发明的原理是：首先利用普通酸奶菌[由保加利亚乳杆菌(Lactobacillusbulgaricus)和/或嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)的单一菌种或混合菌种组成]进行发酵，经稀释、调配并灭菌后，在无菌条件下加入鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103，使之利用普通酸奶菌发酵产生的单糖来进行增殖，并产生乳酸，使产品酸度最终稳定在产品设计酸度。
本发明所述的方法，是先向乳样中加入普通酸奶菌进行发酵，发酵到pH值3.8-4.8终止，添加部分甜味剂、香精和增稠乳化稳定剂进行稀释和调配后灭菌，在无菌条件下向调配乳中加入含有鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)ATCC53103(购自美国菌种保藏中心)的浓缩液态培养物、浓缩冷冻培养物或冷冻干燥菌粉。
本发明所述的方法，所述调配时pH值会根据发酵液中含有的单糖量所能导致的pH下降值设定调配时的pH值，例如发酵液中所含单糖量会导致调配乳pH值下降0.2，调配乳成品的pH值欲设定在4.2，则调配时pH值设定在4.4，因为鼠李糖乳杆菌(Lactoba cillusrhamnosus)ATCC53103的在调配乳中会逐渐产酸，直至调配乳中的单糖被消耗后pH值稳定在成品设定值。
其中，所述乳样为鲜奶或还原奶(包括但不限于牛乳、羊乳的鲜奶或还原奶)或在鲜奶或还原奶中添加浓缩乳清蛋白，乳样中蛋白质的浓度为0.1-7％，乳固体浓度为1-30％。优选地，乳样中蛋白质的浓度为0.7-4.5％，乳固体浓度为6-20％。
在本发明所述的方法中，所述普通酸奶菌为本领域技术人员已知的任何用于生产酸奶的菌，优选保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和/或嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)，其添加量均是101-109cfu/ml乳样。
普通酸奶菌的发酵温度为30-45℃，发酵时间为2.5-10小时。
所述稀释和调配是以发酵乳为基料，添加部分甜味剂、酸味剂、香精、增稠乳化稳定剂和水，调配至蛋白质浓度为0.7-4.5％，发酵乳稀释1.5-20倍。
在本发明所述的方法中，鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103的添加量并不受到任何理论的限制，根据经济有效的原则，优选鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103的添加量是101-109cfu/ml乳样。优选地，鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103的添加量是105-107cfu/ml乳样。
所述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103在调配乳中会逐渐产酸，直至调配乳中的单糖被消耗掉，pH值变化范围在0.1～1.0之间。
(三)有益效果
根据本发明所述的方法制备的发酵乳饮料，在室温下(10-30℃)贮藏1～6个月，活菌数至少为105cfu/ml乳样，储藏时间和活菌数指标均高于采用常规方法发酵得到的发酵乳饮料，有效解决了发酵乳饮料在常温下货架期短且活菌数低的难题。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1  普通酸奶菌发酵灭菌后再添加鼠李糖乳杆菌制备的发酵乳饮料及其存放实验
将8％的全脂奶粉和3％的浓缩乳清蛋白(WPC-80，蛋白含量80％)加入水中，配成还原全脂牛奶，取1000ml还原全脂牛奶在115℃加热15分钟，冷却后，接种普通酸奶菌BF-203(购自北京弗蒙特生物技术有限公司，由嗜热链球菌Streptococcus thermophilus和保加利亚乳杆菌Lactobacillusbulgaricus构成)，发酵至PH值4.7，冷却至25℃以下。
用400ml70℃的水溶解酸性乳饮料稳定剂SY-806(购自北京弗蒙特生物技术有限公司)6g，AK糖(购自张家港浩波化学品公司)0.5g，搅拌20min，冷却至25℃以下，水合30min后，按照成品蛋白浓度为1.0％的标准(全脂奶粉蛋白含量按26％计算)，将上述还原发酵乳稀释2.5倍，配成蛋白1.0的乳饮料，并加入上述稳定剂溶液中，用10％柠檬酸将混合液pH值调至4.4，用水定容至1000ml，搅拌5min。预热至70℃，进行均质，均质压力20MPa。然后灭菌，条件为115℃、15min。
再冷却至37℃以下，将鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103冻干菌粉按照5×105cfu/ml乳样接种至上述乳液中。在12～25℃考察测定pH值和活菌数，结果见表1。结果表明，在12～25℃贮藏8周后，鼠李糖乳杆菌的活菌数至少为106cfu/ml乳样，产品pH值在3.7以上。
表1乳酸菌的存活情况和产品pH值检测数据
考察时间(周) pH值 活菌数(107cfu/ml乳样)
0 4.4 0.05
1 3.85 22
2 3.76 27
3 3.72 15
4 3.75 11
5 3.70 8.2
6 3.73 7.6
7 3.73 3.5
8 3.79 0.9
实施例2  普通酸奶菌发酵灭菌后再添加鼠李糖乳杆菌制备的发酵乳饮料及其存放实验
与实施例1方法相同，全脂奶粉浓度为25％配成还原全脂牛奶，接种普通酸奶菌BF-306(购自北京弗蒙特生物技术有限公司，由嗜热链球菌Streptococcus thermophilus和保加利亚乳杆菌Lactobacillus bulgaricus构成)，发酵至PH值3.8。
将上述还原发酵乳稀释9倍，配成蛋白0.7的乳饮料，用10％柠檬酸将混合液pH值调至4.4，按实施例1的方法均质并灭菌后，将鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103的浓缩培养物按照1.5×107cfu/ml乳样接种至上述乳液中。在12～25℃考察测定pH值和活菌数，结果见表2。结果表明，在12～25℃贮藏6个月后，鼠李糖乳杆菌的活菌数至少为107cfu/ml乳样，产品pH值在4.2以上。
表2乳酸菌的存活情况和产品pH值检测数据
考察时间(月) pH值 活菌数(107cfu/ml乳样)
0 4.4 1.5
1 4.17 28
2 4.20 32
3 4.19 25
4 4.23 7.1
5 4.25 6.5
6 4.30 2.4
实施例3  普通酸奶菌发酵灭菌后再添加鼠李糖乳杆菌制备的发酵乳饮料及其存放实验
与实施例1方法相同，乳固体为11.5％的鲜奶中再加入3.5％的全脂奶粉配成浓度为15％的全脂牛奶，接种普通酸奶菌BF-301(购自北京弗蒙特生物技术有限公司，由嗜热链球菌Streptococcus thermophilus和保加利亚乳杆菌Lactobacillus bulgaricus构成)，发酵至pH值4.0。
将上述还原发酵乳稀释5.5倍，配成蛋白0.7的乳饮料，用10％柠檬酸将混合液pH值调至4.3，按实施例1的方法均质调配并灭菌后，将鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103按照2×106cfu/ml乳样接种至上述乳液中。在37℃考察15天测定pH值和活菌数，结果见表3。结果表明，在37℃贮藏15天后，鼠李糖乳杆菌的活菌数至少为107cfu/ml乳样，产品pH值在3.9以上。
表3乳酸菌的存活情况和产品pH值检测数据
考察时间(天) pH值 活菌数(107cfu/ml乳样)
0 4.31 0.15
1 4.17 26
4 3.94 17
7 3.98 21
10 3.93 3
15 3.93 1.1
实施例4   普通酸奶菌发酵灭菌后再添加鼠李糖乳杆菌制备的发酵乳饮料及其存放实验
与实施例1方法相同，全脂奶粉浓度为28％配成还原全脂牛奶，接种普通酸奶菌BF-208(购自北京弗蒙特生物技术有限公司，由嗜热链球菌Streptococcus thermophilus构成)，发酵至pH值4.5。
按照成品蛋白1.8％的标准，将上述还原发酵乳稀释4倍，调配并灭菌后，将鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC53103按照5×106cfu/ml乳样接种至上述乳液中。在12～25℃考察测定pH值和活菌数，结果见表4。结果表明，在12～25℃贮藏6个月后，鼠李糖乳杆菌的活菌数至少为107cfu/ml乳样，产品pH值在4.3以上。
表4乳酸菌的存活情况和产品pH值检测数据
考察时间(月) pH值 活菌数(107cfu/ml乳样)
0 4.8 0.5
1 4.43 27
2 4.35 29
3 4.40 32
4 4.37 22
5 4.41 15
6 4.33 7.6

Claims (11)

1.一种在常温下保持高活菌数的发酵乳饮料的制备方法，其特征在于先向乳样中加入普通酸奶菌进行发酵，发酵到pH值3.8-4.8终止，进行稀释和调配后灭菌，在无菌条件下向调配乳中加入鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC 53103。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述乳样为鲜奶、还原奶或在鲜奶或还原奶中添加浓缩乳清蛋白，乳样中蛋白质的浓度为0.1-7％，乳固体浓度为1-30％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于乳样中蛋白质的浓度为0.7-4.5％，乳固体浓度为6-20％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述普通酸奶菌为保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和/或嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)，其添加量均是101-109cfu/ml乳样。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于普通酸奶菌的发酵温度为30-45℃，发酵时间为2.5-10小时。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述稀释和调配是将发酵乳调配至蛋白质浓度为0.7-4.5％，发酵乳稀释1.5-20倍。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述调配乳的成品pH值最终控制范围为3.5-4.7。
8.根据杈利要求1所述的方法，其特征在于所述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC 53103的添加量是101-109cfu/ml乳样。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC 53103的添加量是105-107cfu/ml乳样。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的方法，其中所述的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC 53103是以含有鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)ATCC 53103的浓缩液态培养物、浓缩冷冻培养物或冷冻干燥菌粉的形式被加入。
11.根据权利要求1～10中任一项所述方法所制备的在常温下保持高活菌数的发酵乳饮料。
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