本发明属于乳制品加工技术领域，具体涉及一种含有多种益生菌的褐色发酵乳及制备方法。
背景技术：
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酸奶是以牛奶为原料，经过巴氏杀菌后再向牛奶中添加乳酸菌，经发酵后，再冷却灌装的一种乳制品。目前市场上酸奶制品多以凝固型、搅拌型和添加各种果汁果酱等辅料的果味型为多。酸奶不但保留了牛奶的所有优点，而且某些方面经加工过程还能扬长避短，成为更加适合于人类的营养保健品。其中，褐色酸奶具有浓郁的焦糖风味，酸甜适口，深得消费者喜欢，它是根据美拉德反应以还原奶或鲜奶与还原糖在95-100℃条件下维持2-3h得到褐变灭菌的褐色奶，然后降温接种乳酸菌发酵而得。
如申请号为号201610257821.2的专利申请公布了一种褐色酸奶的制备方法，包括以下步骤：(1)脱脂奶粉酶解液的制备；(2)褐色奶液的制备；(3)复合乳酸菌及褐色酸奶的制备。该发明首先用胰蛋白酶将部分脱脂奶粉水解，获得富含酪蛋白磷酸肽的酶解液，然后用所得酶解液和软水溶解剩余的脱脂奶粉，经水合、均质、褐变而得到褐色奶液。进一步将鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸乳球菌乳脂亚种、嗜热链球菌、德氏乳杆菌乳酸亚种或鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸乳球菌乳脂亚种、嗜热链球菌、植物乳杆菌通过复配而得到复合乳酸菌，最后将所得复合乳酸菌接种于褐色奶液中，经分装、发酵、老熟而得到褐色酸奶。所得褐色酸奶不仅褐变风味好、活菌数高，而且富含酪蛋白磷酸肽。
如申请号为号201510120443.9的专利申请公布了一种褐色酸奶及其制备方法，每1000mL褐色酸奶中各组分的用量如下：奶粉80-130g，浓缩乳清蛋白粉1-20g，增稠剂3-20g，白砂糖20-90g，食用香精0.05-1.5g，还原糖10-40g，果胶0.1-1g，乳化剂0.1-0.5g，乳酸菌0.05-0.15g，动物奶油30-60g，酸度调节剂0.1-1g，水余量。该发明营养丰富，口感细腻，风味独特，在进行美拉德反应时增加压力降低反应难度节省能源，并在生产中集成配料环节，所有原料集中在发酵前添加，减少生产环节，降低染菌风险。
但在高海拔地区，水的沸点低，如果采用常规褐变，时间长，能耗大。生产成本不具备市场竞争优势。如果采用高温短时褐变，褐变快，但口感有苦涩味，产品状态不细腻。另外，现有技术中的益生菌酸奶产品，只是对乳酸菌总数有要求，而各种乳酸菌的最适生长温度各有不同，繁殖速度也各不相同，同时接种发酵造成酸奶产品中保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌数量居多，造成乳酸菌数量不均衡。
技术实现要素：
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为了解决上述技术问题，本发明将提供一种含有多种益生菌的褐色发酵乳及其制备方法，通过改变褐变条件、调整乳酸菌的发酵方式以及升级发酵设备，获得一种能耗低、乳酸菌均衡并且品质稳定的褐色发酵乳。
所述一种含有多种益生菌的褐色发酵乳由以下三组原料分别发酵后复配而成：
褐变原料：脱脂牛奶900-1000份、果葡糖浆60-100份、麦芽糖醇3-5份；
非褐变原料：全脂牛奶800-900份、白砂糖60-100份、聚葡萄糖10-30份、果胶2-6份；
果汁原料：纯净水750-850份、浓缩橙汁20-60份、浓缩草莓汁20-60份、浓缩苹果汁20-60份、白砂糖5-15份、乳糖5-15份；
所述的褐变原料经褐变后，添加双岐杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌三种益生菌进行乳酸发酵56h～72h；
所述褐变的条件为，将褐变原料完全混匀并溶解，预先将褐变罐夹层升温至95度以上，将罐内通入经过过滤处理的压缩空气，设定罐内压力为1个标准大气压；将褐变原料升温至95～99℃后进入褐变罐，保温120～180min，同时进行灭菌和美拉德反应；
所述非褐变原料中非褐变原料中的全脂牛奶与白砂糖混匀加入聚葡萄糖和果胶，并溶解，升温至65～70℃，在18-20MPa条件下均质后升温至95～99℃后保持300秒后降温至40-45℃进入发酵罐；接种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌发酵4h～6h；
所述果汁原料完全溶解后升温至95～99℃后保持300秒后降温至30-34℃进入发酵罐，接种植物乳杆菌发酵56h～72h；
上述双岐杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌以及植物乳杆菌均为市售的乳酸发酵常用菌株。
本发明还提供上述一种含有多种益生菌的褐色发酵乳的制备方法，具体如下：
(1)将褐变原料完全混匀溶解并均质后进入发酵罐，预先将褐变罐夹层升温至95度以上，罐内通入经过过滤处理的压缩空气，设定罐内压力为1个标准大气压；罐内升温至95～99℃，杀菌120～180min，同时进行美拉德反应；
均质条件为：温度为60℃-70℃、均质压力为18-25MPa；
经褐变后，罐内冷却至33-37℃，接种双岐杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌三种乳酸菌进行乳酸发酵56h～72h，发酵完成后，冷却至15-20℃备用；
优选地，三种乳酸菌的接种量为双岐杆菌：嗜酸乳杆菌：干酪乳杆菌＝1:1:1；
(2)非褐变原料中的全脂牛奶与白砂糖混匀加入聚葡萄糖和果胶，并溶解，升温至65～70℃，在18-20MPa条件下均质后，升温至95～99℃保持300秒，降温至40-45℃进入发酵罐；接种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌发酵4h～6h，发酵到达终点，冷却至15-20℃备用；
(3)所述果汁原料完全溶解后升温至95～99℃后保持300秒后降温至30-34℃进入发酵罐，接种植物乳杆菌发酵56h～72h；发酵到达终点，冷却至15-20℃备用；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)发酵完成后获得的备用料按40:50:10的比例混合后，搅拌均匀，经转子泵泵送出发酵罐进行灌装，然后转入冷库中后熟，得到褐色酸奶；
所述转子泵的泵出口安装背压阀，设置压力为0.5-0.7MPa，当混合发酵液通过背压阀时，利用转子泵获得的动能和受到背压阀的阻力产生了挤压和剪切力使得发酵乳粘度降低、组织细腻；
所述后熟温度为2-6℃，后熟时间为12-16h；
上述所用益生菌均为市售乳酸发酵常用菌。
有益效果：
(1)本发明产品的感官及理化指标经检测符合GB19302-2010风味发酵乳的标准，应用该制备方法在高海拔地区进行褐变反应，能节约2-3小时的褐变时间和能耗；利用该制备方法，将3种不同条件的发酵液混合，解决了口感、活菌、健康难平衡的问题(以往的产品满足了活菌高，但口感酸；满足了口感好，但活菌低；活菌高，口感好都满足了，但糖含量太高。)获得了高活菌、低糖、口感好的饮用型褐色酸奶；
(2)通过罐内增压技术进行褐色的工艺，在高海拔地区生产可以节约能源，还能避免产品出现不良风味。
(3)本发明在褐变原料中添加了麦芽糖醇，其不仅能起到甜味剂的作用，改善褐色酸奶在褐变过程中由于条件偶尔不稳定等因素造成的部分产品口感苦涩的问题，而且还能够很好的解决产品的乳清析出问题，使酸奶产品在保质期内更稳定、减少乳清析出；
(4)本发明在酸奶输送过程中通过转子泵与背压阀的组合实现均质过程，而无需专门的均质设备，简化了工艺流程，节约能耗；背压阀是一种常用于液体高温灭菌机的阀门，利用调节阀腔一侧的压缩空气的压力来调节液体的出口压力，当流体压力比设定压力小时，膜片在压缩空气的作用下堵塞管路；当流体比设定压力大时，膜片开启，管路接通，发酵液通过背压阀；而本发明在转子泵的泵出口安装背压阀，并设置一定的压力，当混合发酵液通过背压阀时，利用转子泵获得的动能和受到背压阀的阻力产生了挤压和剪切力使得发酵乳粘度降低、组织细腻达到均质的效果，从而得到细腻滑爽、低粘度的酸奶产品；且与常用的高压均质工艺相比，能够节约电能80％左右。
具体实施方式：
为了使本专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利，并不用于限定本发明。
本发明实施例所用菌种均购自杜邦丹尼斯克(中国)有限公司，具体如下：
双岐杆菌HOWARU bifido、嗜酸乳杆菌HOWARU dophilus、干酪乳杆菌LC11、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌来自YO-MIX 495、植物乳杆菌LP115。
实施例1 一种含有多种益生菌的褐色发酵乳
一种含有多种益生菌的褐色发酵乳，由以下三组原料分别发酵后复配而成：
褐变原料：脱脂牛奶920份、果葡糖浆80份、麦芽糖醇4份；
非褐变原料：全脂牛奶896份、白砂糖80份、聚葡萄糖20份、果胶4份；
果汁原料：纯净水840份、浓缩橙汁40份、浓缩草莓汁40份、浓缩苹果汁40份、白砂糖10份、乳糖10份；
上述含有多种益生菌的褐色发酵乳的制备方法如下：
(1)将褐变原料完全混匀溶解并均质后进入发酵罐，预先将褐变罐夹层升温至95度以上，罐内通入经过过滤处理的压缩空气，设定罐内压力为1个标准大气压；罐内升温至95℃，杀菌180min，同时进行美拉德反应；
均质条件为：温度为60℃、均质压力为25MPa；
经褐变后，罐内冷却至33℃，接种双岐杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌三种益生菌进行乳酸发酵72h，发酵完成后，冷却至15℃备用；活菌浓度达到3.0×109cfu/mL；
所述双岐杆菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌的接种量均为50DCU/吨；
(2)非褐变原料中的全脂牛奶与白砂糖混匀，加入聚葡萄糖和果胶并溶解，升温至65℃，在20MPa条件下均质后，升温至95℃保持300秒，降温至40℃进入发酵罐；接种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌发酵6h，发酵到达终点，冷却至15℃备用；活菌浓度为4.0×108cfu/mL；
保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌来自YO-MIX 495，接种量为200DCU/吨；
(3)所述果汁原料完全溶解后升温至95℃后保持300秒后降温至30℃进入发酵罐，接种植物乳杆菌发酵72h；发酵到达终点，冷却至15℃备用；活菌浓度为5.0×108cfu/mL；
所述植物乳杆菌的接种量为50DCU/吨；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)发酵完成后获得的发酵液按40:50:10的比例混合后，搅拌均匀，经转子泵泵送出发酵罐进行灌装，然后转入冷库2℃下中后熟16h，得到褐色酸奶；
所述转子泵的泵出口安装背压阀，设置压力为0.5MPa，当混合发酵液通过背压阀时，利用转子泵获得的动能和受到背压阀的阻力产生了挤压和剪切力使得发酵乳粘度降低、组织细腻。
实施例2 一种含有多种益生菌的褐色发酵乳
一种含有多种益生菌的褐色发酵乳由以下三组原料分别发酵后复配而成：
褐变原料：脱脂牛奶900份、果葡糖浆60份、麦芽糖醇3份；
非褐变原料：全脂牛奶800份、白砂糖60份、聚葡萄糖10份、果胶2份；
果汁原料：纯净水750份、浓缩橙汁20份、浓缩草莓汁20份、浓缩苹果汁20份、白砂糖5份、乳糖5份；
上述含有多种益生菌的褐色发酵乳的制备方法如下：
(1)将褐变原料完全混匀溶解并均质后进入发酵罐，预先将褐变罐夹层升温至95度以上，罐内通入经过过滤处理的压缩空气，设定罐内压力为1个标准大气压；罐内升温至99℃，杀菌120min，同时进行美拉德反应；
均质条件为：温度为70℃、均质压力为18MPa；
经褐变后，罐内冷却至37℃，接种双岐杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌三种益生菌进行乳酸发酵56h，发酵完成后，冷却至20℃备用；活菌浓度达到3.0×109cfu/mL；
所述双岐杆菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌的接种量均为50DCU/吨；
(2)非褐变原料中的全脂牛奶与白砂糖混匀，加入聚葡萄糖和果胶并溶解，升温至70℃，在18MPa条件下均质后，升温至99℃保持300秒，降温至45℃进入发酵罐；接种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌发酵4h，发酵到达终点，冷却至20℃备用；活菌浓度为4.0×108cfu/mL
保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌来自YO-MIX 495，接种量为200DCU/吨；
(3)所述果汁原料完全溶解后升温至99℃后保持300秒后降温至34℃进入发酵罐，接种植物乳杆菌发酵56h；发酵到达终点，冷却至20℃备用；活菌浓度为5.0×108cfu/mL；
所述植物乳杆菌的接种量为50DCU/吨；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)发酵完成后获得的备用料按40:50:10的比例混合后，搅拌均匀，经转子泵泵送出发酵罐进行灌装，然后转入冷库中6℃老熟12h，得到褐色酸奶；
所述转子泵的泵出口安装背压阀，设置压力为0.7MPa，当混合发酵液通过背压阀时，利用转子泵获得的动能和受到背压阀的阻力产生了挤压和剪切力使得发酵乳粘度降低、组织细腻。
实施例3 一种含有多种益生菌的褐色发酵乳
一种含有多种益生菌的褐色发酵乳由以下三组原料分别发酵后复配而成：
褐变原料：脱脂牛奶1000份、果葡糖浆100份、麦芽糖醇5份；
非褐变原料：全脂牛奶900份、白砂糖100份、聚葡萄糖30份、果胶6份；
果汁原料：纯净水850份、浓缩橙汁60份、浓缩草莓汁60份、浓缩苹果汁60份、白砂糖15份、乳糖15份
上述含有多种益生菌的褐色发酵乳的制备方法如下：
(1)将褐变原料完全混匀溶解并均质后进入发酵罐，预先将褐变罐夹层升温至95度以上，罐内通入经过过滤处理的压缩空气，设定罐内压力为1个标准大气压；罐内升温至97℃，杀菌150min，同时进行美拉德反应；
均质条件为：温度为65℃、均质压力为20MPa；
经褐变后，罐内冷却至35℃，接种双岐杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌三种益生菌进行乳酸发酵60h，发酵完成后，冷却至20℃备用；活菌浓度达到3.0×109cfu/mL；
所述双岐杆菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌的接种量均为50DCU/吨；
(2)非褐变原料中的全脂牛奶与白砂糖混匀加入聚葡萄糖和果胶并溶解，升温至70℃，在18MPa条件下均质后，升温至97℃保持300秒，降温至42℃进入发酵罐；接种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌发酵5h，发酵到达终点，，冷却至20℃备用；活菌浓度为4.0×108cfu/mL
保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌来自YO-MIX 495，接种量为200DCU/吨；
(3)所述果汁原料完全溶解后升温至95℃后保持300秒后降温至32℃进入发酵罐，接种植物乳杆菌发酵60h；发酵到达终点，冷却至20℃备用；活菌浓度为5.0×108cfu/mL；
所述植物乳杆菌的接种量为50DCU/吨；
(4)将上述步骤(1)、(2)、(3)发酵完成后获得的备用料按40:50:10的比例混合后，搅拌均匀，经转子泵泵送出发酵罐进行灌装，然后转入冷库5℃中老熟15h，得到褐色酸奶；
所述转子泵的泵出口安装背压阀，设置压力为0.6MPa，当混合发酵液通过背压阀时，利用转子泵获得的动能和受到背压阀的阻力产生了挤压和剪切力使得发酵乳粘度降低、组织细腻。该方法只需一台5KW的转子泵；而高压均质的工艺，需要在具有该转子泵的基础上，还需一台35KW的均质机，因此，采用本发明所述的均质方法，可在均质时节省80％的能耗。
实施例4 对比实验
对比例1：原料及制备过程均同实施例1，仅将褐变原料中的麦芽糖醇去除；
对比例2：原料及制备过程均同实施例2，仅将褐变原料中的麦芽糖醇去除；
对比例3：原料及制备过程均同实施例3，仅将褐变原料中的麦芽糖醇去除；
对比例4：原料及制备过程均同实施例1，仅将步骤(4)中的转子泵和背压阀去除，更换为普通的传送泵，即消除转子泵和背压阀的挤压剪切作用；
对比例5：原料及制备过程均同实施例2，仅将步骤(4)中的转子泵和背压阀去除，更换为普通的传送泵，即消除转子泵和背压阀的挤压剪切作用；
对比例6：原料及制备过程均同实施例3，仅将步骤(4)中的转子泵和背压阀去除，更换为普通的传送泵，即消除转子泵和背压阀的挤压剪切作用；
对实施例1-3及对比例获得的产品进行乳清析出测定和感官评价，并在酸奶制备完成之时进行粘度测定，具体情况如下表：
从上表可以看出，本发明褐变原料中添加的麦芽糖醇能够很好的解决产品的乳清析出问题，并且改善褐色酸奶在褐变过程中由于条件偶尔不稳的等因素造成的部分产品口感苦涩问题；而本发明采用的独特的转子泵和背压阀相结合带来的均质效果能很好的缓解乳品在长时间存放过程中的乳清析出问题并且延缓乳清析出的时间。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利构思的前提下，上述各实施方式还可以做出若干变形、组合和改进，这些都属于本专利的保护范围。因此，本专利的保护范围应以权利要求为准。