CN107397195B - 一种益生菌发酵的天然发酵乳香料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种益生菌发酵的天然发酵乳香料的制备方法，包括如下步骤：(1)直接称量鲜奶或复原奶，并加入糖，将所得底料进行巴氏杀菌；(2)在步骤(1)的底料中接种混合菌种进行发酵，发酵产物经第一次后熟，接种脂肪酶进行水解，再经第二次后熟，得天然发酵乳香料；所述混合菌种为菌种A、B、C的混合：A：嗜热链球菌、乳链球菌和乳酸乳球菌中的任意一种或两种以上；B：德式乳杆菌保加利亚亚种；C：双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌中的任意一种或两种以上。本发明不仅能消除由长链脂肪酸造成的苦味和蜡味，而且具有独特的酸香韵和奶香韵。所得香料不仅香气纯正、浓郁、回味悠长，并且含有对身体有益的发酵乳代谢产物。
Description
技术领域
本发明涉及一种香料的制备方法，具体是一种益生菌发酵的天然发酵乳香料及其制备方法，属于食品加工领域。
背景技术
近年来，酸奶及发酵乳制品市场迅猛发展，开始在食品行业中占据重要地位。酸奶及发酵乳制品不仅有较高的营养价值，口感和香气亦十分令人喜爱。随着社会的高速发展，人民生活水平提高，酸奶、发酵乳制品以及与此相关的食品在人们食物链所占比重越来越大。
天然发酵乳香料可以弥补酸奶及发酵乳制品香气的缺陷，使人们在获得高营养的同时，也获得风味上的满足感。随着国内外市场对天然香料及食品添加剂的需求量逐年增加以及“回归自然，返朴归真”的消费需求，天然发酵乳香料越来越受到人们的关注，市场越来越广阔。
目前发酵乳香料的制备方法主要包括单体香原料人工调配(调配型发酵乳香料)和通过微生物发酵法和/或酶解法辅以调配修饰(发酵型发酵乳香料)两大类。
调配型香料的香气特征具有天然感差、留香时间短、香气不够圆润丰满等缺点。且调配过程制得的发酵乳香料会有少许的刺激性及不大愉悦的气味，且口味比较单一，远不能满足消费者对口感的需求，此外该香精制备过程成本较高，且其中的原料处理会影响周边的空气环境，这样一来会大大折扣该类香精在食品上的应用。
发酵型发酵乳香料由于采用益生菌进行发酵，利用益生菌体内多种代谢通路，产生多样化的酸奶味香气，天然感强。真菌体内含有或能胞外分泌天然脂肪酶。脂肪酶水解脂肪释放的短碳链脂肪酸使产品具有一种独特强烈的奶风味。同时，游离脂肪酸经过进一步分解或重排，生成丁位内酯和酮类等少量风味物质，这些微反应使得用调配方法无法模拟其耐高温、浓而不腻、自然柔和、留香持久的酸奶风味，而且发酵型生产发酵乳香料纯度高、圆润丰满、安全性高。该类香精稳定性比较好，产品的的应用贡献表现明显；制作工艺安全性好，周边的环境影响极低，贮存条件要求不高，因此具有极大的应用价值。
目前，市场上销售的发酵乳香料的缺点是香气协调性较差，风格特点不鲜明，没有充分利用原料的各种成分，使香气不够浓郁。因此制备出高品质、健康、安全的发酵乳香料，改善市场现状，势在必行。
发明内容
本发明采用微生物发酵法制备天然发酵乳香料，其主要操作步骤如下：底料配制、巴氏杀菌、益生菌等乳酸菌菌种发酵、后熟、均质、脂肪酶酶解、巴氏消毒后于低温进行第二次后熟制得发酵乳香料。利用本发明提供的工艺制得的发酵乳香料，乳脂在脂肪酶的作用下水解成中短链脂肪酸，不仅能消除由长链脂肪酸造成的苦味和蜡味，而且具有独特的酸香韵和奶香韵。能满足当代人对高品质食品添加剂的需求，满足当代消费者愈来愈挑剔的味觉。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种益生菌发酵的天然发酵乳香料的制备方法，包括如下步骤：
(1)直接称量鲜奶或复原奶，并加入糖，将所得底料进行巴氏杀菌；
(2)在步骤(1)的底料中接种混合菌种进行发酵，发酵产物经第一次后熟，接种脂肪酶进行水解，再经第二次后熟，得天然发酵乳香料；所述混合菌种为菌种A、B、C的混合：
A：嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、乳链球菌(Streptococcuslactis)和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)中的任意一种或两种以上；
B：德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgericus)；
C：双歧杆菌(Bifidobacterium)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)中的任意一种或两种以上。
步骤(1)所述底料中脂肪的含量为2.5％～5.0％，所述糖的添加量为3％～6％。
步骤(1)所述糖为葡萄糖、蔗糖、低聚果糖和淀粉糖中的一种或两种以上的混合。
以质量分数计，所述混合菌种添加总量占底料的5～15％。
所述发酵的条件为：温度20～40℃，时间6～24h。
所述水解的条件为：温度35～50℃，时间为16～24h，水解后的产物进行巴氏消毒处理。
所述第一次后熟是将发酵产物置于4℃环境中后熟12～24h；第二次后熟是将产物置于 4℃环境中后熟13～20天。
步骤(2)所述脂肪酶来源于：米曲霉(Aspergillus oryzae CGMCC 3.9544)和/或米根霉(Rhizopus oryzae CGMCC 3.5842)；其中脂肪酶的含量为200～600U/g底物。
所述复原奶为全脂奶粉的复原奶，和/或脱脂奶粉与无水奶油复配的复原奶。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
(1)为了得到香气纯正，自然逼真的天然酸奶香料，本发明采用了多种益生菌，如双歧杆菌、植物乳杆菌和保加利亚乳杆菌等，并进一步采用了脂肪酶。乳酸菌将复原乳中的乳糖降解为乳酸和其它有机酸，并降解少量乳脂。脂肪酶可以将脂肪降解为脂肪酸，并通过后续处理产生内酯类、醛类等。天然发酵乳香料中的丁酸、辛酸、己酸和庚酸等酸类占比可达70％，以及一些含量虽少，但对香气贡献大的酯类、醛类成分。天然发酵乳香料可以直接添加在饮料、发酵乳制品及其饮料、冰激凌、糖果、糕点和夹心饼干等食品中，也可以作为生产其它食品香精的原料。
(2)本发明采用米曲霉、米根霉来源的脂肪酶专一性水解乳脂，生成中短链脂肪酸，是主要的香气成分。中短链脂肪酸香气贡献较大，是奶香风味的主要成分，当脂肪酸碳链长度大于12并且含量较高时则会伴有皂味或者蜡质口味；短链脂肪酸由于阈值较小，具有明显的奶酪味，尤其丁酸是奶香味的关键组分。本发明采用的脂肪酶是sn-1，3位专一性的脂肪酶，而乳脂中不但sn-3位的中短链脂肪酸含量较高，且其sn-1位中短链脂肪酸含量也较高。因此酶解产物中由于中短链脂肪酸含量高(尤其是丁酸)，得到的香料有特别的奶香味和干酪味，且阈值小。与普通的调配型发酵乳香料相比，本发明所得香料不仅香气纯正、浓郁、回味悠长，并且具有丰富的发酵感口味，含有对身体有益的发酵乳代谢产物。
(3)本发明含有益生菌和乳酸菌的代谢产物有机酸、肽、细菌素、短链脂肪酸在人体内有其重要的生理功能，主要包括：赋予食品良好的风味，提高食品营养价值；促进胃液的分泌，促进胃肠的蠕动，防治消化不良和***衡；增强机体免疫力，抑制肿瘤的生长和转移；降低血清中胆固醇的含量，预防心血管疾病的发生。
(4)本发明所得到的天然发酵乳香料避免了合成香料所带来的毒副作用，是一种天然有益人体健康的香料。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐明本发明内容，其目的在于更好地理解本发明的内容，而非限制本发明的保护范围。
本发明的方法，主要利用乳酸菌等混合菌种对鲜奶或复原奶进行发酵处理，并进一步利用脂肪酶对发酵产物进行酶解处理。
本发明采用的菌种为嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus CGMCC1.2741)、乳链球菌(Streptococcus lactis CGMCC 1.9139)、乳酸乳球菌(Lactococcuslactis CGMCC 1.2470)、德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckiisubsp.bulgericus CGMCC 1.2902)、双歧杆菌(Bifidobacterium CGMCC 1.2235)嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus CGMCC 1.3342)或植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum CGMCC 5172)、米曲霉(Aspergillus oryzae CGMCC 3.9544)、米根霉(Rhizopusoryzae CGMCC 3.5842)。上述菌种原始菌株均可从中国工业微生物菌种保藏管理中心购得。
实施例1
取鲜奶100mL，加入蔗糖2.0g、葡萄糖3.0g，巴氏消毒，冷却至室温后加入嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus CGMCC 1.2741)、德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgericus CGMCC 1.2902)和双歧杆菌(Bifidobacterium CGMCC 1.2235) 混合菌种共10.0g，菌种混合比例为1:1:1，37℃恒温发酵12h，置于4℃环境中后熟12h，乳化均质，加入脂肪酶，其中脂肪酶含量为200U/g底物，35℃恒温酶解16h，巴氏消毒， 4℃后熟13天得到天然奶香香料A。该产品呈典型的奶香味，微带酸奶味，香气自然纯正。
实施例2
取12.5g全脂奶粉，蔗糖2.0g、淀粉水解糖1.0g，加入100.0g水，巴氏消毒，冷却至室温后加入乳链球菌(Streptococcus lactis CGMCC 1.9139)、德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgericus CGMCC 1.2902)和嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus CGMCC 1.3342)混合菌种共10.0g，菌种混合比例为1:1:1，37℃恒温发酵24h，置于4℃环境中后熟24h，乳化均质，加入脂肪酶，其中脂肪酶含量为400U/g底物，40℃恒温酶解18h，巴氏消毒，4℃后熟14天得到天然奶香香料B。该产品呈典型的发酵乳香气，香气自然柔和。
实施例3
取12.5g全脂奶粉，淀粉水解糖2.0g、低聚果糖3.0g，加入100.0g水，巴氏消毒，冷却至室温后加入乳酸乳球菌(Lactococcus lactis CGMCC 1.2470)、德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgericus CGMCC 1.2902)和植物乳杆菌DMDL9010 (Lactobacillus plantarum CGMCC 5172)混合菌种共20.0g，菌种混合比例为1:1:1，40℃恒温发酵24h，置于4℃环境中后熟18h，乳化均质，接种加入脂肪酶，其中脂肪酶含量为 400U/g底物，37℃恒温酶解20h，巴氏消毒，4℃后熟15天得到天然奶香香料C。该产品呈典型的干酪香气，香气自然浓厚。
实施例4
取8.5g脱脂奶粉，无水奶油5.0g，5.0g蔗糖，溶解后巴氏消毒，冷却至室温后加入嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus CGMCC 1.2741)、德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgericus CGMCC 1.2902)和嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus CGMCC 1.3342)混合菌种共15.0g，菌种混合比例为1:1:1，37℃恒温发酵24h，置于4℃环境中后熟16h，乳化均质，加入脂肪酶，其中脂肪酶含量为600U/g底物，40℃恒温酶解24h，巴氏消毒，4℃后熟16天得到天然奶香香料D。该产品呈典型的发酵乳香气，香气自然逼真。
实施例5
取8.5g脱脂奶粉，无水奶油3.0g，葡萄糖6.0g，溶解后巴氏消毒，冷却至室温后加入嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus CGMCC 1.2741)、德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgericus CGMCC 1.2902)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum CGMCC 5172)混合菌种共10.0g，菌种混合比例为1:1:1，37℃恒温发酵24h，置于4℃环境中后熟14h，乳化均质，加入脂肪酶，其中脂肪酶含量为400U/g底物，40℃恒温酶解16h，巴氏消毒，4℃后熟17天得到天然奶香香料E。该产品呈典型的发酵乳香气，香气自然柔和。
实施例6
取15.0g全脂奶粉，淀粉水解糖4.5g，加入100.0g水，巴氏消毒，冷却至室温后加入乳链球菌(Streptococcus lactis CGMCC 1.9139)、德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgericus CGMCC 1.2902)和双歧杆菌(Bifidobacterium CGMCC 1.2235) 混合菌种共15.0g，菌种混合比例为1:1:1，37℃恒温发酵24h，置于4℃环境中后熟20h，乳化均质，加入脂肪酶，其中脂肪酶含量为400U/g底物，40℃恒温酶解22h，巴氏消毒， 4℃后熟18天得到天然奶香香料F。该产品呈典型的发酵乳香气，香气自然柔和。
实施例7
取14.0g全脂奶粉，低聚果糖3.0g，加入100.0g水，巴氏消毒，冷却至室温后加入乳酸乳球菌(Lactococcus lactis CGMCC 1.2470)、德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgericus CGMCC 1.2902)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum CGMCC 5172)混合菌种共15.0g，菌种混合比例为1:1:1，40℃恒温发酵24h，置于4℃环境中后熟16h，乳化均质，加入脂肪酶，其中脂肪酶含量为600U/g底物，40℃恒温酶解24h，巴氏消毒，4℃后熟20天得到天然奶香香料G。该产品呈典型的干酪香气，香气自然柔和。
重要香料成分含量测定：
①分别取适量天然发酵乳香料A，B，C，D，E，F，G前处理采用固相微萃取技术， GC-MS定性定量。
②在相同分析条件下，GC-MS图谱中相同化学成分的峰面积与其在样品中的绝对含量成正比，由此得出天然发酵乳香料中部分香气成分含量，如下表1：
表1天然发酵乳香料中部分香气成分含量
感官评价：
称取5.00g左右的样品于10m L样品瓶中，然后进行感官评价。评价小组由10人组成，男性3人，女性7人，对样品的干酪味、奶味、酸败味、酸味分别进行评价。
表2感官测评标准：
表3感官测评得分：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 平均 | |
| A | 7 | 7 | 8 | 6 | 6 | 7 | 5 | 5 | 6 | 7 | 6.4 |
| B | 8 | 8 | 5 | 7 | 7 | 8 | 8 | 9 | 7 | 6 | 7.3 |
| C | 8 | 7 | 8 | 7 | 7 | 9 | 6 | 8 | 7 | 8 | 7.5 |
| D | 9 | 6 | 7 | 8 | 8 | 9 | 8 | 7 | 8 | 8 | 7.8 |
| E | 9 | 6 | 7 | 7 | 7 | 6 | 8 | 7 | 7 | 7 | 7.1 |
| F | 8 | 7 | 6 | 8 | 7 | 7 | 7 | 8 | 8 | 6 | 7.2 |
| G | 6 | 8 | 8 | 7 | 6 | 7 | 7 | 9 | 7 | 9 | 7.4 |
Claims (6)
1.一种益生菌发酵的天然发酵乳香料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）直接称量鲜奶或复原奶，并加入糖，将所得底料进行巴氏杀菌；所述底料中脂肪的含量为2.5%～5.0%；
（2）在步骤（1）的底料中接种混合菌种进行发酵，发酵产物经第一次后熟，接种脂肪酶进行水解，再经第二次后熟，得天然发酵乳香料；
所述发酵的条件为：温度20～40 ℃，时间6～24h；
所述水解的条件为：温度35～50 ℃，时间为16～24 h，水解后的产物进行巴氏消毒处理；
所述第一次后熟是将发酵产物置于4℃环境中后熟12～24h；第二次后熟是将产物置于4℃环境中后熟13～20天；
所述脂肪酶来源于：米曲霉(Aspergillus oryzae)和/或米根霉（Rhizopus oryzae）；其中脂肪酶的含量为200～600 U/g底物；
所述混合菌种为菌种A、B、C的混合：
A：嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）、乳链球菌(Streptococcus lactis)和乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）中的任意一种或两种以上；
B：德式乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgericus)；
C：双歧杆菌（Bifidobacterium）、嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）和植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）中的任意一种或两种以上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述糖的添加量为3.0%～6.0%。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述糖为葡萄糖、蔗糖、低聚果糖和淀粉糖中的一种或两种以上的混合。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以质量分数计，所述混合菌种添加总量占底料的5.0～15 .0%。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，所述复原奶为全脂奶粉的复原奶，和/或脱脂奶粉与无水奶油复配的复原奶。
6.权利要求1~5任意一项方法制备的天然发酵乳香料。
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