富硒酸奶及其生产方法

专利名称：富硒酸奶及其生产方法
技术领域：
本发明属于乳制品及其加工技术背景技术酸奶生产已有千年历史，原料可以是鲜牛、羊奶，传统的酸奶生产工艺流程，包括配料、过滤、浓缩、预热、均质、灭菌、冷却、接种、发酵培养、产品冷却等工序。酸奶营养成份丰富，易被人体吸收。特别是含有乳酸菌和乳糖酶使奶中养份予消化，使乳糖转化为乳酸，使蛋白质得以水解，增加奶乳中可溶性钙磷和维生素含量，适应儿童和老年人对钙磷的吸收，具有天然补钙作用。
长期以来，人们设想从营养丰富的酸奶中强化微量元素硒，以求人体在吸收酸奶养份的同时能够补硒。硒一般通过食物链进入人体，硒与当地食物本草密切相关。据王美珠、章明奎的研究报导《我国高低硒土壤成因析》一文指出，我国缺硒面积广阔，我国缺硒土壤的主要母质为第四纪沉积物、冲积物所形成的土壤。在我国一些地区出现严重的缺硒病。例如东北克山、山东邹县等全国约300多个地区的克山病发病区、江苏启东的肝癌高发区、浙江嘉善大肠癌高发区、河南林县的鼻咽癌高发区等等，均与母岩、土壤缺硒有关。总之，在我国缺硒或硒不足地区人口众多，补硒是这些地区人群健康的必要措施。所以，如果在人们广泛饮用的酸奶中实现补硒，确实是人们身体健康的福音。但至今均未取得具有实际意义的结果。例如已公开的发明名称《一种富含有机硒的鲜奶及其制品》专利申请号为971061998的技术。它提出酸奶中含硒量为3-250微克/升，此含硒范围上下界限差距太大，相差85倍，且在如此宽的范围内，无实施列举出技术特征值。下限3微克/升的含硒量太低，达不到补硒标准目的。而上限值的含硒量过高，不适于儿童饮用，若儿童每天饮用100毫升酸奶，就有25微克硒到体内，况且一般儿童一天不止饮用一瓶。如果饮用2-3瓶，则进去了75微克的硒，又显太高了。该对比文件中富硒酸奶的生产方法，所提供的各批鲜奶(酸奶)中含硒量不可能是固定的。因为它通过用酒糟喂奶牛，将酒糟中的硒转化为牛乳中的有机硒，再通过传统的生产工艺，生产出富硒酸奶。而酒糟是啤酒生产的副产品，含硒量取决于生产啤酒时用的大麦、大米含硒的高低，而其含硒量又取决于产地的母岩、土壤、水源中的含硒量。地区不同，其含硒量差异甚大，可相差几倍到几百倍，甚至上千倍。所以，如此生产出的富硒酸奶的含硒量，难以获得固定指标，不可能有实际的市场价值。又如发明名称为《生物转化富硒牛奶及其生产方法》，专利申请号为00122955.9的对比文件公开的富硒鲜奶含硒量为0.020-0.030mg/kg(对应其奶粉的含硒量为0.1-0.15mg/kg)。这样的含硒量范围制成富硒酸奶明显偏低，人们对酸奶的饮用量远比牛奶少，一般的为100ml、200-250ml等。故进入人体的硒不能满足人们补硒的需要。其生产方法是将二氧化硒或亚硒酸钠或硒酵母与氨基酸一类物质相互配成液体混合物质作奶牛饲料，由奶牛将饲料中硒转化成奶中硒，这样硒的转化率及奶中含硒量的确定性值得探讨。更值得注意的是长期用高硒量饲料喂养奶牛，奶牛易患硒中毒症，也值得考虑。又如对比文件《富硒奶制品》(申请号为98120442.2)其公开权利要求是生产每100ml牛奶中的含硒量为5-100微克。这牛奶的硒含量不合理，其上限值对成人来说是有中毒危险，而对儿童饮用牛奶来说其危险性更大。上下限之间相差虽然较大，但没有实施列举明限定的特征值。它是用添加含硒中植营养素8号(液剂)来生产富硒牛奶的。

发明内容
本发明的富硒酸奶，是针对现有技术存在的问题，提供一种含硒量合理的酸奶，能适用于不同年龄段、不同身体状况人群保健补硒的要求；并发明创造出含硒量稳定、富含有机硒的酸奶的生产方法。为实现上述目的采用技术方案如下一种富硒酸奶产品，它是一种发酵型的通过乳酸菌的生物转化而形成的富含有机硒的酸奶。用符合标准化的牛、羊奶为原料，酸奶中硒的重量含量为0.060-0.130mg/kg。为满足不同人群的补硒需要，其含硒量在上述范围外，还包含离散值0.160mg/kg、0.190mg/kg、0.220mg/kg。
专用于该产品的生产方法，是在传统酸奶生产工艺流程牛奶原料的标准化、配料、过滤、浓缩、预热、均质、灭菌、冷却、接种、发酵培养、产品冷却等工序的基础上，增加以下特征工序一、是硒溶液的制取(1)选定硒源为无机硒——亚硒酸钠(A、R或C、P级)化学试剂；
(2)亚硒酸钠用量的计算，由下式确定。
G＝R·N·M式中G为生产富硒酸奶时所需亚硒酸钠总用量(mg)N为富硒酸奶中含硒浓度(硒在酸奶中重量含量mg/kg)M为生产酸奶总重量(kg)R为转化系数2.19；(3)配制亚硒酸钠溶液，将计算出的所需亚硒酸钠，用灭菌蒸馏水配制成浓度为0.2-0.4％的硒溶液。浓度过低易使水份过多，浓度过高会造成硒分配不均匀等缺陷。
二、在酸奶生产工艺流程中，将以上硒溶液加进原料乳中，可在以下二处任意选定一处(1)在配料工序中加糖后加硒溶液。将该溶液逐渐加入原料乳中，不断搅拌，待全部硒溶液加完后，继续搅拌十分钟，(要求搅拌的目的是为预防在原料乳中由于硒分配不均匀而造成酸奶局部“红硒”，出废品可详见P6。
(2)在灭菌冷却后，接种工序前加硒溶液，加后需继续搅拌15分钟，使硒在乳液中完全分布均匀后，方可接种(搅拌15分钟理由同(1))本发明的富硒酸奶，能满足不同人群的需求，在上述技术方案中，取含硒量在0.060-0.130mg/kg，为儿童型富硒酸奶；若含硒量取0.160、0.190、0.220mg/kg，则为成人型富硒酸奶。
采用的生产方法工艺简单、成本低廉，富硒酸奶的含硒量稳定，容易控制。
本发明中添加的亚硒酸钠在乳酸菌作用下形成有机硒的机理1、固态——有机硒蛋白的形成。
富硒酸奶中硒蛋白主要是在乳酸菌发酵过程中形成的。酸奶的发酵过程，正是乳酸菌的对数生长增殖期，是繁殖高峰。添加的亚硒酸钠是通过原料乳与乳酸菌体之间硒浓度差而进入菌体的，在体内多种酶作用下，形成氨基态的有机硒，尔后进一步合成硒蛋白。这种硒蛋白是乳酸菌体自身蛋白质的一部分，它为乳酸菌的生长、菌体分裂、繁殖所利用，这部分硒是被固定在新、老和死亡(未被腐介)的乳酸菌体内。是富硒酸奶中有机硒的组分，乳酸菌的繁殖数量是相当可观的，例如，生产富硒酸奶时，在每一瓶(100克)原料乳内，需接种乳酸菌量是3×108个/ml，即3000万个。但经过酸奶的发酵过程，形成富硒酸奶产品后，其每瓶(100克)酸奶中，乳酸菌数可增殖到100×108个/ml，即10亿个。(注108个/ml是酸奶出厂时要求达到的微生物指标)。由此可见，乳酸菌增殖的数和硒蛋白形成量的概念，它们是富硒酸奶中有机硒主体。但乳酸菌对硒的需求也不是无限量的，根据本发明人试验发现，当适量供给硒时，乳酸菌生长好、分裂快。当乳液中亚硒酸钠浓度增加到4.2mg/kg以上(包括4.2、5.5、6.6、8.8mg/kg)其酸奶中出现微红色颗粒沉积，随浓度加大而增多，并形成了一片红。原因是乳酸菌细胞将过量的、毒性大的亚硒酸钠，还原成红色(小颗粒状的、无毒)的单质硒。沉积在乳酸菌细胞内，这种现象可以理解为乳酸菌细胞的一种解毒反应。当亚硒酸钠量猛增到无能力解毒时，乳酸菌死亡。形成“红硒”的酸奶，不能食用，因为单质硒对人体无营养价值。
该试验结果说明(1)乳酸菌对亚硒酸钠中硒是需要的，但需要量不大，多了会中毒。(2)本专利在加硒技术内容中，特别强调加硒时，必须搅拌均匀，加完硒液之后，还要追加搅拌10分钟和15分钟的要求，其目的是为预防在含硒量不高的原料乳中由於搅拌不均，造成硒局部分配不均，引起“红硒”而出废品。
2、可溶态——有机硒的形成在富硒酸奶形成过程中，一部分亚硒酸钠在乳酸菌体内，多种酶的作用下，形成了氨基酸态有机硒化合物，其中主要成分为硒胱氨酸，硒蛋氨酸类的液态有机硒化合物，通过渗透可存在于酸奶中，也可以在乳酸菌体内进一步合成硒蛋白，这部分硒也是酸奶有机硒的组分之一。
3、无机硒，在富硒酸奶生产过程中，尚有部分未被乳酸菌利用的亚硒酸钠，这些硒量属酸奶中未被利用的少量的无机硒源，并属总硒量的组分之一。
富硒酸奶中硒由上述三种所组成，这些硒随酸奶而进入人体胃肠，在大肠内代谢，其中约有2/3的乳酸菌在人体大肠内死亡，这些死亡的含硒乳酸菌，经蛋白酶、腐败菌的作用下分解成可溶态有机硒及少量的无机硒，这些硒同原有的可溶态硒一样在小肠内被吸收，进入人体的营养循环，上述过程就是富硒酸奶的形成、营养、吸收过程。饮用本发明的富硒酸奶，既能补硒保健，又很安全。


附图是本发明生产工艺流程全部工序关系示意图。
具体实施例方式本发明特征工艺步骤是将浓度为0.2-0.4％的硒溶液在指定工序中均匀加进。如图所示，可以在两处加入，任选一处。其中加硒1号位在配料工序加糖完后加入；加硒2号位是在灭菌冷却工序之后，接种工序之前加进硒溶液。发明人认为从硒在乳液中分布均匀程度考虑选择1号位加硒为佳。下面参照附图进一步说明本发明富硒酸奶产品及其生产方法的实施例。
例1要求生产富硒酸奶2000克，其硒的重量含量为0.060mg/kg，其生产工艺步骤如下1、配制硒溶液(1)按关系式G＝R·N·M计算出亚硒酸钠总用量G＝2.19×0.060×2＝0.263mg(2)将0.263mg的亚硒酸钠配制成0.2％浓度的亚硒酸溶液，称取化学纯A、R级亚硒酸钠0.263mg，置于已灭菌的500CC烧杯内，加入灭菌蒸馏水132ml，不断搅拌，待完全溶解，即得0.2％的亚硒酸钠溶液。
2、生产富硒酸奶的工序(1)取原料乳配料(加糖、加硒)取标准化后的原料乳2000克，加热至55-65℃，均匀地将160克糖(蔗糖140克与葡萄糖20克混合)加入原料乳中不断搅拌，待完全溶解，将0.2％亚硒酸钠溶液132ml渐渐加入已加糖的原料乳内并不断搅拌，加完硒溶液后，继续搅拌十分钟；
(2)将上述配料后的原料乳经过浓缩、过滤、灭菌、冷却等工序后，当冷却到42-43℃时进入接种工序，将混合型的工作发酵剂(以保加利亚乳酸杆菌与嗜热莲球菌1∶1混合)60ml，加入原料乳内不断搅拌10-15分钟后进行分装(200克/瓶)。
(3)发酵培养，将分装后待发酵的原料乳放置在43℃生化培养箱内培养4小时，当发酵乳液PH降至4.3-4.4，酸度为0.8T度时，立即放至15-20度环境下进行冷却，待发酵乳温度降至15-20℃时再转入2-8℃冷柜冷藏，后熟24小时即可形成具有良好风味的富硒酸奶成品，该产品经测定其含硒是为0.069mg/kg，与0.060mg/kg的偏差是由试验误差等所产生的。
例2要求生产含硒量为0.090mg/kg的富硒酸奶2000克1、配制硒溶液计算得亚硒酸钠用量为0.394mg，加灭菌蒸馏水197ml，配制成均匀的0.2％的亚硒酸钠溶液。
2、生产工序同例1第2项中的(1)、(2)、(3)得产品含硒量测定值为0.098mg/kg。
例3要求生产含硒量为0.12mg/kg的富硒酸奶2000克1、计算得亚硒酸钠用量为0.526mg，配制成浓度为0.2％的亚硒酸钠溶液。
2、生产工序同例1第2项中的(1)、(2)、(3)
得富硒酸奶产品含硒量测定值为0.126mg/kg。
例41、要求生产含硒总量为0.160mg/kg的2000克富硒酸奶，计算出亚硒酸用量为0.711mg，加灭菌蒸馏水237ml，完全溶解后得浓度为0.3％的亚硒酸钠溶液。
2、生产工序同例1第2项中的(1)、(2)、(3)得产品含硒量为0.155mg/kg。
例5要求生产含硒量为0.190mg/kg的富硒酸奶2000克1、算得亚硒酸钠用量为0.832mg，取灭菌蒸馏水274ml，得浓度为0.3％的亚硒酸钠溶液。
2、工艺步骤同例1第2项中的(1)、(2)、(3)得含硒量为0.183mg/kg的富硒酸奶。
例6要求生产含硒量为0.22mg/kg的富硒酸奶2000克1、算得亚硒酸钠用量为0.964mg，取灭菌蒸馏水322ml，得浓度为0.3％的亚硒酸钠溶液。
2、工艺步骤同例1第2项中的(1)、(2)、(3)得含硒量为0.216mg/kg的富硒酸奶。
权利要求
1.一种富硒酸奶，原料取牛、羊奶，其特征是硒的重量含量范围为0.060-0.130mg/kg。
2.按权利要求1所述富硒酸奶，其特征是硒的含量为0.090mg/kg。
3.按权利要求1所述富硒酸奶，其特征是硒的含量为0.120mg/kg。
4.一种富硒酸奶，其特征是含硒量为0.160mg/kg。
5.一种富硒酸奶，其特征是含硒量为0.190mg/kg。
6.一种富硒酸奶，其特征是含硒量为0.220mg/kg。
7.用于权利要求1或4或5或6的富硒酸奶的生产方法，应用酸奶生产工艺流程原料乳标准化、配料、过滤、浓缩、预热、均质、灭菌、冷却、接种、发酵培养、产品冷却、后熟，其增加的特征工序按以下操作一、硒溶液制取(1)选定硒源为亚硒酸钠(2)亚硒酸钠用量的计算，由下式确定G＝R·N·M式中G为生产富硒酸奶时所需亚硒酸钠的用量(mg)N为富硒酸奶中含硒浓度(mg./kg)M为生产酸奶总重量(kg)R为转化系数2.19。(3)配制亚硒钠溶液，将所需亚硒酸钠用灭菌蒸馏水配制成浓度为0.2-0.4％的硒溶液。二、在酸奶生产工艺流程中，将以上硒溶液加进原料乳中，可在二处任选一处。(1)在配料工序中加糖后、加硒溶液；逐渐加入原料乳中，不断搅拌，待全部硒溶液加完后，继续搅拌十分钟。(2)在灭菌冷却工序后，接种工序前加硒溶液，加后需继续搅拌15分钟，使硒在乳液中完全分布均匀后方可接种。
全文摘要
富硒酸奶及其生产方法。本发明为一种发酵型的，通过乳酸菌的生物转化而形成富含有机硒的酸奶，要求这种富硒酸奶的含硒量合理，适于不同人群的需要；该生产方法能解决含硒量稳定，满足人们补硒保健的需求。该产品原料取自牛、羊奶，添加的含硒量范围为0.060－0.130mg/kg；还有硒含量0.160、0.190、0.220mg/kg。其生产方法是在酸奶传统生产工艺基础上，增加新的特征工序先用灭菌蒸馏水溶解亚硒酸钠配制成浓度为0.2－0.4％的硒溶液；其亚硒酸钠用量由下式G＝R·N·M确定；将上述浓度的硒溶液，加进酸奶的生产工艺流程中，可在以下二处任选一处加进，一是在配料工序中加糖后加入，二是在灭菌冷却工序后，接种工序前加进，都要求硒在乳液中均匀分布。本发明可分别生产出儿童、成人不同需要的含硒量范围的富含有机硒的酸奶。
文档编号A23L1/304GK1471828SQ03129439
公开日2004年2月4日 申请日期2003年6月20日 优先权日2003年6月20日
发明者王美珠 申请人:王美珠