本发明涉及发酵食品技术领域，具体地，涉及一种富含gaba的酸奶及其制备方法。
背景技术：
γ-氨基丁酸(gaba)是一种广泛分布于自然界的非蛋白质氨基酸。在生物体内由谷氨酸经谷氨酸脱羧酶化转化而来，是目前研究较深入的一种重要抑制性神经传递物质，参与体内多种代谢活动，具有很多的生理功能，如降血压、改善脑功能、镇静、增强长期记忆及肝、肾机能等功能。富含gaba食品的研究与开发，已经成为国外研究的热点，gaba被广泛应用于食品、医药等领域，包括植物(米胚、米糠、绿茶、南瓜、豆制品、西红柿、小球藻等)、微生物(乳酸菌、酵母)等来源的gaba的食品。
gaba的制备广受人们的关注和重视，当前对gaba的制备还有许多基础性的问题需要解决，因此，加强这方面的研究很有必要。制备gaba的方法主要包括化学合成法和生物合成法两大类，生物法合成gaba是利用生物体内的gad作为催化剂，将谷氨酸或其钠盐经α-脱羧生成gaba。生物合成法又包括植物富集法和微生物发酵法两种。
微生物特别是“食品安全级”微生物合成gaba为制备gaba提供了一条有效的途径，很多微生物尤其是乳酸菌都具有高产gaba的能力。目前生产富含gaba的乳制品在国内还不是很多，因此选择适宜的gaba高产菌株来发酵生产乳制品，是提高(强化)乳及其产品中gaba水平的重要途径。现有发酵乳中gaba含量很低，人体服用后无法起到一定的效果，服用gaba含量>15mg有舒缓效果，服用gaba含量>60mg有减压、安神效果，服用gaba含量>180mg有促进睡眠的效果。因此，研制一款富含gaba的功能性酸奶是非常有必要的。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服目前市面上的酸奶gaba含量较低、功能性不强的缺陷，提供了一种富含gaba的酸奶及其制备方法。本发明通过将高产gaba的菌株按一定比例混合制得复合菌剂，并经过特定的发酵工艺，使发酵后的酸奶中gaba含量成倍提高，可达450mg/g；所得酸奶乳香浓郁、质地稠厚、口感细腻、营养丰富。
为了实现上述目的，本发明是通过以下方案予以实现的：
发明人发现，虽然现有技术中有部分乳酸菌能够高产代谢gaba，但并不是所有菌株均能在含有牛奶或复原乳的发酵体系中高产代谢gaba。发明人从天然发酵食品中筛选出能够在牛乳中代谢高产gaba的两株菌株，即为乳酸乳球菌乳酸亚种(lactococcuslactissubsp.lactis)220223和嗜热链球菌(streptococcusthermophilus)210202。
其中，乳酸乳球菌乳酸亚种(lactococcuslactissubsp.lactis)220223是从新疆伊宁市新华东路路边摊的鲜奶中筛选得到，于2018年10月15日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(cgmcc，北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，保藏编号为cgmccno.16584，其能在含有谷氨酸钠、脱脂乳粉复原乳的发酵体系中高产gaba，gaba的含量为0.3909g/l；嗜热链球菌(streptococcusthermophilus)210202是从新疆赛里木湖边哈萨克族居民毡房里取得的酸奶中筛选得到，于2018年10月15日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(cgmcc，北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，保藏编号为cgmccno.16585，其能在含有谷氨酸钠、脱脂乳粉复原乳的发酵体系中高产gaba，gaba的含量为0.3273g/l。
因此本发明请求保护一种富含gaba的酸奶，包括以下质量百分数的各组分：牛奶或复原乳80～95％，甜味剂或白砂糖0.1～10％，谷氨酸钠0.1～1％，复合菌剂0.1～10％，浓缩蛋白粉0.5～5％；所述复合菌剂中乳酸乳球菌乳酸亚种和嗜热链球菌的质量比为1～10：90～99。
优选地，包括以下质量百分数的各组分：牛奶或复原乳84.5％，甜味剂或白砂糖8％，谷氨酸钠0.1％，复合菌剂5％，浓缩蛋白粉2.4％；所述复合菌剂中乳酸乳球菌乳酸亚种和嗜热链球菌的质量比为5：95。
优选地，所述乳酸乳球菌乳酸亚种为乳酸乳球菌乳酸亚种(lactococcuslactissubsp.lactis)220223，保藏编号为cgmccno.16584；所述嗜热链球菌为嗜热链球菌(streptococcusthermophilus)210202，保藏编号为cgmccno.16585。
本发明还通过筛选不同来源、不同特性的浓缩乳清蛋白粉、浓缩牛奶蛋白粉，并与其他原料进行优选配比，使得最终发酵酸奶中的蛋白质含量得到提高，使得产品中蛋白质含量≥5％，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。
优选地，所述浓缩蛋白粉由浓缩乳清蛋白粉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(1～3)：(0.5～1.0)：(1.0～2)；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，所述浓缩蛋白粉中浓缩乳清蛋白粉a、浓缩乳清蛋白粉b和浓缩牛奶蛋白粉的质量比为1.8：0.7：1.2。
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。
具体地，本发明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、gaba含量高的酸奶。
因此，本发明还请求保护上述富含gaba的酸奶的制备方法，包括如下步骤：
s1.混料：将牛奶或复原乳投入混料罐中，升温至55～70℃，于500～800r/min条件下边搅拌边缓慢按比例加入浓缩蛋白粉，于50～65℃条件下搅拌10～20min，进行浓缩蛋白粉的水合；当混合液检测沉淀率指标<0.8％时，按比例投入甜味剂或白砂糖，再按比例投入谷氨酸钠，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60～70℃，于100～200bar条件下均质；再于90～95℃条件下进行巴氏杀菌300s，然后冷却至30～43℃；
s3.接种及发酵：向步骤s2所得物料中按比例接种复合菌剂，于30～43℃条件下发酵6～16h，发酵终点ph＝4.5～4.6；
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℃，即得富含gaba的酸奶。
优选地，步骤s1中所述水合的温度为55℃，搅拌时间为15min。
优选地，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40℃。
优选地，步骤s3中所述发酵的温度为37℃，时间为7h，发酵终点ph＝4.6。
优选地，步骤s4中所述发酵乳快速降温至18℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过将高产gaba的乳酸乳球菌乳酸亚种220223和嗜热链球菌210202按一定比例混合制得复合菌剂，并经过特定的发酵工艺，使发酵后的酸奶中gaba含量成倍提高，可达450mg/g；所得酸奶乳香浓郁、质地稠厚、口感细腻、营养丰富，在保证健康美味的前提下，可以起到减压安神的功能性效果。
(2)本发明的制备方法发酵工艺简单，操作便捷，生产成本低，适合大规模工厂发酵生产。
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。
种子液制备：挑取单菌落于2～20ml10％的脱脂乳中扩培，于37℃恒温培养24h得到活化菌液；再按1～5％的接种量将活化菌液接种于10％的脱脂乳中，于37℃恒温培养24h得到种子液。
实施例1
一种富含gaba的酸奶，包括以下质量百分数的各组分：牛奶或复原乳84.5％，甜味剂8％，谷氨酸钠0.1％，复合菌剂5％，浓缩蛋白粉2.4％；所述复合菌剂中乳酸乳球菌乳酸亚种和嗜热链球菌的质量比为5：95。
其中，乳酸乳球菌乳酸亚种为乳酸乳球菌乳酸亚种(lactococcuslactissubsp.lactis)220223，保藏编号为cgmccno.16584；嗜热链球菌为嗜热链球菌(streptococcusthermophilus)210202，保藏编号为cgmccno.16585。
浓缩蛋白粉中浓缩乳清蛋白粉a、浓缩乳清蛋白粉b和浓缩牛奶蛋白粉的质量比为1.8：0.7：1.2。
上述富含gaba的酸奶的制备方法，包括如下步骤：
s1.混料：将复原乳投入混料罐中，升温至60℃，于700r/min条件下边搅拌边缓慢按比例加入浓缩蛋白粉，于55℃条件下搅拌15min，进行浓缩蛋白粉的水合；当混合液检测沉淀率指标<0.8％时，按比例投入甜味剂和谷氨酸钠，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200bar条件下均质；再于95℃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所得物料中按比例接种复合菌剂，于37℃条件下发酵7h，发酵终点ph＝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18℃，即得富含gaba的酸奶。
实施例2
一种富含gaba的酸奶，包括以下质量百分数的各组分：牛奶或复原乳80％，白砂糖10％，谷氨酸钠1％，复合菌剂4％，浓缩蛋白粉5％；所述复合菌剂中乳酸乳球菌乳酸亚种和嗜热链球菌的质量比为1：99。
其中，乳酸乳球菌乳酸亚种为乳酸乳球菌乳酸亚种(lactococcuslactissubsp.lactis)220223，保藏编号为cgmccno.16584；嗜热链球菌为嗜热链球菌(streptococcusthermophilus)210202，保藏编号为cgmccno.16585。
浓缩蛋白粉中浓缩乳清蛋白粉a、浓缩乳清蛋白粉b和浓缩牛奶蛋白粉的质量比为1:1:1。
上述富含gaba的酸奶的制备方法，包括如下步骤：
s1.混料：将生牛乳投入混料罐中，升温至55℃，于800r/min条件下边搅拌边缓慢按比例加入浓缩蛋白粉，于50℃条件下搅拌20min，进行浓缩蛋白粉的水合；当混合液检测沉淀率指标<0.8％时，按比例投入白砂糖和谷氨酸钠，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60℃，于150bar条件下均质；再于93℃条件下进行巴氏杀菌300s，然后冷却至43℃；
s3.接种及发酵：向步骤s2所得物料中按比例接种复合菌剂，于43℃条件下发酵6h，发酵终点ph＝4.5；
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18℃，即得富含gaba的酸奶。
实施例3
一种富含gaba的酸奶，包括以下质量百分数的各组分：牛奶或复原乳95％，白砂糖4％，谷氨酸钠0.4％，复合菌剂0.1％，浓缩蛋白粉0.5％；所述复合菌剂中乳酸乳球菌乳酸亚种和嗜热链球菌的质量比为10：90。
其中，乳酸乳球菌乳酸亚种为乳酸乳球菌乳酸亚种(lactococcuslactissubsp.lactis)220223，保藏编号为cgmccno.16584；嗜热链球菌为嗜热链球菌(streptococcusthermophilus)210202，保藏编号为cgmccno.16585。
浓缩蛋白粉中浓缩乳清蛋白粉a、浓缩乳清蛋白粉b和浓缩牛奶蛋白粉的质量比为3:0.5:2。
上述富含gaba的酸奶的制备方法，包括如下步骤：
s1.混料：将复原乳投入混料罐中，升温至70℃，于500r/min条件下边搅拌边缓慢按比例加入浓缩蛋白粉，于65℃条件下搅拌10min，进行浓缩蛋白粉的水合；当混合液检测沉淀率指标<0.8％时，按比例投入白砂糖和谷氨酸钠，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100bar条件下均质；再于95℃条件下进行巴氏杀菌300s，然后冷却至30℃；
s3.接种及发酵：向步骤s2所得物料中按比例接种复合菌剂，于30℃条件下发酵16h，发酵终点ph＝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18℃，即得富含gaba的酸奶。
应用例
将本发明按照实施例1～3制备方法制得的酸奶样品，与市售两种酸奶样品(样品a为传统保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌混合菌种发酵所得；样品b为传统双歧杆菌与乳酸乳球菌乳酸亚种混合菌种发酵所得；样品a、b中混合菌剂的添加量与实施例1相同，其余发酵原料也相同，发酵参数相同)，从乳酸菌活菌数、酸度、乳清析出情况、gaba含量、蛋白含量和感官评定等方面进行对比，结果如下表1所示。
表1对比试验结果分析表
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。