CN110200069A - 一种高蛋白酸奶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发酵乳品加工技术领域，具体公开了一种高蛋白酸奶的制备方法。所述高蛋白酸奶中包含一种蛋白组合物，该蛋白组合物由浓缩乳清蛋白粉A、浓缩乳清蛋白粉B和浓缩牛奶蛋白粉组成，三者的质量比为(2～3)：(0.5～1.2)：(1.5～2)。本发明通过筛选不同来源、不同特性的浓缩乳清蛋白粉、浓缩牛奶蛋白粉，并与生牛乳进行优选配比，使得最终发酵产品中的蛋白质含量得到提高，远远高于市面同类型酸奶制品，还使酸奶的整体感官品质得到提升。所述高蛋白酸奶的制备方法工艺简单，操作便捷，有效提高了生产效率；原料来源广泛，生产成本低，有利于大规模工业化发酵生产。
Description
技术领域
本发明涉及发酵乳品加工技术领域，具体地，涉及一种高蛋白酸奶的制备方法。
背景技术
近年来，人们的食品安全意识和健康意识不断加强，酸奶作为一种营养丰富的食品受到人们广泛的关注。传统酸奶产品的蛋白含量一般为2.5～3.3％，不能完全满足人们的健康需求。因此，生产一款高蛋白酸奶，能够提供足够的蛋白质，显得十分重要。
目前高蛋白酸奶的生产方法主要有膜过滤浓缩法和离心浓缩法，通过这两种方式生产高蛋白酸奶产品存在三个方面的弊端：1、生产成本高：通过浓缩法制作高蛋白酸奶需要投入比普通酸奶高一倍或几倍的原料成本，需要投入大笔资金购买膜分离系统或浓缩离心机，需要有更多的能源和人力成本付出，导致生产成本大幅增加；2、生产效率低：由于浓缩工艺决定了产出量小于投料量，而且与常规酸奶相比，需要有更长的设备运行时间，导致生产效率低下；3、浓缩过程产生的大量乳清对环境造成恶劣影响，若将乳清排入污水处理系统，则需要有大笔的额外资金投入。如中国专利CN102524388A公开了一种高蛋白酸奶及其制作方法，其提供了一种蛋白质含量为9.5～20wt％，脂肪含量为10～20wt％的酸奶，其主要制作工艺为酸奶发酵后进行离心过滤形成浓缩发酵乳，从而提高酸奶的蛋白质和脂肪含量，该制作工艺通过传统的排乳清方法，虽然提高了终产品的蛋白质含量，但该工艺通过排乳清大大减少了产品出成率，增加了生产成本，而且生产过程中设备不易清洗，极易造成污染。
为了解决上述问题且能生产出高蛋白酸奶，目前有些企业也采用了添加蛋白粉的方法，但是常规的蛋白粉添加方式会导致酸奶出现颗粒感及粉味明显、质构粗糙等感官不良问题，而且蛋白粉的选择及应用不当还会导致对生产设备的额外损坏。如中国专利CN102550669A公开了一种高蛋白低脂肪酸奶及其制备方法，其采用凝胶型乳清浓缩蛋白及微粒化蛋白，制备得到的产品的蛋白质含量≥3.5wt％，脂肪含量≤2.0wt％。该制备方法中采用的生产工艺极易造成产品由于微粒化蛋白的大量添加而形成蛋白凝结，最终影响产品的质地，并且乳清蛋白的添加也会给产品带来不良的风味。此外，该方法采用两种功能型蛋白质才制备得到高蛋白低脂肪酸奶，蛋白质原料成本高，使得产品制作整体成本提高，且产品的蛋白质含量还有待提高。
因此，工业上生产高蛋白酸奶时不仅要兼顾风味口感、营养和稳定性，还要尽量简化生产工艺、降低生产成本，这就需要综合考虑原料的选择、配比以及制备工艺参数的优化，需要进一步改善现有的发酵工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有高蛋白酸奶采用膜过滤浓缩及离心浓缩的生产方式在生产成本、生产效率及副产物处理等方面导致的弊端，以及克服普通添加蛋白粉的方式带来的感官品质不良，提供了一种高蛋白酸奶的制备方法，通过不同来源、不同特性的浓缩乳清蛋白粉、浓缩牛奶蛋白粉与生牛乳的合理组合应用，实现最终得到的酸奶产品在蛋白质含量的提高及整体感官品质的提升的同时，降低生产成本、提高生产效率。
本发明的目的在于提供一种蛋白组合物。
本发明的另一目的在于提供上述蛋白组合物在制备高蛋白奶制品中的应用。
本发明的另一目的在于提供一种高蛋白酸奶。
本发明的另一目的在于提供上述高蛋白酸奶的制备方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下方案予以实现的：
现有的高蛋白酸奶制备工艺中有些是直接将蛋白粉加入到生牛乳中进行发酵，以期得到高蛋白含量的酸奶。但是不同来源、不同特性的乳清蛋白粉和牛奶蛋白粉中的蛋白质含量不同，会进一步影响酸奶成品中蛋白质的含量以及酸奶的口感、细腻度等感官品质。本发明通过筛选不同来源、不同特性的浓缩乳清蛋白粉、浓缩牛奶蛋白粉，并与生牛乳进行优选配比，使得最终发酵产品中的蛋白质含量得到提高，远远高于市面同类型酸奶制品，还使酸奶的整体感官品质得到提升。
因此，本发明请求保护一种蛋白组合物，由浓缩乳清蛋白粉A、浓缩乳清蛋白粉B和浓缩牛奶蛋白粉组成，三者的质量比为(2～3)：(0.5～1.2)：(1.5～2)；所述浓缩乳清蛋白粉A中蛋白质含量为80～83％，脂肪含量5～7％，灰分1～3％；所述浓缩乳清蛋白粉B中蛋白质含量为76～82％，乳糖含量5～8％，灰分5～6％；所述浓缩牛奶蛋白粉中蛋白质含量为56～63％，乳糖含量25～30％，灰分5～6％。
优选地，所述蛋白组合物中浓缩乳清蛋白粉A、浓缩乳清蛋白粉B和浓缩牛奶蛋白粉的质量比为2.2：1：1.8。
优选地，所述浓缩乳清蛋白粉A是在制作车达奶酪过程中，将凝乳切割后排出的乳清经奶油分离、超滤、蒸发、喷雾干燥制得的；所述浓缩乳清蛋白粉B是将脱脂生牛乳通过柠檬酸变性后分离出来的乳清经超滤、蒸发、喷雾干燥制得的；所述浓缩牛奶蛋白粉是将脱脂生牛乳经纳滤滤去乳糖、浓缩、喷粉制得的。
其中，生牛乳需选用在挤奶后立即降温至4℃以下、保存期48h内，抗生素检测为阴性的牛乳。
本发明还请求保护上述蛋白组合物在制备高蛋白奶制品中的应用。
优选地，所述高蛋白奶制品为高蛋白酸奶、高蛋白调制乳和/或高蛋白含乳饮料。
本发明还请求保护一种包含上述蛋白组合物的高蛋白酸奶。
本发明通过在制作酸奶的原料中添加上述蛋白组合物而达到提高蛋白质含量的效果，使得产品中蛋白质含量≥5％，远远高于市面同类型酸奶制品的蛋白质含量，产品中乳清蛋白与酪蛋白的比例为(0.4～0.6)：(0.4～0.6)，即乳清蛋白的含量大于用传统膜过滤浓缩及离心浓缩的生产方式生产的产品，有利于人体对高含量蛋白质的消化吸收。本发明还通过控制产品中蛋白质的含量以及优化调整发酵工艺中的相关参数，简化了生产操作步骤，节省了生产成本，无需在酸奶原料中另外添加任何脂肪替代物来改善口感，使产品不含添加剂却在感官上表现细腻幼滑，不添加稀奶油却表现出浓郁厚实的乳脂感，风味口感俱佳，整体感官分值远高于用传统膜过滤浓缩及离心浓缩生产方式生产的产品。
优选地，所述高蛋白酸奶包括以下质量百分数的各组分：生牛乳85～90％，浓缩乳清蛋白粉A 2～3％，浓缩乳清蛋白粉B 0.5～1.2％，浓缩牛奶蛋白粉1.5～2％，甜味剂5～10％；所述高蛋白酸奶还包括发酵剂，所述发酵剂的添加量为0.1～0.25U/kg。
更优选地，所述高蛋白酸奶包括以下质量百分数的各组分：生牛乳88％，浓缩乳清蛋白粉A 2.2％，浓缩乳清蛋白粉B 1％，浓缩牛奶蛋白粉1.8％，甜味剂7％；所述高蛋白酸奶还包括发酵剂，所述发酵剂的添加量为0.2U/kg。
优选地，所述发酵剂为嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、瑞士乳杆菌、植物乳杆菌、乳双歧杆菌、两歧双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌和嗜热链球菌中的任一种或多种。当所述发酵剂为上述几种菌种的组合时，在能够顺利进行反应的前提下，本领域一般技术人员可以对各菌种的用量比例进行调配和选择。
优选地，所述甜味剂为白砂糖、果糖、果葡糖浆、葡萄糖和糖醇中的任一种或多种。
更优选地，所述甜味剂为白砂糖。
本发明还请求保护上述高蛋白酸奶的制备方法，包括以下步骤：
S1.混料：将生牛乳投入混料罐中，升温至55～60℃，于500～800r/min条件下边搅拌边缓慢按比例加入上述蛋白组合物，于50～55℃条件下搅拌30min以上，进行蛋白粉的水合；当混合液检测沉淀率指标<0.8％时，再投入甜味剂，搅拌溶解，得混合物料；
S2.均质及巴氏杀菌：将步骤S1所得混合物料加热至65～70℃，于150～200bar条件下均质；再于90～95℃条件下进行巴氏杀菌300s，然后冷却至38～44℃；
S3.接种及发酵：向步骤S2所得物料中接种发酵剂，于38～44℃条件下发酵5～14h，发酵终点pH4.5～4.6；
S4.破乳及降温：将步骤S3所得发酵乳进行柔和搅拌破乳，然后快速降温至10～20℃，即得高蛋白酸奶。
本发明的高蛋白酸奶的制备方法并没有采用传统的排乳清工艺，而是通过直接凝乳的工艺大大增加了产品出成率，简化了生产操作步骤，节省了生产成本。但是直接凝乳会影响产品的细腻度，且易导致乳清析出，影响产品的稳定性。因此，本发明对整个发酵过程中的参数严格控制，在制得发酵乳后，对发酵乳进行柔和搅拌、冷却破乳，在完全不添加任何稳定剂、增稠剂的前提下成功解决了酸奶中常见的乳清析出的缺陷，达到成功调控产品稳定性的效果，并且获得品质细腻、风味口感俱佳的高蛋白酸奶。
优选地，步骤S1中所述水合的温度为52℃；
步骤S2中所述均质的温度为65℃，压力为200bar；所述巴氏杀菌的温度95℃，冷却的温度为42℃；
步骤S3中所述发酵的温度为42℃，时间为7h，发酵终点pH4.6；
步骤S4中所述发酵乳快速降温至16℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过筛选不同来源、不同特性的浓缩乳清蛋白粉、浓缩牛奶蛋白粉，并与生牛乳进行优选配比进行高蛋白酸奶的制作，达到提高蛋白质含量的效果，使得最终发酵产品中的蛋白质含量≥5％，远远高于市面同类型酸奶制品的蛋白质含量，同时克服了现有高蛋白酸奶采用膜过滤浓缩及离心浓缩的生产方式在生产成本、生产效率及副产物处理方面导致的弊端。
(2)本发明制得的高蛋白酸奶，产品中乳清蛋白与酪蛋白的比例为(0.4～0.6)：(0.4～0.6)，乳清蛋白的含量大于用传统膜过滤浓缩及离心浓缩的生产方式生产的产品，有利于人体对高含量蛋白质的消化吸收。
(3)本发明制得的高蛋白酸奶，克服了普通添加蛋白粉的方式带来的生产过程不良及感官品质不良，产品不含添加剂却在感官上表现细腻幼滑，无添加稀奶油却表现出浓郁厚实的乳脂感，整体感官分值远高于用传统膜过滤浓缩及离心浓缩生产方式生产的产品。
(4)本发明所提供的高蛋白酸奶的制备方法工艺简单，操作便捷，有效提高了生产效率；原料来源广泛，生产成本低，有利于大规模工业化发酵生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
沉淀率的检测：蛋白粉进行水合后，搅拌结束后取出少量牛乳与蛋白粉的混合液，各称取100g装在两个离心管中，置于离心机中进行2000r/min、5min的离心，离心之后将上清液倒出，并将离心管倒扣在滤纸中静置10s后检测沉淀率。沉淀率需＜0.8％，若沉淀率不符要求，则增加搅拌时间，直至检测沉淀率指标合格。
实施例1
一种高蛋白酸奶，包括以下质量百分数的各组分：生牛乳89％，浓缩乳清蛋白粉A2.0％，浓缩乳清蛋白粉B 0.5％，浓缩牛奶蛋白粉1.5％，白砂糖7％；所述高蛋白酸奶还包括发酵剂，所述发酵剂的添加量为0.15U/kg。
其中，所述发酵剂为嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种和两歧双歧杆菌的复合菌剂，有效活菌数为109～1010cfu/U。
该高蛋白酸奶的制备方法包括以下步骤：
S1.混料：将生牛乳投入混料罐(罐底带高速剪切头)中，升温至55℃，于500r/min条件下边搅拌边缓慢按比例加入上述蛋白组合物，于55℃条件下搅拌30min以上，进行蛋白粉的水合；当混合液检测沉淀率指标<0.8％时，再投入甜味剂，搅拌溶解，得混合物料；
S2.均质及巴氏杀菌：将步骤S1所得混合物料加热至65℃，于150bar条件下均质；再于90℃条件下进行巴氏杀菌300s，然后冷却至38℃；
S3.接种及发酵：向步骤S2所得物料中接种发酵剂，于38℃条件下发酵12h，发酵终点pH4.5；
S4.破乳及降温：将步骤S3所得发酵乳进行柔和搅拌破乳，然后快速降温至10℃，即得高蛋白酸奶。
实施例2
一种高蛋白酸奶，包括以下质量百分数的各组分：生牛乳88％，浓缩乳清蛋白粉A2.2％，浓缩乳清蛋白粉B 1.0％，浓缩牛奶蛋白粉1.8％，白砂糖7％；所述高蛋白酸奶还包括发酵剂，所述发酵剂的添加量为0.2U/kg。
其中，所述发酵剂为乳双歧杆菌、瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌的复合菌剂，有效活菌数为109～1010cfu/U。
该高蛋白酸奶的制备方法包括以下步骤：
S1.混料：将生牛乳投入混料罐(罐底带高速剪切头)中，升温至57℃，于700r/min条件下边搅拌边缓慢按比例加入上述蛋白组合物，于55℃条件下搅拌30min以上，进行蛋白粉的水合；当混合液检测沉淀率指标<0.8％时，再投入甜味剂，搅拌溶解，得混合物料；
S2.均质及巴氏杀菌：将步骤S1所得混合物料加热至68℃，于180bar条件下均质；再于92℃条件下进行巴氏杀菌300s，然后冷却至40℃；
S3.接种及发酵：向步骤S2所得物料中接种发酵剂，于40℃条件下发酵7.5h，发酵终点pH4.55；
S4.破乳及降温：将步骤S3所得发酵乳进行柔和搅拌破乳，然后快速降温至15℃，即得高蛋白酸奶。
实施例3
一种高蛋白酸奶，包括以下质量百分数的各组分：生牛乳87.3％，浓缩乳清蛋白粉A 2.5％，浓缩乳清蛋白粉B 1.2％，浓缩牛奶蛋白粉2.0％，白砂糖7％；所述高蛋白酸奶还包括发酵剂，所述发酵剂的添加量为0.18U/kg。
其中，所述发酵剂为干酪乳杆菌和嗜热链球菌的复合菌剂，有效活菌数为109～1010cfu/U。
该高蛋白酸奶的制备方法包括以下步骤：
S1.混料：将生牛乳投入混料罐(罐底带高速剪切头)中，升温至60℃，于800r/min条件下边搅拌边缓慢按比例加入上述蛋白组合物，于53℃条件下搅拌30min以上，进行蛋白粉的水合；当混合液检测沉淀率指标<0.8％时，再投入甜味剂，搅拌溶解，得混合物料；
S2.均质及巴氏杀菌：将步骤S1所得混合物料加热至70℃，于200bar条件下均质；再于95℃条件下进行巴氏杀菌300s，然后冷却至44℃；
S3.接种及发酵：向步骤S2所得物料中接种发酵剂，于44℃条件下发酵5.0h，发酵终点pH4.55；
S4.破乳及降温：将步骤S3所得发酵乳进行柔和搅拌破乳，然后快速降温至18℃，即得高蛋白酸奶。
应用例
将本发明按照实施例1～3制备方法制得的高蛋白酸奶样品，与市售离心脱乳清法样品(记为样品A)、市售膜分离法样品(记为样品B)、市售添加蛋白粉法制备的样品(记为样品C)，从感官、乳清蛋白与酪蛋白比例两个方面进行对比。
感官评定方法：对样品的感官评定，总分为100分，评分标准见表1。由24位有乳品经验的研究人员组成感官评定小组，对组织状态、风味、口感综合打分，取其平均值，结果见表2。
乳清蛋白与酪蛋白的测定方法：参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》和GB 31638-2016《食品安全国家标准酪蛋白》，利用凯氏定氮法分别进行总蛋白质含量和酪蛋白含量的测定，总蛋白含量减去酪蛋白含量的数值即为乳清蛋白含量。结果见表3。
表1高蛋白酸奶感官评定表
表2感官评定结果
表3乳清蛋白与酪蛋白比例
| 样品 | 乳清蛋白与酪蛋白比例 |
| 实施例1样品 | 0.48：0.52 |
| 实施例2样品 | 0.52：0.48 |
| 实施例3样品 | 0.54：0.46 |
| 样品A | 0.16：0.84 |
| 样品B | 0.18：0.82 |
| 样品C | 0.26：0.74 |
另外，在成本方面，以上实施例1～3产品的原料成本约为8元/kg，以离心法生产的浓缩酸奶的原料成本(以等量蛋白质含量计)约为11元/kg。在设备投入上，加一台浓缩离心机(1t/h)的价格约500万元人民币，使用过程每次需要有4h的清洗准备时间。用离心法生产浓缩酸奶所产生的乳清，每吨的污水处理费用超过2000元。在生产效率上：在同一条生产线上生产等量产品时，以离心法生产的方式所需时间是本发明方法的2.5倍以上。
综上所述，采用本发明方法制备的高蛋白酸奶，在组织状态、风味、口感方面远优于用传统膜过滤浓缩及离心浓缩的生产方式生产的产品及市售同类产品；乳清蛋白在总蛋白中的占比远高于用传统膜过滤浓缩及离心浓缩的生产方式生产的产品及市售同类产品。本发明的制备方法生产成本低、生产效率高，适合工业化大规模生产。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种蛋白组合物，其特征在于，所述蛋白组合物由浓缩乳清蛋白粉A、浓缩乳清蛋白粉B和浓缩牛奶蛋白粉组成，三者的质量比为(2～3)：(0.5～1.2)：(1.5～2)；所述浓缩乳清蛋白粉A中蛋白质含量为80～83％，脂肪含量5～7％，灰分1～3％；所述浓缩乳清蛋白粉B中蛋白质含量为76～82％，乳糖含量5～8％，灰分5～6％；所述浓缩牛奶蛋白粉中蛋白质含量为56～63％，乳糖含量25～30％，灰分5～6％。
2.根据权利要求1所述蛋白组合物，其特征在于，所述蛋白组合物中浓缩乳清蛋白粉A、浓缩乳清蛋白粉B和浓缩牛奶蛋白粉的质量比为2.2：1：1.8。
3.根据权利要求1所述蛋白组合物，其特征在于，所述浓缩乳清蛋白粉A是在制作车达奶酪过程中，将凝乳切割后排出的乳清经奶油分离、超滤、蒸发、喷雾干燥制得的；所述浓缩乳清蛋白粉B是将脱脂生牛乳通过柠檬酸变性后分离出来的乳清经超滤、蒸发、喷雾干燥制得的；所述浓缩牛奶蛋白粉是将脱脂生牛乳经纳滤滤去乳糖、浓缩、喷粉制得的。
4.权利要求1～3任一项所述蛋白组合物在制备高蛋白奶制品中的应用。
5.一种高蛋白酸奶，其特征在于，包含权利要求1～3任一项所述蛋白组合物。
6.根据权利要求5所述高蛋白酸奶，其特征在于，所述高蛋白酸奶包括以下质量百分数的各组分：生牛乳85～90％，浓缩乳清蛋白粉A 2～3％，浓缩乳清蛋白粉B 0.5～1.2％，浓缩牛奶蛋白粉1.5～2％，甜味剂5～10％；所述高蛋白酸奶还包括发酵剂，所述发酵剂的添加量为0.1～0.25U/kg。
7.根据权利要求6所述高蛋白酸奶，其特征在于，所述高蛋白酸奶包括以下质量百分数的各组分：生牛乳88％，浓缩乳清蛋白粉A 2.2％，浓缩乳清蛋白粉B 1％，浓缩牛奶蛋白粉1.8％，甜味剂7％；所述高蛋白酸奶还包括发酵剂，所述发酵剂的添加量为0.2U/kg。
8.根据权利要求6或7所述高蛋白酸奶，其特征在于，所述发酵剂为嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、瑞士乳杆菌、植物乳杆菌、乳双歧杆菌、两歧双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌和嗜热链球菌中的任一种或多种；所述甜味剂为白砂糖、果糖、果葡糖浆、葡萄糖和糖醇中的任一种或多种。
9.权利要求6或7任一项所述高蛋白酸奶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.混料：将生牛乳投入混料罐中，升温至55～60℃，于500～800r/min条件下边搅拌边缓慢按比例加入权利要求1～3任一项所述蛋白组合物，于50～55℃条件下搅拌30min以上，进行蛋白粉的水合；当混合液检测沉淀率指标<0.8％时，再投入甜味剂，搅拌溶解，得混合物料；
S2.均质及巴氏杀菌：将步骤S1所得混合物料加热至65～70℃，于150～200bar条件下均质；再于90～95℃条件下进行巴氏杀菌300s，然后冷却至38～44℃；
S3.接种及发酵：向步骤S2所得物料中接种发酵剂，于38～44℃条件下发酵5～14h，发酵终点pH4.5～4.6；
S4.破乳及降温：将步骤S3所得发酵乳进行柔和搅拌破乳，然后快速降温至10～20℃，即得高蛋白酸奶。
10.根据权利要求9所述制备方法，其特征在于，步骤S1中所述水合的温度为52℃；
步骤S2中所述均质的温度为65℃，压力为200bar；所述巴氏杀菌的温度95℃，冷却的温度为42℃；
步骤S3中所述发酵的温度为42℃，时间为7h，发酵终点pH4.6；
步骤S4中所述发酵乳快速降温至16℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190906 |
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