一种防止乳清析出的酸奶制备方法
阅读说明：本技术 一种防止乳清析出的酸奶制备方法 (Preparation method of yoghourt capable of preventing whey from separating out ) 是由 张凤 王静 洪阳 李婉竹 朱旭 王鹏杰 陈冲 蒋源渊 周鑫 于 2020-11-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于食品技术加工领域,具体公开了一种防止乳清析出的酸奶制备方法。具体包括以下步骤：S1,取牛乳,并将牛乳的pH值调节到5.0～6.7,得到乳液A；S2,在步骤S1中所制备的乳液A中加入TG酶,并进行孵化,得到乳液B；S3,将步骤S2中所制备的乳液B的pH值调节到6.5～6.7,进行杀菌灭酶,加入发酵物质后进行保存。本发明的制备方法简单,易于操作,其能有效解决酸奶在发酵贮藏过程中脱水收缩的现象的发生,从而提高酸奶稳定性。(The invention belongs to the technical field of food processing, and particularly discloses a preparation method of yoghourt for preventing whey from separating out. The method specifically comprises the following steps: s1, taking cow milk, and adjusting the pH value of the cow milk to 5.0-6.7 to obtain emulsion A; s2, adding TG enzyme into the emulsion A prepared in the step S1, and incubating to obtain emulsion B; s3, adjusting the pH value of the emulsion B prepared in the step S2 to 6.5-6.7, sterilizing and inactivating enzymes, adding a fermentation substance, and storing. The preparation method is simple and easy to operate, and can effectively solve the problem of syneresis of the yoghourt in the fermentation and storage processes, thereby improving the stability of the yoghourt.)
技术领域
本发明属于食品技术加工领域，特别涉及一种防止乳清析出的酸奶制备方法。
背景技术
酸奶已成为世界范围内普遍流行的一种具备丰富的营养价值的食品，其具有清爽新鲜的醇厚风味和入口即化的特殊口感，吸引了广泛的消费人群。酸奶主要是利用乳酸菌发酵牛乳中的乳糖，从而产生乳酸而形成的一类发酵产品。在酸奶的发酵过程中，由于乳酸菌的作用，牛乳中20％以上的糖及蛋白质被分解，当乳体系的pH值下降到酪蛋白的等电点pI时，酪蛋白胶束解离成酪蛋白单体，此时，蛋白质溶解度降低而聚集形成的具有三维空间网络结构的凝胶，这使得人体更容易吸收酸奶中的蛋白质、钙等营养物质。
尽管酸奶易于人体吸收，但在酸奶的发酵贮藏过程中经常会出现不同程度的产品质量问题，尤其是酸奶产生脱水收缩，并伴随着乳清析出等现象的发生，严重影响消费者的体验感。酸奶中乳清析出的主要原因是牛乳酸化过程中，酪蛋白分子先从胶束结构中解离，再重新聚合成比天然胶束更大的颗粒，颗粒间重新形成三维网络结构，由于酪蛋白颗粒的聚集是通过疏水作用力和氢键等非共价键维持的，疏水作用力和氢键等非共价键的作用力较小导致凝胶结构易被破坏，造成凝胶网络中结合的水分子游离出来，从而形成乳清析出的现象。因此加强乳蛋白分子间相互作用对防止乳清析出具有重大的意义。
目前围绕加强乳蛋白分子间相互作用的常规方法有物理条件改变、化学试剂作用或加入酶催化，其中，酶催化反应因其反应的专一性和条件温和性的特点，广泛应用于加强乳蛋白分子间的相互作用。谷氨酰胺转移酶(TG酶)被广泛的应用于酸奶的生产加工中，其是一种酰基转移酶，可催化蛋白质分子间或分子内形成ε-(γ-谷氨酰基)赖氨酸共价键，从而加强乳蛋白分子间相互作用，减轻酸奶脱水收缩现象，使酸奶具有更平滑的质地和更好的稳定性。TG酶虽然可以显著性提高酸奶的持水能力，减轻脱水收缩现象，但是仍不能完全解决酸奶在发酵贮藏过程中乳清析出的问题。添加TG酶后，酸奶持水能力可以提高10％左右，最高可达52％，但是乳清析出率仍然保持在15％左右,初步判定是因为酪蛋白胶束在TG酶的作用下交联键的数量仍不够多，导致乳蛋白脱水收缩形成乳清析出的现象。因此，加强乳蛋白交联键的数量对酸奶的稳定性具有至关重要的作用。
通过降低酪蛋白胶束中胶体磷酸钙的含量，解离酪蛋白胶束形成单体结构，有利于提高凝胶的稳定性，因此，磷酸钙是改变牛乳中酪蛋白胶束的关键，磷酸钙在酪蛋白胶束中的状态会对胶束的稳定性产生重要的影响。而牛奶中酪蛋白和矿物质的状态受pH值、温度和钙离子螯合剂等多方面的影响。有相关研究表明，在转谷氨酰胺转氨酶交联蛋白质分子前，向牛奶中添加螯合盐(如柠檬酸钠、多磷酸盐等)可诱导酪蛋白胶束中的胶体磷酸钙溶解，解离酪蛋白胶束，其后再利用转谷氨酰胺酶交联乳蛋白发酵形成酸奶。该方法制备的酸奶质地要优于传统添加转谷氨酰胺酶制备的酸奶，但是该方法仍存在如下弊端：
(1)柠檬酸钠等螯合盐添加量大：根据大量研究数据证明，柠檬酸钠等螯合剂的添加量需大于或等于3g/L时，利用TG酶交联制备的酸奶稳定性具有较大的改善现象，但一般钙螯合剂和牛奶的重量比为0.003:1～0.01:1，因此上述方法对柠檬酸钠等螯合盐添加量的要求较大；
(2)影响酸奶口感：柠檬酸钠等螯合盐具有咸辣味，在制备酸奶过程中，添加量过大可能会导致酸奶的口感发生改变，尤其是针对无糖酸奶，其对口感的影响更加显著。
基于上述分析可知，在现有的方法制备出的酸奶容易出现乳清析出现象，现有技术中的解决方法中仍然存在酪蛋白胶束交联键的数量仍不够多，螯合盐添加量大和影响酸奶口感等问题。因此，本领域亟需开发一种能有效防止乳清析出的酸奶制备方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种防止乳清析出的酸奶制备方法。本发明的制备方法简单，易于操作，其能有效解决酸奶在发酵贮藏过程中脱水收缩的现象的发生，从而提高酸奶稳定性。
实现本发明目的的技术方案是：
一种防止乳清析出的酸奶制备方法，包括以下步骤：
S1，取牛乳，并将牛乳的pH值调节到5.0～6.7，得到乳液A；
S2，在步骤S1中所制备的乳液A中加入TG酶，并进行孵化，得到乳液B；
S3，将步骤S2中所制备的乳液B的pH值调节到6.5～6.7，进行杀菌灭酶，加入发酵物质后进行保存。
本发明中的牛乳取自于重庆市天友乳业股份有限公司乳品二厂，优选pH值为6.7的鲜牛乳。鲜牛乳中酪蛋白胶束的表面含有负电荷，本发明通过调节使得pH值下降，pH值下降过程中，牛乳中的负电荷的数量越来越少，斥力降低，疏水力加强，磷酸钙(稳定酪蛋白胶束的结构)渐渐溶解。而针对酸奶在发酵贮藏过程中脱水收缩的现象，通过调节牛乳pH值，改变酪蛋白胶束结构，形成酪蛋白单体后再利用TG酶交可减轻酸奶脱水收缩现象，提高酸奶稳定性，避免了柠檬酸钠等螯合盐的大量添加，保证了酸奶的口感。
本发明采用的鲜牛乳在加工之前还包括脱脂预处理，所述脱脂预处理过程为将新鲜牛奶置于冷冻离心机中，并在温度为3～6℃的条件下进行离心，收集下层牛乳。鲜牛奶经过脱脂处理后蛋白质、碳水化合物含量占比高，脂肪含量降到1％左右，热量比较低，适合热量需求不高的人群和脂肪消化不良的儿童；同时脱脂后也不易发生氧化，可延长保存时间。在3～6℃条件下进行脱脂可使得脱脂更加彻底。
此外，将步骤S3中所制备的乳液B的pH值调节到6.5～6.7，本发明优选将pH值调节到6.5，这样可使得调节过程方便调回，且节约调节的时间。
本发明的有益效果在于：本发明通过调控牛乳PH值，解离酪蛋白胶束结构，利用TG酶交联乳蛋白，从而减轻酸奶脱水收缩现象，提高酸奶稳定性。采用本发明方法制备的酸奶入口即化，具有清爽新鲜的醇厚风味；此外，还能有效防止乳清析出现象，进一步延长了酸奶的贮存期限。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是不同添加量的酸度调节剂对牛乳pH值的影响图。
图2是实施例2-实施例4中酸奶乳清析出的一种实物图。
图3是实施例2-实施例4中酸奶乳清析出的另一种实物图。
图4是不同pH值处理后得到的酸奶澄清指数的影响图。
图5是实施例2中得到的酸奶透射率的影响图。
图6是实施例3中得到的酸奶透射率的影响图。
图7是实施例4中得到的酸奶透射率的影响图。
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做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。
实施例1
一种防止乳清析出的酸奶制备方法，包括以下步骤：
S1，取牛乳，并采用柠檬酸、稀盐酸或乳酸等酸度调节剂将牛乳的pH值调节到5.0～6.7，得到乳液A；
S2，在步骤S1中所制备的乳液A中加入TG酶，并进行孵化，得到乳液B，其中，孵化温度为30～60℃，孵化时间为1.3～1.8h；
S3，将步骤S2中所制备的乳液B采用的NaOH溶液将pH值调节到6.5～6.7，进行杀菌灭酶，加入发酵物质后进行保存；其中，杀菌灭酶的温度为80～100℃，时间为3～8min；发酵物质为菌种或葡萄糖酸-δ-内酯。
实施例2
一种防止乳清析出的酸奶制备方法，包括以下步骤：
S1，取4000g新鲜牛乳置于冷冻离心机中，在4℃的条件下离心25min，收集下层牛乳；
S2，利用1mol/L的柠檬酸调节步骤S1中牛乳的pH值，使牛乳的PH为6.7，得到乳液A，并记录柠檬酸所需的量；
S3，在步骤S2中所制备的乳液A中加入3U/g的TG酶，然后在磁力搅拌器的作用下搅拌3分钟，使其完全分散，在45℃条件下孵化1.5小时，得到乳液B；
S4，采用1mol/L的稀NaOH溶液，将步骤S3中所制备的乳液B的pH值调节到6.5，在95℃条件下进行杀菌灭酶5min，添加100DCU/T菌种，并置于43℃的恒温箱中4h后进行冷却，得到酸奶样品，最后将样品置于4℃条件下保存备用。
实施例3
一种防止乳清析出的酸奶制备方法，包括以下步骤：
S1，取4000g新鲜牛乳置于冷冻离心机中，在4℃的条件下离心25min，收集下层牛乳；
S2，利用1mol/L的柠檬酸调节步骤S1中牛乳的pH值，使牛乳的PH为6.0，得到乳液A，并记录柠檬酸所需的量；
S3，在步骤S2中所制备的乳液A中加入3U/g的TG酶，然后在磁力搅拌器的作用下搅拌3分钟，使其完全分散，在45℃条件下孵化1.5小时，得到乳液B；
S4，采用1mol/L的稀NaOH溶液，将步骤S3中所制备的乳液B的pH值调节到6.5，在95℃条件下进行杀菌灭酶5min，添加1％～2％的葡萄糖酸-δ-内酯，并置于43℃的恒温箱中4h后进行冷却，得到酸奶样品，最后将样品置于4℃条件下保存备用。
实施例4
一种防止乳清析出的酸奶制备方法，包括以下步骤：
S1，取4000g新鲜牛乳置于冷冻离心机中，在4℃的条件下离心25min，收集下层牛乳；
S2，利用1mol/L的稀盐酸调节步骤S1中牛乳的pH值，使牛乳的PH为5.2，得到乳液A，并记录稀盐酸所需的量；
S3，在步骤S2中所制备的乳液A中加入3U/g的TG酶，然后在磁力搅拌器的作用下搅拌3分钟，使其完全分散，在45℃条件下孵化1.5小时，得到乳液B；
S4，采用1mol/L的稀NaOH溶液，将步骤S3中所制备的乳液B的pH值调节到6.5，在95℃条件下进行杀菌灭酶5min，添加100DCU/T菌种，并置于43℃的恒温箱中4h后进行冷却，得到酸奶样品，最后将样品置于4℃条件下保存备用。
实施例5
一种防止乳清析出的酸奶制备方法，包括以下步骤：
S1，取4000g新鲜牛乳置于冷冻离心机中，在4℃的条件下离心25min，收集下层牛乳；
S2，利用1mol/L的乳酸调节步骤S1中牛乳的pH值，使牛乳的PH为5.0，得到乳液A，并记录乳酸所需的量；
S3，在步骤S2中所制备的乳液A中加入3U/g的TG酶，然后在磁力搅拌器的作用下搅拌3分钟，使其完全分散，在45℃条件下孵化1.5小时，得到乳液B；
S4，采用1mol/L的稀NaOH溶液，将步骤S3中所制备的乳液B的pH值调节到6.5，在95℃条件下进行杀菌灭酶5min，添加1％～2％的葡萄糖酸-δ-内酯，并置于43℃的恒温箱中4h后进行冷却，得到酸奶样品，最后将样品置于4℃条件下保存备用。
实验验证
1、酸添加量的计算
利用酸度调节剂调节实施例2-实施例4中牛乳的pH值，使牛乳的pH值分别为6.7、6.0、5.2、5.0，并记录酸度调节剂所需的添加量。
2、牛乳颗粒的直径测量
分别将实施例2-实施例4步骤S2中制得的乳液A用常温下的超纯水稀释500倍，通过粒径分析仪测定各组样品(即样品1、样品2和样品3)在调节pH后的粒径分布，测试时，样品的环境温度为25℃，折射率为1.529。
3、酸奶乳清析出率的测定
取实施例2-实施例4制得的酸奶各60g，用直径为2mm的注射器针头分别吸取酸奶上清液，并称取上清液重量，按照以下公式计算酸奶乳清析出率：
酸奶乳清析出率(％)＝上清液重量(g)/样品重量(g)×100％
4、酸奶稳定性的测定
使用Lumisizer分析仪对实施例2-实施例4进行分析，通过离心原理使样品粒子在重力或离心力下移动，通过近红外光进行观察，计算出沉降速率，通过分析沉淀和悬浮的分离时间过程，根据结果数据，对比不同样品的稳定性。其中，测试条件：转速为2000rmp，时间为100min，温度为4℃。
实施效果
1、加酸量对牛乳pH值得影响
正常牛乳的pH值为6.4～6.8，平均为6.6，本次实验所用的牛乳pH为6.7，而酸度调节剂添加量对牛乳的pH值影响如图1所示，当酸度调节剂添加量为0.0099mol/L(1.9g/L)时，牛乳的pH为5.2，当酸度调节剂添加量为0.0040mol/L(0.76g/L)时，牛乳的PH为6.0，但是本发明的研究显示当牛乳的pH为5.0时极易形成沉淀现象，此原因可能是在该条件下，解离的酪蛋白单体相互聚集重新聚合形成胶粒，导致体系溶解度降低，黏度增加。因此，酸度调节剂的用量和常规钙螯合剂的添加量(≥3g/L)相当时，效果显著降低。
2、不同pH值对牛乳颗粒直径的影响
对不同pH值处理后的牛乳颗粒直径进行测定，牛乳的pH值分别为6.7、6.0、5.2，测量结果如表1所示：
表1不同pH对牛乳颗粒直径的影响
*表中a～c表示不同pH值对牛乳粒径的显著性差异(P<0.05)
由表1可知，牛乳的pH值越低，牛乳颗粒的直径越小，表明调节牛乳的pH值可降低牛乳的平均粒径。其原因可能是磷酸钙结合酪蛋白中的αs1-、αs2-、β-和κ-酪蛋白单体，组成酪蛋白胶束结构，而通过降低牛乳的pH值，减少酪蛋白胶束表面的负电荷，降低斥力，疏水力加强，磷酸钙(稳定酪蛋白胶束的结构)渐渐溶解，从而导致胶束中各蛋白之间的连接程度降低，直观表现为牛乳颗粒直径的显著减小。
3、不同pH值对酸奶乳清析出的影响
不同处理方式得到的酸奶乳清析出率如图2和图3所示：
由图2和图3可以看出，经过不同pH值处理条件下的牛乳，在TG酶的交联下，随着pH值的降低，酸奶的乳清析出现象呈现下降的趋势，但是当pH值低于5.2时，由实施效果1可知，牛乳中酪蛋白蛋白会产生聚集现象，不利于产品的稳定性。在牛乳的PH为5.2时，酸奶的乳清现象显著性减少，这是因为牛乳在经过PH处理后，酪蛋白胶束得到充分解离，增加了与TG酶的交联位点，水分不易从酸奶的凝胶网络中析出，改善了酸奶的乳清析出现象。
4、不同pH值处理对酸奶稳定性的影响
不同处理方式得到的酸奶澄清指数及透射率见图4至图7所示：
根据Stocks法则，当溶液中颗粒较小，粘度较高时，颗粒的浮动较慢，因此，聚合物的稳定性增加。凝聚物的稳定性通过测定粒子位移速率与光的穿透关系，记录下随着时间改变的粒子行为。随离心率增加，光透过率越大、澄清指数越高表明该物质越不稳定。
由图4可知，经不同pH值处理后的牛乳其制备的酸奶澄清指数具有显著性差异，随着pH值的降低，酸奶的澄清指数下降，这说明随着pH值的下降，酸奶的稳定性显著性增加。图5至图7也同时证明该现象，综合上述图1至图7所示，pH值在5.2时，酸奶的稳定性显著性增强，具有较好的稳定性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步地的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方法而已，并不用于限制本发明，凡是在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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