一种益生元酸奶粉和制备方法
阅读说明：本技术 一种益生元酸奶粉和制备方法 (Prebiotics yoghurt powder and preparation method thereof ) 是由 冯仲笑 杨新球 曾宪维 吴剑锋 于 2021-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种益生元酸奶粉和制备方法,涉及食品加工的技术领域。制备方法包括：将奶制品溶液预热后与白砂糖、功能性糖、稳定剂和风味物质依次混合后搅拌,随后均质、杀菌和过滤,得到乳液；在冷却后的乳液中加入发酵乳杆菌,发酵后即得酸奶；将酸奶经真空低温带式连续干燥机进行干燥和粉碎,即得益生元酸奶粉。本申请的益生菌酸奶粉在制备过程中采用真空低温带式连续干燥机进行处理,干燥温度低,确保了产品中益生菌的活性和产量,其属于粉状的奶制品,受温度、水分和时间的影响较小,制备、保存、运输的成本较低,方便食用且富含营养,具有经济效益。(The invention discloses prebiotics yoghurt powder and a preparation method thereof, relating to the technical field of food processing. The preparation method comprises the following steps: preheating a milk product solution, mixing the milk product solution with white granulated sugar, functional sugar, a stabilizer and flavor substances in sequence, stirring, homogenizing, sterilizing and filtering to obtain an emulsion; adding lactobacillus fermentum into the cooled emulsion, and fermenting to obtain yogurt; and drying and crushing the yoghourt by a vacuum low-temperature belt type continuous dryer to obtain the prebiotics yoghourt powder. The probiotic yogurt powder is processed by the vacuum low-temperature belt type continuous drying machine in the preparation process, the drying temperature is low, the activity and the yield of probiotics in the product are ensured, the probiotic yogurt powder belongs to powdery dairy products, the influence of temperature, moisture and time is small, the preparation, storage and transportation costs are low, the probiotic yogurt powder is convenient to eat and rich in nutrition, and economic benefits are achieved.)
技术领域
本发明涉及食品加工的技术领域，尤其涉及一种益生元酸奶粉和制备方法。
背景技术
益生菌通过定殖在人体内改变宿主的菌群组成，调节宿主黏膜与系统免疫功能，适当补充酸奶等富含益生菌的食物可以调节肠道内菌群平衡，产生有利于健康作用的单微生物或组成明确的混合微生物，有效促进营养吸收和维持肠道健康。
目前的酸奶一般多为发酵产品，对于酸奶的产品形态主要是液体，需要在低温环境中短时间储存、出售，货架期较短，运输过程需要冷链，整个保存、运输过程的成本高、保存周期短，此外一些采用玻璃包装的酸奶产品遭到磕碰之后便容易破碎。另外市售的一些发酵粉，即牛奶粉+发酵菌种配好，需要个人自主添加水后在家庭中发酵，多由家庭购买使用，但因需要发酵使用，操作不便，若在家庭发酵过程中存在污染，则不能食用，存在不确定性，故此类产品也一直未能有得到广泛使用。
因此，研究出方便运输、食用和保存的发酵后奶制品，同时尤为关键的是该奶制品附带有丰富的益生菌含量。
发明内容
本发明提供了一种益生元酸奶粉和制备方法，属于粉状的发酵后奶制品，具有运输成本低、使用方便的优势，其具有丰富的益生菌含量，食用时可直接或采用温水冲服，方便饮用且富含营养，经济效益高。
为了解决上述技术问题，本发明实施例之一提供了一种益生元酸奶粉的制备方法，包括以下步骤：
S1、将奶制品溶液预热后与除发酵乳杆菌外其他原料依次混合后搅拌，随后均质、杀菌和过滤，得到乳液；
S2、在冷却后的所述乳液中加入发酵乳杆菌，发酵后即得酸奶；
S3、将酸奶经真空低温带式连续干燥机进行干燥和粉碎，即得益生元酸奶粉。
通过采用上述方案，该益生元酸奶粉为粉状的发酵后奶制品，发酵后的酸奶采用真空低温连续干燥机进行低温温和干燥，相比于传统的冷冻干燥和喷雾干燥，本方案的干燥温度控制在益生菌可耐受的温度范围内，减少干燥过程对酸奶内益生菌的活性和含量降低的影响，益生菌酸奶粉产品中的益生菌活性高且含量丰富，制作成本低且粉状产品易于保存、运输和食用，营养美味；此外，传统的酸奶干燥为静态干燥，本方案中的真空低温连续干燥机可以连续干燥处理，有助于产能的放大连续生产；同时，真空低温连续干燥机使干燥后的酸奶形成多孔疏松状，具有一定程度的疏松效果，从微观结构上看内部具有微孔，粉碎后颗粒的流动性强，速溶效果好。
作为优选方案，在所述S3中，所述真空低温带式连续干燥机的干燥温度为20℃-58℃。
作为优选方案，所述真空低温带式连续干燥机包括带干机机身，所述带干机机身内设置有连续运输酸奶的履带，所述带干机机身内靠近进口端设置有若干加热单元，所述加热单元控制温度为30℃-58℃，所述带干机机身内靠近出口端设置有若干降温单元，所述降温单元控制温度为20℃-45℃。
作为优选方案，所述带干机机身内且位于履带下方设置有加热板，所述加热板自进料端至出料端方向依次设置有第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元、第四加热单元、第一降温单元和第二降温单元，所述第一加热单元和第二加热单元的温度为40℃-58℃，所述第三加热单元和第四加热单元的温度为30℃-48℃，所述第一降温单元的温度控制在25℃-45℃，所述第二降温单元的温度控制在20℃-25℃。
通过采用上述方案，浆状酸奶经履带在带干机机身内连续移动，可以实现连续干燥处理，履带缓慢移动的过程中，同时采用加热板对浆状酸奶进行分阶段的升温和降温处理，保证干燥温度温和，避免冷热交换的温差较大影响益生菌的存活，确保了最终产品中酸奶的活性和含量。
作为优选方案，在所述S1中，所述牛奶的预热温度为45℃-55℃，搅拌时间为15min-20min，采用80目筛网过滤，均质压力为9.5MPa-24.5MPa，杀菌温度为90℃，杀菌时间为15min-25min；在所述S2中，发酵温度为40℃-43℃，发酵时间为2.5h-3h，发酵最终酸度为0.7％-0.8％。
为了解决上述技术问题，本发明实施例之一提供了一种益生元酸奶粉，包括以下原料组分：
白砂糖：5wt％-8wt％；
功能性糖：1.5wt％-2wt％；
发酵乳杆菌：0.02wt％-0.08wt％；
稳定剂：0.05wt％-0.15wt％；
风味物质：0-1wt％；
奶制品溶液：余量。
通过采用上述方案，以鲜奶或其他奶制品为原料，益生元酸奶粉具有丰富的蛋白质和益生菌，在发酵初期，益生菌可以利用功能性低聚糖作为增殖原料，并产生乳酸、丁酸以使蛋白变性，发酵后的酸奶具有丰富的膳食纤维、蛋白质和维生素B1、B2、铁、钙等矿物质，还有各种乳酸、丁酸、钙和有益菌发酵生产的有益物质，具有营养美味的特点。
作为优选方案，所述奶制品溶液为牛奶、复原乳、羊奶中的一种或多种。
作为优选方案，所述功能性糖为低聚果糖、低聚半乳糖、阿洛酮糖、燕麦β-葡聚糖中的两种或多种。
作为优选方案，所述发酵乳杆菌为鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、副干酪乳杆菌、双歧杆菌的两种或多种。
作为优选方案，所述稳定剂为黄原胶和果胶。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
1、益生元酸奶粉为粉状的发酵后奶制品，易于保存、运输和食用，发酵后的酸奶采用真空低温连续干燥机进行低温温和干燥，干燥温度温和，产品中益生菌活性高且含量丰富，营养美味。
2、浆状酸奶经履带在带干机机身内连续移动，履带缓慢移动的过程中，同时采用加热板对浆状酸奶进行分阶段的升温和降温处理，保证干燥温度温和，确保了最终产品酸奶中益生菌的活性和含量，同时干燥过程可以连续进出料处理，有助于酸奶产能的放大连续生产。
3、益生元酸奶粉具有丰富的蛋白质和益生菌，发酵初期益生菌可以利用功能性低聚糖作为增殖原料，发酵后的酸奶具有丰富的膳食纤维、蛋白质和维生素B1、B2、铁、钙等矿物质，还有各种乳酸、丁酸、钙和有益菌发酵生产的有益物质，具有营养美味的特点。
附图说明
图1：为本发明实施例中真空低温带式连续干燥机的结构示意图。
其中，说明书附图的附图标记如下：1、进料罐；2、二次蒸汽排出管；3、带干机机身；4、加料管；5、履带；6、加热板；7、收料罐；8、旋刀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供一种粉状发酵后奶制品，将发酵后酸奶经真空低温带式连续干燥机干燥、粉碎制备而成，干燥过程采用益生菌可耐受的温和干燥温度，确保了产品中益生菌的活性和含量，突破了真空状态下的连续进出料难题，有助于产能的放大连续生产，获得的益生元酸奶粉具有运输和保存成本低、方便食用和营养美味等特点。
实施例一
一种益生元酸奶粉，参照图1，采用以下步骤制备而成：
S1、将93.9wt％奶制品溶液预热到45℃后，与4wt％白砂糖、2wt％功能性糖和0.05wt％稳定剂依次混合并搅拌，搅拌时间为20min，随后均质、杀菌和过滤，控制均质的压力为9.5MPa，控制杀菌温度为90℃，控制杀菌时间为15min，得到乳液；
S2、将乳液冷却到40℃，随后加入0.05wt％发酵乳杆菌进行发酵，控制发酵温度为40℃，发酵时间为3h，发酵的酸度达到0.7％即可停止发酵，获得酸奶；
S3、将酸奶经真空低温带式连续干燥机进行干燥和粉碎，控制干燥温度为40℃，将所得物料定量包装后即得益生元酸奶粉。
其中，奶制品溶液为牛奶，功能性糖由低聚果糖和低聚半乳糖按质量比为7：3的比例复配而成，低聚果糖的蔗果三糖含量≥60w/％(干基计)，优选低聚果糖的蔗果三糖含量80w/％(干基计)；稳定剂由黄原胶和果胶按质量比为1：1的比例复配而成；发酵乳杆菌由嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、副干酪乳杆菌复配而成，嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、副干酪乳杆菌的接种量均为1×106cfu/g。
实施例二
一种益生元酸奶粉，参照图1，采用以下步骤制备而成：
S1、将96.47wt％奶制品溶液预热到55℃后，与2wt％白砂糖、1.5wt％功能性糖和0.01wt％稳定剂依次混合并搅拌，搅拌时间为15min，随后均质、杀菌和过滤，控制均质的压力为20MPa，控制杀菌温度为90℃，控制杀菌时间为20min，得到乳液；
S2、将乳液冷却到45℃，随后加入0.02wt％发酵乳杆菌进行发酵，控制发酵温度为43℃，发酵时间为2.5h，发酵的酸度达到0.8％即可停止发酵，获得酸奶；
S3、将酸奶经真空低温带式连续干燥机进行干燥和粉碎，控制干燥温度为55℃，将所得物料定量包装后即得益生元酸奶粉。
其中，奶制品溶液由牛奶和复原乳按质量比为1：1的比例混合而成；功能性糖由低聚半乳糖和阿洛酮糖按质量比为5：5的比例复配而成；稳定剂由黄原胶和果胶按质量比为1：1的比例复配而成；发酵乳杆菌由嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、副干酪乳杆菌复配而成，嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、副干酪乳杆菌的接种量均为1×106cfu/g。
实施例三
一种益生元酸奶粉，参照图1，采用以下步骤制备而成：
S1、将89.97wt％奶制品溶液预热到50℃后，与8wt％白砂糖、1.8wt％功能性糖和0.15wt％稳定剂依次混合并搅拌，搅拌时间为15min，随后均质、杀菌和过滤，控制均质的压力为24.5MPa，控制杀菌温度为90℃，控制杀菌时间为25min，得到乳液；
S2、将乳液冷却到40℃，随后加入0.08wt％发酵乳杆菌进行发酵，控制发酵温度为42℃，发酵时间为3h，发酵的酸度达到0.7％即可停止发酵，获得酸奶；
S3、将酸奶经真空低温带式连续干燥机进行干燥和粉碎，控制干燥温度为50℃，将所得物料定量包装后即得益生元酸奶粉。
其中，奶制品溶液由牛奶粉加水溶解后制成的牛奶；功能性糖由低聚果糖和低聚半乳糖按质量比为7：3的比例复配而成，低聚果糖的蔗果三糖含量≥60w/％(干基计)，优选低聚果糖的蔗果三糖含量80w/％(干基计)；稳定剂由黄原胶和果胶按质量比为1：1的比例复配而成；发酵乳杆菌由嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、副干酪乳杆菌复配而成，嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、副干酪乳杆菌的接种量均为1×106cfu/g。
实施例四
一种益生元酸奶粉，参照图1，采用以下步骤制备而成：
S1、将92.14wt％奶制品溶液预热到45℃后，与6wt％白砂糖、1.7wt％功能性糖和0.1wt％稳定剂依次混合并搅拌，搅拌时间为20min，随后均质、杀菌和过滤，控制均质的压力为24.5MPa，控制杀菌温度为90℃，控制杀菌时间为15min，得到乳液；
S2、将乳液冷却到40℃，随后加入0.06wt％发酵乳杆菌进行发酵，控制发酵温度为42℃，发酵时间为3h，发酵的酸度达到0.7％即可停止发酵，获得酸奶；
S3、将酸奶经真空低温带式连续干燥机进行干燥和粉碎，控制干燥温度为50℃，将所得物料定量包装后即得益生元酸奶粉。
其中，92.14wt％奶制品溶液中的77wt％为牛奶粉加水溶解后制成的牛奶22.14wt％为羊奶粉加水溶解后制成的羊奶；功能性糖由低聚果糖、阿洛酮糖和燕麦β-葡聚糖按质量比为3：3：4的比例复配而成，低聚果糖的蔗果三糖含量≥60w/％(干基计)，优选低聚果糖的蔗果三糖含量80w/％(干基计)；稳定剂由黄原胶和果胶按质量比为1：1的比例复配而成；发酵乳杆菌由嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌复配而成，嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌的接种量均为1×106cfu/g。
实施例五
一种益生元酸奶粉，参照图1，采用以下步骤制备而成：
S1、将89.16wt％奶制品溶液预热到45℃后，与8wt％白砂糖、1.7wt％功能性糖、1wt％风味物质和0.08wt％稳定剂依次混合并搅拌，搅拌时间为20min，随后均质、杀菌和过滤，控制均质的压力为24.5MPa，控制杀菌温度为90℃，控制杀菌时间为15min，得到乳液；
S2、将乳液冷却到40℃，随后加入0.06wt％发酵乳杆菌进行发酵，控制发酵温度为42℃，发酵时间为3h，发酵的酸度达到0.7％即可停止发酵，获得酸奶；
S3、将酸奶经经真空低温带式连续干燥机进行干燥和粉碎，控制干燥温度为50℃，将所得物料定量包装后即得益生元酸奶粉。
其中，奶制品为羊奶；功能性糖由低聚果糖和低聚半乳糖按质量比为4：1的比例复配而成，低聚果糖的蔗果三糖含量≥60w/％(干基计)，优选低聚果糖的蔗果三糖含量80w/％(干基计)；稳定剂由黄原胶和果胶按质量比为1：1的比例复配而成；发酵乳杆菌由鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、双歧杆菌复配而成，鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌、双歧杆菌的接种量均为1×106cfu/g；风味物质可以为果蔬粉、蔓越莓粉、黄桃粉、绿茶粉、红茶粉、金花茶粉，可以根据实际的目标产品做相应选择，在本方案中优选为果蔬粉。
实施例六
一种真空低温带式连续干燥机，参照图1，用于制备上述实施例1-5中的益生元酸奶粉，包括呈圆筒型闭合设置的带干机机身3，带干机机身3内的真空度≥-99kpa,带干机机身3的内部滚动安装有对浆状酸奶进行运输的履带5和固定安装有对浆状酸奶进行干燥的加热板6。带干机机身3的顶部一侧设置为进料端，带干机机身3位于进料端安装有装载浆状酸奶的进料罐1，带干机机身3的底部远离进料罐1一侧设置为出料端，带干机机身3位于出料端安装有收集干燥后酸奶的收料罐7。进料罐1内的酸奶经履带5在带干机机身3内部进行连续运输和干燥，使传统酸奶的静态干燥成功转化为动态干燥，突破了真空状态下来连续进出料的技术难题，在大幅提高干燥制品产量的同时使生产成本全面下降，确保了酸奶产能的放大连续生产。
具体地，进料罐1连接有加料管4，加料管4远离进料罐1的一端延伸至履带5的上表面，履带5的上表面呈水平设置，加料管4掉落的酸奶通过布料器可以均匀铺展在履带5上表面，然后由传动装置拖动履带5滚动，履带5的运行频率控制在20HZ-30HZ，实现对酸奶的连续运输。
具体地，加热板6水平设置，位于上层的履带5贴附于加热板6的上表面，加热板6分为加热区域和降温区域。加热区域位于带干机机身3靠近进料端的一侧，加热区域的加热板6热能透过履带5由下往上传热，使铺展在履带5上表面的物料吸热后产生蒸发作用，浆状酸奶在履带5缓慢移动的过程中形成疏松片状干燥饼。降温区域位于带干机机身3靠近出料端的一侧，此时酸奶的热能由上往下传热到达降温区域的加热板6，从而冷却到常温并完成干燥。
具体地，加热区域包括沿进料端至出料端依次排列的第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元和第四加热单元，每个加热单元均设置有蒸汽进口，采用蒸汽对加热板6进行温度调控，各个加热单元的蒸汽独立循环，使用后的蒸汽通过二次蒸汽排出管2排出带干机机身3。降温区域包括第一降温单元和第二降温单元，每个降温单元均设置有进水口，采用冷却水对加热板6进行温度调控，各个降温单元的冷却水独立循环。其中，第一加热单元和第二加热单元的温度控制在40℃-58℃，第三加热单元和第四加热单元的温度控制在30℃-48℃，第一降温单元的温度控制在25℃-45℃，第二降温单元的温度控制在20℃-25℃。整个干燥过程温度温和，由于是真空低温干燥，可以满足大部分热敏性物料的加工要求，从而最大限度地保存了酸奶益生菌发酵后的有效成分。
具体地，收料罐7位于履带5和加热板6远离进料罐1的一侧末端下方，收料罐7的内部安装有旋刀8，履带5干燥后的酸奶掉落到收料罐7内部，旋刀8用于对干燥后呈疏松片状的酸奶干燥饼进行粉碎。干燥后所得的酸奶粉具有一定程度的疏松效果，同时从微观结构上可以看到内部具有微孔，粉碎到所需要的粒径后，颗粒流动性好，速溶性较好，提升产品的档次。酸奶干燥后不仅含有丰富的蛋白质，且保留了大量的益生菌，同时还含有丰富的益生元膳食纤维、维生素、铁、钙等矿物质，可以直接冲调饮用，方便营养健康美味。
对比例一
一种益生元酸奶粉，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例一相同，不同之处在于：在S03中，采用喷雾干燥机的方式对酸奶进行干燥。
对比例二
一种益生元酸奶粉，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例一相同，不同之处在于：在S03中，采用真空低温冻干机对酸奶进行干燥。
对比例三
一种益生元酸奶粉，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例二相同，不同之处在于：在S03中，采用喷雾干燥机的方式对酸奶进行干燥。
对比例四
一种益生元酸奶粉，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例二相同，不同之处在于：在S03中，采用真空低温冻干机对酸奶进行干燥。
对比例五
一种益生元酸奶粉，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例三相同，不同之处在于：在S03中，采用喷雾干燥机的方式对酸奶进行干燥。
对比例六
一种益生元酸奶粉，各步骤及各步骤所涉及的试剂、参数等均与实施例三相同，不同之处在于：在S03中，采用真空低温冻干机对酸奶进行干燥。
性能检测试验
益生菌含量检测：根据GB 4789.35-2016《食品安全国家标准-食品微生物学检验-乳酸菌检验》检测不同实施例和不同对比例中S2中的酸奶和S3中益生菌酸奶粉的益生菌总含量(cfu/g)，检测结果如表1所示。
表1-实施例1-5的酸奶和益生菌酸奶粉的益生菌总含量
结合表1中实施例1-3和对比例1-6的检测结果可知，传统的酸奶干燥方式主要有喷雾干燥和真空低温冻干两种方式，喷雾干燥处理的成本稍低，但对原味及活菌的保存不足，对粘度稍高和有热敏性要求的产品更是无能为力，表中可以看出干燥后益生菌的含量急剧下降；而采用真空低温冻干处理的酸奶益生菌含量虽然得到了最大效益的保存，但该处理方式存在产量低且成本昂贵的缺陷。而本申请采用真空低温连续带式干燥机处理的产品益生菌含量远高于喷雾干燥方式，略低于真空低温冻干处理方式，可以在最大程度确保产品中益生菌含量的前提下放大产能的连续生产，生产成本低且产量提高，本申请最终获得的益生菌酸奶粉具有运输、保存、制备成本低、方便食用、营养美味的特点。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。