乳酸菌微生物

關(guān)于乳酸菌微生物第1頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三一、乳酸菌乳酸菌的概念及分布

乳酸菌：能夠利用發(fā)酵性糖類產(chǎn)生大量乳酸的一類微生物的統(tǒng)稱。以乳酸細菌為主要類群，通常將乳酸細菌稱為乳酸菌。（雖然有些霉菌能產(chǎn)生大量乳酸）主要分布在：乳桿菌屬（Lactobacillus）鏈球菌屬（Streptococcus）明串珠菌屬（Leuconostoc）片球菌屬（Pediococcus）雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）第2頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三

（一）乳桿菌屬（Lactobacillus）1．形態(tài)特征：細胞呈桿狀，短鏈排列。革蘭氏染色陽性，不運動，無芽孢。2．生理生化特點：化能異養(yǎng)型，營養(yǎng)要求嚴格（生長繁殖需多種氨基酸、維生素、肽、核酸衍生物）。最適pH5.5～6.2，最適生長溫度30～40℃。

pH≤5中可生長，而中性、初始堿性條件下生長速率降低3．乳桿菌屬的代表種（1）保加利亞乳桿菌（L.bulgaricus）。形態(tài)：長桿狀，兩端鈍圓。菌落：棉花狀（固體培養(yǎng)基），與其他菌易區(qū)別。能利用葡萄糖、果糖、乳糖同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生D型乳酸（酸澀味，適口性差），不能利用蔗糖。乳酸菌中產(chǎn)酸能力最強的菌種?？僧a(chǎn)生乙醛（香味物質(zhì)）。最適生長溫度37～45℃。常作發(fā)酵酸奶的生產(chǎn)菌。

（2）嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）。形態(tài)：比保加利亞乳桿菌小，細長桿狀。能利用葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖同型乳酸發(fā)酵。生長繁殖需維生素等生長因子（發(fā)酵劑、嗜酸菌乳生產(chǎn)：原料乳中加5%的蕃茄汁或胡蘿卜汁）。最適溫度37℃，最適pH5.5～6.0。能夠在人體腸道定殖的少數(shù)有益微生物菌群之一，其代謝產(chǎn)物有機酸和抗菌物質(zhì)（乳桿菌素）可抑制病原菌、腐敗菌生長。第3頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三（二）鏈球菌屬（Streptococcus）1．形態(tài)特征

細胞呈球形或卵圓形，成對或成鏈排列。革蘭氏染色陽性，無芽孢。一般不運動，不產(chǎn)生色素。2．生理生化特點

化能異養(yǎng)型，同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生右旋乳酸；兼性厭氧型，厭氧培養(yǎng)生長良好。第4頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三

3．鏈球菌屬的代表種（1）嗜熱鏈球菌（St.thermophilus）。細胞形態(tài)：鏈球狀。能利用葡萄糖、果糖、乳糖和蔗糖進行同型乳酸發(fā)酵，產(chǎn)生L型乳酸（適口性好）。發(fā)酵乳中產(chǎn)生雙乙酰（香味物質(zhì)）。能在高溫條件下產(chǎn)酸，最適生長溫度40～45℃。耐熱性強，能耐65～68℃的高溫。常作發(fā)酵酸乳、瑞士干酪的生產(chǎn)菌。（2）乳酸鏈球菌（St.lactis）。細胞形態(tài)：雙球、短鏈或長鏈狀。牛乳隨便放置時，牛乳的凝固90%由該菌所致。產(chǎn)酸能力弱。10～40℃均產(chǎn)酸，最適生長溫度30℃。對熱抵抗力弱，60℃，30min全部死亡。干酪、酸制奶油、乳酒、酸泡菜發(fā)酵劑菌種。

（3）乳脂鏈球菌（St.cremoris）。細胞比乳酸鏈球菌大，長鏈狀。產(chǎn)酸溫度較低，18～20℃，37℃以上不產(chǎn)酸、 不生長。耐酸能力差，菌種保藏困難，需每周接種一 次或培養(yǎng)基中添加CaCO31%～3%保藏。常作為干酪、酸制奶油發(fā)酵劑菌種。第5頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三（三）明串珠菌屬（Leuconostoc）1．形態(tài)特征:菌落特征：固體培養(yǎng)：菌落小于1.0mm，光滑、圓形、灰白色；液體培養(yǎng)：混濁均勻。細胞：球形或豆狀，成對或成鏈排列。革蘭氏染色陽性，不運動，無芽孢。

2．生理生化特點:

化能異養(yǎng)型，生長繁殖需復合生長因子。利用葡萄糖進行異型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生D型乳酸、乙酸、CO2。通常不酸化和凝固牛乳。最適生長溫度25℃。

３．代表種——腸膜狀明串珠菌細胞：球形或豆狀，成對或短鏈排列。利用蔗糖合成葡聚糖（大量莢膜物質(zhì)），形成特征性粘液。最適生長溫度25℃，最適pH3.0～6.5。用途：酸泡菜發(fā)酵重要的乳酸菌； 被用于生產(chǎn)右旋糖苷的發(fā)酵菌株（右旋糖苷是代血漿的主要成分）。

弊端：牛乳變粘、制糖業(yè)中糖液黏度增大

第6頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三（四）片球菌屬（Pediococcus）1.形態(tài)特征:

細胞球形，成對或四聯(lián)狀排列。革蘭氏染色陽性，無芽孢，不運動，固體培養(yǎng)：菌落大小可變，直徑1.0～2.5mm。無細胞色素。2．生理生化特點:化能異養(yǎng)型，生長繁殖需復合生長因子。利用葡萄糖進行同型乳酸發(fā)酵。通常不酸化和凝固牛乳。最適生長溫度30℃。嗜鹽片球菌：醬油釀造的重要乳酸菌 （耐NaCl濃度18%～20%,）;

乳酸片球菌：酸泡菜發(fā)酵中的重要乳酸菌。 （可在含6%～8%的NaCl環(huán)境中生長）第7頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三（五）雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）1．形態(tài)特征:細胞呈多樣形態(tài)：

Y字型、V字型、彎曲狀、勺型，典型形態(tài)為分叉桿菌，革蘭氏染色陽性。無芽孢和鞭毛，不運動。

2．生理生化特點及功能性:化能異養(yǎng)型，對營養(yǎng)要求苛刻，生長繁殖需多種雙歧因子能利用葡萄糖、果糖、乳糖和半乳糖，生成乳酸、乙酸、少量甲酸等。蛋白質(zhì)分解力微弱，能利用銨鹽作為氮源。專性厭氧。多次傳代后，菌株耐氧性增強。最適生長溫度37℃。最適生長pH值6.5～7.0，不耐酸，酸性環(huán)境（pH≤5.5）對菌體存活不利3.代表種：人體腸道中8種，如：嬰兒雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、長雙歧桿菌、短雙歧桿菌等

人體腸道有益菌群：拮抗致病菌、改善微生態(tài)平衡、合成微生素、提供營養(yǎng)、抗腫瘤、降低內(nèi)毒素、提高免疫力、保護造血器官、降低膽固醇水平等重要生理功能（促進人體健康作用超過其它乳酸菌）。

第8頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三乳酸菌在食品工業(yè)中的應用第9頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三乳酸菌：發(fā)酵食品行業(yè)中應用最廣泛。乳酸發(fā)酵食品：經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵作用制成的食品。乳酸菌對人體健康有益。因而，乳酸發(fā)酵食品受到人們重視，在食品工業(yè)中占有重要地位。第10頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三1．發(fā)酵乳制品（1）酸牛乳（Yoghurt）①凝固型酸乳②攪拌型酸乳（純酸奶）③飲料型酸乳（活性乳）（2）干酪（Cheese）。（3)酸性奶油2．果蔬汁乳酸菌發(fā)酵飲料3．益生菌制劑第11頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三凝固型酸乳的生產(chǎn)第12頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三

凝固型酸牛乳的生產(chǎn)：以新鮮牛乳為主要原料，經(jīng)過凈化、標準化、均質(zhì)、殺菌、接種發(fā)酵劑、分裝后，通過乳酸菌發(fā)酵，乳糖分解為乳酸，導致乳pH值下降，酪蛋白凝固，產(chǎn)生醇、醛、酮等風味物質(zhì)，再經(jīng)冷藏和后熟制成乳凝狀的酸牛乳。一、酸牛乳發(fā)酵劑制備的工藝流程：菌種活化→母發(fā)酵劑→中間發(fā)酵劑→工作發(fā)酵劑

技術(shù)要點：

菌種活化：凍干菌種接種于滅菌后的復原脫脂乳（115℃，10min）試管培養(yǎng)基中，42℃培養(yǎng)，凝乳后傳代移植。傳代2～3次后活化完畢（保加利亞乳桿菌3～5h凝乳，嗜熱鏈球菌6～8h凝乳）。

母發(fā)酵劑制備：活化菌種接種量為1%，42℃培養(yǎng)。

中間發(fā)酵劑制備：母發(fā)酵劑接種量1%，42℃培養(yǎng)。

工作發(fā)酵劑制備：中間發(fā)酵劑接種量1%～3%，42℃培養(yǎng)。二、凝固型酸乳的生產(chǎn)。工藝流程：原料鮮乳→凈化→標準化→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→分裝→發(fā)酵→冷卻→冷藏后熟→成品。第13頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三原料鮮乳用于制作發(fā)酵劑的乳和生產(chǎn)酸乳的原料乳必須是高質(zhì)量的：來自健康乳牛的鮮乳；不含抗生素、有害微生物；酸度18°T以下；雜菌數(shù)符合標準。第14頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三標準化調(diào)制干物質(zhì)含量標準化：（改善產(chǎn)品組織狀態(tài)，促進乳酸菌產(chǎn)酸）

脂3.7%，非脂乳固體h8.7%。標準化方法：蒸發(fā)濃縮、加濃縮乳、加脫脂乳粉；奶油分離

第15頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三均質(zhì)目的：原料充分混勻，防止乳脂上浮，抑制乳清分離，提高粘稠度及酸乳穩(wěn)定性，使酸乳質(zhì)地細膩．口感良好工藝條件：55-70°C，20MPa

第16頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三殺菌目的：殺滅雜菌，確保乳酸菌正常生長繁殖；使乳中蛋白質(zhì)適度變性，改善組織狀態(tài)，提高黏稠度，防止乳清析出。工藝條件：

90～95℃5～10min或135℃2～3S。殺菌后立即冷卻至40～45℃。

第17頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三接種接種量：根據(jù)菌種活力、發(fā)酵方法、生產(chǎn)時間安排、混合菌種配比確定。兩菌混合培養(yǎng)的發(fā)酵劑接種量2%～4%。

接種注意事項：發(fā)酵劑事先在無菌條件下攪拌成均勻細膩狀態(tài)（大凝塊會影響成品質(zhì)量）。第18頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三發(fā)酵接種后灌裝（裝瓶前容器蒸汽滅菌）：1-1.5h發(fā)酵工藝條件：42-43℃，3～5h，PH4.1-4.2(產(chǎn)酸量、凝固程度、風味等確定)

發(fā)酵終點判斷：

a.滴定酸度70-75T；b.pH值<4．5；

c.表面有少量水痕；d.奶變黏稠。

發(fā)酵中注意：避免震動（影響組織狀態(tài)）；發(fā)酵溫度恒定（避免忽高忽低）；發(fā)酵時間（防止酸度不夠或過度、乳清析出）第19頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三冷卻和低溫后熟目的：形成香味物質(zhì)和光滑細膩的質(zhì)地，防止乳清析出和過度產(chǎn)酸后成熟工藝條件：0～4℃，24h，抑制乳酸菌生長（繼續(xù)發(fā)酵會使酸度升高）。冷藏期間，酸度仍會上升，雙乙酰含量增加。（冷卻24h，雙乙酰含量達最高，超過24h又會減少）。最大冷藏期：7～14d。第20頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三三、質(zhì)量控制①凝固性差②乳清析出③風味不良④表面霉菌生長

⑤口感差

第21頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三1、凝固性差：黏性很差，乳清分離。（5個）

a.原料乳質(zhì)量：抗生素、防腐劑：抑制乳酸菌生長。摻堿：使發(fā)酵產(chǎn)酸消耗，不能積累到凝乳pH。摻水：使乳總干物質(zhì)降低。b.發(fā)酵溫度、時間。溫度過低：乳酸菌活力下降，凝乳能力降低。發(fā)酵時間短：酸乳凝固性能降低。發(fā)酵室溫度不均勻：酸乳凝固性降低。第22頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三c.噬菌體污染：防止：更換發(fā)酵劑（噬菌體對菌的選擇）； 兩種以上菌種混合使用。d.發(fā)酵劑活力：發(fā)酵劑活力弱、接種量少。e.加糖量：適量蔗糖：產(chǎn)品良好風味，凝塊細膩光滑，提 高黏度，有利于乳酸菌產(chǎn)酸量提高。蔗糖量過大：產(chǎn)生高滲透壓（抑制乳酸菌生長、 脫水死亡）。

6．5％加糖量：口味最佳，不影響乳酸菌生長。第23頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三2、乳清析出

a.原料乳熱處理不當。溫度偏低、時間不夠：大量乳清蛋白未變性。

75％的乳清蛋白變性：85℃20～30min或90℃10min

不宜用UHT（滅菌，不能使75％乳清蛋白變性）b.發(fā)酵時間。過長：產(chǎn)品酸性過強（破壞已形成的膠體結(jié)構(gòu)，容納 的水分游離出來）。過短：乳蛋白質(zhì)的膠體結(jié)構(gòu)未充分形成（不能包裹乳 中原有水分）。

抽樣檢查時牛乳完全凝固，應立即停止發(fā)酵。c.其他因素：乳中總干物質(zhì)含量低、酸乳凝膠機械振動、乳中鈣鹽不足、發(fā)酵劑添加量過大等。

第24頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三3、風味不良

a.無芳香味：菌種選擇及操作工藝不當引起?；旌暇我环秸純?yōu)勢使產(chǎn)香不足，風味變劣；高溫短時發(fā)酵；固體含量不足。b.酸乳的不潔味：發(fā)酵劑或發(fā)酵中污染雜菌。丁酸菌污染（刺鼻怪味），酵母菌污染（不良風味；酸乳產(chǎn)生氣泡）c.酸乳的酸甜度：偏酸（發(fā)酵過度、冷藏溫度高、加糖量低）；偏甜（發(fā)酵不足、加糖過高）。d.原料乳異味：牛體臭味、氧化臭味及過度熱處理、添加風味不良的煉乳或乳粉等。第25頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三4、表面霉菌生長

酸乳儲藏時間過長、溫度過高。黑斑點易察覺，而白霉菌不易被注意。 （誤食后：腹脹、腹痛下瀉）。嚴格衛(wèi)生，控制儲藏時間、溫度。5、口感差

優(yōu)質(zhì)酸乳：柔嫩、細滑，清香可口。高酸度乳或劣質(zhì)乳粉：酸乳口感粗糙，沙狀感。應采用新鮮牛乳或優(yōu)質(zhì)乳粉，并均質(zhì)處理，使乳中蛋白質(zhì)顆粒細微化，改善口感。第26頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三攪拌型酸乳的生產(chǎn)第27頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三與凝固型酸奶生產(chǎn)工藝相似。不同點：攪拌型酸奶：先發(fā)酵，再攪拌，后分裝；

凝固型酸奶：先分裝，后發(fā)酵，不攪拌。

根據(jù)加工過程是否添加果蔬料或果醬，分為：天然攪拌型酸乳、加料攪拌型酸乳。第28頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三工藝流程：原料鮮乳→凈化→標準化→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種發(fā)酵劑→發(fā)酵→攪拌破乳→冷卻→分裝→冷藏后熟→成品。

技術(shù)要點：發(fā)酵：發(fā)酵罐。42℃3～5h，pH4.5～5.0終止

攪拌破乳：發(fā)酵結(jié)束后，品溫降至38℃，攪拌。第29頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三一、攪拌型酸乳的加工

與凝固型酸乳不同點：多一道攪拌混合工藝。①發(fā)酵

：發(fā)酵罐上、下部溫差不超過1.5℃。

②冷卻

：抑制細菌生長和酶活，防止產(chǎn)酸過 度、攪拌時脫水。酸乳完全凝固(pH4.6)開始冷卻（應穩(wěn)定）過快（凝塊收縮迅速．乳清分離）；過慢（產(chǎn)品過酸、添加果料的脫色）。

設備：片式、管式、表面刮板式熱交換器；冷卻罐③攪拌

：通過機械力破碎凝膠體，使酸乳硬度、 黏度及組織狀態(tài)變化第30頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三④混合、罐裝

果蔬、果醬、調(diào)香物質(zhì)的加入：緩沖罐→包裝機輸送過程中（變速計量泵）果料處理：帶固體顆粒的水果或漿果巴氏殺菌 （不影響果料風味和質(zhì)地）。

灌裝：確定包裝量、包裝形式及灌裝機。

⑤冷卻、后熟

灌裝好的酸乳0～5℃冷庫中冷藏24h后熟，促使芳香物質(zhì)產(chǎn)生、黏稠度改善。

第31頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三二、質(zhì)量控制

①砂狀組織

選擇適宜發(fā)酵溫度；避免原料乳受熱過度；減少乳粉用量；避免干物質(zhì)過多及較高溫度下攪拌。②乳清分離

攪拌速度過快、過度攪拌、泵送造成空氣混入產(chǎn)品、酸乳發(fā)酵過度、冷卻溫度不適、干物質(zhì)含量不足．選擇合適攪拌器，降低攪拌溫度，0.5％穩(wěn)定劑。③風味不正

攪拌中混入空氣，造成酵母和霉菌污染。(較低pH值抑制幾乎所有細菌生長，卻適于酵母和霉菌生長）④色澤異常

果蔬處理不當引起變色、退色。根據(jù)果蔬性質(zhì)、加工特性合理搭配和制作，必要時添加抗氧化劑。第32頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三飲料型酸乳（活性乳）的生產(chǎn)第33頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三飲料型酸乳：

酸凝乳與適量無菌水、穩(wěn)定劑和香精混和，再經(jīng)均質(zhì)、分裝、冷卻后制成的凝乳粒子直徑0.01mm以下、液體狀的酸牛乳。第34頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三工藝流程：原料鮮乳→凈化→標準化→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→混和（無菌水、穩(wěn)定劑、香精）→均質(zhì)→分裝→冷卻→成品→入庫冷藏。

技術(shù)要點：混和：為制成均勻穩(wěn)定飲料型酸牛乳，需在凝乳中添加無菌水、穩(wěn)定劑、香精等。

加水量：凝乳的50%。穩(wěn)定劑：人工合成穩(wěn)定劑。將穩(wěn)定劑用水溶解，滅菌冷卻后加至凝乳中，攪拌均勻第35頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三酸性奶油的制作第36頁，講稿共42頁，2023年5月2日，星期三

酸制奶油是以合格鮮乳為原料，離心分離出稀奶油（cream），經(jīng)標準化調(diào)制、殺菌、冷卻后，添加發(fā)酵劑，通過乳酸菌的發(fā)酵作用，使乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，檸檬酸轉(zhuǎn)化為丁二酮，同時生成發(fā)酵中間產(chǎn)物甘油、脂肪酸等共同構(gòu)成酸制奶油的特殊風味。

①發(fā)酵劑菌種。采用混和乳酸菌發(fā)酵劑生產(chǎn)酸制奶油。菌種：產(chǎn)香能力強，而產(chǎn)酸能力相對較弱，一類是產(chǎn)酸菌種:乳酸鏈球菌;乳脂鏈球菌(乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸)；另一類是產(chǎn)香菌種:嗜檸檬酸鏈球菌;丁二酮鏈球菌(將檸檬酸轉(zhuǎn)化為丁二酮),賦予酸制奶油特有的香味。

②工藝流程：原料乳→離心分離→稀奶油→加堿中和→殺菌→冷