CN101971880B - 干酪乳杆菌高含量发酵乳及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干酪乳杆菌高含量发酵乳及其制造方法，涉及微生物发酵技术领域中的发酵乳。本发酵乳是：①主要组分按质量百分比，原料乳85～92％，白砂糖4～8％，果葡糖浆和/或葡萄糖3～8％，生物活性肽0.1～0.5％，锰盐0.3～1.2ppm；②干酪乳杆菌接种量3×10⁶～3×10⁷CFU/g，嗜热链球菌接种量3×10⁶～3×10⁷CFU/g；③适量增稠剂和食用香精。本发酵乳的制造方法包括：①产品配料；②均质杀菌；③产品发酵；④搅拌或翻缸冷却；⑤产品灌装及冷藏后熟。与现有技术相比，本发明干酪乳杆菌菌数含量明显提高，达3.0×10⁸～5.0×10⁹CFU/g；产品发酵时间明显缩短，仅需4～8小时；产品粘度良好、口感细腻滑爽和风味独特。

Description

干酪乳杆菌高含量发酵乳及其制造方法

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域中的干酪乳杆菌发酵乳，尤其涉及一种干酪乳杆菌高含量发酵乳及其制造方法。

背景技术

2002年，***粮农组织和世界卫生组织定义益生菌为一种“当摄入充足的数量时，对宿主产生功能性健康益处的活体微生物”。由此可见，为了发挥益生菌的功能与作用，益生菌菌株必须对人体消化***具有良好的耐受性、保持存活，并在发酵过程中尽可能提升益生菌数量。

大多乳酸菌，如普通乳酸菌饮料、酸奶所用的嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌等经过人体消化道时，不耐胃酸和胆汁，大部分被消化液破坏，其存活率仅有0.01～0.065％[高松柏，中国乳品工业，2004，32(8)：46-49]，因而调节肠道菌群平衡、改善肠道微环境等益生功能受到了很大限制。

干酪乳杆菌则能够有效耐受人体消化***，包括口腔中的酶、低pH值的胃液以及小肠的胆汁酸等，所以干酪乳杆菌进入人体后可以在肠道内大量存活，发挥调节肠内菌群平衡、促进人体消化吸收等作用。同时，干酪乳杆菌具有降胆固醇、调节血脂、血压，促进细胞***，增强人体免疫及预防癌症和抑制肿瘤生长等益生保健功能[张和平等，中国乳品工业，2006，34(10)：4-8]。

目前，我国乳品市场上虽有添加了干酪乳杆菌的发酵乳生产，但产品均为在普通酸奶发酵剂基础上添加极少量的干酪乳杆菌发酵而成，终产品中活性干酪乳杆菌含量非常低，远远达不到干酪乳杆菌发挥其益生功能的菌数含量。

文章《益生菌干酪乳杆菌LC-15生长及发酵特性研究》(黄文利，乳业科学与技术，2007，6：282-286)和专利《干酪乳杆菌发酵乳及其制造方法》(张和平，公开号CN101455237)公开了干酪乳杆菌的单独发酵、与传统酸奶发酵剂的混合发酵的技术，但干酪乳杆菌单独发酵存在发酵时间长、产品粘度与组织状态不理想等问题；与传统酸奶发酵剂混合发酵则存在传统酸奶发酵剂中的保加利亚乳杆菌竞争性的抑制了干酪乳杆菌的生长繁殖，导致终产品中具良好益生功能的干酪乳杆菌含量不高，只有6～8×10⁷CFU/g。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，设计一种以干酪乳杆菌为发酵主体、发酵时间短、干酪乳杆菌活菌数量高的发酵乳，提供一种干酪乳杆菌高含量发酵乳及其制造方法。

本发明的目的是这样实现的：

针对干酪乳杆菌在乳中生长缓慢、产品组织状态较差等技术难题，深入研究干酪乳杆菌与嗜热链球菌的共生关系，外加碳源、氮源和矿物盐对干酪乳杆菌发酵的促进作用，生产一种干酪乳杆菌含量高、发酵时间短、产品组织状态与风味良好的发酵乳。

一、干酪乳杆菌高含量发酵乳(简称发酵乳)

①主要组分

按质量百分比，

原料乳                      85～92％；

白砂糖                      4～8％；

果葡糖浆或葡萄糖            3～8％；

生物活性肽                  0.1～0.5％；

锰盐                        0.3～1.2ppm，以元素锰计；

②使用干酪乳杆菌和嗜热链球菌发酵剂，其中：

干酪乳杆菌接种量            3×10⁶～3×10⁷CFU/g，

嗜热链球菌接种量            3×10⁶～3×10⁷CFU/g；

A、发酵剂按干酪乳杆菌∶嗜热链球菌＝10∶1～1∶10组成，发酵剂的总接种量为6×10⁶～6×10⁷CFU/g。

B、发酵剂或为直投式发酵剂，或为继代发酵剂，起始接种总量均为6×10⁶～6×10⁷CFU/g。

③适量增稠剂、食用香精。

其中：

a、所述的原料乳为普通生乳、脱脂牛乳、全脂乳粉、脱脂奶乳、乳清粉、牛奶浓缩蛋白或其它牛奶组分制成的还原乳。

其功能是作为产品形态和干酪乳杆菌发酵的基质和载体。

b、所述的生物活性肽是指食品来源的动植物蛋白质用蛋白酶酶解或微生物发酵法生产、天然氨基酸以不同组成和排列方式构成、相对分子量在5000Da以下、主要成分为肽类的物质，如来源于大豆蛋白的大豆多肽、来源于鱼鳞蛋白酶解的鱼胶原肽。

其功能是弥补干酪乳杆菌在牛乳中生长初期对牛乳蛋白分解能力的不足，促进干酪乳杆菌的生长繁殖。

c、所述的锰盐为GB14880允许使用的食品营养强化剂，如硫酸锰盐和葡萄糖酸锰盐。

其功能是维持和增强乳酸脱氢酶、超氧化物歧化酶等干酪乳杆菌发挥产酸和清除细胞内氧毒性阴离子等重要功能。

d、所述的增稠剂包括由果胶、琼脂、海藻酸丙二醇酯、明胶、变性淀粉等食品级胶体单独或混合而成的食品添加剂。

其功能是用于增加发酵乳稠度，其应用范围及添加量应符合GB2760-2007的规定。

e、所述的食用香精包括由符合GB2760-2007规定的天然香料和天然等同香料组成。

其功能是用于增强发酵乳风味。

f、所述的果葡糖浆或葡萄糖是主要成分为葡萄糖的食品原料，如果糖含量为42％的果葡糖浆F42或葡萄糖粉末。

其功能是弥补干酪乳杆菌在牛乳中生长初期对乳糖分解能力的不足，促进干酪乳杆菌的生长繁殖。

二、干酪乳杆菌高含量发酵乳的制造方法(简称方法)

本方法包括下列步骤：

①配料

在原料乳中加入白砂糖、果葡糖浆和/或葡萄糖、生物活性肽、锰盐、增稠剂和食用香精，循环搅拌均匀，得料液；

②均质杀菌

将料液预热升温，在60～70℃、18～22MPa下均质后，在90～95℃保温杀菌5～10min，冷却至37℃左右，得均质杀菌冷却料液；

③产品发酵

在均质杀菌冷却料液中加入含干酪乳杆菌和嗜热链球菌的菌种，在37℃左右发酵至滴定酸度75°T～100°T得发酵乳；

所述的滴定酸度：取10g发酵乳，加入到20mL蒸馏水中，同时滴加0.5％酚酞2mL，以0.1mol/L的NaOH滴定至粉红色，滴定体积(mL)乘以10即为该发酵乳的滴定酸度值，用吉尔涅尔度°T表示。

④搅拌或翻缸冷却

通过酸奶翻缸板片冷却或搅拌冷却发酵乳至16～22℃，得冷却发酵乳；

⑤产品灌装及冷藏后熟

将冷却发酵乳灌装至包装容器，并迅速转入冷库，冷藏、后熟24小时左右。

本发明的工作原理：

向原料乳中加入适量的果葡糖浆(或葡萄糖)、生物活性肽和锰盐等干酪乳杆菌易于分解利用的生长促进因子，对发酵基料进行优化，并将干酪乳杆菌与嗜热链球菌按10∶1～1∶10的比例进行接种，37℃左右发酵4～8小时，再经搅拌破乳、冷藏等过程制成干酪乳杆菌发酵乳产品。

由于干酪乳杆菌的乳糖酶活性不强、分解利用乳中乳糖能力较差，添加碳源中的葡萄糖更易被干酪乳杆菌吸收利用，成为干酪乳杆菌优先利用的碳源，促进干酪乳杆菌的生长繁殖、加快发酵体系酸度上升速度。加入的锰盐主要以Mn²⁺的形式进入干酪乳杆菌细胞内，发挥维持和增强乳酸脱氢酶、超氧化物歧化酶等催化活性的重要作用，而这些酶是干酪乳杆菌发挥产酸、清除细胞内氧毒性阴离子等功能的重要酶类。实验表明，0.3～1.2ppm锰盐可以显著提高发酵体系酸度和干酪乳杆菌含量，同时产品中Mn元素添加量也在GB 14880规定的食品营养强化剂营养强化范围内。大豆多肽、鱼胶原肽等是一种短肽混合物，主要成份为3～8肽，由于干酪乳杆菌分解牛乳蛋白能力较差，低分子量的活性多肽能显著促进干酪乳杆菌的生长发育和代谢繁殖，使发酵速度提高、干酪乳杆菌含量增加。

对干酪乳杆菌与嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等菌株的混合研究表明，干酪乳杆菌与嗜热链球菌为互生关系，一定比例的干酪乳杆菌与嗜热链球菌混合发酵，嗜热链球菌能促进干酪乳杆菌的生长繁殖，同时，嗜热链球菌为酸奶发酵剂中的产粘菌株，其合成的胞外多糖有利于发酵乳产品粘度的提高、质构的改善，赋予产品细腻滑爽的口感，避免干酪乳杆菌单独发酵或与保加利亚乳杆菌混合发酵存在的产品粘度差、口感粗糙等质构缺陷。干酪乳杆菌与保加利亚乳杆菌的混合则表现为保加利亚乳杆菌竞争性的抑制干酪乳杆菌的生长繁殖，虽然体系酸度上升较快，但产品干酪乳杆菌的活菌数量大大降低。所以，采用干酪乳杆菌和嗜热链球菌组合、不含保加利亚乳杆菌的发酵体系有助于缩短发酵时间、改善发酵乳产品组织状态、提高干酪乳杆菌菌数含量。

三、干酪乳杆菌高含量发酵乳品质

本干酪乳杆菌高含量发酵乳呈均匀一致的乳白色或微黄色，具有干酪乳杆菌发酵乳特有的滋气味，组织状态细腻、均匀，允许有微量乳清析出。

产品的理化、微生物指标为：

项目	指标
		蛋白质，g/100mL	2.5～3.0
酸度，°T	75～100
		活性干酪乳杆菌，CFU/g	3.0×108～5.0×109CFU/g
霉菌，CFU/g	≤30
		酵母，CFU/g	≤100
致病菌	不得检出

与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：

①干酪乳杆菌菌数含量明显提高

按常规工艺干酪乳杆菌单独发酵至酸度75°T，终产品中活性干酪乳杆菌含量约为2×10⁸CFU/g，以干酪乳杆菌与普通酸奶发酵剂混合发酵至酸度75°T，终产品中活性干酪乳杆菌含量仅为5×10⁷CFU/g左右，按本发明的发酵至酸度75°T终产品中活性干酪乳杆菌含量可以达到3.0×10⁸～5.0×10⁹CFU/g，具有调理肠胃、增强免疫力等益生功能的干酪乳杆菌含量明显提高；

②产品发酵时间缩短

以滴定酸度75°T为终点酸度，按常规干酪乳杆菌单独发酵则需要15左右小时，干酪乳杆菌与普通酸奶发酵剂混合发酵也需要5～8小时，按本发明的发酵只需要4～8小时可完成；

③产品粘度良好、口感细腻滑爽和风味独特。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明：

本发明的保护范围不受所述具体实施例的限制，所述实施例只作为阐明本发明各方面的单个例子。

下述实施例中，原料及其来源：

*脱脂乳粉：来源于新西兰恒天然公司。

*全脂乳粉：来源于新西兰恒天然公司。

*生乳：武汉光明乳品公司经抗生素残留检测合格的生鲜牛乳。

*L.casei-01发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含单独的干酪乳杆菌菌株，来源于丹麦科·汉森公司。

*L.caseiBD-II发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含单独的干酪乳杆菌，为光明乳业股份有限公司筛选的专利菌株，以下简称BD-II。

*L.casei LC2W发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含单独的干酪乳杆菌，为光明乳业股份有限公司筛选的专利菌株，以下简称LC2W。

*嗜热链球菌BODY-3发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含单独的嗜热链球菌，来源于丹麦科·汉森公司，以下简称S.t BODY-3或BODY-3。

*嗜热链球菌TA040发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含单独的嗜热链球菌，来源于丹麦丹尼斯克公司，以下简称S.t TA040或TA040。

*YC-X11和CH-1发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含嗜热链球菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种，来源于丹麦科·汉森公司，以下简称YC-X11和CH-1。

*大豆多肽：大豆蛋白用酶解或微生物发酵法生产，相对分子量在5000以下，主要成分为肽的粉末状物质，来源于武汉天天好生物制品公司。

*鱼胶原肽：鱼鳞蛋白用酶解或微生物发酵法生产，相对分子量在5000以下，主要成分为肽的粉末状物质，来源于湖北畅弘生物制品公司。

*F42果葡糖浆(食品级)：含果糖42％、总固形物71％的果葡糖浆，来源于山东鲁洲生物科技公司，以下简称为F42。

*葡萄糖酸锰、硫酸锰(食品级)：来源于郑州瑞普生物工程公司。

*果胶：来源于丹麦丹尼斯克公司，型号SY-640的低酯果胶。

*酸奶香精：来源于上海爱普公司，型号APG-23。

实施例1

(1)产品配料：在920份重量的全脂复原乳(按11.5％还原)中加入80份重量的白砂糖，搅拌均匀；

(2)均质杀菌：将配好的料液预热升温，65℃、20MPa均质后，分装于6个不同的1000克带盖搪瓷缸，95℃保温杀菌5min，冷却至37℃；

(3)产品发酵：无菌条件下，按总接种量3×10⁷CFU/g、表1所示发酵剂种类与比例，分别接入不同直投式发酵剂，混合均匀，37℃发酵，适时测定发酵体系滴定酸度至80°T时终止发酵。

表1：不同菌种组合方式

(4)发酵结束后，经冰水浴冷却60min，用FLUKO公司FW30搅拌器转速270rpm、搅拌5min后，测定粘度，并用梯度稀释平板计数法检测嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌的含量，其中M17培养基计数嗜热链球菌、LC培养基计数干酪乳杆菌，MRS培养基计数保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌的菌数总和，不同样品发酵时间、菌数含量、产品粘度等如表2所示。

表2不同组合发酵时间、益生菌含量及产品粘度比较

结果表明，干酪乳杆菌L.casei-01、L.casei BD-II与嗜热链球菌BODY-3、S.t TA040以10∶1～1∶10的比例进行搭配时，具有较好的协同发酵作用，酸度上升较快、L.casei活菌数较高，产品粘度最好，口感细腻滑爽。干酪乳杆菌与酸奶发酵剂CH-1、YC-X11混合发酵时，虽发酵时间较短，但L.casei的生长明显受到L.bulgaricus的竞争性抑制，L.bulgaricus含量较高，L.casei活菌数含量则较低，同时产品粘度也较差、口感较粗糙。干酪乳杆菌单独发酵则存在发酵时间过长、产品粘度及组织状态较差等问题。

实施例2

(1)产品配料：全脂奶粉按11.5％进行还原、水合，按表3所示向不同组合内加入不同种类和浓度的碳源、氮源和矿物盐，1000g/杯分装于1000g搪瓷缸内，搅拌均匀、充分溶解。

表3不同碳源、氮源、无机盐添加量及发酵剂添加量组合

编号	发酵体系	发酵剂
			1	90％还原奶+8％白砂糖+2％净化水	LC2W
2	90％还原奶+8％白砂糖+2％净化水	LC2W+YC-X11(1∶1)
			3	90％还原奶+8％白砂糖+2％净化水	LC2W+BODY-3(1∶1)
4	90％还原奶+7％白砂糖+3％F42	LC2W+BODY-3(1∶1)
			5	90％还原奶+3％白砂糖+7％F42	LC2W+BODY-3(1∶1)
6	90％还原奶+7％白砂糖+3％F42+1.5ppm MnSO4	LC2W+BODY-3(1∶1)
			7	90％还原奶+3％白砂糖+7％F42+2.5ppm MnSO4	LC2W+BODY-3(1∶1)
8	89.8％还原奶+7％白砂糖+3％F42+1.5ppm MnSO4+0.2％大豆肽	LC2W+BODY-3(1∶1)
			9	89.5％还原奶+4％白砂糖+6％F42+2.5ppm MnSO4+0.5％大豆肽	LC2W+BODY-3(1∶1)

(2)均质杀菌：将配好的料液预热升温，65℃、20MPa下均质后，95℃保温杀菌5min，冷却至37℃左右。

(3)产品发酵：无菌条件下，按总接种量3×10⁷CFU/g、表3所示比例接入直投式发酵剂，混合均匀，37℃发酵，适时测定发酵体系酸度至75°T时终止发酵。

(4)搅拌冷却：发酵结束后，经冰水浴冷却60min，FW30搅拌器270rpm、搅拌5min后，测定粘度，并用梯度稀释平板计数法检测嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌的含量，不同样品发酵时间、菌数含量、产品粘度等如表4所示。

表4不同组合发酵时间、益生菌含量及产品粘度比较

结果表明，干酪乳杆菌LC2W与嗜热链球菌BODY-3以1∶1的比例进行搭配时，具有较好的协同发酵作用，酸度上升较快、L.casei活菌数较高，产品粘度好，口感细腻滑爽。干酪乳杆菌LC2W与酸奶发酵剂YC-X11混合发酵时，L.casei活菌数含量则较低，同时产品粘度也较差、口感较粗糙。干酪乳杆菌单独发酵发酵时间过长、产品粘度及组织状态也较差。

发酵体系中添加一定量的果葡糖浆、活性多肽、锰盐等均有助于缩短产品发酵时间、提高干酪乳杆菌含量，同时添加果葡糖浆、活性多肽、锰盐，按1∶1添加干酪乳杆菌与嗜热链球菌发酵剂的组合发酵时间仅5.5小时，但具较好益生功能的干酪乳杆菌含量可高达3.4×10⁹，产品口感粘度、组织状态也较理想。干酪乳杆菌LC2W与嗜热链球菌BODY-3混合发酵，同时添加果葡糖浆、活性多肽、锰盐的组合，无论是从发酵时间、干酪乳杆菌含量、还是从产品口感粘度方面考虑，均优于干酪乳杆菌单独发酵或其与普通酸奶发酵剂YC-X11的混合发酵。

实施例3

(1)产品配料：在897.5千克的生鲜牛乳中加入40千克的白砂糖、60千克的F42果葡糖浆、2千克的胶原肽、1.5千克的低酯果胶以及0.4克的锰盐(葡萄糖酸锰，以元素锰计)，循环搅拌均匀；

(2)均质杀菌：将配好的料液预热升温，65℃、20MPa下均质后，95℃杀菌板片保温杀菌5min后，冷却至37℃左右泵入发酵罐。

(3)产品发酵：无菌操作条件下，按BD-II直投式发酵剂1.5×10⁷CFU/g、BODY-3直投式发酵剂1.5×10⁷CFU/g的起始量接种，搅拌均匀，38℃发酵至滴定酸度80°T。

(4)翻缸冷却：使用螺杆泵以20Hz的频率进行翻缸、冷却板片降温，翻缸后酸奶温度控制在20℃左右。

(5)产品灌装及冷藏后熟：产品灌装后立即送入2-6℃冷库冷藏，24小时后测定产品粘度，并用梯度稀释平板计数法检测干酪乳杆菌的含量。

该发酵乳发酵时间为5小时40分钟，干酪乳杆菌含量为1.8×10⁹CFU/g，产品粘度为0.289Pa·s，口感细腻滑爽、风味独特。

实施例4

(1)产品配料：在856.2千克的还原脱脂牛乳(11％还原)中加入30千克的白砂糖、70千克的F42、2千克的大豆肽C、1.5千克的低酯果胶、0.3千克的APG-23香精以及0.8克的锰盐(硫酸锰，以元素锰计)，循环搅拌均匀；

(2)均质杀菌：将配好的料液预热升温，65℃、20MPa下均质后，95℃杀菌板片保温杀菌5min后，冷却至37℃左右泵入发酵罐。

(3)产品发酵：加入制备好的BD-II继代发酵剂(起始接种量2.0×10⁷CFU/g)、TA040继代发酵剂(起始接种量1.0×10⁷CFU/g)，搅拌均匀，37℃发酵至滴定酸度85°T。

(4)翻缸冷却：使用螺杆泵以20Hz的频率进行翻缸、冷却板片降温，翻缸后酸奶温度控制在20℃。

(5)产品灌装及冷藏后熟：产品灌装后立即送入2-6℃冷库冷藏，24小时后测定产品粘度，并用梯度稀释平板计数法检测干酪乳杆菌的含量。

该发酵乳发酵时间为4小时，干酪乳杆菌含量为2.8×10⁹CFU/g，产品粘度为0.312Pa·s，口感细腻滑爽、具干酪乳杆菌特有发酵风味。

Claims (1)

1.一种干酪乳杆菌高含量发酵乳，其特征在于：

①主要组分

按质量百分比，

原料乳                85～92％，

白砂糖                4～8％，

果葡糖浆和/或葡萄糖   3～8％，

生物活性肽            0.1～0.5％，

锰盐                  0.3～1.2ppm，以元素锰计；

②使用干酪乳杆菌和嗜热链球菌发酵剂，其中：

干酪乳杆菌接种量      3×10⁶～3×10⁷CFU/g，

嗜热链球菌接种量      3×10⁶～3×10⁷CFU/g；

③适量增稠剂、食用香精；

所述的发酵剂∶按干酪乳杆菌∶嗜热链球菌＝10∶1～1∶10组成，发酵剂的总接种量为6×10⁶～6×10⁷CFU/g；

所述的发酵剂：或为直投式发酵剂，或为继代发酵剂，起始接种总量均为6×10⁶～6×10⁷CFU/g；

所述的锰盐为硫酸锰或葡萄糖酸锰，所述的生物活性肽为鱼胶原肽或大豆多肽；

本干酪乳杆菌高含量发酵乳的制造方法包括下列步骤：

①配料

在原料乳中加入白砂糖、果葡糖浆和/或葡萄糖、生物活性肽、锰盐、增稠剂和食用香精，循环搅拌均匀，得料液；

②均质杀菌

将料液预热升温，在60～70℃、18～22MPa下均质后，在90～95℃保温杀菌5～10min，冷却至37℃，得均质杀菌冷却料液；

③产品发酵

在均质杀菌冷却料液中加入含干酪乳杆菌和嗜热链球菌的菌种，在37℃发酵至滴定酸度75°T～100°T得发酵乳；

④搅拌或翻缸冷却

通过酸奶翻缸板片冷却或搅拌冷却发酵乳至16～22℃，得冷却发酵乳；

⑤产品灌装及冷藏后熟

将冷却发酵乳灌装并至包装容器，并迅速转入冷库，冷藏、后熟24小时。