制造发酵奶制品的方法 |
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| 申请号 | CN201080029713.0 | 申请日 | 2010-06-30 | 公开(公告)号 | CN102469804A | 公开(公告)日 | 2012-05-23 |
| 申请人 | 科·汉森有限公司; | 发明人 | 迪特·玛丽·福克恩伯格; 罗尼·波尔森; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种制造具有提高的凝胶硬度的 发酵 奶制品的方法。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种制造发酵奶制品的方法，其包括用属于乳杆菌(Lactobacillus)种的菌株使奶基质发酵，所述菌株能产生多糖(例如同多糖或杂多糖)和/或糖基转移酶(例如果糖基转移酶或葡萄糖基转移酶)。 |
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| 说明书全文 | 制造发酵奶制品的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种制造具有提高的凝胶硬度的发酵奶制品的方法。 背景技术[0002] 乳酸菌广泛用于制造发酵食品，且其对这些产品的风味、质构和总体特征贡献很大。一个古老且众所周知的实例是酸奶，其很可能来源于中东，且其仍构成发酵奶生产的一半以上，或2008年大约1900万吨(来源：Euromonitor)。因为健康形象和令人愉快的感官性质，例如酸奶等发酵奶很受欢迎。 [0003] 世界上很多地区越来越关注低脂发酵奶制品。这对乳酸菌培养以及制造方法带来了很大挑战，因为低脂发酵奶制品难以在感官品质不受损的情况下制造。 [0004] 酸奶是由脂肪和蛋白质含量已被标准化、均质化和热处理的奶制造而来。下文用嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)和德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)的培养物接种奶，随后将奶发酵至pH为约4.5。除了传统酸奶培养物以外，也可应用例如双歧杆菌(Bifidobacterium)等益生菌培养物来增加额外的健康益处。 [0005] 发酵奶的质构是一项非常重要的品质参数。消费者需要发酵奶的稠度爽滑，具有良好口感和口腔包覆感(mouth coating)。趋势是要求口感(粘度)和口腔包覆感提高，即便是在低脂发酵奶制品中。高粘度可通过使用产胞外多糖的乳酸菌培养物而在发酵奶制品中获得。同时，也要求产品具有高度的凝胶硬度。高度的凝胶硬度导致产品具有浓稠外观且在食用前搅拌时对匙子产生阻力，这受到许多消费者喜爱。发酵奶制品的凝胶硬度主要由在奶酸化期间形成的蛋白质网状物的强度/密度控制。已知胞外多糖和蛋白质网状物都能确保在储存期间不会发生常见的缺陷型脱水收缩(产品上部的乳清分离)。然而，在(无添加剂)酸奶中却很难获得高粘度(胞外多糖)和高凝胶硬度的组合，这是因为胞外多糖的存在似乎在物理上抑制紧密蛋白质网状物的形成。 [0006] 在许多地区的趋势是，具有芳香气味的淡口味(低程度的后酸化)是优选的风味特征。然而，世界上酸奶制品中的很大一部分都添加了风味剂和/或水果制剂。 [0007] 为了实现这些目标，开始关注新颖的培养物混合技术，例如使用传统上不用于酸奶制造的物种和/或细菌物种之间发生相互作用。 [0008] 因此，需要改良型发酵奶制品和制造这些产品的乳酸菌培养物。 发明内容[0009] 发明人惊奇地发现，一个特定组的乳酸菌能够使奶发酵，从而获得具有高粘度、高凝胶硬度、高口腔包覆感、令人愉悦的风味和低程度后酸化的发酵奶制品，与传统酸奶相比时也是如此。 [0010] 因此，在一个重要方面，本发明涉及使用发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)种的产多糖菌株来替代(完全或部分)‘酸奶’培养物中的德氏乳杆菌保加利亚亚种菌株，以提高发酵奶制品中的凝胶硬度和口腔包覆感，同时维持或增加高粘度。 [0012] 图 1 描 绘 发 酵 奶、 即 发 酵 奶 样 品 104( 发 酵 乳 杆菌 CHCC2008+ST(CHCC6008+CHCC7018))、116( 保 加 利 亚 乳 杆 菌 CHCC7159+ST(CHCC6008+CHCC7018)) 和 120( 保 加 利 亚 乳 杆 菌 CHCC4351+ST(CHCC6008+CHCC7018))的流动曲线，其度量为剪应力为剪切速率的函数。 具体实施方式[0013] 在第一方面，本发明涉及一种制造发酵奶制品的方法，其包括用属于乳杆菌种(其能产生多糖和/或糖基转移酶)的菌株和/或用属于发酵乳杆菌种的菌株使奶基质发酵。本发明的上下文中优选的糖基转移酶是果糖基转移酶和葡萄糖基转移酶。所述转移酶属于酶分类系统的EC 2.4组。本发明的上下文中优选的多糖是胞外多糖、同多糖和杂多糖。 [0014] 本发明的方法可进一步包括用属于以下种的菌株使奶基质发酵：嗜热链球菌，例如产多糖菌株，和/或选自由以下组成的组的菌株：DSM22592、DSM22585、DSM18111、DSM21408、DSM22587、DSM22884、CNCM I-3617(WO2008/040734)、DSM18344(WO2007/144770)和CNCM I-2980(US2006/0240539)，和这些菌株的任一种的突变体和变异体。 [0015] 奶基质可在用属于乳杆菌种的菌株发酵之前、期间或之后，用属于嗜热链球菌种的菌株进行发酵。目前优选在用属于产多糖乳杆菌种的菌株发酵期间，用属于嗜热链球菌种的菌株使奶基质发酵。 [0016] 在一个有趣的实施方案中，本发明的方法包括在发酵之前、期间和/或之后向奶基质中加入酶，例如选自由以下组成的组的酶：能交联蛋白质的酶、谷氨酰胺转胺酶、天冬氨酸蛋白酶、凝乳酶和粗制凝乳酶(rennet)。 [0017] 目前优选乳杆菌种是发酵乳杆菌。最优选发酵乳杆菌DSM22584株和所述菌株的突变体和变异体。 [0018] 在另一方面，本发明涉及属于产多糖(例如同多糖或杂多糖)乳杆菌种的菌株，例如包含编码糖基转移酶(例如果糖基转移酶或葡萄糖基转移酶)的核苷酸序列的菌株，和/或产生糖基转移酶(例如果糖基转移酶或葡萄糖基转移酶)的菌株，且涉及属于产多糖(例如同多糖或杂多糖)乳杆菌种的菌株，所述菌株包含编码糖基转移酶(例如果糖基转移酶或葡萄糖基转移酶)的核苷酸序列，和/或所述菌株产生糖基转移酶(例如果糖基转移酶或葡萄糖基转移酶)。 [0019] 在一重要实施方案中，细菌菌株是发酵乳杆菌DSM22584和所述菌株的突变体和变异体。 [0020] 在另一方面，本发明涉及属于嗜热链球菌种的细菌菌株，其选自由以下组成的组：DSM22592、DSM22585、DSM18111和DSM21408、DSM22587、DSM22884和这些菌株中任一种的突变体和变异体。 [0022] -属于产多糖(例如同多糖或杂多糖)和/或糖基转移酶(例如果糖基转移酶或葡萄糖基转移酶)的乳杆菌种的菌株；和 [0023] -属于嗜热链球菌种的菌株(例如产多糖菌株)。 [0024] 在一重要实施方案中，本发明的组合物包含至少107CFU(细胞形成单位)的属于8 产多糖和/或糖基转移酶的乳杆菌种的菌株；和至少10CFU属于嗜热链球菌种的菌株。 [0025] 本发明的组合物可用作起子培养物，且可采取冷冻、冻干或液体形式。 [0026] 目前优选的实施方案是本发明的组合物，其中属于乳杆菌种的菌株选自由发酵乳杆菌DSM22584和所述菌株的突变体或变异体组成的组；且属于嗜热链球菌种的菌株选自由以下组成的组：DSM22592、DSM22585、DSM18111、DSM21408、DSM22587、DSM22884、CNCM I-3617(WO2008/040734)、DSM18344(WO2007/144770)、CNCM I-2980(US2006/0240539)和这些菌株中任一种的突变体和变异体。 [0027] 在最终方面，本发明涉及一种可通过本发明的方法获得的发酵奶制品。 [0028] 在一个有趣的实施方案中，本发明的发酵奶制品包含选自由以下组成的组的成分：浓缩果汁、糖浆、益生菌培养物(例如双歧杆菌培养物；例如 )、益生元制剂(prebiotic agent)、着色剂、增稠剂、调味剂和防腐剂。 [0029] 本发明的发酵奶制品可采取搅拌型产品(stirred type product)、集合型产品(set type product)或饮用产品(drinkable product)的形式。本发明的发酵奶制品也可采取奶酪的形式，例如清爽干酪(fromage frais)。 [0030] 定义 [0031] 在本发明上下文中，术语“奶基质”可以是可根据本发明的方法而经历发酵的任何生乳和/或加工奶材料。因此，可用的奶基质包括(但不限于)包含蛋白质的任何奶或奶状产品的溶液/悬浮液，所述奶或奶状产品例如是全脂奶或低脂奶(whole or low fat milk)、脱脂奶(skim milk)、白脱奶(buttermilk)、复原奶粉(reconstituted milk powder)、炼乳(condensed milk)、奶粉(dried milk)、乳清、乳清渗透物、乳糖、由乳糖结晶获得的母液、乳清蛋白浓缩物或乳脂(cream)。显然，奶基质可来源于任何哺乳动物，例如基本上纯的哺乳动物奶，或复原奶粉。 [0032] 优选地，奶基质中蛋白质的至少一部分是奶中天然存在的蛋白质，例如酪蛋白或乳清蛋白。然而，部分蛋白质可能是不天然存在奶中的蛋白质。 [0034] 在发酵之前，奶基质可根据所属领域中已知的方法进行均质化和巴氏灭菌。 [0035] 本文所用的“均质化”意思是充分混合以获得可溶的悬浮液或乳液。如果均质化在发酵之前进行，那么其目的是将奶中的脂肪破碎成较小尺寸以便其不再与奶分离。这可通过在高压下迫使奶通过小孔来实现。 [0036] 本文所用的“巴氏灭菌”意思是处理奶基质以减少或消除例如微生物等活有机体的存在。优选地，巴氏灭菌是通过维持指定温度指定时段来实现。指定温度通常通过加热来获得。可选择温度和持续时间以便杀死或灭活特定细菌，例如有害细菌。随后可进行快速冷却步骤。 [0038] 包括乳杆菌种和嗜热链球菌种的细菌在内的乳酸菌通常以冷冻或冻干培养物的形式供应给乳品业，以用于大量起子培养物繁殖(bulk starter propagation)，或作为以打算直接接种到发酵容器或桶中的所谓的“直投式”(Direct Vat Set；DVS)培养物的形式供应给乳品业，以用于制造乳制品，例如发酵奶制品。所述培养物一般称为“起子培养物”或“起子”。在本发明上下文中，“发酵奶制品”或“发酵奶”应理解为用乳杆菌(特别是发酵乳杆菌)种的细菌，任选地连同嗜热链球菌种的细菌一起发酵的奶基质。任选地，发酵奶(产品)可经历热处理以灭活细菌。 [0039] 用于制造发酵奶制品的发酵方法是众所周知的，且所属领域技术人员将了解如何选择合适的工艺条件，例如温度、氧、碳水化合物的添加、微生物的量和特征以及处理时间。显然，应选择发酵条件以便实现本发明，即获得发酵奶制品。 [0040] 术语“搅拌型产品”特定地是指在发酵之后维持机械处理，导致发酵阶段形成的凝结物被碎裂和液化的发酵奶制品。机械处理典型地但不是排他地通过搅拌、抽吸、过滤或均质化凝胶，或通过混合其它成分来实现。搅拌型产品典型地但不是排他地具有9％至15％的奶固体非脂肪含量。 [0041] 术语“集合型产品”包括已经用起子培养物(例如发酵剂培养物)接种且在接种步骤后包装，然后在包装中发酵的基于奶的产品。 [0042] 术语“饮用产品”包括例如“饮用酸奶”等饮料。术语“饮用酸奶”典型地涵盖用乳杆菌种和嗜热链球菌的组合发酵而制造的奶制品。饮用酸奶典型地具有8％或以上的奶固6 体非脂肪含量。此外，饮用酸奶饮品的活培养物计数典型地是每毫升至少10 细胞形成单位(CFU)。 [0043] 在本发明上下文中，术语“突变体”应理解为通过例如基因工程、辐射和/或化学处理而从本发明的菌株衍生的菌株。突变体优选是功能等同的突变体，例如相比母株具有基本上相同或改进的性质(例如关于粘度、凝胶硬度、口腔包覆感、风味和/或后酸化)的突变体。所述突变体是本发明的一部分。特别地，术语“突变体”是指使本发明的菌株经历任何常规使用的诱变处理(包括用例如甲基磺酸乙酯(EMS)或N-甲基-N′-；硝基-N-；硝基胍(NTG)等化学诱变剂、UV光处理)而获得的菌株，或自发产生的突变体。 [0044] 在本发明上下文中，术语“变异体”应理解为功能与本发明的菌株相当的菌株，例如具有基本上相同或改进的性质(例如关于粘度、凝胶硬度、口腔包覆感、风味和/或后酸化)。所述变异体可使用适当的筛选技术鉴别，并且是本发明的一部分。 [0045] 除非本文另外指定或上下文明显矛盾，否则在描述本发明的上下文中(特别是在以下权利要求的上下文中)使用的术语“一”和“所述”和类似指示物应解释为涵盖单数和复数。除非另外注释，否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应解释为开放式术语(即意思是“包括(但不限于)”)。除非本文另外指定，否则本文叙述的值的范围仅打算用作个别地提及落在所述范围内的每一单独值的简化方法，且每一单独值都被纳入说明书中，就如同其在本文中个别地叙述一样。除非本文中另外指定或上下文另外明显矛盾，否则本文所述的所有方法都可按任何合适次序进行。使用本文提供的任何和所有实施例或示例性修辞(例如“诸如”)仅打算更好地阐明本发明，且除非另外主张，否则不会对本发明的范围构成限制。说明书中的任何修辞都不应解释为表明任何未主张的要素对于本发明的实施是必不可少的。 [0046] 实施例 [0047] 实施例1：比较用嗜热链球菌+发酵乳杆菌种制造的发酵奶和用嗜热链球菌+德氏乳杆菌保加利亚亚种制造的传统酸奶 [0048] (依次)应用四种不同的嗜热链球菌株，以便获得乳杆菌性质的总体了解，这和嗜热链球菌株(下文称为ST株)的选择无关。 [0049] 以200mL规模一式两份地制造12份发酵奶。依次和4种不同的ST株的每一个组合测试发酵乳杆菌株(n＝1)和德氏乳杆菌保加利亚亚种(n＝2)。将5％的ST株CHCC7018(DSM21408)加入每个培养物中以确保足够的酸化速率。 [0050] 奶基质是由含有1.5％脂肪的奶、2％外加脱脂奶粉和5％蔗糖组成。奶基质在90℃下热处理20分钟，并冷却至40℃的发酵温度。此后用0.02％乳酸菌培养物对其接种(F-DVS＝冷冻直投式培养物(Frozen Direct Vat Set culture))。培养物组成显示于表 1。在发酵至pH 4.55之后，酸奶以标准化方法搅拌，在水浴中冷却至25℃，并在8℃下储存，直至分别在第1天和第7天进行分析为止。 [0051] [0052] 表1.用于实施例研究的培养物组成。 [0053] *可从Chr.Hansen A/S获得的商用产品ST-BODY-4 [0054] 分别在储存1天和7天后测量pH。由于所有的产品都被发酵至相同的最终pH(4.55)，因此储存后的pH反映了在储存期间发生的后酸化的程度。 [0055] 使用瑞典隆德(Lund)的流变仪器公司(Rheologica Instruments)的StressTech流变仪进行流变分析。所述分析在13℃下进行。起初通过在频率1Hz下的振动来测量G*，其反映凝胶硬度。随后记录流动曲线，其度量01/s至3001/s至01/s(上下扫描)的剪切速率的函数剪应力。计算上升曲线和下降曲线之间的磁滞回线面积，并将其除以上曲线下面积(area under upper curve)以得到相对回线面积。选择在剪切速率3001/s下测量的剪应力以表示样品的表观粘度(表2中记录的数据)。对于流动曲线的实例可参看图1。 [0056] 使用配备有火焰离子化检测器(Perkin Elmer，Waltham，US)的Autosystem XL GC，通过静态顶空气相色谱(HSGC)分析奶中细菌培养物发酵而产生的挥发性化合物(VOC)。发酵奶样品用固体NaCl、NaF保藏，并用磷酸盐缓冲液(pH 7)稳定。将一部分顶空(50μL)注射入GC，其根据化学性质和沸点分离挥发性化合物。峰大小(高度和面积)与注射的样品体积中的化合物浓度成正比。通过分析标准品(已知浓度)，确定了响应因子(每个峰大小的响应)，并使用响应因子将从所分析样品获得的峰大小转换为ppm。 [0057] [0058] 表2.实施例研究的结果。所有数据是每种乳杆菌株的4个产品(4种不同ST株)和2个重复样品的平均值。 [0059] 与用德氏乳杆菌保加利亚亚种制造的产品相比，用发酵乳杆菌种制造的发酵奶在储存1天和7天后具有更高的pH值。这意味着与用德氏乳杆菌保加利亚亚种(也称为保加利亚乳杆菌)制造的经典酸奶相比，这些发酵奶所发生的后酸化的程度较低。低程度的后酸化是非常有价值的性质，因为其能产生味道淡的发酵奶制品，这是大多数消费者所需要的。 [0060] 与保加利亚乳杆菌相比，用发酵乳杆菌制造的发酵奶的粘度(剪应力)更高。图1显示用发酵乳杆菌和2种不同的保加利亚菌株制造的发酵奶的流动曲线-所有菌株都是在相同背景下(与CHCC6008和CHCC7018组合)。与用保加利亚乳杆菌制造的两种产品相比，用发酵乳杆菌制造的产品的表观粘度(剪应力水平)明显较高。这适用于501/s至3001/s的所有剪切速率。 [0061] 非常有趣的是，用发酵乳杆菌制造的产品的凝胶硬度也要高于用保加利亚乳杆菌获得的2个产品。从乳酸菌培养物获得这种组合效果(较高粘度和较高凝胶硬度)并不常见。通常，粘度提高会导致凝胶硬度降低。然而，如背景技术部分中所述，高粘度和高凝胶硬度的组合在商业上非常有吸引力。 [0062] 最后一个流变参数‘回线面积’似乎不受乳杆菌种的选择影响。 [0063] 总之，所述研究显示应用发酵乳杆菌种可制造与在相同培养物背景(所测试的四种不同背景培养物)下用保加利亚乳杆菌制造的产品相比，味道更淡(更低程度的后酸化)且粘度更高以及凝胶硬度更高的发酵奶制品。 [0064] 分析使用嗜热链球菌株和本发明的乳杆菌株制备的发酵奶制品中的挥发性化合物，并与标准酸奶对比(参看表3)。发现用发酵乳杆菌制造的发酵奶制品与其它发酵奶制品相比在挥发性化合物方面存在较大差别。有趣的是，发现含有发酵乳杆菌的发酵奶制品中的乙醇含量显著较高。此外，用发酵乳杆菌制备的发酵奶的乙醛和丙酮含量较低。这暗示挥发性化合物的这些差别有助于‘酸奶’的风味和口感。 [0065] [0066] 表3.实施例研究的结果。所有数据是每种乳杆菌株的4个产品(4种不同ST株)和2个重复样品的平均值。 [0067] 实施例2：低脂酸奶中发酵乳杆菌DSM 22584的作用 [0068] 以3L规模制造2种发酵奶。与2种不同嗜热链球菌株(DSM22587和DSM 22884)和德氏乳杆菌保加利亚亚种株DSM 19252的掺合物组合测试发酵乳杆菌DSM 22584。对照培养物仅含有相同的两种ST株和德氏乳杆菌保加利亚亚种DSM19252(参看表4)。 [0069] 奶基质是由添加有2％脱脂奶粉的脱脂奶组成。奶基质在95℃下热处理6分钟，并冷却至42℃的发酵温度。此后用0.018％乳酸菌培养物对其接种(F-DVS＝冷冻直投式培养物)。培养物组成显示于表3。在发酵至pH4.55之后，在1分钟内应用机械后处理(42℃/2巴/流速45升/小时)，将酸奶冷却至5℃并在5℃下储存，直至分别在第4天和第35天进行分析为止。 [0070] 表4.用于实施例研究的培养物组成。 [0071] [0072] 在储存35天时测量pH。由于所有的产品都被发酵至相同的最终pH(4.55)，因此储存后的pH反映了在储存期间发生的后酸化的程度。 [0073] 在制造后第4天由5个专家进行定性感官评估。 [0074] 与实施例1中一样进行流变分析。 [0075] [0076] 表5.实施例研究2的结果。 [0077] 在酸奶中使用发酵乳杆菌种不会增加后酸化。 [0078] 用发酵乳杆菌制造的产品的表观粘度(剪应力水平)略微高于对照。‘回线面积’不受培养物的选择影响。 [0079] 令人吃惊的是，用发酵乳杆菌制造的产品的凝胶硬度显著高于用作为单一乳杆菌种的保加利亚乳杆菌制造的对照产品。从乳酸菌培养物获得这种组合效果(较高粘度和较高凝胶硬度)并不常见。通常，粘度提高会导致凝胶硬度降低。然而，如背景技术部分中所述，高粘度和高凝胶硬度的组合在商业上非常有吸引力。 [0080] 发酵乳杆菌对凝胶硬度的影响可由评估员在感官分析中清楚地发现。 [0081] 总之，所述研究显示，与用单一乳杆菌种保加利亚乳杆菌和相同的嗜热链球菌株组合制造的产品相比，应用发酵乳杆菌种可制造味道较淡(低程度的后酸化)、显示高粘度且同时显示显著较高的凝胶硬度的发酵奶制品。 [0082] 本文描述本发明的优选实施方案，包括发明人已知的实施本发明的最佳模式。那些优选实施方案的变化在所属领域技术人员阅读上述发明内容时可变得显而易见。发明人期望熟练技术人员在适当时使用所述变化，且发明人希望可用除本文特定描述的内容以外的方法实施本发明。因此，本发明包括随附权利要求书中陈述的主题的所有修改和对等物，这是适用法律所允许的。此外，除非本文另外指定或上下文另外明显矛盾，否则本发明涵盖上述要素的所有可能变化的任何组合。 [0083] 保藏物和专家解决方案 [0084] 申请人要求下文所述的保藏微生物的样品只能供申请人批准的专家得到。根据“国际承认用于专利程序的微生物保藏布达佩斯条约”(Budapest treaty on the international recognition of the deposit of microorganisms for the purposes of patent procedure)进行保藏。 [0085] 乳杆菌和链球菌株是在2009年5月19日保藏于不伦瑞克7B，D-38124的德国微生物菌种保藏中心(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH，Inhoffenstr)，并被赋予以下入保藏号： [0086] 发酵乳杆菌CHCC2008：DSM22584 [0087] 德氏乳杆菌保加利亚亚种CHCC4351：DSM22586 [0088] 嗜热链球菌CHCC10655：DSM22592 [0089] 嗜热链球菌CHCC4239：DSM22585 [0090] 在DSMZ的其它保藏物： [0091] 保加利亚乳杆菌CHCC7159：DSM17959(保藏日期：2006年2月8日) [0092] 嗜热链球菌CHCC6008：DSM18111(保藏日期：2006年3月23日) [0093] 嗜热链球菌CHCC7018：DSM21408(保藏日期：2008年4月23日) [0094] 嗜热链球菌CHCC5086：DSM22587(保藏日期：2009年5月19日) [0095] 嗜热链球菌CHCC11379：DSM22884(保藏日期：2009年8月26日) [0096] 德氏乳杆菌保加利亚亚种CHCC10019：DSM19252(保藏日期：2007年4月3日)[0097] 参考文献 [0098] WO2008/040734、WO2007/144770、US2006/0240539、WO2007/147890、WO2010/023290。 [0099] 本专利文件中所述的所有参考文献皆以全文引用的方式并入本文中。 |
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