一种褐藻多糖酸奶及其制备方法

1.本发明属于酸奶制备技术领域，具体涉及一种褐藻多糖酸奶及其制备方法。


背景技术：

2.酸奶一般指酸牛奶，是以牛奶为原料，经过均质、巴氏杀菌处理后再向牛奶中添加有益菌(发酵剂)，经发酵后，再冷却灌装的一种乳制品。酸奶因富含活性益生菌、蛋白质、脂质和糖类，营养丰富且容易被人体消化、吸收，因此在日常膳食中已成为益生菌的最主要载体并占据重要地位。然而，在实际发酵生产中，酸奶产品存在着易析出乳清、质量不稳定、保质期短等问题，故在酸奶的生产过程中往往需要添加特定的发酵稳定剂，以提高酸奶品质、改善质构、抑制乳清析出、延长酸奶的保质期。目前常用的稳定剂主要有变性淀粉、瓜尔豆胶、卡拉胶、明胶、果胶、魔芋胶等。
3.多糖是由不少于10个单糖分子组成、由糖苷键以特定连接方式结合而成的高分子碳水化合物，已被证实具有多种生理活性。研究表明，在酸奶发酵过程中添加多糖，可以提高酸奶的粘稠度并改善其质地、状态与口感。现有技术中，cn202010978953.0公开了仙人掌果多糖酸奶及制备方法，该方法以仙人掌果多糖为主要原料，配合发酵菌制备出集仙人掌果多糖的功效和益生菌的保健功能的优质酸奶，但所得酸奶的理化性质和质构特性均不明确，应用价值有限。cn202010493000.5公开了功能性多糖酸奶发酵剂及功能性多糖酸奶的制备方法，该方法在制备酸奶时加入真菌多糖，所得酸奶感官评分高，酸度、硬度适宜，但是该方法无法提高酸奶的稳定性、延长酸奶的货架期。王廣震的论文《海带多糖对酸奶品质的改善》研究海带多糖的添加对酸奶品质的影响，其制备的海带多糖发酵酸奶持水力和稠度对比不添加海带多糖的酸奶均得到了一定的提高，但持水性仅在50-60％之间，酸奶持水力不高，且海带多糖对酸奶乳清析出现象的影响不明确，应用价值有限。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种褐藻多糖酸奶及其制备方法。
5.本发明以酶解预处理辅助热水法提取的褐藻多糖、纯牛奶和发酵剂为原料，用一种简单、温和的方法制备出褐藻多糖酸奶。本发明提供的制备方法能够显著改善酸奶产品理化性质和感官特性，抑制产品贮藏过程中的乳清析出现象，延长酸奶货架期。所得褐藻多糖酸奶风味良好、营养丰富、品质稳定，具有良好的市场价值。
6.本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
7.一种褐藻多糖酸奶的制备方法，包括以下步骤：
8.将褐藻多糖加入纯牛奶中，搅拌均匀，灭菌，得到褐藻多糖牛乳溶液；再将所述褐藻多糖牛乳溶液接种发酵剂，密封，发酵，后熟，得到褐藻多糖酸奶。
9.优选的，所述褐藻多糖的制备包括以下步骤：
10.将褐藻超微粉进行酶解预处理，酶解液经热水法提取、离心、浓缩、醇沉、冻干，得
到褐藻多糖。
11.优选的，所述酶解预处理所用酶的种类为复合植物水解酶、纤维素酶和果胶酶中的一种或多种；所述酶的添加量为0.05-0.50wt％；所述酶解预处理的温度为45-60℃，酶解预处理的时间为2-6h。
12.优选的，所述热水法提取的温度为70-100℃，热水法提取的时间为3-5h。
13.优选的，所述褐藻超微粉是褐藻经过超微粉碎预处理得到；所述超微粉碎预处理的温度为-16至-20℃，超微粉碎预处理的时间为5-25min。
14.优选的，所述褐藻为羊栖菜、海带、裙带菜、巨藻、水云、索藻、酸藻、萱藻、囊藻、绳藻、鹅肠菜、网地藻、团扇藻、马尾藻、鹿角菜、海蒿子和海黍子中的一种或多种。
15.优选的，所述褐藻多糖牛乳溶液中，褐藻多糖的添加量为0.05-0.20wt％。
16.优选的，所述发酵剂的添加量为褐藻多糖牛乳溶液的0.05-0.20wt％。
17.优选的，所述发酵的时间为6-12h，发酵的温度为38-45℃。
18.由以上任一项所述的制备方法制得的一种褐藻多糖酸奶。
19.该褐藻多糖酸奶的酸度为69-82
°
t，ph值为4.05-4.20，持水性为70-82％，贮藏时间为30天时的乳清析出率为7-14％。
20.上述褐藻多糖酸奶的硬度为188-215g，稠度为2540-2860g
·
sec，粘结性为(-270)-(-220)g，粘性指数为(-260)-(-305)g
·
sec。
21.与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
22.(1)本发明提供的制备方法简单、条件温和，能够显著改善酸奶产品理化性质和感官特性，促进益生菌发酵，减少酸奶在贮藏期间的乳清析出现象，提高酸奶的稳定性，延长酸奶的保质期。此外，褐藻多糖具有多种生理活性，同时来源广泛，制备成本较低。
23.(2)本发明制备的褐藻多糖酸奶风味良好、营养丰富、品质稳定，持水性为70-82％，贮藏时间为30天时的乳清析出率为7-14％，具有良好的市场价值。
附图说明
24.图1为本发明实施例1-3、对比例2制备的褐藻多糖酸奶和对比例1制备的不含褐藻多糖酸奶的乳清析出率。
具体实施方式
25.以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
26.以下所用发酵剂购自安琪酵母股份有限公司，包括嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、两岐双歧杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、干酪乳杆菌和罗伊氏乳杆菌。
27.实施例1
28.一种裙带菜多糖酸奶，其制备方法如下：
29.(1)将裙带菜洗净、烘干，置于低温振动式细胞级超微粉碎机中超微粉碎15min，温度设置为-18℃，过60目筛，得到裙带菜超微粉；
30.(2)将步骤(1)所述裙带菜超微粉按照质量体积比1:50g/ml加入纯水中，得到裙带
菜水溶液，再往裙带菜水溶液中加入溶液质量0.05％的复合植物水解酶，搅拌均匀，置于50℃水浴下反应4h，灭酶后通过热水法提取裙带菜多糖，提取条件为70℃下提取5h，提取液经离心后得到上清液，进行蒸发浓缩，缓慢加入95％乙醇至乙醇终体积浓度为80％，搅拌混匀，置于4℃下静置12h，离心弃上清，所得沉淀于室温下放置，待乙醇挥发后，加入纯水复溶，真空冷冻干燥，得到裙带菜多糖；
31.(3)将步骤(2)所述裙带菜多糖按照添加量为0.05wt％加入纯牛奶中，搅拌均匀，使多糖充分溶解，采用巴氏灭菌法将溶液放置于85℃水浴锅中加热灭菌30min，冷却，得到裙带菜多糖牛乳溶液；
32.(4)将发酵剂(发酵剂的添加量为褐藻多糖牛乳溶液的0.05wt％)接种于步骤(3)所述裙带菜多糖牛乳溶液中，充分搅拌，置于45℃培养箱中发酵6h，发酵完成后置于4℃培养箱中后熟24h，即得所述裙带菜多糖酸奶。
33.实施例2
34.一种海带多糖酸奶，其制备方法如下：
35.(1)将海带洗净、烘干，置于低温振动式细胞级超微粉碎机中超微粉碎5min，温度设置为-16℃，过60目筛，得到海带超微粉；
36.(2)将步骤(1)所述海带超微粉按照质量体积比1:50g/ml加入纯水中，得到海带水溶液，再往海带水溶液中加入溶液质量0.10％的果胶酶，搅拌均匀，置于45℃水浴下反应2h，灭酶后通过热水法提取海带多糖，提取条件为90℃下提取3h，提取液经离心后得到上清液，进行蒸发浓缩，缓慢加入95％乙醇至乙醇终体积浓度为80％，搅拌混匀，置于4℃下静置12h，离心弃上清，所得沉淀于室温下放置，待乙醇挥发后，加入纯水复溶，真空冷冻干燥，得到海带多糖；
37.(3)将步骤(2)所述海带多糖按照添加量为0.10wt％加入纯牛奶中，搅拌均匀，使多糖充分溶解，采用巴氏灭菌法将溶液放置于85℃水浴锅中加热灭菌30min，冷却，得到海带多糖牛乳溶液；
38.(4)将发酵剂(发酵剂的添加量为褐藻多糖牛乳溶液的0.2wt％)接种于步骤(3)所述海带多糖牛乳溶液中，充分搅拌，置于38℃培养箱中发酵12h，发酵完成后置于4℃培养箱中后熟24h，即得所述海带多糖酸奶。
39.实施例3
40.一种羊栖菜多糖酸奶，其制备方法如下：
41.(1)将羊栖菜洗净、烘干，置于低温振动式细胞级超微粉碎机中超微粉碎25min，温度设置为-20℃，过60目筛，得到羊栖菜超微粉；
42.(2)将步骤(1)所述羊栖菜超微粉按照质量体积比1:50g/ml加入纯水中，得到羊栖菜水溶液，再往羊栖菜水溶液中加入溶液质量0.50％的纤维素酶，搅拌均匀，置于60℃水浴下反应6h，灭酶后通过热水法提取裙带菜多糖，提取条件为100℃下提取4h，提取液经离心后得到上清液，进行蒸发浓缩，缓慢加入95％乙醇至乙醇终体积浓度为80％，搅拌混匀，置于4℃下静置12h，离心弃上清，所得沉淀于室温下放置，待乙醇挥发后，加入纯水复溶，真空冷冻干燥，得到羊栖菜多糖；
43.(3)将步骤(2)所述羊栖菜多糖按照添加量为0.20wt％加入纯牛奶中，搅拌均匀，使多糖充分溶解，采用巴氏灭菌法将溶液放置于85℃水浴锅中加热灭菌30min，冷却，得到
羊栖菜多糖牛乳溶液；
44.(4)将发酵剂(发酵剂的添加量为褐藻多糖牛乳溶液的0.1wt％)接种于步骤(3)所述羊栖菜多糖牛乳溶液中，充分搅拌，置于42℃培养箱中发酵8h，发酵完成后置于4℃培养箱中后熟24h，即得所述羊栖菜多糖酸奶a。
45.对比例1
46.一种不含褐藻多糖酸奶，其制备方法如下：
47.将发酵剂(发酵剂的添加量为纯牛奶的0.1wt％)接种于巴氏灭菌后的纯牛奶中，充分搅拌，置于42℃培养箱中发酵8h，发酵完成后置于4℃冰箱中后熟24h，即得所述不含褐藻多糖酸奶。
48.对比例2
49.一种羊栖菜多糖酸奶，其制备方法如下：
50.(1)将羊栖菜洗净、烘干，置于低温振动式细胞级超微粉碎机中超微粉碎25min，温度设置为-20℃，过60目筛，得到羊栖菜超微粉；
51.(2)将步骤(1)所述羊栖菜超微粉按照质量体积比1:50g/ml加入纯水中，得到羊栖菜水溶液，通过热水法提取羊栖菜多糖，提取条件为100℃下提取4h，提取液经离心后得到上清液，进行蒸发浓缩，缓慢加入95％乙醇至乙醇终体积浓度为80％，搅拌混匀，置于4℃下静置12h，离心弃上清，所得沉淀于室温下放置，待乙醇挥发后，加入纯水复溶，真空冷冻干燥，得到羊栖菜多糖；
52.(3)将步骤(2)所述羊栖菜多糖按照添加量为0.20wt％加入纯牛奶中，搅拌均匀，使多糖充分溶解，采用巴氏灭菌法将溶液放置于85℃水浴锅中加热灭菌30min，冷却，得到羊栖菜多糖牛乳溶液；
53.(4)将发酵剂(发酵剂的添加量为褐藻多糖牛乳溶液的0.1wt％)接种于步骤(3)所述羊栖菜多糖牛乳溶液中，充分搅拌，置于42℃培养箱中发酵8h，发酵完成后置于4℃培养箱中后熟24h，即得所述羊栖菜多糖酸奶b。
54.效果验证
55.本发明选择实施例1、2和3方法制得的裙带菜多糖酸奶、海带多糖酸奶和羊栖菜多糖酸奶a对比了对比例1制得的不含褐藻多糖酸奶的酸度、ph值、持水性、乳清析出率和质构特性(硬度、稠度、粘结性和粘性指数)。此外，为了进一步评价酶解预处理的作用，各实施例还对比了对比例2(热水浸提法)制得的羊栖菜多糖酸奶b的酸度、ph值、持水性、乳清析出率和质构特性。具体实验步骤如下：
56.1、酸度的测定
57.取适量naoh于烧杯中，加蒸馏水溶解后转移到容量瓶定容，配制成终浓度为0.1mol/ml的标准溶液，再用基准试剂邻苯二甲酸氢钾进行标定。
58.酸奶样品滴定酸度的测定参照gb 5009.239-2016中的酚酞指示剂法：取10g(精确到0.001g)待测样品于锥形瓶中，加入20ml蒸馏水，摇匀后加入酚酞指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈微红色且30s内不褪色，平行滴定三次。
59.2、ph值的测定
60.取10g酸奶样品于烧杯中，用ph计测定其ph值，平行测定三次。
61.3、持水性的测定
62.取5g酸奶样品于15ml离心管中，4℃、5000rpm离心20min，取出样品后静置10min，弃去上清液，称量沉淀物的质量，平行测定三次。酸奶的持水性用以下公式进行计算：
[0063][0064]
4、乳清析出率的测定
[0065]
取7ml酸奶样品于离心管中，4℃冰箱中储藏30天，每个样品做三个平行样。30天中每5天对各酸奶样品的乳清析出情况进行测定。样品的乳清析出率用以下公式进行计算：
[0066][0067]
5、质构特性的测定
[0068]
采用ta xtplus质构仪测定酸奶样品的质构特性，选用盘径为45mm的a/be圆盘型探头，采用压缩模式，压缩深度设置为15mm，触发力设置为2g，测试前、中、后探头的速率都设置为1mm/s。
[0069]
五种酸奶样品的理化性质测定结果如表1所示。
[0070]
表1 酸奶样品的理化性质
[0071][0072]
注：
a-e
表示五种酸奶样品的理化性质存在显著性差异。
[0073]
由表1可知，与不含褐藻多糖的酸奶样品相比，添加了褐藻多糖的酸奶样品酸度显著上升、ph值显著下降，说明褐藻多糖具有良好的促发酵效果。褐藻多糖能够显著提高酸奶样品的酸度，降低其ph值，从而缩短发酵时间，提高酸奶品质。同时，褐藻多糖能有效提高酸奶产品的持水性，从而改善产品的口感。酸奶的持水性是酸奶乳清析出敏感度的重要影响因素，酸奶样品的持水能力越强，其乳清析出的敏感性越低，产品的贮藏稳定性就越高。结果表明，褐藻多糖对提高酸奶产品品质、延长酸奶产品的货架期有积极的作用。其中，羊栖菜多糖酸奶a的酸度和持水性显著高于羊栖菜多糖酸奶b、ph值显著低于羊栖菜多糖酸奶b，说明酶解预处理能够进一步提高褐藻多糖的促益生菌发酵作用和酸奶品质改善作用。
[0074]
五种酸奶样品在存储过程中的乳清析出率如图1所示。由图1可知，无论是否添加褐藻多糖，酸奶样品的乳清析出率均会随着贮藏时间的延长而增加。不含褐藻多糖的酸奶在第11天开始出现乳清析出，到第30天时，乳清析出率达到21.12％。褐藻多糖酸奶在第16～21天开始析出乳清，到第30天时，褐藻多糖酸奶样品的乳清析出率皆显著低于不含褐藻多糖酸奶，说明褐藻多糖能抑制酸奶产品的乳清析出，延长酸奶产品的货架期。其中，羊栖
菜多糖a对于酸奶产品贮藏过程中乳清析出的抑制作用最为明显，具体表现在羊栖菜多糖酸奶在第21天才开始出现乳清析出，到第30天时，乳清析出率仅为7.75％。这与酸奶持水性的测定结果一致，进一步验证了褐藻多糖延长酸奶产品货架期的作用。羊栖菜多糖酸奶a的乳清析出率显著低于羊栖菜多糖酸奶b，说明酶解预处理能够进一步提高褐藻多糖延长酸奶货架期的作用。
[0075]
酸奶的感官指标是对酸奶品质特性最直观的反映。然而，传统的感官分析评价方法存在主观性强、稳定性低、评价效率低等缺陷，不适合作为实际生产中的客观性评价指标。对酸奶的质构特性进行分析可替代传统的感官分析评价方法，具备高效、客观、稳定性高等优点。酸奶的质构特性分析可以直观地反映出产品的硬度、稠度和粘结性等重要的感官指标。本发明采用ta xtplus质构仪对不含褐藻多糖酸奶、裙带菜多糖酸奶、海带多糖酸奶、羊栖菜多糖酸奶a和羊栖菜多糖酸奶b五种酸奶样品进行质构特性的分析比较，探究在酸奶样品中添加褐藻多糖是否能够有效改善产品的感官特性。
[0076]
五种酸奶样品的质构测试结果如表2所示。
[0077]
表2 酸奶样品的质构特性
[0078][0079]
注：
a-e
表示五种酸奶样品的质构特性存在显著性差异。
[0080]
由表2可知，与不含褐藻多糖酸奶样品相比，添加了褐藻多糖的酸奶样品四项指标均出现了显著上升，说明褐藻多糖可以在一定程度上改善酸奶产品的质构特性。其中，羊栖菜多糖酸奶a的质构特性显著优于羊栖菜多糖酸奶b，说明酶解预处理能够进一步提高褐藻多糖对酸奶质构特性的改善作用。
[0081]
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。