一种运动型发酵乳及其制备方法与流程

1.本发明总体属于发酵乳制品技术领域，具体地涉及一种运动型发酵乳及其制备方法。


背景技术：

2.近些年来，随着人们生活水平的不断提高，快乐运动与健康生活的观念也日益得到人们的认可和接受，越来越多的人群参与到运动健身的活动中。在人们运动的过程中，不可避免地会造成一定的肌肉疲劳，因此需要提供一定的营养食品为身体提供能量、补充营养以及缓解运动疲劳。
3.目前，功能饮料得到运动爱好者的不断关注。然而，针对运动消费场景，功能饮料主要以能量型饮料主，产品较为单一，且能量型饮料本身在恢复运动、助力精力提升方面具有时效性，因而性价比不高。
4.发酵乳产品因其营养美味近年来走进大众生活，但是市场上的产品同质化较为严重，不能满足不同消费者的个性化需求，逐渐地陷入了红海竞争局面。尽管乳清蛋白、酪蛋白粉等具有运动恢复功能的组分不断被众多文献报道，但是由于各种原因，发酵乳产品向运动或精力提升方面的场景应用研究还鲜有报道。
5.因此，急需开发一种针对运动型群体且能够迅速缓解运动疲劳、恢复肌肉功能和恢复精力的健康发酵乳产品。


技术实现要素：

6.本发明的一个目的在于提供一种运动型发酵乳，通过优化该运动型发酵乳中酪蛋白、乳清蛋白、大豆分离蛋白和葡萄糖晶球之间的含量比例，以期满足运动健身群体和繁忙上班族对运动蛋白及能量的需求，同时拓宽发酵乳的产品消费场景领域。
7.本发明的另一目的在于提供一种运动型发酵乳，其通过以葡萄糖晶球的方式添加葡萄糖从而保证其不被发酵乳中的菌种利用，同时由于存在q弹的葡萄糖晶球咀嚼时也能提供一定的乐趣，从而实现了发酵乳在提供营养、乐趣体验和恢复精力方面的三重功能。
8.本发明的又一目的在于提供一种生产所述运动型发酵乳的方法，以期生产出营养丰富、风味良好、口感细腻饱满的发酵乳，并通过合理的组分配比以及恰当的制备工艺，使得生产出的发酵乳具有较长的保质期和良好的稳定性。
9.为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种运动型发酵乳，其包括1-10wt％的葡萄糖晶球和90-99wt％的发酵乳半成品，并且所述运动型发酵乳中酪蛋白:乳清蛋白:大豆分离蛋白:葡萄糖晶球的质量比为(1-4):(0.5-2):(0.5-2):(1-8)。
10.优选地，所述运动型发酵乳中酪蛋白:乳清蛋白:大豆分离蛋白:葡萄糖晶球的质量比为(1.9-2.1):(0.85-1.15):1:(1-5)，更优选2:1:1:5。
11.以上质量比范围内的酪蛋白、乳清蛋白、大豆分离蛋白和葡萄糖晶球的组合，既确保了足够高的蛋白质供应，而且该成分配合对运动后肌肉恢复作用明显。
12.其中，所述葡萄糖晶球具有核壳结构，所述核壳结构包括由奶粉包埋葡萄糖形成的核芯和由食用胶形成的壳层。优选地，奶粉完全包埋葡萄糖形成核芯。
13.优选地，在所述运动型发酵乳中，葡萄糖晶球的质量百分比可为2-9wt％，优选2-7wt％，更优选3-5wt％；发酵乳半成品的含量可为91-98wt％，优选93-98wt％，更优选为95-97wt％。
14.根据本发明的一个具体实施方式，所述大豆分离蛋白为90％含量以上的大豆蛋白。
15.所述食用胶可包括质量比为(5-32):(7-38):(1-17)的卡拉胶、刺槐豆胶和瓜尔胶。该比例范围内的卡拉胶、刺槐豆胶和瓜尔胶组合可提供良好的q弹口感，并有效包覆核芯颗粒。
16.所述奶粉可为脱脂奶粉或全脂奶粉。所述奶粉以水溶液形式与葡萄糖水溶液均匀混合，在析出混合晶体时实现对葡萄糖的均匀且充分地第一包埋，从而能够有助于阻止发酵菌种对葡萄糖的分解和利用。
17.根据本发明的一个具体实施方式，所述运动型发酵乳还包括甜味剂、稳定剂、炼乳、植物油或其任意组合。
18.根据本发明的另一方面，提供了一种制备运动型发酵乳的方法，包括以下步骤：分别制备葡萄糖晶球和发酵乳半成品，然后将所述葡萄糖晶球和所述发酵乳半成品混合制得所述运动型发酵乳。
19.其中，所述葡萄糖晶球的制备过程包括以下步骤：
20.1)使包括葡萄糖和奶粉的第一混合液在有机酸水溶液中进行第一包埋，形成核芯颗粒；
21.2)将所述核芯颗粒加入到食用胶溶液中进行第二包埋，形成第二混合液；
22.3)将所第二混合液加入到10℃-15℃冷水中，以形成在所述核芯颗粒表面具有食用胶壳层的葡萄糖晶球。
23.其中，所述发酵乳半成品由包括质量比为(1-4):(0.5-2):(0.5-2)的酪蛋白：乳清蛋白：大豆分离蛋白组分的原材料制备而成。
24.根据本发明的一个具体实施方式，所述第一混合液由葡萄糖水溶液和20-35wt％的奶粉水溶液按(3-8):(1-2)的质量比混合得到，优选按4:1的质量比混合。
25.所述葡萄糖水溶液通过将葡萄糖与1.5-3倍重量的水混合得到。
26.所述有机酸水溶液为醋酸水溶液、柠檬酸水溶液、苹果酸水溶液、酒石酸溶液和草酸溶液中的一种或多种，并且ph 3-5。所述有机酸水溶液优选为ph 3.5-3.7的醋酸溶液。
27.所述食用胶溶液由0.2-0.5wt％卡拉胶水溶液、0.3-0.6wt％刺槐豆胶水溶液、0.2-0.5wt％瓜尔胶水溶液按照(3-7)：(3-7)：(1-3)的质量比在55℃-58℃下混合得到。通过调整食用胶溶液浓度可调整葡萄糖晶球的壳层厚度。优选地，食用胶溶液由0.25wt％卡拉胶水溶液、0.5wt％刺槐豆胶水溶液、0.3wt％瓜尔胶水溶液按照5:5:1的质量比混合得到。
28.根据本发明的一个具体实施方式，所述方法还包括4)清洗步骤：用5℃-8℃水洗涤步骤3)得到的葡萄糖晶球，滤干，于-18℃至-20℃储存，备用。
29.根据本发明的一个具体实施方式，葡萄糖晶球的制备过程包括以下步骤：
30.1)配制溶液：分别配制葡萄糖水溶液、0.2-0.5wt％卡拉胶水溶液、0.3-0.6wt％刺槐豆胶水溶液、0.2-0.5wt％瓜尔胶水溶液和20-35wt％脱脂奶粉溶液，其中将葡萄糖与1.5-3倍重量的水混合得到所述葡萄糖水溶液；
31.2)第一包埋：将所述葡萄糖水溶液加入到所述脱脂奶粉溶液中，按(3-8):(1-2)的质量比混合、搅拌均匀获得第一混合液，将所述第一混合液添加到ph3-5醋酸溶液中，收集粒径2-3mm的小颗粒，然后用水洗涤小颗粒数次；
32.3)第二包埋：将所配制的卡拉胶水溶液、刺槐豆胶水溶液和瓜尔胶水溶液按照(3-7):(3-7):(1-3)的质量比例在55℃-58℃下混合得到食用胶混合液，将步骤2)得到的小颗粒加入到所述食用胶混合液中，混匀得到第二混合液；和
33.4)清洗：将步骤3)得到的第二混合液加入到10℃-15℃冷水中，收集粒径2-3mm的乳白色小颗粒，用5℃-8℃清水洗涤数次，滤干，于-18℃至-20℃储存，备用。
34.根据本发明的一个具体实施方式，在所述第一包埋步骤中，所述第一混合液中的葡萄糖含量为25-75％且脱脂奶粉含量3-15％，其中用滴管或注射器，优选地用口径3mm注射器将第一混合液注入到ph 3-5醋酸溶液中。
35.根据本发明的一个具体实施方式，在所述第二包埋步骤中，所述食用胶溶液中的卡拉胶浓度为0.05-0.32wt％，刺槐豆胶浓度为0.07-0.38wt％且瓜尔胶浓度为0.01-0.17wt％。
36.根据本发明的一个具体实施方式，所述发酵乳半成品的制备包括以下步骤：
37.5)化料：取按重量份计800-900份牛乳，依次加乳清蛋白1-15份、大豆分离蛋白2.5-20份，以及可选的甜味剂30-60份、稳定剂2-8份、植物油1-5份、炼乳1-5份和水40-200份，混合，在温度45℃-55℃水合约25-40min，静置约10-15min，然后搅拌约5-10min以得到料液；
38.6)均质：将步骤5)得到的料液在加压下均质；
39.7)巴氏杀菌：将步骤6)中均质后的料液在92℃-98℃进行巴氏杀菌240s-360s，然后降温到40℃-45℃；
40.8)接种：将步骤7)中巴氏杀菌后的料液接种菌种，菌种添加量为最终发酵乳重量的0.1-0.5％，在40℃-45℃发酵约4-7小时；和
41.9)破乳：将发酵后的料液降温至10℃-15℃，在400-500r/min条件下进行破乳约15-20min，得到发酵乳半成品。
42.最后，将占最终发酵乳重量的1-10％的量的葡萄糖晶球加入到经破乳得到的发酵乳半成品中，混合制得所述运动型发酵乳。
43.根据本发明的一个具体实施方式，所述牛乳为生牛乳或复原乳，蛋白指标为2.9-3.5g/100g。具体地，所述生牛乳或复原乳的蛋白指标可为2.9g/100g、3.0g/100g、3.1g/100g、3.2g/100g、3.3g/100g、3.4g/100g或3.5g/100g或者它们之间任何的范围。
44.根据本发明的一个具体实施方式，步骤5)中，按重量份计，可取800、820、840、860、880或900份或者它们之间任何范围的牛乳。其中，每100份牛乳中含有约1.75-2.5份酪蛋白和约0.25-1份乳清蛋白。优选地，每100份牛乳中含有约1.8-2.3份酪蛋白；更优选地，每100份牛乳中含有约2.0-2.2份酪蛋白。优选地，每100份牛乳中含有约0.4-0.9份乳清蛋白；更优选地，每100份牛乳中含有约0.5-0.8份乳清蛋白。
45.根据本发明的一个具体实施方式，步骤5)中，按重量份计，可取1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15份或者它们之间任何范围的乳清蛋白。
46.根据本发明的一个具体实施方式，步骤5)中，按重量份计，可取2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20份或者它们之间任何范围的大豆分离蛋白。
47.根据本发明的一个具体实施方式，所述菌种选自保加利亚乳杆菌(lactobactillus bulgaricus)、嗜热链球菌(sterptococcus thermophiles)、植物乳杆菌(lactobactillus plantarum)、双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)或干酪乳杆菌(lactobacillus casei)中的一种或多种。
48.根据本发明的一个具体实施方式，所述菌种为保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌的组合。优选地，保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌以(1-5):(50-90):(1-5)的质量比添加在所述发酵乳中。优选地，保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌以3:70:3的质量比添加在所述发酵乳中。
49.根据本发明的一个具体实施方式，所述稳定剂选自羟丙基二淀粉磷酸酯、果胶、琼脂、双乙酰酒石酸单甘油酯和双乙酰酒石酸双甘油酯中的一种或多种。
50.根据本发明的一个具体实施方式，步骤5)中，按重量份计，可加入2-8份、优选地3-5份、更优选地4份的稳定剂。
51.根据本发明的一个具体实施方式，所述稳定剂为羟丙基二淀粉磷酸酯、果胶、琼脂，和双乙酰酒石酸单甘油酯或双乙酰酒石酸双甘油酯的组合。优选地，羟丙基二淀粉磷酸酯、果胶、琼脂，和双乙酰酒石酸单甘油酯或双乙酰酒石酸双甘油酯以(5-10):(2-10):(2-10):(1-5)的质量比添加在所述发酵乳中。
52.根据本发明的一个具体实施方式，所述甜味剂选自白砂糖、蔗糖、麦芽糖、木糖醇和安赛蜜中的一种或多种。优选地，所述甜味剂为白砂糖。
53.根据本发明的一个具体实施方式，所述植物油选自大豆油、玉米油、葵花籽油、菜籽油、胡麻油和花生油中的一种或多种。优选地，所述植物油为大豆油。
54.根据本发明的一个具体实施方式，在均质步骤中，采用二级压力，其中一级压力140-160bar，二级压力20-50bar。
55.与现有技术的发酵乳相比，本发明的运动型发酵乳实现了如下技术效果：(1)通过以葡萄糖晶球的形式提供葡萄糖，避免了葡萄糖成分被发酵乳中的菌种分解和利用；2)在保证酸奶比的同时，添加一定量的咀嚼时有q弹的葡萄糖晶球提供了一定的乐趣体验；(3)通过酪蛋白、乳清蛋白、大豆分离蛋白和葡萄糖晶球之间的协同作用，消除肌肉疲劳且增加肌肉的恢复能力；和(4)提供了一种风味良好、口感细腻饱满、稳定性良好、保质期长且满足各种人群、特别是运动健身群体对运动蛋白以及能量需求的功能型乳制品。
附图说明
56.图1示出本发明的发酵乳产品和对比例产品对小鼠肌肉蛋白含量的影响。
具体实施方式
57.为了更加清楚地理解本发明的技术特征、目的和有益效果，现对本发明的技术方案进行进一步的详细说明。应理解，以下具体实施方式仅是示例性的，本发明的技术方案不
限于以下所列举的具体实施方式。
58.本发明中的表述“约”指该具体的值以及在该值
±
5％范围内的合理延伸仍包含在本发明要求保护的范围内。如数值5％，指在(5-5*0.05)％-(5 5*0.05)％范围内的全部数值，包括两个端值。
59.实施例
60.下述实施例中所使用的实验方法和装置如无特殊说明，均为常规方法和装置。
61.下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
62.实施例1
63.(一)葡萄糖晶球的制备：
64.(1)配置溶液：将约120g葡萄糖与约1.5倍量的水混合，获得葡萄糖溶液；分别配置浓度为0.25wt％卡拉胶水溶液、0.5wt％刺槐豆胶水溶液、0.3wt％瓜尔胶水溶液和浓度25wt％的脱脂奶粉溶液；
65.(2)第一包埋：按4:1质量比例将葡萄糖溶液加入到脱脂奶粉溶液中，搅拌均匀，获得第一混合液，其中葡萄糖含量为约32％且脱脂奶粉含量为约5％，将第一混合液用口径3mm注射器注入到ph 3.5醋酸溶液中，收集小颗粒(粒径2-3mm)，然后清水洗涤数次；
66.(3)第二包埋：将步骤(1)得到的卡拉胶水溶液、刺槐豆胶水溶液和瓜尔胶水溶液按照5:5:1的质量比在约55℃充分混合，获得食用胶混合液，其中，在食用胶混合液中，卡拉胶浓度为0.11wt％，刺槐豆胶浓度为0.23wt％且瓜尔胶浓度为0.03wt％，将上述步骤(2)收集的颗粒投入食用胶混合液中，搅拌均匀得到第二混合液；
67.(4)清洗：用口径5mm注射器将步骤(3)得到的第二混合液注入到约10℃冷水中，收集小颗粒，将小颗粒用约6℃清水洗涤数次，滤干后放入约-18℃冷柜中冷冻，备用。
68.(二)发酵乳的制备：
69.(5)化料：取按重量计800份蛋白指标为3.0g/100g的生牛乳，其中生牛乳本身含有16份酪蛋白和6份乳清蛋白，再依次加入乳清蛋白粉2份、含量为90％的大豆蛋白粉8份、白砂糖60份、稳定剂5份(其中羟丙基二淀粉磷酸酯、果胶、琼脂和双乙酰酒石酸单甘油酯的质量比为10:5:5:1)、大豆油3份、炼乳4份和水118份，混合，水合约30min，温度45℃，然后静置约10min，搅拌约10min；
70.(6)均质：将步骤(5)得到的料液均质，均质一级压力为140bar，二级压力为20bar；
71.(7)巴氏杀菌：将步骤(6)中得到的料液在约95℃进行巴氏杀菌，时间300s，巴氏杀菌完成后，温度降到约45℃；
72.(8)接种：将步骤(7)得到的料液进行接种，菌种添加量为0.1wt％(基于最终发酵乳的重量计算)，其中菌种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌之间的质量比为5:90:1，发酵温度为约45℃，时间约5h；
73.(9)破乳：发酵完后，迅速降温到约10℃，在500r/min条件下进行破乳约20min，得到发酵乳半成品；然后添加按重量计40份(占最终发酵乳总重量的3.8％的量)的葡萄糖晶球，得到最终的发酵乳。
74.实施例2
75.(一)葡萄糖晶球的制备：该制备过程与实施例1中的葡萄糖晶球的制备过程相同。
76.(二)发酵乳的制备：
77.(5)化料：取按重量计800份蛋白指标为3.0g/100g的生牛乳，其中生牛乳本身含有酪蛋白16份和乳清蛋白6份，依次加入乳清蛋白粉2份、含量为90％的大豆蛋白粉11份、白砂糖55份、稳定剂3份(其中羟丙基二淀粉磷酸酯、果胶、琼脂和双乙酰酒石酸双甘油酯的质量比为10:5:5:2)、大豆油2份、炼乳3份和水124份，混合，水合约30min，温度45℃，然后静置约10min，搅拌约10min；
78.(6)均质：将步骤(5)得到的料液均质，均质一级压力为140bar，二级压力为20bar。
79.(7)巴氏杀菌：将步骤(6)中得到的料液在约95℃进行巴氏杀菌，时间300s，巴氏杀菌完成后，温度降到约45℃；
80.(8)接种：将步骤(7)得到的料液进行接种，菌种添加量为0.2wt％(基于最终发酵乳的重量计算)，其中菌种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌之间的质量比为5:90:2，发酵温度约45℃，时间约5h；
81.(9)破乳：发酵完后，迅速降温到约10℃，在500r/min条件下进行破乳约20min，得到发酵乳半成品；然后添加按重量计25重量份(占最终发酵乳总重量的2.4wt％的量)的葡萄糖晶球，得到最终的发酵乳。
82.实施例3
83.(一)葡萄糖晶球的制备：该制备过程与实施例1中的葡萄糖晶球的制备过程相同。
84.(二)发酵乳的制备：
85.(5)化料：取按重量计850份蛋白指标为3.0g/100g的生牛乳，其中生牛乳本身含有酪蛋白17份和乳清蛋白6.4份，加入乳清蛋白粉2.5份、含量为90％的大豆蛋白粉9份、白砂糖55份、稳定剂3份(其中羟丙基二淀粉磷酸酯、果胶、琼脂和双乙酰酒石酸单甘油酯的质量比为5:5:5:4)、大豆油2份和炼乳3份和水75.5份，混合，水合约40min，温度约55℃，然后静置约10min，搅拌约8min；
86.(6)均质：将步骤(5)得到的料液均质，均质一级压力为150bar，二级压力为30bar。
87.(7)巴氏杀菌：将步骤(6)中得到的料液在约98℃进行巴氏杀菌，时间240s，巴氏杀菌完成后，温度降到约43℃；
88.(8)接种：将步骤(7)得到的料液进行接种，菌种添加量为0.3wt％(基于最终发酵乳的重量计算)，其中菌种保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌之间的质量比为5:90:2，发酵温度为约43℃，时间约4.5h；
89.(9)破乳：发酵完后，迅速降温到约15℃，在400r/min条件下进行破乳约15min，得到发酵乳半成品；然后添加按重量计70重量份(占最终发酵乳总重量的6.5wt％的量)的葡萄糖晶球，得到最终的发酵乳。
90.对比例1
91.该对比例与实施例1相比，除不加大豆蛋白粉、加入10份乳清蛋白粉外，其它步骤相同。
92.对比例2
93.该对比例与实施例1相比，除在步骤(9)中不加葡萄糖晶球添加等质量的葡萄糖粉外，其它步骤相同。
94.性能参数比较：
95.针对上述实施例1-3和对比例1-2的发酵乳产品，分别以小鼠作为模式动物进行肌
肉蛋白合成的测定，并且测定不同发酵乳产品的口味。研究如下：
96.小鼠肌肉蛋白合成的测试
97.小鼠肌肉蛋白试验操作如下：选取5周龄大的重量大概在20-30g之间的健康雄性km小鼠30只，随机分成5组，每组测试小鼠6只，其中组1、组2、组3、组4和组5分别对应于实施例1-3和对比例1-2的发酵乳产品。先将小鼠放置到滚动轮上，以一定转速慢跑15min，停止运动，然后分别喂食相同量的上述5种产品，过1h后每组随机选取其中3只小鼠，采用bca法测定小鼠肌肉蛋白含量，结果以三次测量的均值表示。如图1所示，与饮用对比例1-2的发酵乳产品的小鼠相比，饮用实施例1-3的本发明的运动型发酵乳产品后的小鼠显示出显著较高的肌肉蛋白含量，这表明本发明的含有葡萄糖晶球的发酵乳产品具有良好的缓解肌肉疲劳和较高的运动后肌肉恢复的能力。另外，该实验结果也表明，与对比例相比，本发明的发酵乳中的酪蛋白：乳清蛋白：大豆分离蛋白：葡萄糖晶球也显现出的明显的协同功效，特别是当组分酪蛋白：乳清蛋白：大豆分离蛋白：葡萄糖晶球的质量比为(1-4):(0.5-2):(0.5-2):(1-8)时，发酵乳显现出较为优异的运动肌肉恢复功效。
98.口感测试
99.将实施例1-3和对比例1-2的发酵乳制备后在4℃-6℃下冷藏储存7天，然后进行口感测试。
100.组织20名专业人士分别对实施例1-3和对比例1-2的发酵乳进行盲测打分，各维度满分20分，分数越高意味着口感越佳。口感测试的具体项目和评分表如表1所示：
101.表1口感测试的具体评分表
[0102][0103]
结果如下表2所示：
[0104]
表2各种发酵乳产品的口感测试结果比较
[0105]
产品编号酸乳风味乳制品质地酸甜比总分实施例112201951实施例211201849实施例313201952对比例113201851对比例212181242
[0106]
口感测试结果表明：本发明的实施例1-3的发酵乳产品的口感整体上优于对比例的发酵乳产品。其中，对比例2发酵乳的酸甜比显著低于其他的产品，原因在于葡萄糖粉代替本发明的葡萄糖晶球、在破乳步骤中加入后，葡萄糖直接促进菌种反应产酸，造成不良口感，进而影响产品的品质。这充分说明，晶球形式的葡萄糖不仅能够在具有菌种的发酵乳环境下保持稳定，进而保证产品的酸奶比，而且提供了与常规乳制品截然不同的q弹性的独特乐趣体验，更重要的是实现了酪蛋白、乳清蛋白、大豆分离蛋白和葡萄糖晶球协同增强肌肉恢复的能力。
[0107]
以上所述仅仅是本发明的优选实施方式。应当指出的是，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，本领域技术人员可对本发明的细节和特征进行各种修改、组合、变更或替换。这些修改、组合、变更或替换也应理解为包括在本发明要求保护的范围之内。