CN101642221B - 一种功能性大豆多肽发酵乳及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种功能性大豆多肽发酵乳及其制备方法，涉及食品加工领域中的一种发酵乳制品的制造方法。按照下述步骤进行：(1)发酵基料的制备，(2)母发酵剂的制备，(3)同步酶解和发酵，(4)调配、均质，(5)超高压杀菌、灌装即为成品。本发明采用蛋白酶和乳酸菌同步酶解发酵技术，同时采用超声波处理磨浆后的浆渣混合物，增加蛋白的溶出率以及超高压非热力处理制备酸豆乳。产品风味协调，无酶解异味；酶解发酵时间可缩短2～4h，生产成本低。超高压处理能显著改善并增加产品风味；保持并生产新的功能肽；抑制乳酸菌继续发酵并保持一定的微生物活菌数；延长酸豆奶的保质期，防止酸乳包装后因酸度继续增加而导致的乳清分离，且可使产品在常温下进行贮藏销售。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域中的一种发酵乳制品的制造方法，特别涉及一种以大豆为主要原料，采用蛋白酶和乳酸菌同步酶解发酵技术生产的功能性大豆多肽发酵乳及其制备方法。
背景技术
大豆是一种来源广、成本低的优质植物性蛋白资源。含有丰富的蛋白质、不饱和脂肪酸、各种维生素、矿物质、异黄酮、低聚糖及人体必需但不能自身合成的多种氨基酸等成分。不仅具有抗氧化、降血脂等功能，而且由于大豆低聚糖中含有丰富的益生元，具有激活体内益生菌增殖、增强免疫力等作用。
酸豆乳不但保留了豆乳的营养成分，又利用酶和乳酸菌的作用使豆乳具有醇香、清爽的酸香，同时部分蛋白质被分解为低分子的肽、氨基酸等物质，营养成分了发生改变，更易于被人体消化吸收，不仅营养价值高，而且对改善人体内部的营养结构有很大的好处。但截止目前，兼有大豆多肽和益生菌的酸豆乳在国内仍然没有有影响力的产品面市。
经过专利检索，目前存在的有关酸豆乳方面的专利，一部分是原料豆乳不经过酶解，仅仅利用乳酸菌发酵制得，只是注重菌种的筛选和产品的调配；另一部分虽然也是采用微生物和酶工程技术制得，却将酶解和发酵分步进行，且多次对基料进行热力处理，因此大大延长了产品的生产周期，同时增加了工业化生产成本。而且以上工艺多采用高温热力杀菌。在专利“一种纯大豆乳酸菌发酵饮料的制备方法”(申请号200510038298.6)中着重介绍菌种的驯化和产品的调配，且采用热力杀菌；在专利“具有增加骨密度、抑制血管紧张素转化酶功能的无乳糖发酵大豆乳及其制备方法”(申请号200510014997.7)中着重强调了所选菌种制得的产品的保健功能，杀菌的工艺没有说明；在专利“大豆肽乳酸菌饮料及其制备方法”(申请号200710018715.X)采用的是酶解和发酵分步进行，且采用热力杀菌，又对杀菌后产品的活菌数也没有说明。目前，还没有采用蛋白酶和乳酸菌同步酶解发酵技术以及结合超声波、超高压非热力处理来制备功能性酸豆乳的技术方法报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用蛋白酶和乳酸菌同步酶解发酵技术，同时采用超声波处理磨浆后的浆渣混合物，增加蛋白的溶出率，以及超高压非热力处理制备酸豆乳的方法。以解决现有技术存在的活性物质损失大，生产周期过长，工业化生产成本较高，产品质量不稳定等问题。
本发明采用蛋白酶和乳酸菌同步酶解发酵技术，同时采用超声波处理磨浆后的浆渣混合物，增加蛋白的溶出率，以及超高压非热力处理制备酸豆乳。首先，与传统的先酶解后发酵分步处理技术相比，同步法具有以下优点：蛋白酶解产物促进微生物发酵；微生物发酵后的产物又能抑制酶的继续酶解；产品风味协调，无酶解异味；酶解发酵时间缩短，生产成本低。其次，超声波处理未浆渣分离的豆乳，可以显著提高豆乳的蛋白质和可溶性固形物的含量。再者，超高压处理能显著改善并增加产品风味；保持并生产新的功能肽；抑制乳酸菌继续发酵并保持一定的微生物活菌数；延长酸豆奶的保质期，防止酸乳包装后因酸度继续增加而导致的乳清分离，且可使产品在常温下进行贮藏销售。
本发明的技术方案如下：
制作工艺及技术要点如下：
1、发酵基料的制备：
a：称取大豆经挑选清洗后，用干豆重量3倍的0.2％～0.4％的NaHCO3溶液在室温下浸泡6～10小时，具体浸泡时间可随季节不同而有所变化。
b：将浸泡后的大豆清洗去皮、热烫，彻底钝化其中的胰蛋白酶抑制剂、脂肪氧合酶等抗营养因子，再加入干豆重量的5～10倍的水进行磨浆。
c：调节所得浆液的温度到35～40℃，用超声波在550～600W条件下处理20～30min。
d：浆液过滤除渣。可用120～160目的滤网或过滤设备过滤。
e：，在过滤后的豆乳中加入占豆乳重量4～8％的蔗糖，然后用胶体磨、均质机进行微细化和均质乳化，
f：均质后，在115～121℃条件下瞬时杀菌3～8秒，冷却备用。
而且，以上所选用的原料豆乳除了是上述磨浆制得的豆乳外，也可为大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白或大豆蛋白粉的复原乳以及上述几种蛋白的混合物。
2、母发酵剂的制备
取适量上述过程f得到的灭菌发酵基料，将其冷却到37～42℃，以无菌操作接入体积计3～6％的保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、嗜热链球菌的单菌种或者他们的混合菌种，然后在37～42℃下培养3～6h，使之充分生长繁殖，即得母发酵剂，该发酵剂作为生产功能性大豆酸乳的菌种；其中所述的混合菌种为保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、双歧杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、嗜酸杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、双歧杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种(体积比为2∶1∶1∶3)。
3、同步酶解和发酵
将经过上述过程f得到的灭菌发酵基料冷却到37～42℃，置于无菌条件下，加入占豆乳重量0.02～0.06％的蛋白酶，同时，加入由上述过程2得到母发酵剂，母发酵剂的加入量通常为豆乳体积计的4～6％；在37～42℃下培养3～6h，直至凝乳，之后置4℃左右后熟4～12小时。即得风味浓郁，富含多肽、类黄酮等多种功能成分的大豆酸乳。
4、调配、均质
在上述发酵成熟的豆乳中，加入发酵豆乳重量5～8％的蔗糖、0.1～0.2％柠檬酸、0.4％的羧甲基纤维素钠、0.2％的藻酸丙二醇酯和0.15％的含单甘脂和蔗糖酯的复合乳化剂(配比以质量计为0.8∶1)，也可添加适量的风味物质，如组织较软的水果果肉、果汁、香料等。然后在40～60Mpa压力下进行均质，使所有物料进行充分乳合。
5、超高压杀菌、灌装。
采取超高压非热力杀菌方式杀菌。将均质后的物料，在10～20℃、100～400Mpa压力下处理5～25min。之后进行无菌灌装即为成品。
本发明具有以下优点和良好使用效果：
本发明采用蛋白酶和乳酸菌同步酶解发酵技术，同时采用超声波处理磨浆后的浆渣混合物，增加蛋白的溶出率以及超高压非热力处理制备酸豆乳。首先，与传统的先酶解后发酵分步处理技术相比，同步法具有以下优点：蛋白酶解产物促进微生物发酵；微生物发酵后的产物又能抑制酶的继续酶解；产品风味协调，无酶解异味；酶解发酵时间可缩短2～4h，生产成本低。其次，超声波处理未浆渣分离的豆乳，可以显著提高豆乳的蛋白质和可溶性固形物的含量。再者，超高压处理能显著改善并增加产品风味；保持并生产新的功能肽；抑制乳酸菌继续发酵并保持一定的微生物活菌数；延长酸豆奶的保质期，防止酸乳包装后因酸度继续增加而导致的乳清分离，且可使产品在常温下进行贮藏销售。
具体实施方式：
下面结合实例进一步描述本发明，但所属实例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
实例1
1、发酵基料的制备
a：大豆经挑选去渣清洗后，用干豆重量3倍的0.25％的NaHCO3溶液在室温下浸泡8h，洗净脱皮，在95℃的水中热烫8min，然后加入干豆重量8倍的水进行磨浆；
b：调节所得浆液的温度到40℃，用超声波在600W的条件下处理25min。再用120目的滤布过滤去渣后即得豆乳。
c：在过滤后的豆乳中加入占豆乳重量5％的蔗糖，然后用胶体磨、均质机进行微细化和乳合均质；
d：均质后，在118℃条件下瞬时杀菌6秒，冷却备用；
2、母发酵剂的制备
取适量上述1得到的发酵基料，将其冷却到42℃，以无菌操作接入体积计4％的保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、嗜热链球菌的混合菌种(体积比为2∶1∶1∶3)，然后在42℃下培养3.5h，即得母发酵剂。
3、同步酶解和发酵。
将上述过程1得到的灭菌发酵基料冷却到42℃，以无菌操作加入占豆乳重量0.02％的蛋白酶，同时加入占灭菌发酵基料体积计4％的由上述过程2得到的母发酵剂，然后在42℃条件下培养5h，之后置于4℃下后熟12h。
4、调配、均质。
在上述发酵成熟的酸豆乳中，加入发酵豆乳重量6％的蔗糖、0.1％的柠檬酸、0.4％的羧甲基纤维素钠、0.2％的藻酸丙二醇酯和0.15％的含单甘脂和蔗糖酯的复合乳化剂(配比为0.8∶1)，然后在45Mpa压力下进行均质，使所有物料进行充分乳合。
5、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在20℃、100Mpa压力下处理25min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。在表1中列出测量结果。
实例2
1、发酵基料的制备、母发酵剂的制备均同实例1。
2、同步酶解和发酵。
将上述过程1得到的灭菌发酵基料冷却到42℃，以无菌操作加入占豆乳重量0.02％的蛋白酶，同时加入占灭菌发酵基料体积计4％的由上述过程2得到的母发酵剂，然后在42℃条件下培养5h，然后置于4℃下后熟12h。
3、调配、均质同实例1。
4、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在10℃、300Mpa压力下处理5min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。在表1中列出测量结果。
实例3
1、发酵基料的制备、母发酵剂的制备均同实例1。
2、同步酶解和发酵。
将上述过程1得到的灭菌发酵基料冷却到42℃，以无菌操作加入占豆乳重量0.04％的蛋白酶，同时加入占灭菌发酵基料体积计4％的由上述过程2得到的母发酵剂，然后在42℃条件下培养5h，然后置于4℃下后熟12h。
3、调配、均质同实例1。
4、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在20℃、100Mpa压力下处理25min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。在表1中列出测量结果。
实例4
1、发酵基料的制备、母发酵剂的制备均同实例1。
2、同步酶解和发酵。
将上述过程1得到的灭菌发酵基料冷却到42℃，以无菌操作加入占豆乳重量0.04％的蛋白酶，同时加入占灭菌发酵基料体积计4％的由上述过程2得到的母发酵剂，然后在42℃条件下培养5h，然后置于4℃下后熟12h。
3、调配、均质同实例1。
4、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在15℃、200Mpa压力下处理15min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。在表1中列出测量结果。
实例5
1、发酵基料的制备、母发酵剂的制备均同实例1。
2、同步酶解和发酵。
将上述过程1得到的灭菌发酵基料冷却到42℃，以无菌操作加入占豆乳重量0.04％的蛋白酶，同时加入占灭菌发酵基料体积计4％的由上述过程2得到的母发酵剂，然后在42℃条件下培养5h，然后置于4℃下后熟12h。
3、调配、均质同实例1。
4、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在10℃、300Mpa压力下处理5min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。在表1中列出测量结果。
实例6
1、发酵基料的制备、母发酵剂的制备均同实例1。
2、同步酶解和发酵。
将上述过程1得到的灭菌发酵基料冷却到42℃，以无菌操作加入占豆乳重量0.06％的蛋白酶，同时加入占灭菌发酵基料体积计4％的由上述过程2得到的母发酵剂，然后在42℃条件下培养5h，然后置于4℃下后熟12h。
3、调配、均质同实例1。
4、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在20℃、100Mpa压力下处理25min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。在表1中列出测量结果。
实例7
1、发酵基料的制备、母发酵剂的制备均同实例1。
2、同步酶解和发酵。
将上述过程1得到的灭菌发酵基料冷却到42℃，以无菌操作加入占豆乳重量0.06％的蛋白酶，同时加入占灭菌发酵基料体积计4％的由上述过程2得到的母发酵剂，然后在42℃条件下培养5h，然后置于4℃下后熟12h。
3、调配、均质同实例1。
4、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在10℃、300Mpa压力下处理5min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。在表1中列出测量结果。
对比例
重复实施例4中描述的步骤，不同点是采用分步酶解和发酵法，即先加入蛋白酶使发酵基料酶解2～4h，然后再接入乳酸菌在42℃下发酵6h。且酸豆乳最后杀菌采用的是92±2℃，加热15min的热力杀菌处理方式，然后测定样品中的多肽含量和乳酸菌活菌数，在表1中列出测量结果。
对实施例1～7及对比例中的多肽含量和乳酸菌活菌数进行测定。多肽含量采用TCA法，即：取2.5ml样品溶液，加入2.5ml 10％(w/v)的三氯乙酸(TCA)水溶液，充分混合均匀，静置10min，然后在4000r/min下离心15min，将上清液全部转移到50ml容量瓶中，并用5％的TCA溶液定容至刻度，摇匀。然后取6ml上述溶液置于另一试管中，如入双缩脲试剂4ml(样液∶双缩脲试剂＝3∶2)，充分混合均匀，静置10min，2000r/min下离心10min，取上清液于540nm下测定OD值，对照标准曲线求得样品溶液的多肽浓度C(mg/ml)，进而可求得样品中多肽的含量。乳酸菌活菌数测定方法采用国标GB/T 16347-1996法。
表1实施例及对比例中的多肽含量和乳酸菌活菌数
结果表明：与对比例比，使用本方法所制得的产品中多肽含量及活菌数均有所提高。其中，例4的多肽含量提高了25％，活菌数提高了2个数量级；例1的多肽含量提高了6.25％，活菌数数量级相当。
实例8
1、发酵基料的制备
a：称取一定量的大豆蛋白粉(纯度为95％)，用去离子水溶解，配成浓度为6％的大豆蛋白液。
b：用120目的滤布将大豆蛋白液进行过滤除渣。
c：在过滤后的蛋白液中加入5％的蔗糖，然后用胶体磨、均质机进行微细化和均质乳化；
d：均质后，在118℃条件下瞬时杀菌6秒，冷却备用；
2、母发酵剂的制备
取适量经上述1处理得到的蛋白液，将其冷却到42℃，以无菌操作接入体积计4％的保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、嗜热链球菌的混合菌种(体积比为2∶1∶1∶3)，然后在42℃下培养3.5h，即得母发酵剂。
3、同步酶解和发酵。
将上述过程1得到的灭菌蛋白液冷却到42℃，以无菌操作加入占蛋白液重量0.04％的蛋白酶，同时加入占灭菌发酵基料体积计4％的由上述过程2得到的母发酵剂，然后在42℃条件下培养5h，之后置于4℃下后熟12h。
4、调配、均质。
在上述发酵成熟的酸豆乳中，加入发酵豆乳重量6％的蔗糖、0.1％的柠檬酸、0.4％的羧甲基纤维素钠、0.2％的藻酸丙二醇酯和0.15％的含单甘脂和蔗糖酯的复合乳化剂(配比为0.8∶1)，然后在45Mpa压力下进行均质。
5、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在15℃、200Mpa压力下处理15min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。经测定，其中多肽含量0.091mg/ml，活菌数为6.4×109。
实例9
1、发酵基料的制备
a：称取一定量的含大豆蛋白粉和大豆浓缩蛋白的混合物(两者比例为1∶1)，其中二者蛋白纯度均为90％，用去离子水溶解，配成浓度为6.5％的大豆蛋白液。
b：用120目的滤布将大豆蛋白液进行过滤、除渣。
c：在过滤后的蛋白液中加入5％的蔗糖，然后用胶体磨、均质机进行微细化和均质乳化；
d：均质后，在118℃条件下瞬时杀菌6秒，冷却备用；
2、母发酵剂的制备同实例8。
3、同步酶解和发酵
将上述过程1得到的灭菌蛋白液冷却到42℃，以无菌操作加入占蛋白液重量0.03％的蛋白酶，同时加入占灭菌发酵基料体积计4％的由上述过程2得到的母发酵剂，然后在42℃条件下培养5h，之后置于4℃下后熟12h。
4、调配、均质同实例8。
5、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在15℃、200Mpa压力下处理15min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。经测定，其中多肽含量0.087mg/ml，活菌数为5.9×109。
实例10
1、发酵基料的制备同实例1。
2、母发酵剂的制备
取适量上述1得到的发酵基料，将其冷却到42℃，以无菌操作接入体积计5％的干酪乳杆菌单菌种，然后在42℃下培养3.5h，即得母发酵剂。
3、同步酶解和发酵同实例1。
4、调配、均质同实例1。
5、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在10℃、200Mpa压力下处理10min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。经测定，其中多肽含量0.079mg/ml，活菌数为8.5×107。
实例11
1、发酵基料的制备同实例1。
2、母发酵剂的制备
取适量上述1得到的发酵基料，将其冷却到42℃，以无菌操作接入体积计5％的瑞士乳杆菌单菌种，然后在42℃下培养3.5h，即得母发酵剂。
3、同步酶解和发酵同实例1。
4、调配、均质同实例1。
5、超高压杀菌、灌装。
将均质后的物料，在10℃、200Mpa压力下处理10min。之后进行无菌灌装即可。然后测定样品的多肽含量和乳酸菌活菌数。经测定，其中多肽含量0.083mg/ml，活菌数为9.2×107。
Claims (4)
1.一种功能性大豆多肽发酵乳制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)发酵基料的制备：
a：称取大豆经挑选清洗后，用干豆重量3倍的0.2％～0.4％的NaHCO3溶液在室温下浸泡6～10小时，
b：将浸泡后的大豆清洗去皮、热烫，再加入干豆重量的5～10倍的水进行磨浆，
c：调节所得浆液的温度到35～40℃，用超声波在550～600w条件下处理20～30min，
d：用120～160目的滤网或过滤设备过滤浆液除渣，
e：在过滤后的豆乳中加入占豆乳重量4～8％的蔗糖，然后用胶体磨、均质机进行微细化和均质乳化，
f：均质后，在115～121℃条件下进行瞬时杀菌3～8秒，冷却备用；
(2)母发酵剂的制备：取适量上述过程f得到的灭菌发酵基料，将其冷却到37～42℃，以无菌操作接入体积计3～6％的保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、嗜热链球菌的单菌种或者他们的混合菌种，然后在37～42℃下培养3～6h，使之充分生长繁殖，即得母发酵剂；
(3)同步酶解和发酵：将经过上述过程f得到的灭菌发酵基料冷却到37～42℃，置于无菌条件下，加入占豆乳重量0.02～0.06％的蛋白酶，同时，加入由上述过程(2)得到母发酵剂，母发酵剂的加入量为豆乳体积计的4～6％，在37～42℃下培养3～6h，直至凝乳，之后置4℃后熟4～12小时；
(4)调配、均质：在上述发酵成熟的豆乳中，加入发酵豆乳重量5～8％的蔗糖、0.1～0.2％柠檬酸、0.4％的羧甲基纤维素钠、0.2％的藻酸丙二醇酯和0.15％的含单甘脂和蔗糖酯的复合乳化剂，添加适量的组织较软的水果果肉、果汁、香料；然后在40～60Mpa压力下进行均质，使所有物料进行充分乳合；
(5)超高压杀菌、灌装：将均质后的物料，在10～20℃、100～400Mpa压力下处理5～25min；之后进行无菌灌装即为成品。
2.根据权利要求1所述的一种功能性大豆多肽发酵乳制备方法，其特征在于所选用的原料为大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白或大豆蛋白粉的复原乳以及上述几种蛋白的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种功能性大豆多肽发酵乳制备方法，其特征在于所述的混合菌种为保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、双歧杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、双歧杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、瑞士乳杆菌、嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、双歧杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌和嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种，其体积比为2∶1∶1∶3。
4.根据权利要求1所述的一种功能性大豆多肽发酵乳制备方法，其特征在于所述的复合乳化剂中单甘脂和蔗糖酯的重量比为0.8∶1。
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