本发明涉及食品技术领域。更具体地，涉及一种冷冻酸奶及其制备方法。
背景技术：
酸奶口味酸甜细滑，营养丰富。酸奶中的乳酸菌在人体肠道内繁殖时会分泌对人体健康有益的物质，可增强人的消化能力，促进食欲，改善肠道环境；酸奶还可有效提高钙、磷在人体中的利用率。随着生活水平的不断提高，脑力劳动负担的日益加重，人们更加注重食品的营养、保健功能性，从酸奶等天然食物中摄取的营养物质已不能满足现代人体机能的需要。向酸奶中添加一些天然的功能性原料而生产新型酸奶正在成为乳制品行业的一种发展趋势。
常规酸奶的保质期短，在4℃时最长可保存7d，在该温度下乳酸菌仍有发酵力，且易受霉菌污染，导致酸度增高而变质，从而限制了酸奶生产和销售。而冷冻条件下的发酵乳，在-18℃下，乳酸菌处于休眠状态不会继续发酵，保质期可达6个月，但乳酸菌一旦进入人体则会复活，能继续生长繁殖而发挥它的保健功能，因而有广阔的市场前景。
在国内，常规酸奶在冷冻条件下，口感状态较差，而且活菌数明显下降，有些产品虽冠以酸奶冰淇淋的名称,但从成分及营养价值上看，仍属酸味冰淇淋类，与真正意义上的风味发酵乳相差甚远。而且国内几乎没有无添加剂的酸奶产品在冷冻条件下保藏，因为会出现乳清析出稳定性差的问题。这些问题既影响了消费者食用酸奶同时也是生产企业造成了产品质量控制的难题。
现有技术中，冷冻酸奶的制作方法主要有两种：一种是二次调配的方法；另一种是将配方中的各种配料混合并均质杀菌后接种发酵(一些不耐热的添加剂类物质可在杀菌后或发酵结束后添加)，然后按照常规冰淇淋加工工艺制备冷冻酸奶。
其中，第一种二次调配的方法，是将普通酸奶(所述普通酸奶是指以牛/羊乳或复原乳为主原料，经杀菌、发酵、搅拌或不搅拌，添加或不添加其他成分制成的发酵乳制品，未经过冷冻而成凝冻状态，例如是通常所述的搅拌型酸奶)作为冷冻酸奶(或酸奶冰淇淋)配料的一部分，与其他配料混合，再按照常规冰淇淋加工工艺进行加工。采用这种方法制作冷冻酸奶，需要考虑普通酸奶与其他配料的混合对混合物料性能，这样为保证冷冻酸奶产品中的活菌数以及产品酸甜口感，则对配方及发酵过程提出了更高的要求。
第二种制作方法，由于冷冻酸奶配方与普通酸奶不同，特别是其中的总固形物含量以及糖类含量通常比普通酸奶要高很多，需要考虑配方对发酵菌种活性及发酵过程的影响，因而该方法中难以采用常规的普通酸奶的发酵工艺进行冷冻酸奶的发酵。
因此，需要提供一种冷冻酸奶及其制备方法，至少解决上述之一的问题。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种冷冻酸奶。
本发明的另一个目的在于提供一种冷冻酸奶的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种冷冻酸奶，是将酸奶基料和糖液混合制成；所述酸奶基料和所述糖液的重量比为5～7：3～5；
其中，所述酸奶基料是由酸奶原料经过发酵剂发酵制成；按重量份数计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u～0.2u；
按重量份数计，所述糖液的原料包括：
葡萄糖浆20～50份；
白砂糖20～60份；
水20～50份。
本发明直接用谷氨酰胺转氨酶代替稳定剂与增稠剂，控制水解度，生成乳肽，利用牛乳蛋白中富含氨基化合物(氨基酸、短肽或蛋白等)和还原糖，经过热处理,可以形成具多功能性的美拉德反应产物，得到的产品稳定性显著提高，而且无蛋白颗粒及乳清析出现象。本发明的酸奶原料中，谷氨酰胺转氨酶(trangsglutaminase，tg)和牛奶蛋白相互配合、协同作用，一方面，谷氨酰胺转氨酶催化蛋白质分子间或分子内形成ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价键，能在体外催化多种蛋白质之间或者蛋白质与氨基酸之间的交联反应，使蛋白质改性，并且改性后的蛋白质其塑性、持水性、水溶性和功能性得到改善；另一方面，谷氨酰胺转氨酶通过强化蛋白质分子间的网络强度，从而使得冷冻酸奶无需稳定剂与增稠剂，亦可使酸奶质构稳定，减少对蛋白质及细胞有破坏作用的冰晶的生成。此外，在上述原料组分配比范围条件下，均能制备得到冷冻酸奶。
优选地，所述甜味剂选自白砂糖、海藻糖、果糖、低聚糖、代糖中的一种或几种，其中更优选白砂糖与海藻糖组合，白砂糖的口感其他原料仍无法替代，海藻糖能够减少大冰晶的形成。本发明在奶基中加入海藻糖，由于海藻糖的玻璃化温度较高，而玻璃化温度越高，冻干物在温度升高时更容易保持稳定。
优选地，所述发酵剂选自保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌(lactobacillus.acidophilus)、乳双歧杆菌(bifidobacteriumlactis)、长双歧杆菌(b.longum)、瑞士乳杆菌(l.helveticus)、干酪乳杆菌(l.casei)和鼠李糖乳杆菌(l.rhamnosus.gg)等益生菌中的一种或多种。
优选地，所述牛奶为全脂奶、部分脱脂奶或脱脂奶，更优选为全脂奶，其中全脂奶不经过分离机处理，牛奶的成分无破坏。
优选地，所述牛奶蛋白由牛奶蛋白粉提供，所述牛奶蛋白粉优选浓缩牛奶蛋白粉，其中浓缩牛奶蛋白能够更多的保留鲜牛奶中有益成分。
优选地，所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉或糯米淀粉；进一步地，上述淀粉为物理变性淀粉；其中因物理变性淀粉属于食品原料，而化学变性淀粉属于食品添加剂，因此优选物理变性淀粉。
优选地，所述物理变性淀粉是经过物理方法进行处理的淀粉。
为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：
一种上述冷冻酸奶的制备方法，包括如下步骤：
a)将酸奶原料按比例搅拌混匀，经脱气、均质、杀菌、冷却后接种发酵剂进行发酵，制得酸奶基料；
b)将葡萄糖浆、白砂糖和水按比例混匀，经杀菌、冷却制得糖液；
c)将酸奶基料和糖液混匀，经细化处理和充气，制得冷冻酸奶。
本发明利用海藻糖和谷氨酰胺转氨酶的结合，采用二次配料及充气的工艺，对乳蛋白进行保护，使得冰晶变小，以达到解决技术工艺难点；采用上述方法制作冷冻酸奶，保证了冷冻酸奶产品中的活菌数以及产品酸甜口感。
优选地，步骤a)中所述搅拌时间为30～60min，所述搅拌速率为500～800rpm，所述搅拌时的温度为50～55℃。本发明中，在所述搅拌时间、搅拌速率和搅拌时的温度条件下，均能得到冷冻酸奶，且在所述范围中，搅拌时间、搅拌速率和搅拌时的温度均对得到的冷冻酸奶的性能等影响较小。
优选地，步骤a)中所述脱气的条件为58～65℃，-0.3～-0.7bar。本发明中，在所述脱气条件范围内，均能得到冷冻酸奶，且在所述范围中，脱气条件的变化对得到的冷冻酸奶的性能等影响较小。
优选地，步骤a)中所述均质的条件为58～65℃，30/160bar～40/180bar。本发明中，在所述均质条件范围内，均能得到冷冻酸奶，且在所述范围中，均质条件的变化对得到的冷冻酸奶的性能等影响较小。
优选地，步骤a)中所述杀菌的方法可为本领域常规的杀菌方法，更优选巴氏杀菌。所述巴氏杀菌的条件优选为90～95℃，5～15min。本发明中，在所述杀菌条件范围内，均能得到冷冻酸奶，且在所述范围中，杀菌条件的变化对得到的冷冻酸奶的性能等影响较小。
优选地，步骤a)中所述冷却的温度为40～43℃。本发明中，在所述冷却温度范围内，均能得到冷冻酸奶，且在所述范围中，冷却温度的变化对得到的冷冻酸奶的性能等影响较小。
优选地，步骤a)中所述发酵的温度为40～43℃。本发明中，在所述发酵温度范围内，均能得到冷冻酸奶，且在所述范围中，发酵温度的变化对得到的冷冻酸奶的性能等影响较小。
优选地，步骤a)中所述发酵的发酵终点为发酵至酸度达到70～80°t。本发明中，在所述酸度范围内，均能得到冷冻酸奶，且在所述范围中，酸度的变化对得到的冷冻酸奶的性能等影响较小。
优选地，步骤b)中所述杀菌的方法可为本领域常规的杀茵方法，更优选巴氏杀菌。所述巴氏杀菌的条件优选为90～95℃，5～15min。
优选地，步骤b)中所述冷却的温度为30～40℃。
优选地，步骤c)中酸奶基料和糖液混匀时的温度为30～40℃。
优选地，步骤c)中所述细化处理为利用ytron设备进行细化处理，ytron设备的转速为3000-5000rpm；其中ytron细化设备能够使蛋白质链延伸，完全消除脱水收缩现象及凝块聚集的形成，使产品变得平滑，改进酸奶的微观组织结构，更好的粘度恢复表现，更好的表观感受，提高酸奶的稳定性。
优选地，步骤c)中所述充气为充入氮气，充入量为30％vol～70％vol，即氮气体积与料液体积的体积比为30％vol～70％vol，充气后质构类似冰淇淋。本发明中，在所述充气量范围内，均能得到冷冻酸奶，且在所述范围中，充气量的变化对得到的冷冻酸奶的性能等影响较小。
优选地，步骤c)中所述充气为利用mondomix设备进行充气。
优选地，步骤c)还包括将制得的冷冻酸奶灌装，灌装后的冷冻酸奶在2～4℃冷藏后熟。
优选地，所述制备方法具体包括如下步骤：
1)标准化：对牛奶进行标准化处理；
2)配料：将标准化处理后的牛奶和其余酸奶原料在50～55℃混合循环搅拌30～60min，搅拌速度500rpm-800rpm，得到混合物料；
3)脱气：将步骤2)得到的混合物料进行脱气，所述脱气的条件为58～65℃，-0.3～-0.7bar；
4)均质：将步骤3)脱气后的混合物料进入均质系统，所述均质的条件为58～65℃，30/160bar～40/180bar；
5)杀菌：将步骤4)均质后的混合物料进行杀菌；
6)冷却：将步骤5)杀菌后的混合物料冷却至40～43℃，加入发酵剂；
7)发酵：将步骤6)冷却后的混合物料在40～43℃发酵，发酵过程中，混合物料通过无菌过滤装置，将氮气冲入到发酵罐内，保持发酵罐内的压力为正压，发酵至酸度达70～80°t时，停止发酵，制得酸奶基料；
8)将白砂糖、果葡糖浆和水按比例混合均匀后杀菌，降温到30～40℃得到糖液；
9)在30-40℃，将步骤8)制得的糖液与步骤7)制得的酸奶基料混合均匀；
10)细化处理：将步骤9)混匀得到的混合物料，经过细化设备ytron进行处理；
11)充气：使用mondomix设备向步骤10)细化处理后的混合物料中充入氮气；
12)灌装：将步骤11)充气后的产品进行灌装以及封口，所述灌装以及封口在封闭的无菌灌装设备中进行，灌装机内充入氮气，灌装后的产品在2～6℃冷藏后熟，然后放在-15℃以下保藏。
另外，如无特殊说明，本发明中所用原料均可通过市售商购获得，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
本发明的有益效果如下：
1)本发明的冷冻酸奶具有较好的组织状态、口感、香气自然、柔和，留香持久，而且其无需稳定剂，稳定性仍与添加稳定剂的酸奶无差异。
2)本发明采用谷氨酰胺转氨酶与海藻糖进行组合，代替稳定剂与增稠剂，制得的冷冻酸奶组织状态稳定，如冰淇淋一样在冷冻状态下食用，无冰渣、冰凌。
3)本发明将二次配料与充气工艺相结合，进一步加强了冷冻酸奶在货架期内的稳定性。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明中，制备方法如无特殊说明则均为常规方法。所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得，所述百分比如无特殊说明均为质量百分比。
实施例1
一种冷冻酸奶，是将酸奶基料和糖液混合制成；其中，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为7:3；
其中，所述酸奶基料是由酸奶原料经过发酵剂发酵制成；按1000g计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u；
所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，菌种比例为1:1。
按100g计，所述糖液的原料包括：
葡萄糖浆：33g；
白砂糖：27g；
纯净水：40g。
上述冷冻酸奶的制备方法包括如下步骤：
(一)酸奶基料的制作：
1)标准化：对牛奶进行标准化处理；
2)配料：将标准化处理后的牛奶和其余酸奶原料在50～55℃混合循环搅拌30～60min，搅拌速度500rpm-800rpm，得到混合物料；
3)脱气：将步骤2)得到的混合物料进行脱气，所述脱气的条件为58～65℃，-0.3～-0.7bar；
4)均质：将步骤3)脱气后的混合物料进入均质系统，所述均质的条件为58～65℃，30/160bar～40/180bar；
5)杀菌：将步骤4)均质后的混合物料进行杀菌；
6)冷却：将步骤5)杀菌后的混合物料冷却至40～43℃，加入发酵剂；
7)发酵：将步骤6)冷却后的混合物料在40～43℃发酵，发酵过程中，混合物料通过无菌过滤装置，将氮气冲入到发酵罐内，保持发酵罐内的压力为正压，发酵至酸度达70～80°t时，停止发酵，制得酸奶基料；
(二)二次调配：
8)将白砂糖、果葡糖浆和水按比例混合均匀后杀菌，降温到30～40℃得到糖液；
9)在30-40℃，将步骤8)制得的糖液与步骤7)制得的酸奶基料混合均匀；
10)细化处理：将步骤9)混匀得到的混合物料，经过细化设备ytron进行处理；
11)充气：使用mondomix设备向步骤10)细化处理后的混合物料中充入氮气；
12)灌装：将步骤11)充气后的产品进行灌装以及封口，所述灌装以及封口在封闭的无菌灌装设备中进行，灌装机内充入氮气，灌装后的产品在2～6℃冷藏后熟，然后放在-15℃以下保藏。
对比例1
一种冷冻酸奶，是将酸奶基料和糖液混合制成；其中，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为7:3；
其中，所述酸奶基料是由酸奶原料经过发酵剂发酵制成；按1000g计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u；
所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，菌种比例为1:1。
按100g计，所述糖液的原料包括：
葡萄糖浆：33g；
白砂糖：27g；
纯净水：40g。
上述冷冻酸奶的制备方法同实施例1。
实施例2
一种冷冻酸奶，是将酸奶基料和糖液混合制成；其中，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为7:3；
其中，所述酸奶基料是由酸奶原料经过发酵剂发酵制成；按1000g计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u；
所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，菌种比例为1:1。
按100g计，所述糖液的原料包括：
葡萄糖浆：33g；
白砂糖：27g；
纯净水：40g；
上述冷冻酸奶的制备方法同实施例1。
对比例2
一种冷冻酸奶，是将酸奶基料和糖液混合制成；其中，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为7:3；
其中，所述酸奶基料是由酸奶原料经过发酵剂发酵制成；按1000g计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u；
所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，菌种比例为1:1。
按100g计，所述糖液的原料包括：
葡萄糖浆：33g；
白砂糖：27g；
纯净水：40g；
上述冷冻酸奶的制备方法同实施例1，不同之处仅在于，不包含步骤11)，步骤12)中将步骤10)细化处理后的产品进行灌装以及封口。
对比例3
一种冷冻酸奶，是将酸奶基料和糖液混合制成；其中，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为7:3；
其中，所述酸奶基料是由酸奶原料经过发酵剂发酵制成；按1000g计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u；
所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，菌种比例为1:1。
按100g计，所述糖液的原料包括：
葡萄糖浆：33g；
白砂糖：27g；
纯净水：40g；
上述冷冻酸奶的制备方法同实施例1，不同之处仅在于，不包含步骤11)，步骤12)中将步骤10)细化处理后的产品进行灌装以及封口。
对比例4
一种冷冻酸奶，一步配料制成；
其中，所述一步配料冷冻酸奶是由原料经过发酵剂发酵制成；按1000g计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u；
所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，菌种比例为1:1。
感官评价品评实验：
对实施例1～2以及对比例1～4提供的冷冻酸奶进行口感和风味品评实验。主要感官评价项目：组织状态(有无乳清分离，粘稠度、细腻程度、质地等)、色泽、风味、口感、冰晶形态等。参加实验人数共30人，分别对实施例1-2以及对比例1-2的酸奶产品进行感官评定。感官评分标准见表1，实验记录结果见表2，感官评价品评结果见表3。
表1感官评分标准
表2实验记录结果
表3酸奶的感官评价品评统计结果
感官评定结果表明：实施例中的冷冻酸奶组织状态、口感及风味，产品无乳清析出，状态细腻，冰晶似小雪花、无冰渣、冰凌，硬度小，香味浓郁，协调，口感细腻，酸甜适中，滋味均匀，具有酸奶特有的香味及冰激淋的奶油香味。
从表2及表3可以看出，实施例1的样品较不添加谷氨酰胺转氨酶的对比例1所制得的发酵乳具有良好的组织状态、风味、口感，而且实施例1的产品具有较好的完整性，所制得的发酵乳的得分与对比例1的差距明显。实施例2与对比例2的二次调配工艺中多一步充气工艺，实施例2与对比例2的试验配方相同，结果表明，充气工艺对产品中的冰晶形成及其大小有很重要的作用，实施例2与对比例3的二次调配工艺中多一步充气工艺，但对比例3使用的复配稳定剂，产品的组织状态、风味与口感、冰晶形态无差异，实施例2与对比例4，对比例4是一次配料方式，其他后续工艺一致，但产品的组织状态、风味。口感较实施例2有明显差异。
实施例3
一种冷冻酸奶，原料同实施例1，不同之处仅在于，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为5:3；
制备方法同实施例1，制得冷冻酸奶，冷冻酸奶的感官评价与实施例1的结果类似。
实施例4
一种冷冻酸奶，原料同实施例1，不同之处仅在于，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为7:5；
制备方法同实施例1，制得冷冻酸奶，冷冻酸奶的感官评价与实施例1的结果类似。
实施例5
一种冷冻酸奶，原料同实施例1，不同之处仅在于，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为1:1；
制备方法同实施例1，制得冷冻酸奶，冷冻酸奶的感官评价与实施例1的结果类似。
实施例6
一种冷冻酸奶，是将酸奶基料和糖液混合制成；其中，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为7:3；
其中，所述酸奶基料是由酸奶原料经过发酵剂发酵制成；按1000g计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u；
所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，，菌种比例为1:1。
按100g计，所述糖液的原料包括：
葡萄糖浆：50g；
白砂糖：20g；
纯净水：30g。
制备方法同实施例1，制得冷冻酸奶，冷冻酸奶的感官评价与实施例1的结果类似。
实施例7
一种冷冻酸奶，是将酸奶基料和糖液混合制成；其中，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为1:1；
其中，所述酸奶基料是由酸奶原料经过发酵剂发酵制成；按1000g计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u；
所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，菌种比例为1:1。
按100g计，所述糖液的原料包括：
葡萄糖浆：20g；
白砂糖：60g；
纯净水：20g。
制备方法同实施例1，制得冷冻酸奶，冷冻酸奶的感官评价与实施例1的结果类似。
实施例8
一种冷冻酸奶，是将酸奶基料和糖液混合制成；其中，所述酸奶基料和所述糖液的重量比为1:1；
其中，所述酸奶基料是由酸奶原料经过发酵剂发酵制成；按1000g计，所述酸奶原料包括：
其中，每1000g所述酸奶原料中发酵剂的用量为0.1u；
所述发酵剂为保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌，菌种比例为1:1。
按100g计，所述糖液的原料包括：
葡萄糖浆：20g；
白砂糖：60g；
纯净水：20g。
制备方法同实施例1，制得冷冻酸奶，冷冻酸奶的感官评价与实施例1的结果类似。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。