阅读说明：本技术 一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺 (Process for preparing leavening agent by using skimmed milk powder ) 是由 杨成龙 陈慎 黄颖颖 陆东和 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺,包括以下步骤：1)复原乳制备、2)灭菌、3)冷却、4)接种、5)保温发酵、6)破乳、7)离心、8)冻干、9)分装。本发明通过采用脱脂乳粉作为主要发酵原料,同时利用添加破乳剂提升水乳分离的效果,克服以脱脂乳粉作为发酵原料时易产生的水乳分离现象,同在保证离心效果的前体下缩短离心时间、降低离心强度,降低因离心强度过大造成的菌体破坏或菌体胞外多糖层的破坏,同时大幅缩短冻干时间,减少因冻干周期过长导致的活菌数损失,最大限度保持发酵酸奶的活菌数,提高了冻干效率和发酵菌剂产品品质,提高了生产效率的同时降低了能耗。(The invention discloses a process for preparing a leavening agent by using skim milk powder, which comprises the following steps: 1) preparing reconstituted milk, 2) sterilizing, 3) cooling, 4) inoculating, 5) preserving heat and fermenting, 6) demulsifying, 7) centrifuging, 8) freeze-drying and 9) subpackaging. The invention adopts the skim milk powder as the main fermentation raw material, and simultaneously improves the effect of water-milk separation by adding the demulsifier, overcomes the phenomenon of water-milk separation which is easily generated when the skim milk powder is used as the fermentation raw material, shortens the centrifugal time and reduces the centrifugal strength under the condition of ensuring the precursor of the centrifugal effect, reduces the damage of thalli or extracellular polysaccharide layers of thalli caused by overlarge centrifugal strength, greatly shortens the freeze-drying time, reduces the loss of viable count caused by overlong freeze-drying period, keeps the viable count of fermented yoghourt to the maximum extent, improves the freeze-drying efficiency and the quality of fermentation microbial inoculum products, improves the production efficiency and reduces the energy consumption.)

一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺。

背景技术

当前主要研制成的菌剂为冷冻浓缩乳酸菌发酵剂，采用的方式为:将乳酸菌通过浓缩培养、离心收集等手段制成高浓度菌体的浓缩型菌悬液，添加抗冻保护剂后，在真空低温的条件下将水分升华干燥，制成干燥粉末状的固体发酵剂，也称为直投式发酵剂。该方法在离心，保护剂等方面做了研究，绝大部分直投式发酵剂采用的原料为全脂乳或全脂乳粉，脱脂乳粉在多数情况下作为冻干保护剂，在冷冻干燥的过程中作为少量添加剂添加以达到保护活菌数的目的，并未提及完全采用脱脂乳作为发酵原料的菌剂制备方法。

因脱脂乳粉中的脂肪含量一般不超过2%，因此酸奶发酵过程中缺少脂肪作为乳化剂，易出现水乳分离的情况，同时脂肪含量低对发酵制得的酸奶的口感有一定影响，因此发酵乳较少作为酸奶制备的主要原料。传统工艺在发酵过程中仅采用离心的方法，低离心强度下上清液中残留的菌体过多；而高离心力强度和长时间离心增强了细胞的剪切作用，增加了菌体在压力沉降中彼此之间的相互压力，可导致细胞皱缩、坍陷、胞外物质离散、细胞壁和细胞膜破坏等现象，对菌剂的活菌保留率有一定影响；而离心效果差会进一步延长冻干过程的时间，提高能耗的同时，进一步降低了冻干制得菌剂的活菌保留率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺，包括以下步骤：

1) 制备复原乳：将脱脂奶粉和蔗糖加入55-60℃的水中，用高速搅拌装置使其充分溶解，配制成复原乳；

2）灭菌：对复原乳进行杀菌处理；

3）冷却：将杀菌后的料液冷却至35℃-45℃；

4）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥10⁸CFU/g，菌剂的使用量为料液总重量的0.05%-0.1%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；

5）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中培养发酵，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到10¹⁰CFU/g；

6）破乳：在料液中加入料液总重量0.05%-0.1%的破乳剂，在40-50℃反应30-60min；

7）离心：将上述料液离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，混合均匀，分装；

8）冻干：将上述菌泥放入冻干机中，铺盘后进行预冻，预冻温度-40℃到-30℃，预冻时间2h-4h，然后再分四个阶段进行冻干：

9）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度40-80目，分装，得到发酵剂。

步骤1）中，所述复原乳中各组分的质量百分含量为：脱脂奶粉12%-25%、蔗糖5%-15%、水70%-80%。

步骤2）中，所述灭菌方式为巴氏消毒法、高温杀菌法或超高温瞬时灭菌法。

步骤5)中，所述恒温恒湿箱中的培养条件为：37-42℃条件下培养3h-5h。

步骤6)中，所述破乳剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钙或碳酸钾。

步骤7）中，所述离心采用卧式离心机或碟片式分离机，离心转速为3000~5000 r/min，离心时间为5~15min。

步骤7）中，所述冻干保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油3-6%、谷氨酸钠1-2%、山梨醇0.5-1%，余量为水，各组分总量为100%。

步骤7）中，所述冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1。

步骤8）中，所述铺盘厚度为20mm-40mm。

步骤8）中，预冻后按照以下四个阶段进行冻干：

冻干第一阶段，温度控制-30℃到-20℃，冻干时间2h-4h，真空度30Pa到40Pa；

冻干第二阶段，温度控制-20℃到-15℃，冻干时间2h-4h，真空度20Pa到30Pa；

冻干第三阶段，温度控制-10℃到-5℃，冻干时间10h-15h，真空度15Pa到20Pa；

冻干第四阶段，温度控制5℃到15℃，冻干时间4h-8h，真空度10Pa到15Pa。

本发明通过采用脱脂乳粉作为主要发酵原料，同时利用添加破乳剂提升水乳分离的效果，克服以脱脂乳粉作为发酵原料时易产生的水乳分离现象，同时通过添加破乳剂，在保证离心效果的前体下缩短离心时间、降低离心强度，降低因离心强度过大造成的菌体破坏或菌体胞外多糖层的破坏，同时大幅缩短冻干时间，减少因冻干周期过长导致的活菌数损失，最大限度保持发酵酸奶的活菌数（产包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌数保留率可达到60%-70%），提高冻干效率和发酵菌剂产品品质，提高了生产效率的同时降低了能耗。

相较于常规工艺制得的发酵剂，本发明产品具有明显的优势，其活菌数保留率达到90.3±0.5%，冻干时间缩短至12-24h，菌剂含水量减少至1.2±0.2%。

本发明制备的发酵剂可作为菌剂应用于酸奶生产，也可作为固体饮料制品单独售卖，还可以作为各类干制休闲食品及液态调制饮品的辅料添加剂。

具体实施方式

一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺，包括以下步骤：

1) 复原乳制备：按脱脂奶粉12%-25%、蔗糖5%-15%、水70%-80%的比例，将脱脂奶粉和蔗糖加入55-60℃的水中，用高速搅拌装置使其充分溶解，配制成复原乳；

2）灭菌：采用巴氏消毒法或高温杀菌法或超高温瞬时灭菌法，对复原乳进行杀菌；

3）冷却：将杀菌后的料液冷却至35℃-45℃；

4）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥10⁸CFU/g，菌剂的使用量为料液总重量的0.05%-0.1%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；

5）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中37-42℃培养约3h-5h，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到10¹⁰CFU/g；

6）破乳：在料液中加入料液总重量0.05%-0.1%的破乳剂，在40-50℃反应30-60min；

所述破乳剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钙或碳酸钾；

7）离心：采用卧式离心机或碟片式分离机进行离心，离心条件：转速3000rpm-5000rpm，时间5min-15min；离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，按照冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1的比例，将冻干保护剂与菌泥混合均匀，分装；

所述冻干保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油3-6%、谷氨酸钠1-2%、山梨醇0.5-1%，余量为水，各组分总量为100%；

8）冻干：将上述菌泥放入冻干机中，铺盘厚度20mm-40mm；铺盘结束后进行预冻，预冻温度-40℃到-30℃，预冻时间2h-4h；然后按照以下四个阶段进行冻干：

冻干第一阶段，温度控制-30℃到-20℃，冻干时间2h-4h，真空度30Pa到40Pa；

冻干第二阶段，温度控制-20℃到-15℃，冻干时间2h-4h，真空度20Pa到30Pa；

冻干第三阶段，温度控制-10℃到-5℃，冻干时间10h-15h，真空度15Pa到20Pa；

冻干第四阶段，温度控制5℃到15℃，冻干时间4h-8h，真空度10Pa到15Pa；

9）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度40-80目，分装，得到发酵剂。

实施例1

一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺，包括以下步骤：

1) 复原乳制备：按脱脂奶粉12%、蔗糖8%、水80%的比例，将脱脂奶粉和蔗糖加入55℃的水中，用高速搅拌装置使其充分溶解，配制成复原乳；

2）灭菌：采用巴氏消毒法对复原乳进行杀菌；

3）冷却：将杀菌后的料液冷却至35℃；

4）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥10⁸CFU/g，菌剂的使用量为料液总重量的0.05%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；

5）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中37℃培养约5h，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到10¹⁰CFU/g；

6）破乳：在料液中加入料液总重量0.05%的破乳剂氯化钠，在40℃反应60min；

7）离心：采用卧式离心机进行离心，离心条件：转速3000rpm，时间15min；离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，按照冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1的比例，将冻干保护剂与菌泥混合均匀，分装；

所述冻干保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油3%、谷氨酸钠2%、山梨醇0.5%，余量为水，各组分总量为100%；

8）冻干：将上述菌泥放入冻干机中，铺盘厚度20mm；铺盘结束后进行预冻，预冻温度-40℃，预冻时间2h；然后按照以下四个阶段进行冻干：

冻干第一阶段，温度控制-30℃，冻干时间2h，真空度30Pa；

冻干第二阶段，温度控制-20℃，冻干时间2h，真空度20Pa；

冻干第三阶段，温度控制-10℃，冻干时间10h，真空度15Pa；

冻干第四阶段，温度控制5℃，冻干时间4h，真空度10Pa；

9）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度40目，分装，得到发酵剂。

实施例2

一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺，包括以下步骤：

1) 复原乳制备：按脱脂奶粉25%、蔗糖5%、水70%的比例，将脱脂奶粉和蔗糖加入60℃的水中，用高速搅拌装置使其充分溶解，配制成复原乳；

2）灭菌：采用高温杀菌法对复原乳进行杀菌；

3）冷却：将杀菌后的料液冷却至45℃；

4）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥10⁸CFU/g，菌剂的使用量为料液总重量的0.1%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；

5）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中42℃培养约3h，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到10¹⁰CFU/g；

6）破乳：在料液中加入料液总重量0.1%的破乳剂硫酸钠，在50℃反应30min；

7）离心：采用卧式离心机进行离心，离心条件：转速5000rpm，时间5min；离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，按照冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1的比例，将冻干保护剂与菌泥混合均匀，分装；

所述冻干保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油6%、谷氨酸钠1%、山梨醇1%，余量为水，各组分总量为100%；

8）冻干：将上述菌泥放入冻干机中，铺盘厚度40mm；铺盘结束后进行预冻，预冻温度-30℃，预冻时间4h；然后按照以下四个阶段进行冻干：

冻干第一阶段，温度控制-20℃，冻干时间4h，真空度40Pa；

冻干第二阶段，温度控制-15℃，冻干时间4h，真空度30Pa；

冻干第三阶段，温度控制-5℃，冻干时间15h，真空度20Pa；

冻干第四阶段，温度控制15℃，冻干时间8h，真空度15Pa；

9）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度80目，分装，得到发酵剂。

实施例3

一种采用脱脂奶粉制备发酵剂的工艺，包括以下步骤：

1) 复原乳制备：按脱脂奶粉15%、蔗糖15%、水70%的比例，将脱脂奶粉和蔗糖加入60℃的水中，用高速搅拌装置使其充分溶解，配制成复原乳；

2）灭菌：采用超高温瞬时灭菌法对复原乳进行杀菌；

3）冷却：将杀菌后的料液冷却至40℃；

4）接种：在料液中接入提前活化的传代式菌剂，菌剂内包含嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌的活菌，活菌数≥10⁸CFU/g，菌剂的使用量为料液总重量的0.075%，该过程保持无菌以避免杂菌污染；

5）保温发酵：接种后的料液搅拌均匀后，在恒温恒湿箱中40℃培养约4h，达到凝固状态时停止发酵，停止发酵时活菌数可达到10¹⁰CFU/g；

6）破乳：在料液中加入料液总重量0.075%的破乳剂碳酸钾，在45℃反应45min；

7）离心：采用碟片式分离机进行离心，离心条件：转速4000rpm，时间10min；离心后收集菌泥，加入冻干保护剂，按照冻干保护剂与菌泥的体积比为4∶1的比例，将冻干保护剂与菌泥混合均匀，分装；

所述冻干保护剂的组分及其质量百分含量为：甘油4.5%、谷氨酸钠1.5%、山梨醇0.75%，余量为水，各组分总量为100%；

8）冻干：将上述菌泥放入冻干机中，铺盘厚度30mm；铺盘结束后进行预冻，预冻温度-35℃，预冻时间3h；然后按照以下四个阶段进行冻干：

冻干第一阶段，温度控制-25℃，冻干时间3h，真空度35Pa；

冻干第二阶段，温度控制-17.5℃，冻干时间3h，真空度25Pa；

冻干第三阶段，温度控制-7.5℃，冻干时间12.5h，真空度17.5Pa；

冻干第四阶段，温度控制10℃，冻干时间6h，真空度12.5Pa；

9）分装：将冻干后得到的粉饼进行粉碎，粉碎细度60目，分装，得到发酵剂。

对比例

对比工艺1：常规冻干工艺制备菌剂：脱脂奶粉→酸奶培养基→搅拌→杀菌→冷却→接种→发酵→冷却→冻干→成品。

对比工艺2：离心-冻干工艺制备菌剂：脱脂奶粉→酸奶培养基→搅拌→杀菌→冷却→接种→发酵→冷却→离心→冻干→成品。

通过对比试验证明，在添加了破乳剂的基础上进行离心冻干制得的发酵剂，相较于常规工艺制得的发酵剂剂，产品具有明显的优势，具体如下：

1)活菌数保留率

常规冻干工艺活菌数保留率：78.14±0.04%

离心-冻干工艺活菌数保留率：86.2±0.02%

破乳-离心-冻干工艺活菌数保留率：90.3±0.05%

2)冻干时间

常规工艺冻干时间：24-36h

离心-冻干工艺冻干时间：16-27h

破乳-离心-冻干工艺冻干时间：12-24h

3)发酵剂含水量

常规工艺菌剂含水量：2.2±0.3%

离心-冻干工艺菌剂含水量：1.7±0.2%

破乳-离心-冻干工艺菌剂含水量：1.2±0.2%

常规工艺在发酵后未采用破乳剂处理和离心工艺，因此存在水分分离不完全和冻干前水分含量较高的缺陷，从而导致冻干时间的显著延长。

离心-冻干工艺在发酵结束后加入了离心工艺，但未采取添加破乳剂的方法，因此存在的缺陷为发酵后的豆乳水乳分离情况不完全，从而导致离心效果较差，同样造成冻干时间的延长。