一種富含γ-氨基丁酸干酪的制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種富含Y-氨基丁酸干酪的制備方法及應(yīng)用，屬于食品加工技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] Y-氨基丁酸（GABA)是自然界中存在的一種非蛋白類氨基酸，是人類大腦中的一 種神經(jīng)遞質(zhì)，直接影響人的性格以及壓力的釋放。Y-氨基丁酸通過增加氧氣供應(yīng)，來激活 大腦血流速度，促進(jìn)腦細(xì)胞代謝。Y-氨基丁酸還可以作用于血管運(yùn)動(dòng)中樞延髓來抑制抗利 尿激素的分泌（抗利尿激素）。此外，GABA具有調(diào)節(jié)生長激素的分泌，降低血壓擴(kuò)張血管， 并有利尿、抗抑郁、抗氧化、緩解疼痛等作用。y-氨基丁酸可作為功能因子應(yīng)用于食品中， 生產(chǎn)富含GABA的功能食品，可以更好更廣泛的發(fā)揮GABA的功能特性。
[0003] 目前，采用生物合成法合成GABA，其反應(yīng)過程簡單，催化效率高，反應(yīng)條件溫和，并 且該反應(yīng)對(duì)環(huán)境條件要求較低。在谷氨酸脫羧酶（GAD)催化下，一步反應(yīng)即可合成GABA。 盡管在植物中GABA廣泛存在，并且植物來源的GABA可作為食品的添加劑，但是從植物中提 取GABA原料成本較高，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格昂貴，難以大面積推廣。許多具有GABA生產(chǎn)能力的微 生物被用于功能食品的生產(chǎn)，用以提高產(chǎn)品中GABA的含量，其產(chǎn)品具有成本低、含量高和 安全可食用等特點(diǎn)，可作為功能因子應(yīng)用于保健食品及普通食品中。與其他微生物相比，乳 酸菌在富含GABA功能食品的生產(chǎn)中具有一定的優(yōu)勢(shì)，它可以利用食品工業(yè)中的副產(chǎn)品來 生產(chǎn)富含GABA的功能食品，其成本較為低廉。
[0004] 干酪是指凝結(jié)的新鮮的或成熟的乳制品，如牛奶，奶油，脫脂（或半脫脂）牛奶，酪 乳，或者是它們的混合物。干酪容易消化且含有豐富的營養(yǎng)成分，干酪是維生素、礦物和其 他微量元素，如氨基酸和蛋白質(zhì)的重要來源。干酪的成熟方式有很多種。新鮮干酪不需要 成熟，而半成熟乳酪的成熟期大于一個(gè)月。成熟干酪的成熟期至少是3個(gè)月，該過程會(huì)賦予 干酪等濃厚更持久的風(fēng)味味道。蛋白水解是干酪成熟過程中一個(gè)重要的過程，其降解產(chǎn)物 有助于干酪風(fēng)味的形成。干酪的感官特性與發(fā)酵過程中乳酸菌（LAB)的性質(zhì)密切相關(guān)。在 干酪制作過程中，主要用乳球菌作為乳酸發(fā)酵菌株，乳球菌將牛奶酸化，使得pH值降低到 制作干酪所需要達(dá)到的酸度。此外，在干酪成熟的過程中，發(fā)酵劑中的乳酸菌可以賦予干酪 特有風(fēng)味。干酪成熟過程中，乳酸菌分泌的蛋白水解酶將酪蛋白降解成肽和氨基酸。游離 氨基酸（FAA)是一系列分解反應(yīng)的底物，是很多風(fēng)味物質(zhì)的前體。一些氨基酸如谷氨酸在 酸性和厭氧條件下，經(jīng)谷氨酸脫羧酶的作用，可能會(huì)發(fā)生脫羧反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳和y _氨 基丁酸（GABA)。
[0005] 近幾年，我國乳制品行業(yè)蓬勃發(fā)展，乳制品的消費(fèi)量逐年增加，已經(jīng)成為老百姓餐 桌上不可或缺的食物之一。而且，消費(fèi)者對(duì)于乳制品的需求不僅僅局限于對(duì)其口感和風(fēng)味 的要求，在乳制品中添加其他功能因子，提高乳制品的附加值，讓老百姓在消費(fèi)乳制品的同 時(shí)，又能改善其他方面的機(jī)能，這是目前最有待于解決的問題。干酪容易消化且含有豐富的 營養(yǎng)成分，它是維生素、礦物和其他微量元素，如氨基酸和蛋白質(zhì)的重要來源。干酪成熟過 后，其蛋白質(zhì)被分解成胨、肽、氨基酸等可溶性物質(zhì)，極易被人體消化吸收，不易引起肥胖。 一些氨基酸如谷氨酸在酸性和厭氧條件下，經(jīng)谷氨酸脫羧酶的作用，發(fā)生脫羧反應(yīng)，生成二 氧化碳和GABA。通過乳酸菌的作用生產(chǎn)富含GABA的干酪，使得干酪既具有干酪的營養(yǎng)價(jià)值 及其保健功能，又具有GABA的特殊的生理功能，這種新型功能干酪具有很好的發(fā)展前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種富含y-氨基丁酸干酪的制備方法， 采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種富含Y -氨基丁酸干酪的制備方法，該方法是將主發(fā) 酵劑和輔助發(fā)酵劑分別進(jìn)行活化，向原料乳中添加谷氨酸鈉和磷酸吡哆醛，殺菌后冷卻，添 加主發(fā)酵劑和輔助發(fā)酵劑進(jìn)行恒溫發(fā)酵，加入〇 &(：12后再次恒溫發(fā)酵，加入凝乳酶凝乳后進(jìn) 行切割，室溫靜置，升溫?cái)嚢枘龎K后進(jìn)行保溫?cái)嚢?，加鹽后進(jìn)行成熟處理；所述輔助發(fā)酵劑 為植物乳桿菌（Lb. plantarum)NDC 75017的凍干菌粉。
[0008] 所述方法步驟如下：
[0009] 1)將主發(fā)酵劑和輔助發(fā)酵劑分別進(jìn)行活化，獲得活化的主發(fā)酵劑和輔助發(fā)酵 劑；所述輔助發(fā)酵劑為植物乳桿菌（Lb.plantarum)NDC 75017的凍干菌粉，活菌數(shù)在 2. 2X10lclcfu/g 以上；
[0010] 2)向原料乳中添加谷氨酸鈉和磷酸吡哆醛，將原料乳殺菌后冷卻至31°C，按照 0.5% (W/V)的接種量添加步驟1)所得活化的主發(fā)酵劑，按照2% (V/V)的接種量添加步驟 1)所得活化的輔助發(fā)酵劑，40°C恒溫發(fā)酵至pH為5. 8 ;
[0011] 3)向步驟2)的發(fā)酵液中加入原料重量0. 01% -0. 02%的CaCl2,40°C恒溫發(fā)酵至 pH 為 4. 6 ;
[0012] 4)向步驟3)的發(fā)酵液中加入凝乳酶凝乳，切割靜置獲得粗凝塊；
[0013] 5)31°C下緩慢升溫?cái)嚢璨襟E4)所得粗凝塊，55°C時(shí)停止加熱，然后進(jìn)行保溫?cái)?拌，過濾切割獲得凝塊；
[0014] 6)按步驟5)所得凝塊重量的2%加鹽，25~26°C下靜置，然后置于溫度為4°C、濕 度為85% -90%的條件下成熟90天，獲得富含Y-氨基丁酸的干酪。
[0015] 步驟1)所述主發(fā)酵劑，包括乳酸乳球菌乳酸亞種（Lc. lactis ssp. lactis)和乳 酸球菌乳脂亞種（Lc. lactis ssp. Cremoris)，活菌數(shù)在108cfu/mL以上，并采用直投式活 化；所述直投式活化，是直接將菌種投入脫脂乳培養(yǎng)基中，30°C活化。
[0016] 步驟1)所述所述輔助發(fā)酵劑，活化溫度為30°C，活化過程為：將菌種按照2% (v/ v)的接種量接種到脫脂乳培養(yǎng)基中，置于30°C培養(yǎng)18h。
[0017] 優(yōu)選地，所述脫脂乳培養(yǎng)基，包含20g/L的麥芽糖，25g/L的酵母粉和胰蛋白胨， 0. 6g/L 的 MgS04，12% 脫脂乳。
[0018] 優(yōu)選地，步驟2)所述谷氨酸鈉和磷酸吡哆醛，添加至終濃度分別為：70-75mm〇l/ L、10-15 y mol/L〇
[0019]優(yōu)選地，步驟2)所述原料乳，為無抗生素鮮乳，總固形物12. 25%，總蛋白3. 00%， 脂肪3. 90%，乳糖5. 3%。
[0020] 優(yōu)選地，步驟4)所述凝乳酶，添加量為12mg/kg，凝乳溫度為35°C，凝乳時(shí)間為 35min〇
[0021] 所述方法，具體步驟為：
[0022] 1)將主發(fā)酵劑和輔助發(fā)酵劑分別進(jìn)行活化，獲得活化的主發(fā)酵劑和輔助發(fā)酵 劑；所述輔助發(fā)酵劑為植物乳桿菌（Lb.plantarum)NDC 75017的凍干菌粉，活菌數(shù)在 2. 2X 101Qcfu/g以上；所述主發(fā)酵劑包括乳酸乳球菌乳酸亞種（Lc. lactis ssp. lactis)和 乳酸球菌乳脂亞種（Lc. lactis ssp. Cremoris)，活菌數(shù)在108cfu/mL以上，采用直投式活 化；所述直投式活化，是直接將菌種投入脫脂乳培養(yǎng)基中，30°C活化；所述輔助發(fā)酵劑，活 化過程為：將菌種按照2% (V/V)的接種量接種到脫脂乳培養(yǎng)基中，置于30°C培養(yǎng)18h;所 述脫脂乳培養(yǎng)基，包含20g/L的麥芽糖，25g/L的酵母粉和胰蛋白胨，0. 6g/L的MgS04,12% 脫脂乳；
[0023] 2)向原料乳中添加谷氨酸鈉和磷酸吡哆醛，將原料乳殺菌后冷卻至31°C，按照 0.5% (W/V)的接種量添加步驟1)所得活化的主發(fā)酵劑，按照2% (V/V)的接種量添加步驟 1)所得活化的輔助發(fā)酵劑，42°C恒溫發(fā)酵至pH為5. 8 ;所述谷氨酸鈉和磷酸吡哆醛，添加濃 度分別為：75mmol/L、15 ymol/L ;所述原料乳，為無抗生素鮮乳，總固形物12. 25%，總蛋白 3. 00%，脂肪 3. 90%，乳糖 5.3% ;
[0024] 3)向步驟2)的發(fā)酵液中加入原料重量0. 01% -0. 02%的CaCl2,42°C恒溫發(fā)酵至 pH 為 4. 6 ;
[0025] 4)向步驟3)的發(fā)酵液中加入凝乳酶凝乳，切割靜置獲得粗凝塊；所述凝乳酶，添 加量為12mg/kg，凝乳溫度為35°C，凝乳時(shí)間為35min ;
[0026] 5)31°C下緩慢升溫?cái)嚢璨襟E4)所得粗凝塊，55°C時(shí)停止加熱，然后進(jìn)行保溫?cái)?拌，過濾切割獲得凝塊；
[0027] 6)按步驟5)所得凝塊重量的2%加鹽，25~26°C下靜置，然后置于溫度為4°C、濕 度為85% -90%的條件下成熟90天，獲得富含Y-氨基丁酸的干酪。
[0028] 以上所述任一方法應(yīng)用于制備富含Y _氨基丁酸的干酪。
[0029] 本發(fā)明采用兩步發(fā)酵法，即在植物乳桿菌（Lb. plantarum)NDC 75017的最適溫 度（30°C)下進(jìn)行活化，當(dāng)菌數(shù)達(dá)到最高時(shí)，轉(zhuǎn)入到產(chǎn)品中，選擇谷氨酸脫羧酶的最適酶 活溫度（40°C)進(jìn)行發(fā)酵，得到的干酪產(chǎn)品中GABA的含量非常高。本發(fā)明采用了谷氨酸 鈉（L-MSG)、磷酸吡哆醛（PLP)的最佳濃度，在最適酶活溫度下進(jìn)行發(fā)酵，大大提高了谷氨 酸脫羧酶的活力，大大提高了 GABA的產(chǎn)量。本發(fā)明加入植物乳桿菌（Lb. plantarum)NDC 75017對(duì)干酪的理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)、風(fēng)味、質(zhì)地和感官特性等沒有任何不良影響。
[0030] 本發(fā)明有益效果：
[0031] 1.本發(fā)明利用從內(nèi)蒙古通遼地區(qū)傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品中分離得到的一株高產(chǎn)GABA的 植物乳桿菌NDC 75017和發(fā)酵劑聯(lián)合生產(chǎn)富含GABA的干酪。采用優(yōu)化后的培養(yǎng)基培養(yǎng)植物 乳桿菌（Lb. plantarum)NDC 75017,優(yōu)化了谷氨酸鈉和磷酸吡哆醛、谷氨酸脫羧酶的濃度， 同時(shí)優(yōu)化了發(fā)酵條件，采用兩步法最終獲得了一種富含GABA的干酪的制備方法。本研宄為 植物乳桿菌NDC 75017作為發(fā)酵劑應(yīng)用于富含GABA的功能食品生產(chǎn)中奠定了基礎(chǔ)。
[0032] 2.在發(fā)明以植物乳桿菌（Lb. plantarum)NDC 75017作為附屬發(fā)