一种以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶及其制备方法与流程

本发明属于食品加工
技术领域：
，尤其是一种以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶及其制备方法。
背景技术：
：乳清蛋白的功能特性已经得到了广泛的研究和应用，通过控制乳清蛋白溶液的热聚合条件来获得不同粒径大小的聚合乳清蛋白，从而提高食品的质构与感官特性。通过物理、化学、酶学技术对乳清蛋白改性可以改善乳清蛋白的起泡性、溶解性、乳化性、凝胶特性、致敏性等方面。但是在这些改性方法中，酶法相对来说成本较高、化学法中的酰化、磺化、磷酸化都涉及到了化学试剂的引入，限制了改性乳清蛋白在食品工业中的应用，且在乳制品制备过程中，加热为常规方法，因此利用加热对乳清蛋白进行改性，可以提高乳清蛋白的功能性质。酸奶是世界上消费最多的乳制品之一，除了它的营养价值，酸奶的粘度和持水力是衡量其稳定性和感官品质的重要指标。改善酸奶口感最常见的方法是通过添加牛奶蛋白来增加酸奶的总固体含量来实现，也可使用增稠剂来改善酸奶的质构和口感。常见的酸奶增稠剂有果胶、明胶、琼脂等，而出于成本以及食品添加剂的质量安全问题的考虑，越来越多的乳品企业寻求营养价值高且食用安全性高的增稠剂来替代现有增稠剂。乳清蛋白是含有20种氨基酸的全价蛋白，其必需氨基酸含量高于其他普通食用蛋白质，钙和其他矿物质含量高且胆固醇和钠含量较低，是强化型食品较为理想的蛋白质来源，然而乳清蛋白的分子量低，结构致密，接近球形，所以乳清蛋白溶液的粘度相对较低。但是加热可以制备可溶性乳清蛋白聚集体，使乳清蛋白在一定条件下形成高分子量的复合物，从而增加粘度以及改善其它功能性质。目前大多数产品都是以乳清蛋白粉为基础而开发的，乳清蛋白粉由于经过喷雾干燥的操作，使其功能活性物质较未经喷雾干燥的乳清蛋白浓缩液功能活性物质降低，且目前研究单方面从避免乳清污染而对乳清进行开发再利用，或者是单方面从乳清蛋白粉应用在乳制品的制备进行研究，而对于乳清得到乳清蛋白浓缩液直接应用到乳制品产品甚少。乳清得到乳清蛋白通过喷雾干燥得到粉状乳清浓缩蛋白或乳清分离蛋白，喷雾干燥不仅使终产品成本高，且对于乳清蛋白功能活性物质减弱，本发明针对奶酪生产线得到副产物乳清得到的乳清蛋白浓缩液直接应用到酸奶中，不仅大大提升了乳清蛋白的有效物质的利用度，而且可以直接将奶酪生产线与酸奶生产线进行串联，节约成本，减少污染。并且目前酸奶中常用的增稠剂由果胶，明教等，由于果胶价格高且其他添加剂存在食品安全问题，本发明将乳清蛋白浓缩液作为增稠剂应用在酸奶中，不仅可以降低生产成本，而且可以有效的降低酸奶添加剂对人体健康产生的不利影响，生产出适口性好的高蛋白酸奶。通过检索，尚未发现与本发明本发明申请相关的本发明公开文献。技术实现要素：本发明目的在于现有技术的不足之处，提供一种以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶及其制备方法，该酸奶利用热聚合干酪乳清浓缩液作为增稠剂用来制备高蛋白酸奶，本发明产品具有营养价值高，蛋白含量高，脂肪含量低，质地均一细腻，口感好的特点。本发明不仅提高乳清利用率，提供一种新的生产途径，而且避免并省去常规用喷雾或冷冻干燥技术得到乳清蛋白粉的步节约成本和能源，将奶酪生产线以及酸奶生产线串联提供理论依据，为乳品企业生产提供了连续循环式生产方案。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶，所述高蛋白酸奶包括如下成份：液态原料乳，热聚合乳清蛋白浓缩液，糖和酸奶发酵剂；所述液态原料乳：热聚合乳清蛋白浓缩液：糖：酸奶发酵剂的比例ml：ml：g：g为100：1-2：7-8：0.003-0.004。而且，所述热聚合乳清蛋白浓缩液的制备步骤如下：⑴干酪乳清蛋白浓缩液的制备：通过切达干酪制备过程获得的副产物乳清先经500-800目、4-6层304不锈钢筛网过滤得到乳清过滤液，将其60℃加热保持30min杀菌，再将无菌乳清经热钙法离心后得到乳清澄清液，再经孔径0.1-0.2μm的陶瓷微滤膜得到过滤液，所得过滤液再通过10kda中空纤维超滤膜过滤20-25倍得到截留液，超滤截留液经电渗析脱盐后得到质量浓度为8-10％的干酪乳清蛋白浓缩液；⑵热聚合乳清蛋白浓缩液的制备：将干酪乳清蛋白浓缩液用2m的氢氧化钠溶液调节ph值至7.0-9.0，水浴升温至70-90℃并保温5-30min，热聚合后迅速冷却至室温备用，即得热聚合乳清蛋白浓缩液。而且，所述步骤⑵具体为：将干酪乳清蛋白浓缩液用2m的氢氧化钠溶液调节ph值至7.0，水浴升温至75℃并保温20min，热聚合后迅速冷却至室温备用。而且，所述糖为白砂糖。而且，所述酸奶发酵剂为热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的混合菌种。一种如上所述的以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶的制备方法，步骤如下：将液态原料乳预热到60-70℃时，加糖，搅拌均匀后对其进行巴氏杀菌，冷却至40-42℃备用；将热聚合乳清蛋白浓缩液、酸奶发酵剂加入到冷却后巴氏灭菌乳中，搅拌均匀后将混合酸奶发酵液分装到150ml酸奶杯，于发酵室42-43℃进行发酵4-5h，得到酸奶置于4℃冷藏室后熟18h后，得到以热聚合乳清蛋白为增稠剂的高蛋白酸奶。而且，所述液态原料乳为全脂乳。而且，所述巴氏杀菌为72℃，15s。本发明取得的优点和积极效果为：1、本发明酸奶利用热聚合干酪乳清浓缩液作为增稠剂用来制备高蛋白酸奶，本发明产品具有营养价值高，蛋白含量高，脂肪含量低，质地均一细腻，口感好的特点。本发明不仅提高乳清利用率，提供一种新的生产途径，而且避免并省去常规用喷雾或冷冻干燥技术得到乳清蛋白粉的步节约成本和能源，将奶酪生产线以及酸奶生产线串联提供理论依据，为乳品企业生产提供了连续循环式生产方案。2、本发明方法利用干酪副产物乳清微滤、超滤现代膜技术进行分离制备得到质量浓度10％乳清蛋白浓缩物，并将其热改性直接应用到低脂酸奶的制备工艺中，该方法省略喷雾干燥或冷冻干燥的常规步骤，通过对热改性条件的筛选，选择能够作为增稠剂的热聚合干酪乳清蛋白浓缩液，将其直接应用于高蛋白酸奶的制备。本发明增加了一种利用干酪副产物乳清的新加工方式，并提供了一种将干酪生产线和酸奶生产线串联的新型技术方案，提高乳品工厂的生产效益，节约成本的同时也减少了染菌几率。3、本发明酸奶采用热聚合干酪乳清浓缩液作为增稠剂用来制备高蛋白酸奶，本发明提供了一种新的增稠剂来替代常规酸奶添加剂，对比其他常见的酸奶增稠剂有果胶、明胶、琼脂等，其不仅大大降低了酸奶生产成本，而且避免了常规食品添加剂的食品安全问题，为乳品企业寻求营养价值高且食用安全性高的增稠剂来替代现有增稠剂提供解决途径。附图说明图1为本发明方法的一种生产工艺流程示意图；图2为本发明酸奶的质构图；图3为本发明酸奶的粘度与持水力图；图4为本发明酸奶的扫描电镜图；图5为本发明酸奶的感官评价图。具体实施方式下面详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规的市售产品；本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。实施例1：一种以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶，所述高蛋白酸奶包括如下成份：液态原料乳100ml，热聚合乳清蛋白浓缩液1ml，白砂糖7g，酸奶发酵剂0.004g。其中，所述热聚合乳清蛋白浓缩液的制备步骤如下：⑴干酪乳清蛋白浓缩液的制备：通过切达干酪制备过程获得的副产物乳清先经500-800目、4-6层304不锈钢筛网过滤得到乳清过滤液，将其60℃加热保持30min杀菌，再将无菌乳清经热钙法离心后得到乳清澄清液，再经孔径0.1-0.2μm的陶瓷微滤膜得到过滤液，所得过滤液再通过10kda中空纤维超滤膜过滤20-25倍得到截留液，超滤截留液经电渗析脱盐后得到质量浓度为8-10％的干酪乳清蛋白浓缩液；⑵热聚合乳清蛋白浓缩液的制备：将干酪乳清蛋白浓缩液用2m的氢氧化钠溶液调节ph值至7.0-9.0，水浴升温至70-90℃并保温5-30min，热聚合后迅速冷却至室温备用，即得热聚合乳清蛋白浓缩液。如上所述的以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶的制备方法，步骤如下：(1)将全脂牛奶预热到60℃时，加入白砂糖，搅拌均匀；(2)将步骤(1)得到的溶有白砂糖的牛奶进行巴氏杀菌(72℃，15s)；(3)将步骤(2)得到的巴氏灭菌全脂乳冷却至42℃备用；(4)将热聚合乳清蛋白浓缩液1ml加入到由步骤(3)得到的冷却后巴氏灭菌全脂乳，搅拌均匀；(5)将菌种aby-3加入到由步骤(3)得到的冷却后巴氏灭菌全脂脱脂乳，搅拌均匀，与步骤(4)同时进行；(6)由步骤(4)和步骤(5)得到的酸奶发酵液分装到150ml酸奶杯于发酵室42℃进行发酵4h；(7)将步骤(6)得到全脂酸奶置于4℃冷藏室后熟18h后，得到以热聚合乳清蛋白为增稠剂的高蛋白酸奶。实施例2：一种以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶，所述高蛋白酸奶包括如下成份：液态原料乳100ml，热聚合乳清蛋白浓缩液2ml，白砂糖7g，酸奶发酵剂0.004g。其中，所述热聚合乳清蛋白浓缩液的制备步骤如下：⑴干酪乳清蛋白浓缩液的制备：通过切达干酪制备过程获得的副产物乳清先经500-800目、4-6层304不锈钢筛网过滤得到乳清过滤液，将其60℃加热保持30min杀菌，再将无菌乳清经热钙法离心后得到乳清澄清液，再经孔径0.1-0.2μm的陶瓷微滤膜得到过滤液，所得过滤液再通过10kda中空纤维超滤膜过滤20-25倍得到截留液，超滤截留液经电渗析脱盐后得到质量浓度为8-10％的干酪乳清蛋白浓缩液；⑵热聚合乳清蛋白浓缩液的制备：将干酪乳清蛋白浓缩液用2m的氢氧化钠溶液调节ph值至7.0-9.0，水浴升温至70-90℃并保温5-30min，热聚合后迅速冷却至室温备用，即得热聚合乳清蛋白浓缩液。如上所述的以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶的制备方法，步骤如下：(1)将全脂牛奶预热到60℃时，加入白砂糖，搅拌均匀；(2)将步骤(1)得到的溶有白砂糖的牛奶进行巴氏杀菌(72℃，15s)；(3)将步骤(2)得到的巴氏灭菌脱脂乳冷却至42℃备用；(4)将热聚合乳清蛋白浓缩液2ml加入到由步骤(4)得到的冷却后巴氏灭菌全脂乳，搅拌均匀；(5)将菌种aby-3加入到由步骤(3)得到的冷却后巴氏灭菌全脂乳，搅拌均匀，与步骤(4)同时进行；(6)由步骤(4)和步骤(5)得到的酸奶发酵液分装到150ml酸奶杯于发酵室42℃进行发酵4h；(7)将步骤(6)得到全脂酸奶置于4℃冷藏室后熟18h后，得到以热聚合乳清蛋白为增稠剂的高蛋白酸奶。实施例3：一种以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶，所述高蛋白酸奶包括如下成份：液态原料乳，热聚合乳清蛋白浓缩液，糖和酸奶发酵剂；所述液态原料乳：热聚合乳清蛋白浓缩液：糖：酸奶发酵剂的比例ml：ml：g：g为100：1-2：7-8：0.003-0.004。较优地，所述热聚合乳清蛋白浓缩液的制备步骤如下：⑴干酪乳清蛋白浓缩液的制备：通过切达干酪制备过程获得的副产物乳清先经500-800目、4-6层304不锈钢筛网过滤得到乳清过滤液，将其60℃加热保持30min杀菌，再将无菌乳清经热钙法离心后得到乳清澄清液，再经孔径0.1-0.2μm的陶瓷微滤膜得到过滤液，所得过滤液再通过10kda中空纤维超滤膜过滤20-25倍得到截留液，超滤截留液经电渗析脱盐后得到质量浓度为8-10％的干酪乳清蛋白浓缩液；⑵热聚合乳清蛋白浓缩液的制备：将干酪乳清蛋白浓缩液用2m的氢氧化钠溶液调节ph值至7.0-9.0，水浴升温至70-90℃并保温5-30min，热聚合后迅速冷却至室温备用，即得热聚合乳清蛋白浓缩液。较优地，所述步骤⑵具体为：将干酪乳清蛋白浓缩液用2m的氢氧化钠溶液调节ph值至7.0，水浴升温至75℃并保温20min，热聚合后迅速冷却至室温备用。较优地，所述糖为白砂糖。较优地，所述酸奶发酵剂为热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的混合菌种。一种如上所述的以热聚合干酪乳清蛋白浓缩液作为增稠剂的高蛋白酸奶的制备方法，步骤如下：将液态原料乳预热到60-70℃时，加糖，搅拌均匀后对其进行巴氏杀菌，冷却至40-42℃备用；将热聚合乳清蛋白浓缩液、酸奶发酵剂加入到冷却后巴氏灭菌乳中，搅拌均匀后将混合酸奶发酵液分装到150ml酸奶杯，于发酵室42-43℃进行发酵4-5h，得到酸奶置于4℃冷藏室后熟18h后，得到以热聚合乳清蛋白为增稠剂的高蛋白酸奶。本发明方法的一种生产工艺流程图可以如图1所示。较优地，所述液态原料乳为全脂乳。较优地，所述巴氏杀菌为72℃，15s。对照组1：本实施例的以热聚合乳清蛋白浓缩液为增稠剂的高蛋白酸奶中的对照组酸奶由是按照如下步骤制得的：(1)将全脂牛奶预热到60℃时，加入7g白砂糖，白砂糖占原料乳重量百分比为7％，搅拌均匀；(2)将步骤(1)得到的溶有白砂糖的牛奶进行巴氏杀菌(72℃，15s)；(3)将步骤(2)得到的巴氏灭菌全脂乳冷却至42℃备用；(4)将干酪乳清得到的干酪乳清蛋白浓缩液1ml直接加入到由步骤(3)得到的冷却后巴氏灭菌脱脂乳，搅拌均匀；其中，所述干酪乳清蛋白浓缩液的制备步骤如下：通过切达干酪制备过程获得的副产物乳清先经500-800目、4-6层304不锈钢筛网过滤得到乳清过滤液，将其60℃加热保持30min杀菌，再将无菌乳清经热钙法离心后得到乳清澄清液，再经孔径0.1-0.2μm的陶瓷微滤膜得到过滤液，所得过滤液再通过10kda中空纤维超滤膜过滤20-25倍得到截留液，超滤截留液经电渗析脱盐后得到质量浓度为8-10％的干酪乳清蛋白浓缩液；(5)称取菌种aby-3，按照每100ml原料乳加入0.004g酸奶发酵剂的比例加入到由步骤(3)得到的冷却后巴氏灭菌全脂乳，搅拌均匀，与步骤(4)同时进行；(6)由步骤(4)和步骤(5)得到的酸奶发酵液分装到150ml酸奶杯于发酵室42℃进行发酵4h；(7)将步骤(6)得到全脂酸奶置于4℃冷藏室后熟18h后得到对照组酸奶。对照组2：本实施例的以热聚合乳清蛋白浓缩液为增稠剂的高蛋白酸奶中的对照组酸奶由是按照如下步骤制得的：(1)将10g市售乳清分离蛋白粉(蛋白质质量含量为92％)溶解在100ml水中，磁力搅拌2h，4℃冷藏过夜使其水合充分，利用2mol/lnaoh调节其溶液ph至7.0，水浴加热到85℃，保温30min后迅速冷却后4℃冷藏备用，得市售乳清分离蛋白聚合液；(2)将全脂牛奶预热到60℃时，加入7g白砂糖，白砂糖占原料乳重量百分比为7％，搅拌均匀；(3)将步骤(2)得到的溶有白砂糖的牛奶进行巴氏杀菌(72℃，15s)；(4)将步骤(3)得到的巴氏灭菌全脂乳冷却至42℃备用；(5)将由步骤(1)得到的市售乳清分离蛋白聚合液1.4ml直接加入到由步骤(4)得到的冷却后巴氏灭菌全脂乳，搅拌均匀；(6)称取菌种aby-3，按照每100ml原料乳加入0.004g酸奶发酵剂的比例加入到由步骤(3)得到的冷却后巴氏灭菌全脂乳，搅拌均匀，与步骤(5)同时进行；(7)由步骤(5)和步骤(6)得到的酸奶发酵液分装到150ml酸奶杯于发酵室42℃进行发酵4h；(8)将步骤(7)得到全脂酸奶置于4℃冷藏室后熟18h后得到对照组酸奶。本发明的相关检测：理化指标检测：(1)ph值是利用ph计测量。(2)总固体含量(g/100ml)是通过水分测定仪烘干水分后获得。(3)蛋白质含量(g/100ml)采用凯氏定氮法测定，定氮系数为6.38。(4)脂肪含量(ml/100ml)是采用盖博离心法测定。(5)乳糖(g/100ml)是由高效液相色谱法测定。(6)灰分(g/100ml)是采用马弗炉在550℃条件下烘干3g冻干样品5-6小时，直至完全灰化来测定样品的灰分。质构测定：使用质构分析仪对酸奶进行质地分析。使用直径为38.10mm、高度为20mm的丙烯酸圆柱形探针，渗透距离为30mm，调整探针的速度固定在1mm/s，触发量为4.5g的条件下分别对硬度(g)、附着力(g)、弹性、粘结性(mj)进行质构分析。粘度测定：表观粘度(mpas)测定前，先将酸奶样品从冷藏室中取出，恢复至室温，然后用玻璃棒匀速沿着同一样方向搅拌30s，再向相反方向重复同一操作，然后再用粘度仪测定表观粘度。测定速度为100rpm，测定时间1min酸奶的粘度是采用粘度计进行测量。持水力测定：将酸奶样品(20g)倒入15ml离心管中。然后使用离心样本离心机在1200g×10分钟条件下离心，排出的乳清被取出并称重。持水力是以排除乳清后酸奶重量(g)占离心前酸奶重量(g)的百分比表示。扫描电镜：煮沸浓度约为2.5％的琼脂水溶液，将其注满培养皿，待琼脂凝固后，在琼脂上用刻出一个尺寸为1cm×1cm×1cm的正方体凹槽，作为酸奶样品的模具使用。在凹槽中注入约1ml的接种完毕的奶液，然后用保鲜膜将培养皿密封好，至于培养箱中43℃培养发酵，直至奶液凝乳后至于4℃冷藏后熟。将后熟后的酸奶，连同琼脂模具作为一个整体，从培养皿上切下来，用镊子小心取出，于室温下在含有0.1m二甲胂酸钠缓冲液(ph7.2)的浓度为2.5％的戊二醛溶液中固定4小时，随后在4℃继续固定24小时。样品用0.1m二甲胂酸钠缓冲液(ph7.2)轻轻漂洗3次，随后用1％的四氧化锇固定，再用50mm二甲胂酸钠缓冲液(ph6.5)漂洗。所有的样品都在梯度乙醇溶液中(30％，50％，70％，80％，90％，96％)进行脱水处理(各30min)，然后冷冻干燥。冻干后的样品通过喷金处理，然后在sem中观察微观结构，电压为5.0kv。表1.酸奶的理化指标及特性理化指标/特性市售某酸奶实施例1实施例2实施例3对照组1对照组2ph4.27±0.024.45±0.034.47±0.024.48±0.014.32±0.014.47±0.03滴定酸度(ta,％)87.49±0.1485.54±0.3185.68±0.1786.04±0.3991.35±0.5085.77±0.39总固体含量(ts,％)11.88±0.0712.55±0.2112.62±0.3412.73±0.3812.23±0.1012.50±0.37蛋白质含量(％)3.36±0.084.29±0.044.48±0.024.65±0.034.22±0.044.32±0.03脂肪含量(％)3.97±0.013.76±0.023.68±0.013.64±0.033.55±0.033.70±0.05乳糖含量(％)4.33±0.024.38±0.114.30±0.344.27±0.074.37±0.024.29±0.01灰分含量(％)0.67±0.020.71±0.040.73±0.010.79±0.030.75±0.010.76±0.01理化指标分析结果表明以热聚合为增稠剂的高蛋白酸奶的蛋白质含量高于市售酸奶，脂肪含量低于市售酸奶，且粘度和持水力均远远高于市售酸奶。与加入市售乳清分离蛋白热聚合物酸奶的理化特性、粘度、持水力和结构特性都相似，可以达到市售乳清分离蛋白的效果，但生产成本却大大降低。具体结果如图3、图4所示。质构分析结果如图2所示，结果表明以热聚合为增稠剂的高蛋白酸奶的硬度值高于市售商品，具有较好的质构特性。感官评定结果如图5所示，结果表明以热聚合为增稠剂的高蛋白酸奶各项得分均在市售某酸奶和加入未热聚合乳清蛋白浓缩液的酸奶之上，且与加入市售乳清分离蛋白粉的酸奶各项得分几乎相当，本发明产品在颜色外观、乳清析出情况以及口感的顺滑度和厚度上得分最高，总体接受度和外观评价良好，具有较好的感官特性。尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。当前第1页12