技术领域
本发明涉及一种乳制品及其制备方法，尤其涉及一种益生菌牛乳及其制 备方法。
背景技术
益生菌是摄入充足数量时，对宿主产生功能性健康益处的活体微生物。 为了发挥益生菌的功能与作用，提高益生菌数量、保持益生菌活性是非常重 要的。
目前，市场上的益生菌类产品主要有益生菌发酵乳、乳酸菌酸性乳饮料、 益生菌粉剂等产品品种。益生菌粉剂中的益生菌基本处于休眠状态，且其包 装、口感如同药品，谈不上食品的色、香、味，在使用上存在较大局限性。 益生菌发酵乳、益生菌发酵乳饮料产品酸甜可口并富含益生菌发酵产生的生 理活性物质，但一部分消费者不太喜欢酸性的发酵乳和发酵乳饮料，特别是 在环境气温较低的秋冬季节，他们更希望能饮用营养丰富、品温可以略高一 点的中性牛乳。
《中性益生菌牛乳的研制》（龚广予，乳业科学与技术，2003，2:49-53）、 专利《益菌奶及其制造方法》（龚广予，专利号ZL01112799.6）和专利《含 益生菌的降脂牛奶及其制造方法》（龚广予，专利号ZL200710036316.6）公 开了添加益生菌菌粉及其它功能性成分的益生菌中性牛乳及其制造方法。由 于益生菌菌粉成本较高，且其未参与牛乳发酵，不含有益生菌发酵牛乳产生 的生理活性物质，添加益生菌菌粉的益生菌中性牛乳在成本、产品益生功能 方面略有局限性。
随着益生菌研究开发的深入，一些具良好益生功能的新型益生菌，如具 调血压与降血脂功能的干酪乳杆菌、具降胆固醇功能的植物乳杆菌被逐步开 发为活性益生菌饮品、益生菌发酵乳等产品品类。活性益生菌饮品的发酵乳 基料、益生菌发酵乳等均富含益生菌及其生理活性功能成分，如干酪乳杆菌 发酵牛乳产生的血管紧张素转化酶抑制肽段、γ-氨基丁酸、胞外多糖等发酵 产物具良好的调节血压功能。如能在中性牛乳中添加一定量的发酵乳基料则 一方面可使产品具有发酵乳的生理活性成分，另一方面也使产品使用的发酵 剂菌粉成本大幅度降低。但由于发酵乳基料为酸性、pH值较低，直接大量 添加到中性牛乳中会使牛乳蛋白变性沉淀，导致产品组织状态很差，无法饮 用。检索现有专利、文献、科技成果等，未见有将发酵乳添加到牛乳中制作 中性益生菌牛乳的项目。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服将发酵乳基料添加到中性牛乳中 会发生蛋白质变性沉淀、产品组织状态差、无法饮用的缺陷，提供一种益生 菌牛乳及其制备方法，该益生菌牛乳的发酵剂成本低、益生菌含量高、富含 益生菌代谢生理活性成分。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
本发明提供了一种益生菌牛乳的制备方法，其包括下列步骤：
①将发酵乳基料与营养强化剂混合得组合物A；将牛乳与酸度调节剂混 合，均质、杀菌、冷却得组合物B；
②将所述的组合物A与所述的组合物B混合，搅拌均匀，即得所述的 益生菌牛乳；
其中，所述的营养强化剂为碳酸钙和/或碳酸钾；所述的酸度调节剂为柠 檬酸钠和/或三聚磷酸钠。
所述的杀菌为本领域的常规技术，较佳地为巴氏杀菌或超巴氏杀菌。
所述的发酵乳基料可根据本领域常规方法制得，本发明优选下述方法制 得：将占所述发酵乳基料0.02～0.05wt‰的益生菌发酵剂与预处理后的牛乳混 合，37～42℃下发酵至70～250°T酸度，即可。所述的发酵乳基料富含益生菌 及其发酵代谢的生理活性物质。所述的益生菌发酵剂为我国普通食品、保健 食品中允许使用的具较好益生保健功能的乳酸菌，优选干酪乳杆菌、植物乳 杆菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌中的 一种或多种；较佳地，所述的益生菌发酵剂中的益生菌含量为 2.0×1011～3.0×1011CFU/g。
其中，组合物B中所述的牛乳或所述的发酵乳基料中的牛乳皆同常规的 牛乳，一般为普通生牛乳、脱脂牛乳和复原乳中的任一种，较佳地为生牛乳、 脱脂牛乳和全脂乳粉复原乳中的任一种。所述的复原乳是由全脂乳粉、脱脂 奶乳、乳清粉、牛乳浓缩蛋白或其它牛乳组分制成的。
较佳地，所述的发酵乳基料的用量为6～25%。
较佳地，所述的牛乳的用量为74.5～93.8%。
较佳地，所述的营养强化剂的用量为0.05～0.2%。
较佳地，所述的酸度调节剂的用量为0.05～0.3%。
上述的百分比为相对于所述组合物A和所述组合物B总质量的质量百 分比。
在本发明一较佳的实施方式中，将所述的预处理后的牛乳与除营养强化 剂和酸度调节剂以外的其他辅料混合后与所述益生菌发酵剂混合并发酵；所 述的其他辅料为本领域中常规使用的辅料，优选是增稠剂、乳化剂、食用香 精和甜味剂中的一种或多种。
所述的预处理是指均质、杀菌及冷却工艺，其均为本领域的常规技术。 所述的均质条件为本领域进行预处理时的常规均质条件，其中所述均质的温 度优选为60～70℃，所述均质的压力优选为18～22MPa。所述的杀菌为本领 域的常规杀菌条件，其中所述杀菌的温度优选为90～97℃，所述杀菌的时间 优选为5～120min。
在本发明另一较佳的实施方式中，所述的组合物B中还可含有除营养强 化剂和酸度调节剂以外的其他辅料；所述的其他辅料为本领域中常规使用的 辅料，优选是增稠剂、乳化剂、食用香精和甜味剂中的一种或多种。
本发明中所述的增稠剂为GB2760允许使用的食品添加剂，较佳地为卡 拉胶、黄原胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠和微晶纤维素中的一种或多种。 所述增稠剂的用量为本领域的常规用量，较佳地为0.1～0.3%。
本发明中所述的乳化剂为GB2760允许使用的食品添加剂，较佳地为单 硬脂酸甘油酯和/或蔗糖酯。所述乳化剂的用量为本领域的常规用量，较佳地 为0.05～0.2%。
本发明中所述的食用香精由符合GB2760规定的天然香料和/或天然等 同香料组成。所述的食用香精的用量为本领域的常规用量，较佳地为 0.03～1.0%。
本发明中所述的甜味剂为本领域中常规添加的各种甜味剂，较佳地为白 砂糖、甜菜糖、麦芽糖、葡萄糖、果糖、乳糖、果葡糖浆、糖醇类甜味剂和 阿斯巴甜中的一种或多种。所述甜味剂的用量为本领域的常规用量，较佳地 为0.01～1.5%。
上述各其他辅料的百分比为相对于所述组合物A和所述组合物B总质 量的质量百分比。
按本领域常识，本发明所述的益生菌牛乳在灌装后转入2～10℃冷库，冷 藏。
本发明还提供了一种由上述制备方法制备的益生菌牛乳；较佳地，所述 的益生菌牛乳酸度为18～30°T，pH值为6.1～6.8。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发 明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
①发酵剂成本低
现有报道的益生菌牛乳均为添加益生菌菌粉或微胶囊化益生菌，发酵剂 使用成本高，本发明益生菌经发酵乳基料制作、扩培，发酵剂使用成本大幅 降低，以添加干酪乳杆菌至终产品干酪乳杆菌含量1.0×108CFU/g为例，使 用干酪乳杆菌菌粉的发酵剂成本约为8000元/吨，本发明的发酵剂成本则仅 需29元/吨。
②益生菌含量高
按现有的益生菌发酵技术进行发酵乳基料的制作，发酵乳基料菌数含量 可达5×109CFU/g左右，若以发酵乳基料20%的比例进行添加，益生菌牛乳 的益生菌含量可高达1.0×109CFU/g，而现有报道的益生菌牛乳益生菌含量多 在3×108CFU/g以下。
③益生菌含量稳定
现有的益生菌乳品多为发酵乳或发酵乳饮品，由于产品体系为酸性，不 利于益生菌的存活，在冷藏条件下、30天保质期内，菌数含量不稳定，有 5～10倍的降低；但在中性条件下，有利于益生菌的存活，在冷藏条件下、30 天保质期内，菌数含量基本无变化。
④富含益生菌发酵代谢生理活性物质
本发明添加的发酵乳基料经益生菌发酵牛乳，富含益生菌代谢生理活性 物质，对于一些新型功能性益生菌而言，某些代谢产物起着重要作用。如干 酪乳杆菌发酵牛乳产生的血管紧张素转化酶抑制肽段、γ-氨基丁酸和胞外多 糖具有调节血压作用，而现有的益生菌牛乳均为直接添加益生菌菌粉，其中 不含有益生菌发酵代谢生理活性物质。
⑤营养强化
本发明所使用的碳酸钙等营养强化剂不仅有助于解决发酵乳添加到中 性牛乳中导致的蛋白变性、沉淀问题，同时也用于牛乳的钙强化，提供更多 的营养。
附图说明
图1为实施例1的益生菌牛乳的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在 所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常 规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，原料及其来源：
*脱脂乳粉：来源于新西兰恒天然公司。
*生牛乳：光明乳业股份有限公司经抗生素残留检测合格的生牛乳。
*脱脂牛乳：以光明乳业股份有限公司经抗生素残留检测合格的生牛乳 为原料，经乳脂分离机离心去除脂肪的牛乳。
*Lactobacillus casei01发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含单独的干酪乳杆 菌菌株，来源于丹麦科·汉森公司，其干酪乳杆菌含量约为2.0×1011CFU/g。
*Lactobacillus casei LC2W发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含单独的干酪 乳杆菌，为光明乳业股份有限公司筛选的具调节血压功能的专利菌株，其干 酪乳杆菌含量约为3.0×1011CFU/g。
*嗜酸乳杆菌NCFM发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含单独的嗜酸乳杆 菌，来源于丹麦丹尼斯克公司，其嗜酸乳杆菌含量约为2.0×1011CFU/g。
*CH-1酸奶发酵剂：冷冻干燥浓缩菌粉，含嗜热链球菌和德氏乳杆菌保 加利亚亚种，来源于丹麦科·汉森公司，其总菌数含量约为2.0×1011CFU/g， 嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌比例约为1：1。
*食品级生物碳酸钙：白色微细粉末，由牡蛎壳等生物原料精制提取， 来源于蓬莱市海洋生物公司。
*柠檬酸钠：来源于连云港市德邦精细化工有限公司。
*三聚磷酸钠：来源于云南贝克吉利尼天创磷酸盐有限公司。
*F42果葡糖浆（食品级）：含果糖42%的果葡糖浆，来源于山东鲁洲生 物科技公司，以下简称为F42。
*增稠剂：微晶纤维素、卡拉胶和海藻酸钠来源于美国FMC公司。
*乳化剂：单硬脂酸甘油酯来源于美晨集团股份有限公司，蔗糖酯来 源于日本三菱化学食品株式会社。
*APG-18型食用牛奶香精：由符合GB2760食品添加剂使用卫生标准的 香料组成，来源于上海爱普香精香料公司。
*HBS749型牛奶香精：由符合GB2760食品添加剂使用卫生标准的香 料组成，来源于上海华宝孔雀香精香料公司。
实施例1
（1）制备组合物A：
益生菌发酵：60千克抗生素残留检测合格的脱脂牛乳经96℃杀菌 90min，冷却至37℃后接入Lactobacillus casei01菌种1.8克，保温发酵至滴 定酸度240°T，制得发酵乳基料；
营养强化剂添加：将发酵乳基料60千克与0.5千克食品级灭菌碳酸钙混 合，并搅拌均匀得组合物A；
（2）制备组合物B：
将938千克生牛乳与1.5千克三聚磷酸钠混合，经65℃、20MPa下均质 后，在75℃下进行巴氏杀菌15s，冷却至5℃，得组合物B；
（3）混合：
将步骤（1）制得的组合物A与步骤（2）制得的组合物B混合搅拌， 至混合均匀即得益生菌牛乳；
（4）产品灌装及冷藏：
将益生菌牛乳灌装至包装容器，并迅速转入5℃冷库，冷藏。
产品工艺流程见图1，发酵乳基料配方与成本、益生菌牛乳产品配方与 成本见表1、表2，产品检验结果见表3。
表1、L.casei01发酵乳基料配方与成本（以1吨计）
表2、L.casei01益生菌牛乳产品配方与成本（以1吨计）
表3、L.casei01益生菌牛乳产品检测结果
从表3可以看出，在30天保质期内产品组织状态良好、干酪乳杆菌菌 数含量稳定，干酪乳杆菌菌数含量约为1×108CFU/g的益生菌牛乳产品成本 为3524元/吨，发酵剂成本仅为29元/吨，增加的辅料成本为20元/吨。但 如使用商业化的Lactobacillus casei01菌粉（400元/25g，L.casei含量 2×1011CFU/g）使终产品干酪乳杆菌菌数含量为1×108CFU/g则1吨益生菌牛 乳需添加Lactobacillus casei01菌粉500克，发酵剂成本为8000元/吨，益生 菌牛乳终产品吨成本为11500元/吨。
实施例2
（1）制备组合物A：
益生菌发酵：按表4配方将脱脂乳粉和净化水混合，配制成复原脱脂乳， 再与果葡糖浆F42混合，经97℃、120min杀菌，冷却至37℃后接入L.casei LC2W菌种2.5克，保温发酵至滴定酸度160°T，制得发酵乳基料；
营养强化剂添加：将发酵乳基料与杀菌后的1千克食品级碳酸钙混合， 并搅拌均匀得组合物A；
（2）制备组合物B：
将897.5千克生牛乳与1.5千克柠檬酸钠混合，经65℃、20MPa下均质 后，在75℃下进行巴氏杀菌15s，冷却至5℃，得组合物B；
（3）混合：
将步骤（1）制得的组合物A与步骤（2）制得的组合物B混合搅拌， 至混合均匀即得益生菌牛乳；
（4）产品灌装及冷藏：
将益生菌牛乳灌装至包装容器，并迅速转入5℃冷库，冷藏。
发酵乳基料配方与成本、益生菌牛乳产品配方与成本见表4、表5，产 品检验结果见表6。
表4、L.casei LC2W发酵乳基料配方与成本（以1吨计）
表5、L.casei LC2W益生菌牛乳产品配方与成本（以1吨计）
表6、L.casei LC2W益生菌牛乳产品检测结果
从表4、5、6可以看出，在30天保质期内产品组织状态良好、干酪乳 杆菌菌数含量稳定，干酪乳杆菌菌数含量为5.0×108CFU/g的益生菌牛乳终 产品吨成本仅3644元/吨，发酵剂成本仅为40元/吨。但如使用Lactobacillus casei LC2W菌粉（400元/25g，L.casei含量3×1011CFU/g）使终产品干酪乳 杆菌菌数含量为5×108CFU/g，则1吨益生菌牛乳需添加Lactobacillus casei LC2W菌粉1666.7克，发酵剂成本为26667元/吨。
实施例3
（1）制备组合物A：
益生菌发酵：120千克抗生素残留检测合格的生牛乳经65℃、20MPa下 均质后，在95℃下杀菌10min，冷却至39℃后接入嗜酸乳杆菌NCFM发酵 剂6克，保温发酵至滴定酸度95°T；
营养强化剂添加：将发酵乳基料与杀菌后的0.5千克食品级碳酸钙混合， 并搅拌均匀得组合物A；
（2）制备组合物B：
将874.4千克生牛乳、0.5千克三聚磷酸钠、3千克微晶纤维素、0.5千 克单硬脂酸甘油酯、0.1千克阿斯巴甜和1千克HBS749牛奶香精混合，升 温至60℃循环搅拌溶解增稠剂、乳化剂，经65℃、20MPa下均质后，在75℃ 下进行巴氏杀菌15s，冷却至5℃，得组合物B；
（3）混合：
将步骤（1）制得的组合物A与步骤（2）制得的组合物B混合搅拌， 至混合均匀即得益生菌牛乳；
（4）产品灌装及冷藏：
将益生菌牛乳灌装至包装容器，并迅速转入5℃冷库，冷藏。
发酵乳基料配方与成本、益生菌牛乳产品配方与成本见表7、表8，产 品检验结果见表8。
表7、NCFM酸乳基料配方与成本（以1吨计）
表8、NCFM益生菌牛乳产品配方与成本（以1吨计）
表9、益生菌牛乳产品检验结果
从表7、8、9可以看出，保质期内产品组织状态良好、益生菌菌数含量 稳定，嗜酸乳杆菌NCFM含量为9.5×107CFU/g的益生菌牛乳终产品吨成本 为3916元/吨，发酵剂成本为36元/吨。如使用商业化的嗜酸乳杆菌NCFM 菌粉使终产品益生菌菌数含量为9.5×107CFU/g，则1吨益生菌牛乳需添加 NCFM菌粉475克，发酵剂成本为2850元/吨。
实施例4
（1）制备组合物A：
益生菌发酵：200千克抗生素残留检测合格的部分脱脂生牛乳经65℃、 20MPa下均质后，在95℃下杀菌5min，冷却至42℃后接入CH-1发酵剂6 克，保温发酵至滴定酸度78°T；
营养强化剂添加：将发酵乳基料与杀菌后的含碳酸钙1.0千克的食品级 碳酸钙乳浊液混合，并搅拌均匀；
（2）制备组合物B：
将778.7千克部分脱脂生牛乳与15千克白砂糖、1.5千克柠檬酸钠、2 千克蔗糖酯、0.3千克卡拉胶、1.2千克海藻酸钠和0.3千克APG-18牛奶香 精混合、搅拌，升温至60℃循环搅拌溶解增稠剂、乳化剂，经65℃、20MPa 下均质后，在75℃下进行巴氏杀菌15s，冷却至5℃，得组合物B；
（3）混合：
将步骤（1）制得的组合物A与步骤（2）制得的组合物B混合搅拌， 至混合均匀即得益生菌牛乳；
（4）产品灌装及冷藏：
将益生菌牛乳灌装至包装容器，并迅速转入5℃冷库，冷藏。
发酵乳基料配方与成本、益生菌牛乳产品配方与成本见表10、表11， 产品检验结果见表12。
表10、CH-1酸乳基料配方与成本（以1吨计）
表11、CH-1益生菌牛乳产品配方与成本（以1吨计）
表12、益生菌牛乳产品检验结果
从表10、11、12可以看出，保质期内产品组织状态良好、益生菌菌数 含量稳定，益生菌（含嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌）含量为2.4×108CFU/g 的益生菌牛乳终产品吨成本为3616元/吨，发酵剂成本为24元/吨。如使用 商业化的CH-1菌粉使终产品益生菌菌数含量为2.4×108CFU/g则1吨益生菌 牛乳需添加CH-1菌粉1200克，发酵剂成本为4800元/吨。
实施例5
（1）制备组合物A：
益生菌发酵：250千克抗生素残留检测合格的生牛乳经65℃、20MPa下 均质后，在95℃下杀菌5min，冷却至42℃后接入CH-1发酵剂0.01千克， 保温发酵至滴定酸度80°T；
营养强化剂添加：将发酵乳基料与2千克杀菌后的食品级碳酸钙混合， 并搅拌均匀得组合物A；
（2）制备组合物B：
将745千克生牛乳与3千克柠檬酸钠混合、搅拌均匀，经65℃、20MPa 下均质后，在65℃下进行巴氏杀菌15s，冷却至5℃；
（3）混合：
将步骤（1）制得的组合物A与步骤（2）制得的组合物B混合搅拌， 至混合均匀即得益生菌牛乳；
（4）产品灌装及冷藏：
将益生菌牛乳灌装至包装容器，并迅速转入5℃冷库，冷藏。
发酵乳基料配方与成本、益生菌牛乳产品配方与成本见表13、表14， 产品检验结果见表15。
表13、CH-1酸乳基料配方与成本（以1吨计）
表14、CH-1益生菌牛乳产品配方与成本（以1吨计）
表15、益生菌牛乳产品检验结果
从表13、14、15可以看出，保质期内产品组织状态良好、益生菌菌数 含量稳定，益生菌（含嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌）含量为2.4×108CFU/g 的益生菌牛乳终产品吨成本为3573元/吨，发酵剂成本为24元/吨。如使用 商业化的CH-1菌粉使终产品益生菌菌数含量为2.4×108CFU/g则1吨益生菌 牛乳需添加CH-1菌粉1200克，发酵剂成本为4800元/吨。
对比实施例1
将250千克实施例5中所述发酵乳基料与750千克牛乳混合、搅拌，混 合物中可见明显蛋白质细小颗粒沉淀，混合物经水浴加热至65℃左右可见产 品凝结、分层，有明显乳清析出现象，测定该体系的pH值为5.68，由于部 分牛乳蛋白的等电点在5.6左右，易发生蛋白变性，故未添加营养强化剂和 酸度调节剂、直接将发酵乳添加到牛乳中的益生菌牛乳组织状态差、口感粗 糙、无法饮用。本发明制作的益生菌牛乳解决了这一技术问题，产品组织状 态良好、体系对热稳定、口感风味良好。