酸奶發(fā)酵的原理

1、第八章發(fā)酵飲料發(fā)酵飲料，是指通過微生物發(fā)酵配制而成，酒精含量在1% (體積分?jǐn)?shù))以下的飲料。第一節(jié)牛乳發(fā)酵飲料酸奶的分類:從形態(tài)上區(qū)分，可分為凝固型、攪拌型和飲料型三種。還包括活菌型、殺菌型、果汁型酸奶、雙歧乳桿菌奶酸奶的保健作用:(1 )營養(yǎng)作用乳糖f葡萄糖 +半乳糖乳酸、有機(jī)酸幼兒腦苷脂和神經(jīng)物質(zhì)的合成酸奶還富含鈣、磷、鐵、脂肪、B族維生素、煙酸和葉酸(2) 可緩解乳糖不耐癥(3 )整腸作用(4 )抑菌作用細(xì)胞代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸使腸道的pH值降低，從而抑制腸道中對酸敏感的有害菌和致病菌的生長。雙歧桿菌還可抑制黃色微球菌和金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌、糞鏈球菌。雙歧桿菌產(chǎn)生的胞外糖苷酶可

2、以降解腸黏膜上皮細(xì)胞的雜多糖，可以阻止?jié)撛谥虏【捌涠舅卦谀c黏膜上皮細(xì)胞的黏附，對宿主起到保護(hù)作用。(5)改善便秘作用產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸(主要是醋酸和乳酸)，能刺激腸道蠕動，還能增加糞便的濕度并保持一定的滲透壓，有益于便秘的緩解。(6)降低膽固醇人體腸道內(nèi)12株固有的嗜酸乳桿菌可吸收膽固醇。嗜酸乳桿菌2056菌株能抑制小腸壁對膽固醇的吸收。雙歧桿菌代謝產(chǎn)生煙酸的能力與血清膽固醇水平的降低也有一定的關(guān)系。雙歧桿菌通過影響 B羥基3-甲基戊二酸單酰輔酶 A還原酶的活性，進(jìn)一步來控制膽固 醇的合成，從而降低了總血清膽固醇的含量。(7 )抗癌作用腸道腐生菌分解食物、膽汁等，會產(chǎn)生許多有害代謝產(chǎn)物如芳

3、香族氨基酸，酪氨酸的降解會產(chǎn)生酚和對一甲酚，色氨酸則生吲哚和甲基吲哚，還產(chǎn)生胺、氨、H2S等，這些物質(zhì)是潛在致癌物。腐生菌還能將一些致癌前體物轉(zhuǎn)化為致癌物，如還原偶氮和芳香環(huán)氮化合物|形成致癌作用較強(qiáng)的N , N-二苯亞硝基合物。雙歧桿菌能通過抑制腐生菌的生長和上述致癌物在體內(nèi)|形成以及分解致癌物起到抗癌作用。一、發(fā)酵劑菌種包括：母發(fā)酵劑、中間發(fā)酵劑、作發(fā)酵劑。乳酸作為主要的或惟孚L酸細(xì)菌是革蘭氏陽性、不能游動、不產(chǎn)芽孢的一類微生物，產(chǎn)生的產(chǎn)物。這一類細(xì)菌缺乏卟啉和細(xì)胞色素，不能進(jìn)行電子傳遞磷酸化，所以只能通過底物水平的磷 酸化作用獲得能量。即只通過糖類和有關(guān)的可發(fā)酵化合物的代謝獲得能量。所有

4、乳酸細(xì)菌都是厭氧生長，但對 02不敏感，在有氧或無氧條件下都能生長。乳酸桿菌一般只有有限的生物合成能力，需要氨基酸、維生素、嘌呤和嘧啶等許多營養(yǎng)。是奶制品中的常見菌例如，德氏乳桿菌(Lactobacillus delbrueckii )(圖16 . 86c)，嗜酸乳桿菌(L. acidophilus )(圖16 . 86a)用于酸奶的生產(chǎn)，其他一些種用于生產(chǎn)泡菜、青貯飼料和酸菜。乳桿菌屬通常比其他 乳酸細(xì)菌對酸性條件的抗性更強(qiáng)，pH45時生長良好。而且是在pH下降到別的乳酸菌不能生長時仍能生長，孚L酸桿菌很少致病。(附圖)a. 嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophillus

5、)。細(xì)胞寬度約為0.75呵。b. 短乳桿菌(Lactobacillus brevis )透射電子顯微照相。細(xì)胞大小為0.8 X2 pm。c. 德氏乳桿菌(Lactobacillus delbrueckii )掃描電子顯微照相。細(xì)胞直徑為0.7 pm。(一) 傳統(tǒng)用菌嗜熱鏈球菌(Streptococcus thermothilus )保加禾U亞乳桿菌(Lactobacillus bulgaricus )嗜酸乳桿菌(Lactobacillus acidophilus )兩歧雙歧桿菌侶ifidobacteriumbifidum )明串珠菌(Leuconostoc )雙乙酰乳鏈球菌(Streptoco

6、ccus diacetilactis )德氏乳桿菌(Lactobacillus dilbrueckii )明串球菌屬是是異型發(fā)酵。也可分解檸檬酸產(chǎn)生有香味的成分，雙乙酰和3 一羥基丁酮，明串球菌生產(chǎn)的葡聚糖可作為血漿代用品。(二) 菌種的特性1. 嗜熱鏈球菌微需氧 G +40 45 C同型乳酸發(fā)酵菌 L( + )乳酸 雙乙酸發(fā)酵葡萄糖、果糖、蔗糖和乳糖2. 保加利亞乳桿菌微厭氧 G +40 43 C乙醛同型乳酸發(fā)酵菌發(fā)酵葡萄糖、果糖和乳糖對蛋白分解力較強(qiáng)嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌混合培養(yǎng)比單獨(dú)培養(yǎng)的生長效果好：保加利亞乳桿菌分解酪蛋白，游離出的氨基酸為嗜熱鏈球菌的生長提供了營養(yǎng)物質(zhì)，而嗜 熱鏈

7、球菌產(chǎn)生的甲酸，能促進(jìn)保加利亞乳桿菌的生長。3. 嗜酸乳桿菌微厭氧 G +35 38 C同型乳酸發(fā)酵菌發(fā)酵葡萄糖、果糖、蔗糖和乳糖能耐胃酸和膽汁，在腸道存活4. 雙岐桿菌專性厭氧 G + 37 C異型乳酸發(fā)酵菌產(chǎn)物:乙酸、乙醇和二氧化碳發(fā)酵葡萄糖、果糖、蔗糖和乳糖嬰幼兒雙歧桿菌數(shù)量占約腸內(nèi)細(xì)菌總量的25%; 65歲以上的老人，雙歧桿菌數(shù)量則減少到僅占7 9%，而產(chǎn)氣梭梭菌、大腸桿菌等腐敗細(xì)菌大量增加；到了老年腸道內(nèi)充滿腐敗細(xì)菌， 雙歧桿菌幾乎消失。腐敗細(xì)菌在腸道中分解食物成分，產(chǎn)生氨氣、胺類、硫化氨、糞臭素、吲 哚、酚類以及亞硝胺等有毒物質(zhì)，人體長期吸收這些毒素，會加速衰老，誘發(fā)癌癥，引起動脈

8、 硬化、肝臟障礙等疾病。(三) 菌種選擇標(biāo)準(zhǔn)(1) 產(chǎn)酸程度適宜產(chǎn)酸力太強(qiáng)，影響酸奶風(fēng)味，抑制用O.lmol/LNaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定10mL樣品溶液，每消耗 ImLNaOH溶液為1滴定酸度（。T）（2 ）產(chǎn)香性好乙醛和揮發(fā)性酸（3）保健效果好L（ + ）乳酸 對蛋白分解力較強(qiáng)不易死亡產(chǎn)維生素對有害菌拮抗力強(qiáng)（4）后熟性酸奶保存期間，酸度增加較少7C, 3 周，7.5 10。T二、乳酸發(fā)酵的類型（一）同型孚L酸發(fā)酵（附圖）（二）異型孚L酸發(fā)酵（附圖）根據(jù)乳酸細(xì)菌對糖發(fā)酵類型的不同，可分為同型 孚L酸發(fā)酵和異型 乳酸發(fā)酵。同型 乳酸發(fā)酵 只產(chǎn)生乳酸這一種發(fā)酵產(chǎn)物；異型 乳酸發(fā)酵，除產(chǎn)生孚L酸外，

9、還產(chǎn)生其他產(chǎn)物如乙醇和 C02。 發(fā)酵產(chǎn)物的不同是由是否存在醛縮酶決定的。C02的產(chǎn)量。酶水平的特點(diǎn)是異實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)條件下簡便檢出異型發(fā)酵菌的方法就是觀察其 型乳酸發(fā)酵菌缺乏醛縮酶而含有磷酸轉(zhuǎn)酮酶。異型發(fā)酵菌缺乏醛縮酶，不能把二磷酸果糖分裂為磷酸丙糖。二、發(fā)酵過程中物質(zhì)變化乳糖T乳酸嗜熱鏈球菌耐受0.8%乳酸酸度保加利亞乳桿菌耐受 1.7% 2.7%的乳酸酸度。蛋白質(zhì)T多肽T氨基酸脂肪T脂肪酸、甘油干酪乳桿菌和葡萄糖明串珠菌有較強(qiáng)的脂肪酸活力。三、酸奶生產(chǎn)(一)凝固型酸奶孚L酸菌在乳中生長繁殖，發(fā)酵 分解乳糖產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸，導(dǎo)致乳 的pH值下降，使乳酪 蛋白在其等電點(diǎn)附近發(fā)生凝集，把這種乳凝狀

10、的酸奶稱為凝固型酸奶。(P11)1. 工藝流程原料乳T預(yù)處理T配料T均質(zhì)T滅菌T接種T分裝T發(fā)酵T后熟2生產(chǎn)方法(1 )預(yù)處理：鮮奶的檢驗(yàn)：密度測定和酒精試驗(yàn)。固形物含量：總干物質(zhì) N1.5%，非脂干物質(zhì)8.5%。殘留抗生素檢測白細(xì)胞檢測：酪蛋白、脂肪、乳糖、鈣含量減少，維生素C,白細(xì)胞數(shù)異常增多。雜菌檢測：霉菌、酵母菌、芽孢桿菌和大腸桿菌。凈化：離心機(jī)離心；脂肪含量標(biāo)準(zhǔn)化：為了防止脂肪析出。方法有：加脫脂乳或脫脂乳+稀奶油(2) 配料：脫脂奶粉：調(diào)整非脂干物質(zhì)的含量蔗糖：4 8%蔗糖注意：原料乳加熱到 60 C,再加蔗糖。(3) 均質(zhì)60 C, 8 10MPa 均質(zhì)乳脂肪被分散，防止脂肪上浮

11、，提高酸奶的硬度和黏度，使酸奶口感細(xì)膩，更易被消化和 吸收。(4) 滅菌原料常用的滅菌方法：90 C, 5min ;85 C, 30mi n; 135 C23s;進(jìn)一步提高加熱溫度的滅菌乳，難以形成乳清蛋白-酪蛋白凝膠，制得的酸奶，相對黏度較差。(附圖)(5) 接種4345 C滅菌后的原料乳，接種量23%。嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的比例為1:1或2:1。接種量大：不能縮短發(fā)酵時間，酸度上升過快，風(fēng)味變差；接種量?。核嵛恫粔?，發(fā)酵時間延長。接種量對牛奶酸味感覺的影響:酸奶的酸味及硬度不夠。環(huán)境的酸奶中D( )一乳酸的量多，能帶來刺激性的酸味感覺，而且后熟力太強(qiáng)。若接種量大，則球菌產(chǎn)生的能促進(jìn)桿

12、菌生長的甲酸量增多。由于桿菌生長旺盛, 度升高很快，對球菌生長產(chǎn)生阻礙作用，因此，發(fā)酵結(jié)束時，酸奶中桿菌的數(shù)量較多，則酸奶中D(一)一乳酸的量就多，酸奶的酸味感覺增強(qiáng)。如果接種量小，則桿菌因球菌少，引起甲酸不足而導(dǎo)致生長遲緩。球菌卻因環(huán)境酸度比較低，受到酸的抑制作用小，因此生長速度快。當(dāng)發(fā)酵乳達(dá)到所要求的滴定酸度時，球菌的數(shù)量要比桿菌多，則酸奶中的量比較多。(6) 發(fā)酵:4043 C , 3 6h發(fā)酵終點(diǎn)的判斷a. 發(fā)酵奶的酸度已達(dá)到 6570T ;b. 發(fā)酵奶的流動性變差，奶中有微小顆粒出現(xiàn)。對酸奶品質(zhì)影響的因素：發(fā)酵溫度：溫度低，嗜熱鏈球菌生長好；溫度高，保加利亞乳桿菌生長好。接種：接種量

13、大，保加利亞乳桿菌數(shù)量多；接種量小，嗜熱鏈球菌數(shù)量多。發(fā)酵時間：時間短，球菌占多數(shù)；時間長，桿菌占多數(shù)。（7）后熟：迅速將其冷卻到10 C以下，然后貯藏在 25 C,最好是一 10 C的冷藏室中保存。低溫保存有以下優(yōu)點(diǎn)： 保存期間，酸奶的酸度上升極少。 因?yàn)榕Ｈ槟虝r會產(chǎn)生收縮力，導(dǎo)致乳清析出，在低溫時這種收縮力比較弱，所以乳 清不容易從酸奶中分離出來。 在低溫下，酸奶逐漸 形成白玉般的組織狀態(tài)，結(jié)構(gòu)非常細(xì)膩。在低溫保存過程中，香味物質(zhì)逐漸形成，使酸奶具有較濃的香味。（二）攪拌型酸奶攪拌型酸奶，是指先在發(fā)酵罐中通過乳酸菌的作用，將經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理的牛乳發(fā)酵至乳凝,然后再用攪拌器破乳，使凝乳粒子保

14、持在0.010.04mm大小的一種物質(zhì)。凝固狀乳T攪拌器破乳寬葉輪攪拌器，轉(zhuǎn)速 12r/min，時間為48min。有時在均質(zhì)處理前添加穩(wěn)定劑。（三）飲料型酸奶0.01mm以下飲料型酸奶是將凝固型酸奶均質(zhì)處理后，使凝乳充分分散，凝乳粒子直徑在 的酸奶，呈液體狀。穩(wěn)定劑溶液凝固型酸奶t均質(zhì)t分裝t冷卻t冷藏人工合成穩(wěn)定劑：海藻酸丙二醇酯（ PGA ）天然穩(wěn)定劑：明膠、瓊脂、海藻酸鈉和果膠等較多使用的是低甲氧基果膠（LM果膠）（四）果汁酸奶果汁酸奶是在凝固型酸奶中添加果汁和穩(wěn)定劑后，再經(jīng)均質(zhì)處理制成的。嗜熱鏈球菌與保加利亞乳桿菌的比例改為10:1目的是減少保加利亞乳桿菌產(chǎn)生的D（ 一） 一乳酸，避免

15、酸味過強(qiáng)。（五）殺菌型酸奶殺菌型酸奶是由 牛乳制成酸奶后，再用加熱方法將酸奶中微生物殺滅的一種酸奶。65 C , 5min。保存期中酸奶的酸度不會 改變，保存期被延長。乳清易析出，需添加穩(wěn)定劑。（六）冷凍酸奶冷凍酸奶，是在酸奶中添加糖和香料，按照冰淇淋生產(chǎn)工藝加工成的保健飲料。（七）酸奶生產(chǎn)的注意事項(xiàng)1 防止酸奶品質(zhì)變化(1) 加強(qiáng)衛(wèi)生管理防止酵母菌、霉菌的生長(2) 掌握發(fā)酵條件接種量、溫度、時間、保藏溫度(3 )其他措施 提咼蛋白質(zhì)、脂肪含量；均質(zhì)2 .產(chǎn)生酸奶的香氣和風(fēng)味主要來源于有機(jī)酸、醛類和酯類。例如乙醛、孚L酸、醋酸、甲酸、丙酸和醋酸乙酯等。3.防止褐變(1 )溫度和加熱時間的影響

16、：超過70 C易裼變。(2 )糖的種類的影響：戊糖和己糖(果糖)反應(yīng)性強(qiáng)(3 )貯存在冷、暗場所，避免光線照射。四、和酸奶有關(guān)的常識酸奶和酸奶飲料酸奶是用純牛奶發(fā)酵制成的，屬純牛奶范疇，其蛋白質(zhì)含量絲.9 %;調(diào)味酸牛奶蛋白質(zhì)含量 支.3 %;含乳飲料只含1/3鮮牛奶，配以水、甜味劑、果味劑。蛋白質(zhì)含量不到1%。含乳飲料又可分為配制型和發(fā)酵型，配制型成品中蛋白質(zhì)含量不低于1.0 %稱為乳飲料，另一種發(fā)酵型成品中其蛋白質(zhì)含量不低于0.7 %稱為孚L酸菌飲料。1. 喝酸奶最好的時間是飯后2小時，此時胃液的 p H值上升，適合 乳酸菌生長。2. 別空腹喝酸奶。酸奶中活性 孚L酸菌只有p H值在4以上

17、才能生長，而空腹時 p H都在2 以下，所以孚L酸菌就會被胃酸殺死。3. 酸奶不要加熱喝。酸奶的保質(zhì)期一般只有7 - 14天，不要放太長時間。7是五、國外酸奶深加工 從世界范圍來看，酸奶是發(fā)展最快的乳制品產(chǎn)品。歐洲每年乳制品的新產(chǎn)品中有約 各種酸奶，每年約有近千種酸奶新產(chǎn)品問世。近兩年中，其所推出的新產(chǎn)品占全球總數(shù)的 72。酸奶消費(fèi)量最大的國家包括芬蘭、法國、德國、意大利、西班牙和英國。 分析酸奶新產(chǎn)品開發(fā)的趨勢：1.營養(yǎng)強(qiáng)化型及功能型酸奶，如添加有益菌，增加鈣質(zhì)，降低膽固醇以及增加纖維素，美 容減肥的酸奶等。2. 豐富多彩的兒童酸奶。采用兒童喜愛的風(fēng)味和包裝，如多風(fēng)味聯(lián)杯及棒狀包裝。3. 酸

18、奶與多種果料組合，如分層灌裝、子母杯包裝等。4. 酸奶與多種膨化食品 （或者巧克力涂覆的膨化食品 ）及各種干果的組合。 人造奶油：酸奶代替香精各國新產(chǎn)品的重點(diǎn)：法國的產(chǎn)品主要以水果風(fēng)味為主；意大利和英國以兒童喜愛的口味為主； 德國以開發(fā)保健型酸奶為主； 芬蘭是以粗制酸奶和以大豆為基礎(chǔ)配方的產(chǎn)品。保健型酸奶是添加有益菌的產(chǎn)品。可開發(fā)出不同風(fēng)味的系列產(chǎn)品，如香草、藍(lán)莓、桃、草 莓和櫻桃等口味。幾種新型的酸奶包裝例如： 上海光明、北京三元等公司率先采用的子母型酸奶包裝，將酸奶與果?；蛩崮膛c膨化物巧 妙地組合包裝在一起；上海光明的多種風(fēng)味彩色聯(lián)杯型兒童酸奶包裝。維維集團(tuán)的棒狀包裝兒童酸奶，則可實(shí)現(xiàn)多種不同風(fēng)味的酸奶同時灌裝。光明、蒙牛、三