紫薯益生菌酸奶及其制备方法与流程

本发明涉及一种酸奶及其制备方法，具体涉及一种紫薯益生菌酸奶及其制备方法，属于食品发酵
技术领域：
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背景技术：
：一、紫薯紫薯营养价值很高，并且由于其特殊的颜色，常被作为食品染料。1、花青素紫薯含有相当丰富的花青素，这种色素具有很强的抗氧化活性。紫薯的花青素不仅含量高，而且对光和热稳定，并且稳定性优于草莓、紫苏、紫甘蓝等。紫薯中的花青素已被证明是时间长和强度大的抗氧化剂，花青素分子易于被人体吸收，花青素能带给人体许多好处，有多种药用价值和保健功能，例如：(1)花青素能对人体内的自由基等有害物质起到抑制和清除作用；(2)花青素被证明可以抗癌、保护血管、消炎；(3)除了抗突变活性，花青素也表现出对肝功能的积极影响；(4)有实验证明，花青素对动脉粥硬化有治疗作用；(5)花青素可以改善血液循环，可以增加脑血流量，从而达到增强记忆的效果，临床证明对老年痴呆等疾病有预防作用；(6)花青素对预防近视的产生、缓解眼部疲劳有一定作用。2、膳食纤维紫薯中还含有丰富的膳食纤维，膳食纤维有刺激肠道蠕动、增加肠内容物的体积、加快排便速度等作用。适量的补充膳食纤维，可以有效预防和减少肠道疾病的发生。纤维素还可以把多余的脂肪带走，促进胆固醇的代谢，从而可以达到降血脂，减肥的目的。3、脱氢表雄酮(DHEA)有研究者从紫薯中发现了一种可以对乳腺癌、肠癌有一定防治效果的激素物质脱氢表雄酮(DHEA)。DHEA是由位于人体的肾上腺皮质分泌的一种作用神奇的原始激素，其可强化免疫功能、调节骨代谢、预防癌症、预防心血管疾病、强化大脑功能、减少脂肪形成、使皮肤光滑、延缓衰老等。杨志坚等实验证明甘薯颜色与DHEA含量无关。4、紫薯糖蛋白紫薯糖蛋白是有助于抗氧化活性的基团。高居易等利用分光光度法对紫薯糖蛋白在体外是否可以发挥其抗氧化活性进行了研究，研究结果显示，紫薯糖蛋白在体外可以发挥抗氧化作用，同时还表现出了非常强的清除自由基的能力，并且与浓度呈正比例关系。阚建全等通过实验发现，适当浓度的紫薯糖蛋白可以促进人外周血淋巴细胞的转化，从而增强人体免疫，对人体起到一种特殊的保护作用。紫薯近几年被广泛的开发利用，成为流行产业之一。近年来我国紫薯加工业进入转型升级阶段，我国对紫薯的利用产生了很多种形式，加工产业有所升级。但我国存在在紫薯加工业热情不高和品种的培育技术落后，开发率低等问题。二、益生菌益生菌是通过定殖在人体内，改变宿主某一部位菌群的组成的一类对宿主有益的活性微生物。益生菌通过调节宿主黏膜与系统免疫功能，或通过调节肠道内菌群平衡，可以促进营养吸收、保持宿主肠道健康。现代生物技术水平有显著的提高，益生菌的研究目前集中在食品加工、医学研究等领域。研究者目前对益生菌的研究逐渐加深，研究益生菌的水平也逐步细化。基因工程等分子水平下的科技手段被利用到益生菌的开发中。益生菌将在畜牧业、食品加工业、水产业、临床医药等方面进行发开和利用。在食品领域，益生菌产品的保健功效被人们广泛认识，所以，如何充分开发益生菌在食品产业中应用是研究方向。益生菌虽然可以在人体肠道内生存，但其生命力不够顽强，这是由于一些益生菌对生存环境及pH要求很高，并且生长周期长。如在胃肠内pH低，导致双歧杆菌抵抗能力差，进而不容易存活。所以，研究重点一直在益生菌增殖上，并成为研究的热点。三、酸奶在功能性乳制品中，酸奶是通过添加益生菌发酵制作的一种产品。它利用多种益生菌发酵后，能够调整宿主肠道里面的菌群，从而增强宿主机体的免疫力。酸奶有很多优点，它不仅含有牛奶中所有的营养成分，还含有大量益生菌，通过益生菌的发酵能分解乳糖，可以使一些不能耐受乳糖的人群不仅能享受到牛奶的营养，还增加了体内的益生菌。近年来，人们对酸奶的消费越来越多，促使其产业量也逐年增加，人们对有功能性的酸奶的要求也在日益趋于丰富多样，可以预见，未来的几年内，有功能性的酸奶的占有量趋势还会持续上升，将成为乳品市场的旗舰产品。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种色泽鲜艳、口感良好、营养丰富、具有很好的保健功能的紫薯益生菌酸奶，以及该紫薯益生菌酸奶的制备方法。为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种紫薯益生菌酸奶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第1步：制备紫薯泥先将新鲜无腐烂的紫薯洗净，沥干，然后将沥干的紫薯放置在护色液中浸泡20min-30min，前述护色液为抗坏血酸钠、柠檬酸钠和食盐的混合水溶液，三者的质量百分含量分别为0.4％-0.8％、0.4％-0.8％、0.4％-0.8％，接下来将护色后的紫薯放置在沸水锅上蒸熟，晾凉去皮，最后将去皮后的紫薯放置在100目筛上搓碎，即得紫薯泥，待用；第2步：混料先将白砂糖、低聚半乳糖和第1步制备得到的紫薯泥倒入鲜牛奶中，混合均匀，前述白砂糖、低聚半乳糖、紫薯泥和鲜牛奶的配比为0.5kg-0.7kg：0.5kg-0.7kg：0.8kg-1.2kg：8kg-10kg，然后预热至60℃-70℃，接下来均质，最后将混合料在90℃-100℃条件下灭菌3min-7min，灭菌结束后冷却到40℃-45℃，待用；第3步：接菌种在无菌操作室内，将混合益生菌加入到第2步制备得到的混合料中，接种量为0.1％-3％，前述混合益生菌由双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌混合而成，接种完毕后搅拌均匀，倒入灭过菌的玻璃瓶中，密封，待用；第4步：发酵将第3步制备得到的混合料放置于40℃-45℃的恒温培养箱中发酵，发酵结束即得紫薯益生菌酸奶。前述的紫薯益生菌酸奶的制备方法，其特征在于，在第1步中，前述紫薯选用的是紫薯新引1号或日本黑薯。前述的紫薯益生菌酸奶的制备方法，其特征在于，在第2步中，均质压力为16MPa-20MPa。前述的紫薯益生菌酸奶的制备方法，其特征在于，在第3步中，前述双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌的质量份数分别为：0.5份-1.5份、0.5份-1.5份、2份-4份、0.3份-0.7份、0.3份-0.7份。前述的紫薯益生菌酸奶的制备方法，其特征在于，在第4步中，发酵的时间为4h-8h。本发明的有益之处在于：本发明以紫薯和鲜牛奶为原料，利用双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等混合益生菌进行发酵，制备出了一种色泽鲜艳、口感良好、营养丰富、并且具有很好的保健功能的新型风味紫薯益生菌酸奶。附图说明图1是不同紫薯添加量的紫薯益生菌酸奶的剪切应力变化图；图2是不同紫薯添加量的紫薯益生菌酸奶的表观粘度变化图；图3是不同紫薯添加量的紫薯益生菌酸奶的弹性模量变化图；图4是不同白砂糖添加量的紫薯益生菌酸奶的粘度模量变化图；图5是不同白砂糖添加量的紫薯益生菌酸奶的弹性模量变化图；图6是不同低聚半乳糖添加量紫薯益生菌酸奶粘度模量变化图；图7是不同低聚半乳糖添加量紫薯益生菌酸奶弹性模量变化图；图8是不同发酵时间的紫薯益生菌酸奶的粘度模量变化图；图9是不同发酵时间的紫薯益生菌酸奶的弹性模量变化图。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。第一部分：制备紫薯益生菌酸奶第1步：制备紫薯泥我们从市面上购买了三种常见的紫薯：日本黑薯、济薯18号、紫薯新引1号。花青素和总糖是紫薯成分中具有非常重要地位的两种物质，二者的含量对酸奶研制来说是一项重要指标。我们用经典费林试剂滴定法测定了三种紫薯的总糖含量，用pH示差法测定了三种紫薯的花青素含量，测定的结果见表1。表1不同紫薯中花青素和总糖的含量测定结果总糖含量花青素含量日本黑薯44.470％0.802mg/mL济薯18号40.521％0.376mg/mL紫薯新引1号46.571％0.978mg/mL通过比较我们发现，紫薯新引1号的总糖含量和花青素含量均最高，日本黑薯次之，济薯18号最低。以紫薯花青素及总糖含量作为参考指标，综合考虑经济性，我们确定紫薯新引1号为最优品种，日本黑薯为次优品种，二者均可作为制备本发明的酸奶的原料，济薯18号暂不被选为原料。紫薯泥的制作过程：(1)清洗：将新鲜无腐烂的紫薯新引1号(或者日本黑薯)洗净，沥干。(2)护色：将沥干的紫薯放置在护色液中浸泡20min(可适当延长至30min)，该护色液为抗坏血酸钠、柠檬酸钠和食盐的混合水溶液，三者的质量百分含量分别为0.6％、0.6％、0.6％(三者的质量百分含量均可在0.4％-0.8％范围内做适当调整)。(3)蒸熟：将护色后的紫薯放置在沸水锅上蒸25-45min，蒸熟，晾凉去皮。(4)搓泥：将去皮后的紫薯放置在100目筛上搓碎，即得紫薯泥，待用。第2步：混料在确定混料工艺前，我们对紫薯泥、白砂糖和低聚半乳糖的添加量逐一进行了研究，以确定混料的工艺参数。(1)紫薯泥添加量对酸奶理化指标、流变特性的影响紫薯泥与鲜牛奶的质量配比分别为1:6、1:9、1:15，每100g紫薯泥与鲜牛奶的混合物中再添加6g白砂糖和6g低聚半乳糖，然后接种0.1％混合益生菌(混合益生菌由双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌混合而成，五种菌的质量份数分别为：1份、1份、3份、0.5份、0.5份)，44℃发酵8h。经检测，紫薯益生菌酸奶的理化指标见表2。表2紫薯泥添加量对紫薯益生菌酸奶理化指标的影响注：表中英文小写字母分别表示Duncan’s新复极差测验(SSR法)在p＝0.05水平下的差异显著性，字母不同表示差异显著，反之不显著(n＝3)。经检测，不同紫薯泥添加量的紫薯益生菌酸奶的剪切应力变化如图1所示，表观粘度变化如图2所示，弹性模量变化如图3所示。以上检测结果表明：紫薯益生菌酸奶的pH值随着紫薯泥的添加量增多而逐渐降低(这可能是紫薯作为碳源被微生物所利用，而使其产酸增加)，活菌数随着紫薯含量的增加而增加；从感官和流变性上来说，人们咀嚼和吞咽食物时，实质是口腔对食品进行剪切的过程，剪切应力大，说明在食用这种酸奶的时候人们需要施加的剪切作用力大，在口感上就有“较硬”的表现，所以紫薯含量不能多；从颜色上来说，紫薯含有花青素，经过发酵剂发酵产生有机酸，使得花青素呈现红色，紫薯泥与鲜牛奶的配比为1:9时，整个酸奶呈现诱人的淡紫色，并且含有奶的醇香和紫薯的香气，质地良好，口感也非常好。所以，我们确定紫薯泥与鲜牛奶的配比为1:9。(2)白砂糖的添加量对酸奶的理化指标、流变特性的影响紫薯泥与鲜牛奶的质量配比为1:9，每100g紫薯泥与鲜牛奶的混合物中先添加6g低聚半乳糖，再分别添加4g、6g、8g白砂糖，然后接种0.1％混合益生菌(混合益生菌由双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌混合而成，五种菌的质量份数分别为：1份、1份、3份、0.5份、0.5份)，44℃发酵8h。经检测，紫薯益生菌酸奶的理化指标见表3。表3白砂糖添加量对紫薯益生菌酸奶理化指标的影响注：表中英文小写字母分别表示Duncan’s新复极差测验(SSR法)在p＝0.05水平下的差异显著性，字母不同表示差异显著，反之不显著(n＝3)。经检测，不同白砂糖添加量的紫薯益生菌酸奶的粘度模量变化如图4所示，弹性模量变化如图5所示。以上检测结果表明：紫薯益生菌酸奶的pH值随着白砂糖的添加量增多出现了先减小后增加的变化趋势(这可能是白砂糖过多，造成体系渗透压过高，从而抑制了益生菌的生长，导致酸度下降，pH值升高)，活菌数也受到了影响，白砂糖添加量为6g时活菌数最多；从感官角度来看，白砂糖的添加量为6g时所得酸奶呈现诱人的浅粉色，酸甜适口，香味浓郁，凝乳状态良好、粘稠度适中、表面光滑。所以，我们确定每100g紫薯泥与鲜牛奶的混合物中白砂糖的添加量为6g。(3)低聚半乳糖的添加量对酸奶的理化指标、流变特性的影响紫薯泥与鲜牛奶的质量配比为1:9，每100g紫薯泥与鲜牛奶的混合物中先添加6g白砂糖，再分别添加2g、6g、10g低聚半乳糖，然后接种0.1％混合益生菌(混合益生菌由双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌混合而成，五种菌的质量份数分别为：1份、1份、3份、0.5份、0.5份)，44℃发酵8h。经检测，紫薯益生菌酸奶的理化指标见表3。表4低聚半乳糖添加量对紫薯益生菌酸奶理化指标的影响注：表中英文小写字母分别表示Duncan’s新复极差测验(SSR法)在p＝0.05水平下的差异显著性，字母不同表示差异显著，反之不显著(n＝3)。经检测，不同低聚半乳糖添加量的紫薯益生菌酸奶的粘度模量变化如图6所示，弹性模量变化如图7所示。以上检测结果表明：低聚半乳糖对益生菌具有增殖效果，当低聚半乳糖的添加量为6g时，酸奶中活菌数明显增多，增值效果最佳，但是酸奶中低聚半乳糖的浓度不是越高越好，而是需要适量添加，随着低聚半乳糖的浓度的升高，当低聚半乳糖的添加量为10g时，对益生菌的增殖效果却没有増加，而是开始下降(这可能是由于高浓度的糖渗透压过高，使得益生菌脱水，从而抑制了其生长)；酸奶发酵时益生菌会产乳酸，活菌数越高，产生的乳酸也就越多，酸奶的pH值也就越低，当低聚半乳糖添加量为6g时，酸奶的pH值降到了最低点，与酸奶中的活菌数的变化趋势一致；从感官角度来看，当低聚半乳糖的添加量为6g时，酸奶酸甜适中，奶香味和紫薯香味协调更好，口感更加。所以，我们确定每100g紫薯泥与鲜牛奶的混合物中低聚半乳糖的添加量为6g。综上所述，我们最终确定的配方为：白砂糖、低聚半乳糖、第1步制备得到的紫薯泥、鲜牛奶四者以0.6kg：0.6kg：1kg：9kg的配比进行混料。具体的操作如下：将0.6kg白砂糖、0.6kg低聚半乳糖、1kg第1步制备得到的紫薯泥倒入9kg鲜牛奶中，混合均匀，然后预热至60℃(预热温度可适当提高至70℃)，接下来均质，均质压力为16-20MPa，最后将混合料在90℃(灭菌温度可适当提高至100℃)条件下灭菌7min(如果灭菌温度提高到了100℃，则灭菌时间可适当缩短至3min)，灭菌结束后冷却到40℃-45℃，待用。经试验验证，当白砂糖在0.5kg-0.7kg范围内做适当调整、低聚半乳糖在0.5kg-0.7kg范围内做适当调整、第1步制备得到的紫薯泥在0.8kg-1.2kg范围内做适当调整、鲜牛奶在8kg-10kg范围内做适当调整时，也可以获得品质差异不显著的产品。第3步：接菌种制备混合益生菌：双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌均为粉末状直投式菌种，将五者以1：1：3：0.5：0.5的质量比混合。接菌的具体操作：在无菌操作室内，将混合益生菌加入到第2步制备得到的混合料中，接种量为0.1％(可适当提高到3％)，接种完毕后搅拌均匀，倒入灭过菌的玻璃瓶中，密封，待用。经试验，双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌的质量配比可以在以下范围内做适当调整，对产品的影响不显著：双歧杆菌0.5-1.5份、保加利亚乳杆菌0.5-1.5份、嗜热链球菌2-4份、嗜酸乳杆菌0.3-0.7份、干酪乳杆菌0.3-0.7份。第4步：发酵在确定发酵工艺前，我们对发酵时间对进行了研究，以确定发酵的工艺参数。紫薯泥与鲜牛奶的质量配比为1:9，每100g紫薯泥与鲜牛奶的混合物中再添加6g白砂糖和6g低聚半乳糖，然后接种0.1％混合益生菌(混合益生菌由双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌混合而成，五种菌的质量份数分别为：1份、1份、3份、0.5份、0.5份)，44℃发酵，发酵时间分别为6h、8h、10h。经检测，紫薯益生菌酸奶的理化指标见表5。表5发酵时间对紫薯益生菌酸奶理化指标的影响注：表中英文小写字母分别表示Duncan’s新复极差测验(SSR法)在p＝0.05水平下的差异显著性，字母不同表示差异显著，反之不显著(n＝3)。经检测，不同发酵时间的紫薯益生菌酸奶的粘度模量变化如图8所示，弹性模量变化如图9所示。以上检测结果表明：随着发酵时间的延长，活菌数随之增加，最高活菌数达9.5×107CFU/mL，随着活菌数的增加分解乳糖加剧，乳酸增多，导致pH值降低；从感官角度来看，随着发酵时间的延长，凝乳状态逐渐结实，但发酵时间过长，会导致质地偏硬，口感不佳，所以发酵时间为8h的酸奶口感柔滑、粘稠、口味最佳。所以，我们确定发酵时间为8h。发酵的过程：将第3步制备得到的混合料放置于40-45℃的恒温培养箱中发酵，发酵时间大概是4-8h，发酵结束即得紫薯益生菌酸奶，冷藏。经试验，本发明的紫薯益生菌酸奶在4℃条件下贮藏，保质期为25d，贮藏5d-10d食用品质最好。此外，我们根据单因素实验的结果，以紫薯泥添加量(A)、白砂糖添加量(B)、发酵时间(C)、低聚半乳糖添加量(D)为四因素，设计了四因素三水平(L934)正交试验，并以感官评分、活菌数为指标，通过试验证实了本发明给出的制备工艺是最佳工艺，具体如下：表6正交实验设计表由表6可以看出：(1)从感官评分来看，根据极差大小可以判断出紫薯泥的添加量(A)、发酵时间(B)、白砂糖的添加量(C)、低聚半乳糖的添加量(D)对紫薯益生菌酸奶品质的影响顺序为：D>A>C>B，即低聚半乳糖的添加量的影响最大，发酵时间的影响最小，根据各因素的平均值可以得出每一个条件下的最好组合为A1B1C2D3；(2)从活菌数来看，根据极差大小可以判断出紫薯泥添的加量(A)、发酵时间(B)、白砂糖的添加量(C)、低聚半乳糖的添加量(D)对紫薯益生菌酸奶的品质的影响顺序为：C>D>A>B，即白砂糖糖的添加量的影响最大，发酵时间的影响最小，根据各因素的平均值可以得出各因素的最优组合为A2B1C2D2。我们发现：对于因素A，当从感官角度看其影响力排第二位，从活菌数来看排第三位，而对于因素D从活菌数来看排第三位时，从感官来看排第一位，所以综合各指标结果，因素D对紫薯益生菌酸奶的影响程度大于A。以上正交试验的结果可以得出：各因素的最优组合为A2B1C2D2，即紫薯泥与鲜牛奶的质量配比为1:9，每100g紫薯泥与鲜牛奶的混合物中添加6g白砂糖和6g低聚半乳糖，发酵时间为6h。以上结论与本发明给出的制备工艺完全一致，印证了本发明给出的制备工艺是最佳工艺。第二部分：对制备得到的紫薯益生菌酸奶的质量进行分析和评价1、感官指标检测以混合益生菌(混合益生菌由双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌混合而成，五种菌的质量份数分别为：1份、1份、3份、0.5份、0.5份)发酵得到的紫薯益生菌酸奶，色泽均匀，呈现淡紫色，组织细腻，具有协调的酸奶和紫薯的香味，香气浓郁，无任何异味，味甘，粘稠适中，酸甜适中，无乳清分离和分层，感官指标完全符合发酵乳质量标准的要求。2、理化指标检测脂肪：2.9％；蛋白质：2.96％；非脂乳固体质量分数为8.3％；酸度为91.4°T，均符合国家标准。3、微生物指标检测按照GB19302-2010的标准，检验结果为：活菌数≥7.6×107CFU/mL；大肠杆菌≤4CFU/100mL；致病菌(沙门氏菌、金黄色葡萄球菌)均未检出。第三部分：小结本发明的紫薯益生菌酸奶是将薯泥与纯牛乳以1:9的质量比混合，利用混合益生菌(混合益生菌由双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌混合而成，五种菌的质量份数分别为：1份、1份、3份、0.5份、0.5份)发酵得到的新型发酵乳。与传统的酸奶相比，本发明的紫薯益生菌酸奶，在营养上兼顾了酸奶的低热量、低糖、富含蛋白质和维生素以及紫薯的花青素、微量元素硒等，是一种颇具潜力的营养性发酵乳。需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。当前第1页1 2 3