阅读说明：本技术 一种液态脱脂乳及其制备方法 (Liquid skim milk and preparation method thereof ) 是由 张晓梅 艾娜丝 孙宝国 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种液态脱脂乳及其制备方法,其步骤包括：1)将脂肪酶、醇类物质加入全脂乳中,进行酶解反应,得到酶解牛乳脂肪香基；2)取适量步骤1)中的酶解牛乳脂肪香基,离心分离得上层脂状物；3)将步骤2)中的上层脂状物加入脱脂乳中,经搅拌或均质,得到本发明的液态脱脂乳。本发明的液态脱脂乳及其制备方法选择全脂乳作为酶解底物,进行了全脂乳相关代表性成分的保存、富集并转移至脱脂乳中,使获得的脱脂乳产品在满足脱脂的条件下,同时具有良好的风味感官品质与结构状态品质。(The invention discloses a liquid skim milk and a preparation method thereof, and the method comprises the following steps: 1) adding lipase and alcohol substances into whole milk, and performing enzymolysis reaction to obtain enzymolysis milk fat essence; 2) taking a proper amount of the enzymolysis cow milk fat flavor base in the step 1), and performing centrifugal separation to obtain an upper-layer grease-like substance; 3) adding the upper-layer lipid substance in the step 2) into the skim milk, and stirring or homogenizing to obtain the liquid skim milk. The liquid skim milk and the preparation method thereof select the whole milk as an enzymolysis substrate, store, enrich and transfer the related representative components of the whole milk into the skim milk, so that the obtained skim milk product has good flavor sensory quality and structural state quality under the condition of meeting the condition of degreasing.)

一种液态脱脂乳及其制备方法

技术领域

本发明属于乳制品加工领域。具体涉及一种通过酶解技术提高风味感官品质的液态脱脂乳及其制备方法。

背景技术

随着目前健康膳食、合理搭配的生活理念的推广和普及，消费者对于食品的选择越来越趋于低脂化和功能化。而这种消费选择的变化趋势同样也影响到乳品领域，也包括液态乳市场。目前全脂牛乳和脱脂牛乳是液态乳市场常见的主要产品。其中，全脂牛乳风味口感良好，但是却被消费者认为其脂肪含量可能过高；同时，脱脂牛乳虽然脂肪含量很低，但是却存在牛乳风味口感不够浓郁的缺点。因此，对于脂肪含量较低而牛乳风味较好的相关牛乳产品的研究开发具有广阔的市场前景。

在各种各样的乳成分中，乳脂质对于乳制品的风味品质的贡献最大。在非脱脂乳制品中，乳脂质起到溶解风味物质和提供风味物质前体的作用，为乳制品提供风味品质。在乳品工业中，脂肪酶通常被应用于乳制品的生产加工中，目的在于生成对乳品风味起到积极作用的良好风味物质。牛乳制品中的乳脂肪在内源或外源脂肪酶与灭菌等热处理加工工艺的作用下，乳脂肪甘油三酯中的脂肪酸就可能会被游离释放出来，并且相互之间或与牛乳体系中的其他成分发生不同类型、不同程度的理化反应，从而生成一系列多种类的挥发性风味物质，进而促进乳制品风味品质的改善。

在牛乳风味的改善研究方法中，比较常用的酶解乳脂肪技术方案是：选择合适脂肪酶，酶解无水乳脂肪或黄油等含脂率高的乳脂肪制品，在优化的酶解条件下，利用酶解乳脂肪释放出的脂肪酸类挥发性风味物质来试图达到改善牛乳风味的目的。这种酶解无水乳脂肪的增香方法是具有一些比较明显的优势之处的，首先由于无水乳脂肪和黄油的乳脂肪含量非常高，通常均超过90％，这就为脂肪酶水解提供了最完全的酶解底物，其次这种高乳脂肪含量的底物条件下，产生的脂肪酸类挥发性风味物质的含量也会非常可观。但是，这种酶解无水乳脂肪或黄油的方法对于增加天然牛乳风味成分、提高液态牛乳天然牛乳风味品质方面可能是不适用的，其原因主要为以下几点：(1)由于无水乳脂肪或黄油的脂肪含量很高，必须使用高温加热等方法才能使其融化与脂肪酶充分接触并反应，并且往往需要借助于不同种类的溶剂，而这难免会引起反应体系中发生不可逆的不良热敏性反应和溶剂的残留，如果应用于液态牛乳制品中，往往会使产品的牛乳风味天然程度降低；(2)因为反应体系的脂肪含量浓度极高，发生酶解增香的反应类型往往与乳脂肪的高程度氧化反应有关，除了会释放大量的脂肪酸类物质外，一般还会生成含量比例较高的甲基酮类物质和醛类物质。而在天然牛乳风味的挥发性风味物质种类中，除了较高含量的短碳链脂肪酸类物质外，酯类物质的含量也较高，同时甲基酮类物质一般的含量比例较为中等，而醛类物质的含量比例是很低的。有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明提供了一种液态脱脂乳及其制备方法，制备的液态脱脂乳同时具备较佳的牛乳风味和组织状态。

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

基于现有技术的做法，经分析表明酶解无水乳脂肪的方法对于增加天然牛乳风味的作用是比较有限的。而如果直接选择巴氏灭菌全脂牛乳(pasteurized whole milk，PWM)作为脂肪酶的酶解底物，可能其总挥发性风味物质的生成含量无法和酶解无水奶油相比较，但是PWM其本身的天然牛乳挥发性风味物质的组成是要好于其他乳脂肪制品的，正所谓“味食同源”。而且根据文献报道与试验结果发现，由于PWM主要是一种含水环境的乳体系，而天然的牛乳挥发性风味物质多数为具有双亲分子性质的小分子化合物，而乳脂肪则更倾向于保留在非极性环境中。PWM为含水90％以上的胶体溶液，其中主要的风味物质为中短碳链脂肪酸，以及结构简单的酯类、酮类物质等。在无水乳脂肪中，几乎不含水，经过酶解之后的主要风味产物为酮类、内酯类、醛类、杂环类等物质，其次为脂肪酸类、酯类物质等；PWM中，经过酶解之后的主要风味产物为脂肪酸类、酯类、酮类等物质，与PWM本身的风味物质组成较为一致。因此，这种高含水条件体系PWM，可能更加促进这些具有双亲性质小分子的挥发性风味物质的溶解，使酶解乳脂肪的可逆反应的平衡方向更加朝向酶解的方向移动，进而生成更多具有天然牛乳风味组成的挥发性风味物质，使PWM中乳脂肪的酶解更彻底，进而提高了脂肪酶酶解乳脂肪反应的目标精确程度和反应效率。

对于酶解方面，本发明人设想的是一种风味品质较好且接近PWM的液态脱脂乳，使用酶解方法酶解乳脂肪释放更多的中短碳链脂肪酸以及相应结构简单的酯类、酮类物质等，使对于PWM特征的较好风味物质得到富集。为了达到此目的，本发明人基于下述原理添加醇类物质在酶解体系中：在sn-1,3位点特异酶解作用下，乳脂肪中的甘油三酯释放中短碳链脂肪酸是一个可逆反应，加入醇类物质可以与释放的脂肪酸在一定程度上生成酯类物质，使反应向释放脂肪酸的方向移动，释放更多的脂肪酸，更彻底的使乳脂肪酶解；进一步地，具体加入乙醇则会与脂肪酸生成脂肪酸乙酯类物质(该物质具有甜香风味)。乳脂肪释放脂肪酸在低浓度时可以改善牛奶风味，而高浓度时则可能带来酸败风味，所以在希望高程度酶解乳脂肪释放中短碳链脂肪的同时，通过加入醇类物质生成的脂肪酸酯类物质来降低可能产生的酸败风味。更进一步地，酶解反应除了酶解释放脂肪酸的可逆反应外，还存在乳脂肪甘油三酯自身发生酯交换、以及新的甘油三酯合成的可逆反应。而通过加入丙二醇等醇类物质，可能会使一部分甘油三酯发生酯交换或者是醇类物质与酸类物质合成新的甘油酯类物质，如此反应可以对体系结构性质带来好处，保证一定量的脂肪球状物质在体系中存在，且这种脂肪球状物由于本身粒径较大，对于改善口感浓稠度与体系稳定性具有好处。

通过上述酶解系列反应，获得一种酶解反应完全、具有较丰富良好风味物质和较好体系性质的酶解牛乳脂肪香基，使用该香基制备的液态脱脂乳，在保证乳脂肪含量低于0.5％的条件下，具有较好较接近天然牛乳风味且口感较浓稠的品质。基于上述因素、原因和理由，最终形成本发明的技术方案。

本发明首先提供一种液态脱脂乳的制备方法，其包括如下步骤：

(1)在35～70℃的条件下，采用脂肪酶、醇类物质对全脂乳进行酶解反应30～300min，酶解完毕后灭酶、冷却，得到酶解牛乳脂肪香基；

优选地，所述酶解条件温度35～65℃，时间120～300min；更优选地，所述酶解条件为温度50～60℃，时间150～200min。

所述的脂肪酶包括sn-1,3位点专一性、固定化或游离脂肪酶(国际分类号EC3.1.1.3)，全脂乳酶解反应体系中，脂肪酶的添加量为1～20U/mL全脂乳，具体地，脂肪酶为动物、植物或微生物(如细菌、放线菌、酵母菌、真菌等)来源的一种或几种。优选地，可选择在全脂乳体系中酶活力较高的非固定化酶Palatase 20000L、固定化酶Lipozyme TLIM中的二者或其中之一；优选地，所述脂肪酶为Palatase 20000L，添加量为5～15U/mL全脂乳，或所述脂肪酶为Lipozyme TLIM，添加量为2～10U/mL全脂乳。

其中，该酶解反应体系的醇类可以选择GB2760-2014中允许在乳及乳制品中使用的醇类物质，进一步的选自乙醇、丙醇、丙二醇、丁醇、正戊醇和正己醇等。但是，从风味口感角度来看，乙醇参与的酯化反应、与丙二醇参与的酯化反应的感官评分较高，而丙醇、丁醇、正戊醇、正己醇的感官评分较低。进一步地，乙醇参与的酯化反应生成的脂肪酸乙酯类物质一般均具有果香、甜香的风味特征，且风味阈值较低，可以调和与弱化过量脂肪酸所可能带来的酸败风味；丙二醇参与酯化反应生成的丙二醇脂肪酸酯类物质具有稳定和乳化作用，且无色无味，对于提高脱脂牛乳样品口感的浓稠程度具有积极的作用。

因而，优选地，所述的醇类物质包括乙醇、或/和丙二醇，全脂乳酶解反应体系中，醇类物质的添加量为0.5～5.0μL/mL全脂乳，优选地，所述醇类物质为乙醇与丙二醇混合物的添加量为1.0～3.0μL/mL全脂乳，更优选为1.2～2.0μL/mL全脂乳，优选地，按添加比例为V_丙二醇:V_乙醇＝(1～6):(1～6)进行，优选地添加比例为V_丙二醇:V_乙醇＝(2～5):(1～4)，较优选为V_丙二醇:V_乙醇＝(2～4):(1～3)，更优选为(2～3):(2～3)。

酶解完毕后，可以选择加热方式进行灭酶，灭酶的目的在于使脂肪酶失去活性，终止各类型酶解反应，优选地灭酶条件为温度75～85℃，时间5～15min。进一步地，冷却可选择0～20℃环境(例如冰桶里)，冷却至室温即可。

(2)取步骤(1)中获得的酶解牛乳脂肪香基于5～25℃、3000～15000r/min离心5～25min；

其中，通常而言离心时温度不超过室温，转速不低于3000r/min，时间不低于5min，保证脂相与水相的明显分离。

优选地，所述条件为10～20℃、5000～12000r/min离心10～20min。更优选地，所述条件为取酶解牛乳脂肪香基进行10～15℃、8000～12000r/min离心10～15min。

(3)分离步骤(2)中酶解牛乳脂肪香基的全部上层脂状物加入脱脂乳中，搅拌或均质，灭菌，冷却，即得所述的液态脱脂乳。

在

具体实施方式

中，酶解牛乳脂肪香基的的全部上层脂状物使用量应不超过25g/100mL脱脂乳，不低于2g/100mL脱脂乳。否则，超过25g/100mL脱脂乳有可能会出现具有刺激感的酸味或苦味等不良风味及分层不均匀等体系不稳定问题；同时，低于2g/100mL脱脂乳有可能达不到改善脱脂乳风味口感的目的。因此，优选地酶解牛乳脂肪香基2～25g/100mL的全部上层脂状物使用量脱脂乳，更优选为地使用量为5～15g/100mL脱脂乳。

所述的搅拌或均质、灭菌和冷却方法均为本领域的常规方法，目的在于使液态脱脂乳体系均一、稳定，具有良好的感官属性。

在优选方式中，步骤(3)中所述的脱脂乳为巴氏灭菌脱脂乳或未经灭菌的脱脂乳，脂肪低于0.1％。

进一步地，步骤(3)所述的搅拌条件为5000～20000r/min，1～5min，或均质条件为一级压力150～250bar、二级压力50～100bar；优选地，所述搅拌条件为5000～7000r/min，1～2min，或均质条件为一级压力150～200bar、二级压力50～80bar。更优选地实施方式中，步骤(3)所述的液态脱脂乳的灭菌条件为巴氏灭菌，优选地温度为62～65℃、15～30min，或72～75℃、15～20s，或82～85℃、10～20s；更优选地，所述灭菌条件为72℃、15s。

进一步地，将灭菌后的液态脱脂乳放入0至4℃环境下迅速冷却。

本发明还公开了上述制备方法制备的液态脱脂乳。

与现有技术相比，本发明的积极效果在于：

本发明的方法操作简单，采用脂肪酶对全脂乳进行酶解获得的酶解牛乳脂肪香基，并利用其上层脂状物添加脱脂奶得到液态脱脂乳。试验发现，该液态脱脂乳在脂肪含量达到脱脂级别(<0.5％)，同时具有较好的风味感官属性和组织状态。

从乳成分分析结果来看，得到的液态脱脂乳符合脱脂乳含脂率不超过0.5％的要求。从粒度分布结果来看，RSMS(recombined skim milk sample，即指制备的液态脱脂乳)与同批次的巴氏灭菌乳存在基本重合的粒径范围区间，而液态乳制品粒径的大小由于口感浓稠度具有一定的关系，这对改善液态脱脂乳口感品质具有积极作用。

风味感官方面，得到的液态脱脂乳不仅具有传统酶解方法中常见的挥发性短碳链脂肪酸，还具有一定的脂肪酸酯类、酮类物质、烷烃类物质、醛类物质和内酯类物质。其中，丁酸、己酸、辛酸和癸酸均为新鲜牛乳中的常见挥发性风味物质成分。从感官评价结果来看，该液态脱脂牛乳具有较好较浓郁的牛乳风味和口感，其中牛乳风味、牛乳口感和口感浓稠度相较普通液态脱脂乳具有明显改善作用。

附图说明

图1RSMS和酶解脂肪香基与同批次PWM、PSM的粒径分布。

图2CLSM观察尼罗红荧光标记RSMS和酶解脂肪香基与同批次PWM、PSM乳脂肪球微观结构。其中，A.RSMS，B.酶解脂肪香基，C.PWM，D.PSM；A1、B1、C1、D1，尼罗红荧光探针染色图像；A2、B2、C2、D2，光学显微镜图像；A3、B3、C3、D3，重叠图像。

图3RSMS和酶解脂肪香基与同批次PWM、PSM的背散射光变化曲线。其中，A.RSMS，B.酶解脂肪香基，C.PWM，D.PSM。

图4RSMS与同批次PWM、PSM的电子鼻分析结果响应图。其中，A.RSMS，B.PWM，C.PSM。

图5液态脱脂牛乳样品的各感官评价指标分数。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。

实施例1：液态脱脂牛乳的制备工艺

1、酶解牛乳脂肪香基的制备

(1)原料牛乳验收、净乳和标准化处理；

(2)原料牛乳的灭菌：采用巴氏灭菌方法处理，条件为72℃，15s；

(3)向巴氏全脂乳中加入Lipozyme TLIM脂肪酶，加酶量为3.0U/mL；

(4)继续向体系中加入1.35μL/mL的丙二醇和乙醇的混合物，二者体积比为3:2；

(5)乳体系在55℃条件下震荡反应180min；

(6)酶解完毕后在85℃条件下灭酶5min，得到酶解牛乳脂肪香基。

2、上层脂状物的分离

(1)灭酶冷却后，均匀称取15g酶解牛乳脂肪香基，在10℃条件下进行10000r/min离心10min；

(2)离心后，分离15g酶解牛乳脂肪香基的全部上层脂状物(质量为3.42g)。

3、液态脱脂乳的制备

将上述脂状物加入100mL脱脂乳中，使用匀浆机在10000r/min条件下搅拌2min后，使用72℃、15s条件灭菌，冷却、包装，即得所述液态脱脂乳。

实施例2：液态脱脂牛乳的制备工艺

1、酶解牛乳脂肪香基的制备

(1)原料牛乳验收、净乳和标准化处理；

(2)原料牛乳的灭菌：采用巴氏灭菌方法处理，条件为85℃，10s；

(3)向巴氏全脂乳中加入Palatase 20000L脂肪酶，加酶量为7.5U/mL；

(4)继续向体系中加入2.50μL/mL丙二醇和乙醇的混合物，二者体积比为2:3；

(5)乳体系在50℃条件下震荡反应210min；

(6)酶解完毕后在85℃条件下灭酶5min，得到酶解牛乳脂肪香基。

2、上层脂状物的分离

(1)灭酶冷却后，均匀称取10g酶解牛乳脂肪香基，在10℃条件下进行8000r/min离心15min；

(2)离心后，分离10g酶解牛乳脂肪香基的全部上层脂状物(质量为2.61g)。

3、液态脱脂乳的制备

将上述脂状物加入100mL脱脂乳中，使用均质机在一级均质150bar、二级均值50bar条件下均质，使用85℃、10s条件灭菌，冷却、包装，即得所述液态脱脂乳。

测试实施例：实施例1制备的液态脱脂乳理化性质与感官品质分析结果

1、理化性质

(1)乳成分分析

乳成分分析结果由表1所示。

表1液态脱脂牛乳样品与同批次PWM、PSM乳成分分析

注：同一列不同行的不同上标字母表明具有统计学显著性差异(P<0.05)，采用SPSS中的one-way ANOVA进行统计学分析，n＝3。RSMS：液态脱脂乳样品；PWM、PSM，同批次巴氏灭菌全脂乳、脱脂乳；下同。

由表1可知，RSMS的含脂率为0.13％，符合脱脂乳含脂率不超过0.5％的要求，因此使用PWM酶解牛乳脂肪香基制备的RSMS属于脱脂乳范畴。

(2)粒度分布分析

使用Mastersizer 3000型激光粒度仪测定的RSMS与其酶解脂肪香基和同批次的PSM、PWM的粒径分布如图1所示。

从图1可知，RSMS的粒径范围较宽且粒径范围区间要大于PSM，这可能是因为它既包括了一部分粒径相对较大的脂肪香香基，又主要由粒径范围区间较小的PSM组成的原因。同时，RSMS与PWM存在基本重合的粒径范围区间，而液态乳制品粒径的大小由于口感浓稠度具有一定的关系，这在一定程度上可以解释RSMS的口感方面感官评分较高的原因，二者相似的粒径范围区间使RSMS的口感浓稠度不像PSM那样单薄。

(3)共聚焦激光扫描电镜分析

使用Zeiss LSM 510Meta型共聚焦激光扫描电镜(CLSM)对RSMS和乳脂香基与同批次的PWM、PSM进行了其乳体系的微观结构观察分析，观察结果如图2所示。

从图2A可以看出，在添加了乳脂肪球出现聚集和结合的酶解酶解脂肪香基的RSMS中，其乳体系出现了分布比较分散的乳脂肪球结构物质，这可能是RSMS存在一定脂肪含量的原因；而这些分散脂肪球的存在，可能也增加了RSMS乳体系的粒径分布区间，使其与PSM的粒径分布不同，这与粒径分布结果也比较一致，同时也可以从RSMS的微观结构上解释其口感浓稠度感官评分较好的原因。

(4)稳定性分析

使用Turbiscan Lab Experiment稳定性分析仪对RSMS和乳脂香基已经同批次的PWM和PSM进行了稳定性分析，分析结果如图3所示。

对比分析图3A与3C和3D可以发现，RSMS的稳定性变化趋势与PSM的变化趋势大致相似，均为样品池底部有一定程度的浓度增加和分相现象，样品池顶部有浓度增加的上浮层，而样品池中部大范围的浓度变化趋势均不明显。这说明RSMS的稳定性变化原因可能与PSM的稳定性变化原因大致相似，均为其乳体系中不超过0.5％乳脂肪的有限上浮作用。

2、感官品质

(1)电子鼻E-nose分析

就RSMS与PWM和PSM在风味上的相似性与相异性，使用Airsense PEN3型电子鼻对RSMS、同批次的PWM与PSM进行了电子鼻风味分析，其电子鼻中10种传感器的G/G0特征响应值变化如图4所示。

由图4可知，从电子鼻的风味分析来看，RSMS的风味组成特点与PWM大致相似，但是在风味强度变化的程度上，要相对弱于PWM。另外，从图4可以看出，RSMS的W5S、W2S和W1S的变化趋势有一定程度上的不稳定波动，这和PSM的电子鼻传感器的变化趋势有相似之处，这可能是因为RSMS的脂肪含量同PSM均处于比较低的水平，而此时乳脂肪的缺少，增加了乳体系中各乳成分的流动能力，这就可能造成了其中的风味成分状态不够均一稳定的现象。

(2)HS-SPME-GC/MS分析

使用HS-SPME-GC/MS分析条件，对RSMS的挥发性风味成分进行了分析，结果如表2所示。

表2HS-SPME-GC/MS分析RSMS和酶解脂肪香基的挥发性风味成分

注：含量为挥发性风味物质在牛乳样品中的“平均含量±标准偏差”(n＝3)；-.未检出；MS.质谱鉴定，与Nist 11的谱库检索结果一致，匹配度>80或正反匹配度>800/800；RI.保留指数鉴定；S.标准品鉴定。

由表3-2可知，使用HS-SPME-GC/MS萃取分析方法在RSMS中共萃取出48种挥发性风味物质。其中主要的挥发性物质种类有脂肪酸类、脂肪酸酯类、酮类、醛类、烷烃类和内酯类物质等。这些风味物质的出现，也说明Lipozyme TLIM酶促水解-酯化反应对于改善和提升液态脱脂牛乳样品的风味口感具有相当程度上的积极影响作用。

(3)描述性感官评价分析

结果如图5所示，由此可知，使用PWM酶解牛乳脂肪香基制备的液态脱脂牛乳样品的各项感官评价指标分数均为保持在4分以上，这说明优化的酶解条件能够对改善和提升液态脱脂牛乳样品的口感和风味起到比较明显的积极作用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。