發(fā)酵乳制品加工工藝

發(fā)酵乳制品加工工藝2

本章內(nèi)容

第一節(jié)概述

第二節(jié)發(fā)酵劑制備

第三節(jié)凝固型酸乳加工工藝及質量控制

第四節(jié)攪拌型酸奶的加工工藝3一、發(fā)酵乳及酸奶的概念發(fā)酵乳的定義:IDF(1992年)

:

乳或乳制品在特征菌的作用下發(fā)酵而成的酸性凝乳狀產(chǎn)品。在保質期內(nèi),該類產(chǎn)品中的特征菌必須大量存在,并能繼續(xù)存活和具有活性。第一節(jié)概述

乳酸菌的定義：能分解乳糖產(chǎn)生乳酸的一大類細菌的總稱。4我國酸乳的定義(GB19302－2003)以牛（羊）乳或復原乳為原料，添加適量砂糖，經(jīng)巴氏殺菌后冷卻，加入純?nèi)樗峋l(fā)酵劑，經(jīng)保溫發(fā)酵而制得的乳制品。（P124）純酸乳：以乳或復原乳為原料，經(jīng)脫脂、部分脫脂或不脫脂制成的產(chǎn)品。風味酸乳：用80％以上乳或復原乳為主料，經(jīng)脫脂、部分脫脂或不脫脂，添加食糖、天然果料、調(diào)味劑等輔料制成的產(chǎn)品。51．按成品的組織狀態(tài)分類①凝固型酸奶（Setyoghurt）發(fā)酵過程在包裝容器中進行，成品凝乳狀態(tài)。

②攪拌型酸奶（Stirredyoghurt）發(fā)酵在發(fā)酵容器內(nèi)進行，發(fā)酵后的凝乳攪拌成粘稠狀，灌裝。

二、酸奶（yoghurt)的分類672．按成品的口味分類①天然純酸奶（Naturalyoghurt）產(chǎn)品只由原料乳和菌種發(fā)酵而成，不含任何輔料和添加劑。（歐洲）②加糖酸乳（Sweetenyoghurt）

產(chǎn)品由原料乳和糖加入菌種發(fā)酵而成。在我國市場上常見，糖的添加量一般為6%～8%。8③調(diào)味酸乳（Flavoredyoghurt）

在天然酸乳或加糖酸乳中加入香料而成。

酸乳容器的底部加有果醬的酸乳稱為圣代酸乳（Sandaeyoghurt）。

④果料酸乳（YoghurtwithFruit）

成品是由天然酸乳與糖、果料混合而成。

大粒果實酸奶91011口味:橘子＋椰果、蘆薈＋黃桃、菠蘿+雪梨、

橘子＋椰果、蘆薈＋黃桃、櫻桃+椰果、桑椹+椰果、蘋果+葡萄、玉米筍+玉米粒

1213⑤復合型或營養(yǎng)健康型酸乳

酸乳中強化不同的營養(yǎng)素（維生素、食用纖維素等)或輔料（如谷物、干果、菇類、蔬菜汁等）而成。

這種酸奶在西方國家非常流行，人們常在早餐中食用。

⑥療效酸奶（CurativeEffectYoghurt）

低乳糖酸奶、低熱量酸奶、維生素酸奶、蛋白質強化酸奶。

141516抗癌活性作用降低血清膽固醇含量作用預防控制腸道感染作用對乳糖不耐癥患者的易消化作用特殊營養(yǎng)作用三、酸奶的營養(yǎng)保健功效17細菌——乳酸菌、大腸菌等真菌——酵母與霉菌病毒——噬菌體抗生素對乳中微生物的影響四、乳中的微生物181細菌的形態(tài)形態(tài)特征包括形狀、大小、細胞的結構、運動性、芽胞和莢膜的形成。19細菌細胞的結構與運動性20芽胞的形成和莢膜的形成

芽胞是細菌自我保護和御防外界不利因素時的一種生存方式。芽胞的特點：耐熱，不進行新陳代謝，在干燥的空氣中能生存數(shù)年，而且對化學殺菌劑、抗菌素、干燥和紫外線比營養(yǎng)體有更強的抵抗力。圖示：細菌中芽胞形成的不同類型圖示：炭疽芽孢桿菌的芽孢

“粘稠”牛奶的現(xiàn)象

有些桿菌和球菌被一濃厚的粘液層—莢膜包圍，盡管莢膜不會象芽胞那樣有很強的抵抗力，但可以使細菌免受干燥條件的影響，只要這類微生物在乳中繁殖，就會使牛乳粘滑，導致出現(xiàn)“粘稠”牛奶的現(xiàn)象。212細菌生長的條件2.1營養(yǎng)細菌生長需要一定的營養(yǎng)，主要的營養(yǎng)材料是有機物，如蛋白質、脂肪和碳水化合物，另外還需要微量元素和維生素。有機物特點：必須能溶解于水，并且是低分子量的，以便能穿過細胞質膜被細菌所吸收。細菌如何吸收營養(yǎng)呢？（一）微生物獲取營養(yǎng)的途徑微生物通過將酶類分泌于周圍食品中取得營養(yǎng)，這些酶將不溶性的物質分解成簡單的可溶性的、能穿過細胞壁的物質。有些微生物缺乏能分解外界物質的酶類，它們借助于其他微生物分解的外界物質生存。共生現(xiàn)象=兩種微生物之間的固定的聯(lián)合，互相依靠對方而生?？股F(xiàn)象=相處中一種微生物產(chǎn)生抑制另一種微生物生長的物質。（二)營養(yǎng)物質通過細胞膜的方式細胞質膜是半透性膜，具有選擇滲透的特性。物質通過細胞質膜可能是被動的，也可能是主動的，細胞本身必須供應能量以使某些物質通過。被動吸收時，細胞周圍環(huán)境給予被動過程以能量，滲透壓起到重要作用。主動吸收時，細胞的代謝作用為物質的通過提供了所需的能量。22

2.2溫度如果溫度低于最低溫度，會引起生長停止，但沒有殺死細菌。在接近水冰點的溫度，細菌活動停止，因為細菌細胞含水量較高，這些水此時也會凍結，細菌就不能再通過細胞膜吸收營養(yǎng)物質。圖示：細菌生長的溫度條件（1）低溫對細菌的影響23（2）高溫對細菌的影響溫度超過最高溫度，細菌很快被殺死，在70℃/15-20s下，能殺滅大部分細菌。濕熱殺菌比干熱殺菌效果好。用120℃蒸汽處理30min，保證能殺死所有的芽胞，但在干熱條件下必須在160℃保持2hr才能保證殺死100%的芽胞。242.3細菌生長的其它條件(1)水分活度的影響細菌一般在aw<0.9時不能生長，而酵母菌在aw<0.88時停止生長，霉菌在aw<0.8時停止生長，但是低aw值不會抑制酶的活性。在奶粉制造中，按不同質量來調(diào)節(jié)最高水分含量，以便能長期貯存而不變質，這就要求奶粉的aw應該小于0.8（一般在以下）。(2)氧氣許多微生物需要自由氧，使食物氧化產(chǎn)生所需要能量。微生物包括需氧微生物；厭氧微生物；兼性厭氧微生物。絕大多數(shù)微生物是需氧微生物,除去氧和空氣就意味著控制或抑制其生長，如真空包裝.厭氧菌若在有氧的條件下略長時間保存就會死亡。(3)光照許多微生物直接暴露在太陽光下時將被殺死，因為紫外線能引起細菌的DNA和細胞蛋白的化學變化。紫外線常被用來對發(fā)酵室空氣進行消毒。然而紫外線會引起食品的一些化學變化，所以并不直接用于食品的滅菌。(4)滲透壓與酸堿度

細菌不耐高滲透壓，即不耐濃的糖溶液和鹽溶液，若處在這樣的高滲溶液中，細菌細胞會脫水而干燥。

細菌不能耐受強酸和強堿，細菌最適pH值接近中性，即，霉菌適合低pH,4.5或更低。鮮奶的pH值通常為之間，變酸的奶pH為4.6或更低。253細菌的繁殖細菌一般通過二分裂進行無性繁殖，如右上圖所示。在適宜條件下，細菌的裂殖周期為20-30min，細菌繁殖的速度可用右邊的公式表示。26細菌的生長曲線

生長曲線的形狀，即各個階段的長度和曲線梯度變化，隨溫度、營養(yǎng)供應及其它參數(shù)的不同而不同。a延遲期，其原因可能是培養(yǎng)液中的細菌處于休眠狀態(tài)，如它可能在接種前一直在低溫下貯存。d衰亡期,新細胞的形成完全停止，舊細胞相繼死亡，最終幾乎滅絕.。c穩(wěn)定期，培養(yǎng)液中積累有毒的代謝產(chǎn)物，細菌不斷死亡，以致舊細胞的死亡和新細胞的形成達到平衡狀態(tài)。b對數(shù)生長期,遲緩期后細菌開始前幾個小時的迅速繁殖，繁殖以對數(shù)速度進行。274

生物化學活性4.1碳水化合物的分解碳水化合物的分解在水分子加入的同時分階段進行。微生物的酶確定哪些碳水化合物能被分解，分解到什么程度。牛乳中乳糖水解變成單糖—果糖和半乳糖，它們能被完全降解成CO2和H2O（通過有氧呼吸代謝），但更多的是進行發(fā)酵。牛奶中最重要的發(fā)酵形式有四種。（一）乳糖的酒精發(fā)酵形成醇和氣體，如乳糖被分解成酒精和二氧化碳，酒精發(fā)酵通常是在厭氧的條件下發(fā)生，并且主要是酵母和霉菌產(chǎn)生的。（二）乳糖的乳酸發(fā)酵形成乳酸，這種反應常用于干酪，酸奶和其它酸性產(chǎn)品生產(chǎn)。（三）乳糖的大腸發(fā)酵生成多種產(chǎn)物，如乳酸、醋酸、丁二酸、甲酸、丁二醇、乙醇、CO2和氫氣。（四）乳糖的丁酸發(fā)酵在嚴格厭氧條件下，梭狀芽胞桿菌產(chǎn)生的，通過丁酸發(fā)酵乳糖被分解成丁酸，CO2和氫氣，有時還能產(chǎn)生丁醇。284.2蛋白質的分解

液體牛乳中蛋白質的分解主要分兩個階段進行稱為胨化。（一）由凝乳酶引起牛奶的凝固(甜凝固對比于酸凝固)或凝結，牛奶的這種變質被稱作甜凝固。這種缺陷在較高溫度下貯存的巴氏殺菌奶中常見。（二）蛋白質分解是最終形成堿性的氨產(chǎn)物。

干酪中游離氨基和氨的數(shù)量標志著蛋白質分解的進行、干酪老化和成熟的程度。顏色發(fā)青或者酪坯老化，表明干酪蛋白分解快，產(chǎn)生了大量氨產(chǎn)物。294.3脂肪的分解脂肪主要是被脂酶分解，在脂肪分解過程中，有的脂肪酸是揮發(fā)性的，釋放出強烈的氣味，例如，丁酸能放出特征性的異味。純凈的脂肪對微生物的分解有相對的抵抗性，但稀奶油和奶油形式的乳脂肪中包含了蛋白質、碳水化合物、礦物質等營養(yǎng)物質，所以對微生物是很敏感的。304.4軟磷脂的分解卵磷脂，包含在脂肪球膜上的磷脂，是甘油、兩個脂肪酸、磷酸和膽堿的化學組合物。蠟狀芽胞桿菌的菌株能分泌卵磷脂酶，這種酶水解卵磷脂組成甘油二酸脂和磷酸化的膽堿。脂肪球膜裂開后，形成一不穩(wěn)定的脂肪乳濁液團塊，飄浮在牛奶或奶油的表面，牛奶或奶油的這種缺陷叫“乳脂塊”或“奶油分層”。314.5色素的產(chǎn)生生色代謝是某些微生物的一個特性，并且生色在低溫、有氧環(huán)境下進行。色素分為兩種：內(nèi)生色素、外生色素。三種基礎色：類胡蘿卜素、花色素、黑色素。微生物的名稱常常用它所產(chǎn)生的顏色來表示，如金黃色葡萄球菌=金色的葡萄球菌。324.6氣味的產(chǎn)生有些微生物能產(chǎn)生強烈的氣味，如：霉菌：能產(chǎn)生一種爛味。放線菌：能產(chǎn)生泥腥味。酵母菌：能產(chǎn)生水果味。假單胞桿菌：能產(chǎn)生水果味或魚腥味。大腸菌：能產(chǎn)生臟臭味。乳酸鏈球菌：能產(chǎn)生麥芽味。335牛乳中的細菌圖1細菌進入乳頭通道圖2乳房發(fā)炎時牛奶被細菌嚴重污染圖1圖2把每個乳頭開始擠下的帶有許多細菌的牛奶單獨裝帶有黑罩的的容器中，在黑色背景下，病牛的絮凝奶很容易被發(fā)現(xiàn)。345.1牛乳中的細菌數(shù)

將奶快速冷卻到4℃，甚至更低到2℃，再結合擠奶情況，使隔日送奶成為了可能，在這期間奶罐應是絕熱保溫的。圖示溫度對原奶中微生物生長的影響Mo/mlday圖示4℃下鮮奶中細菌生長355.2乳酸菌乳酸菌群包括球菌和桿菌，它們能形成長度不同的鏈狀排列，但不能形成芽胞。乳酸菌具有兼性厭氧性，以乳糖作為碳源，它們發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸，同型發(fā)酵：終產(chǎn)物可能都是乳酸，異型發(fā)酵：可能生成醋酸、二氧化碳、酒精。36乳品工業(yè)中重要的乳酸菌

丁二酮乳酸鏈球菌和檸檬明串珠菌也分解檸檬酸，發(fā)酵生成CO2和雙已酰。在干酪生產(chǎn)中，乳酸菌使檸檬酸和乳糖發(fā)酵而形成的二氧化碳聚集在干酪的孔穴中，形成了干酪中的孔眼。生產(chǎn)發(fā)酵乳現(xiàn)在也用嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌，二者一起用或單獨使用。這兩種菌能夠通過人胃殘存下來，胃的pH值大約低到pH＝2，這些細菌能夠在腸道中附著，抑制腸道內(nèi)大腸菌和其它不良細菌的生長，有助于防御腹瀉。375.3大腸菌大腸菌是兼性厭氧菌，能發(fā)酵乳糖生成乳酸，二氧化碳和氫氣，它們還分解乳蛋白，產(chǎn)生一種不良的氣味和滋味。大腸菌在干酪生產(chǎn)中能引起嚴重的后果，除了影響風味外，在初期產(chǎn)生的大量發(fā)酵氣體使干酪出現(xiàn)異常的結構：早期膨脹。大腸菌的發(fā)酵作用在pH6以下就會停止，這表明大腸的發(fā)酵作用是在干酪的新鮮階段，即在乳糖未被完全分解時。385.4丁酸菌丁酸菌是一種能形成芽胞的厭氧菌，在牛奶中生長不良，但在干酪中卻能迅速生長。干酪由于其發(fā)酵作用而損壞。如何預防丁酸發(fā)酵呢？當丁酸菌生成耐熱性芽胞時，巴氏殺菌不能將其殺死，因此，在實際生產(chǎn)中，有必要采取特殊的生產(chǎn)工藝防止丁酸菌的發(fā)酵作用。

預防丁酸發(fā)酵的三種措施：（1）在干酪乳中加硝石(硝酸鉀)，對丁酸菌具有抑制作用。（目前已被禁止）（2）食鹽(氯化鈉)對丁酸菌有很強的抑制作用。（3）離心除菌法，相對來說丁酸菌的芽胞較重，用離心力將它們從生產(chǎn)干酪用原料奶中分離出來。395.5丙酸菌與腐敗菌丙酸菌

根據(jù)形狀的不同可分為若干類，它們不能形成芽胞，最適溫度約為30℃，它們發(fā)酵乳酸鹽生成丙酸、二氧化碳和其它產(chǎn)物。腐敗菌

能產(chǎn)生蛋白質分解酶，因此它們能逐漸分解蛋白質生成氨，這種分解過程通稱腐敗作用。它們中的某些菌能應用在乳品加工中，但大部分會帶來問題。40真菌

1酵母菌酵母菌是球形，橢圓形或圓柱形的單細胞生物，酵母菌的大小差異很大，用于釀造啤酒的啤酒酵母直徑達2-8μm，長為3-15μm。其它種類一些酵母細胞可能達到100μm。圖示酵母細胞的結構41

1.1酵母菌的繁殖（一）酵母的無性繁殖酵母細胞一般通過出芽繁殖，一個芽殖體在母細胞的細胞壁上生長，細胞質流通于母細胞和芽體之間，最后該芽殖體通過雙層細胞壁與母細胞隔開。（二）酵母的有性繁殖某些種類的酵母通過形成孢子，子囊孢子和擔孢子進行有性繁殖。兩個細胞融合在一起，兩個細胞核也融合在一起，隨之核物質被分隔，在細胞內(nèi)形成8個孢子，每個孢子都含有相同的DNA，當孢子成熟以后，被釋放出來，萌發(fā)形成新細胞。421.2酵母菌的生長條件（1）營養(yǎng)酵母菌有一套胞內(nèi)和胞外酶系統(tǒng)，用以將大分子物質分解成細胞新陳代謝易利用的小分子物質。（2）水分酵母菌必須有水才能存活，但酵母需要的水分比細菌少，對滲透壓有相當高的耐受性。（3）酸度酵母菌能在pH值為3-7.5的范圍內(nèi)生長，最適pH值為。（4）溫度

在低于水的冰點或者高于47℃的溫度下,酵母細胞一般不能生長。最適生長溫度一般在20℃－30℃之間。（5）氧氣

酵母菌在有氧和無氧的環(huán)境中都能生長，即酵母菌是兼性厭氧菌。

在缺氧的情況下，酵母菌把糖分解成酒精和水。在有氧的情況下，它把糖分解成二氧化碳和水，在有氧存在時，酵母菌生長較快。432

霉菌霉菌有一個稱為菌絲體的多分枝體，肉眼能看到的菌絲體是由大量的菌絲組成，菌絲之間可能有也可能沒有隔膜，并呈分枝狀。菌絲是霉菌的營養(yǎng)體，通常是無色的，能夠分泌酶類，降解營養(yǎng)物質，見圖示。圖示霉菌菌絲有的有橫隔，有的沒有442.1霉菌的繁殖霉菌通過各種孢子進行繁殖，同類霉菌可能既有無性繁殖，又有有性繁殖。無性孢子、分生孢子繁殖是最常見的繁殖法。繁殖速度很快，孢子非常小又非常輕，被風從一個地方帶到另一個地方來傳播霉菌，這很普遍，天天都在發(fā)生。圖示具有分生孢子梗的青霉菌絲產(chǎn)生孢子452.2影響霉菌生長的外界因素水分其它酸度溫度氧氣水活性值影響因素462.3霉菌在乳品業(yè)中的重要性（一）青霉菌屬青霉菌屬是最普遍的霉菌種類之一，形成孢子的菌絲在末端分枝，形狀象一把刷子。有些種類的青霉菌在乳品加工中起重要的作用，它們具有很強的蛋白質和脂肪分解能力。47（二）乳霉菌屬

乳霉菌白地霉介于酵母和霉菌之間，其繁殖類似于酵母，其菌絲最外部分分掉，如同出芽過程，其結構如圖示。白地霉存在于發(fā)酵奶的表面，形成潔白柔滑的一層表皮，這種霉菌有助于半軟質和軟質干酪的成熟，在奶油中它可引起奶油的腐敗。48噬菌體1.1噬菌體的結構噬菌體只能通過電子顯微鏡才能看清，有一“頭部”和一“尾部”大約為0.03-0.3μm，噬菌體的結構如圖所示。491.2噬菌體的繁殖

噬菌體吸附在宿主細胞表面，并將DNA注入細菌細胞內(nèi)(1)細胞“機器”再生產(chǎn)新的噬菌體的DNA和蛋白質(2,3)，聚集在細菌細胞內(nèi)（4），然后細胞破裂，噬菌體被釋放出來（5）。501.3牛乳中噬菌體的影響因為原奶中通常含有噬菌體，所以重要的是將用于發(fā)酵的奶，一般是脫脂奶加熱到至少90℃，30min才能使噬菌體失活。圖示噬菌體污染發(fā)酵劑后菌種生長情況51

發(fā)酵劑菌種繁殖和噬菌體繁殖的比較圖中表示發(fā)酵乳被噬菌體污染將發(fā)生的變化。一個攜帶噬菌體但沒有發(fā)生影響的細菌通過二分裂產(chǎn)生4個新的細菌，同時一個噬菌體已經(jīng)生成22500個，難怪有時感染一個噬菌體經(jīng)一段時間后，發(fā)酵劑的生長會突然消失。52抗生素對乳中微生物的影響

牛奶中可能含有治療牛的乳房炎所殘余的抗菌素，最常見的是青霉素，盡管規(guī)定抗菌素處理過的奶不要送到乳品廠，但可能會發(fā)現(xiàn)奶罐中的奶抗菌素含量很高。右圖圖示說明即使很少量的青霉素一般也會對大多數(shù)發(fā)酵劑菌種有影響。殘留青霉素將導致的后果：（一）抑制或延緩所用發(fā)酵劑菌種的生長。（二）兒童食用污染抗菌素的奶后，對注射抗菌素過敏，并且將導致消化系統(tǒng)紊亂。微生物青霉素(I.U)*/ml乳酸鏈球菌乳酪鏈球菌嗜熱乳鏈球菌保加利亞乳桿菌引子(混合發(fā)酵劑I.U=國際單位(青霉素引起細胞破裂)抑制一些微生物生長的青霉素含量53一、發(fā)酵劑的概念和種類（一）概念：

發(fā)酵劑是指生產(chǎn)酸乳制品時所用的特定微生物的培養(yǎng)物。第二節(jié)發(fā)酵劑的制備54（二）種類1.按使用方法分直投式發(fā)酵劑

乳酸菌純培養(yǎng)物

繼代式發(fā)酵劑母發(fā)酵劑

生產(chǎn)發(fā)酵劑55傳統(tǒng)的菌種保加利亞乳桿菌(Lactobacillusbulgaricus)和嗜熱鏈球菌(Streptococcusthermophilus)1比1的混合菌種。益生菌：能促進人體健康且能在人體腸道內(nèi)定植的一類微生物。2.按使用菌種分56可用于保健食品的益生菌菌種名單

（2005年7月1日起實施,國家食品藥品監(jiān)督管理局)兩岐雙岐桿菌、嬰兒雙岐桿菌、長雙岐桿菌

短雙岐桿菌、青春雙岐桿菌。

德氏乳桿菌保加利亞種。嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌干酪亞種、嗜熱鏈球菌、羅伊氏乳桿菌。

573.按配合形式分單一菌種:只使用一種特征菌的發(fā)酵劑?；旌暇N:含有兩種及兩種以上特征菌的發(fā)酵劑。如保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌按1:1或１:2比例混合的酸乳發(fā)酵劑。58酸乳發(fā)酵劑菌種的共生作用

酸乳生產(chǎn)中常用的發(fā)酵劑是保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的混合物。使用混合菌種的目的,主要是利用其共生作用,提高發(fā)酵劑活力,縮短凝乳時間。為什么要使用混合菌種？59這種混合物在40～50℃乳中發(fā)酵2～3h即可達到所需的凝乳狀態(tài)與酸度。任何單一菌株的發(fā)酵時間都在10h以上。原因就是因為保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌之間存在共生現(xiàn)象。604.按照發(fā)酵劑的物理形態(tài)分液態(tài)發(fā)酵劑。粉狀（或顆粒）發(fā)酵劑。真空冷凍干燥而制得。冷凍發(fā)酵劑。乳酸菌液態(tài)發(fā)酵劑經(jīng)冷凍濃縮而制成。61乳酸菌純培養(yǎng)物母發(fā)酵劑生產(chǎn)發(fā)酵劑５.按發(fā)酵劑制備過程分類621.分解乳糖產(chǎn)生乳酸；2.產(chǎn)生揮發(fā)性的丁二酮、乙醛等，使牛乳具有典型的風味；3.具有一定的降解蛋白質、脂肪的作用，從而使酸乳更利于消化吸收；4.個別菌株能產(chǎn)生乳酸鏈球菌素等抗生素，能防止雜菌的生長。

二、使用發(fā)酵劑的目的63根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品的特點，選擇不同的菌種。1.產(chǎn)酸能力。2.后酸化能力。3.產(chǎn)香能力。4.粘性物質產(chǎn)生能力。三、發(fā)酵劑用菌種的選擇64四、發(fā)酵劑的制備(一)基本知識(二)制備發(fā)酵劑必要的用具及材料(三)發(fā)酵劑的制備方法(四)影響酸乳菌種活力的因素65（一）基本知識1.無菌操作環(huán)境無菌培養(yǎng)基無菌容器無菌操作過程無菌662.培養(yǎng)基的選擇使用無抗生素殘留的脫脂鮮乳或脫脂乳粉復原乳。為什么不用全脂鮮乳和全脂乳粉？因為全脂鮮乳和全脂乳粉中含有游離脂肪酸，游離脂肪酸可抑制發(fā)酵劑菌種的增殖。673.培養(yǎng)基的制備（1）乳酸菌純培養(yǎng)物和母發(fā)酵劑的培養(yǎng)基高壓滅菌(121℃/15～20min)；

100℃、30min連續(xù)三天的間歇滅菌，以達到完全無菌狀態(tài)。68（2）生產(chǎn)發(fā)酵劑的培養(yǎng)基90℃、60min；100℃、30～60min殺菌。注意：水浴加熱3.培養(yǎng)基的制備695.培養(yǎng)溫度與時間

通常選擇42～43℃，培養(yǎng)2.5～3.5h。6.保存0～5℃下保存。脫脂乳中加1％CaCO3，提高生存率。4.接種量

純培養(yǎng)物和母發(fā)酵劑調(diào)制時可按1～3%接種,工業(yè)生產(chǎn)上需要快速出產(chǎn)品,接種量可增加，按3～5%接種。70（二）調(diào)制發(fā)酵劑必要的用具及材料恒溫干燥箱高壓滅菌器恒溫培養(yǎng)箱超凈工作臺振蕩器電冰箱71（二）調(diào)制發(fā)酵劑必要的用具及材料乳酸菌純培養(yǎng)物活化：帶棉塞試管。母發(fā)酵劑容器：帶棉塞的三角燒瓶（容量100～300ml）。工作發(fā)酵劑容器：大型三角燒瓶（1000～3000ml）或發(fā)酵罐、發(fā)酵槽等。按生產(chǎn)量選擇。721.菌種的復活及保存。

2.母發(fā)酵劑的制備。

3.生產(chǎn)發(fā)酵劑（工作發(fā)酵劑）的制備。。（三）發(fā)酵劑的制備方法種子73741.無菌濾頭；2.無菌針頭；3.母發(fā)酵劑容器；4.無菌中間發(fā)酵劑罐無菌條件下將母發(fā)酵劑轉移到工作發(fā)酵劑的容器75761.菌種比例球菌：桿菌＝1：12.培養(yǎng)基濃度以11%為基點,高濃度(20%以內(nèi))有利于桿菌生長,產(chǎn)酸量大;較低濃度有利于球菌生長?？側楣腆w含量≥11.5％。(四）影響菌種活力的因素773.培養(yǎng)溫度

45～47℃

利于桿菌的生產(chǎn);41～44℃

促進球菌生長。4.接種量

以3％為基點,接種量大有利于桿菌生長,接種量小利于球菌生長。785.清洗劑和殺菌劑的殘留（如殘留有效氯）。

殘留有效氯抑制乳酸菌的最低濃度6.抗生素殘留

抗生素耐熱，如青霉素100℃/30min僅失活5%；含有抗生素的牛乳加熱120℃/30min，仍能對乳酸菌有抑制作用。79幾種發(fā)酵劑交替使用。使用抗噬菌體培養(yǎng)基使用噬菌體抗性菌。噬菌體污染判斷

10ml滅菌脫脂乳+3滴發(fā)酵劑，培養(yǎng)24h，不凝固，即為噬菌體污染。7.噬菌體80（一）發(fā)酵劑的質量要求

1.組織狀態(tài)凝塊有適當?shù)挠捕?、細滑、富有彈性；組織均勻一致,表面無變色、龜裂、氣泡及乳清分離等現(xiàn)象。2.風味具有乳酸菌發(fā)酵特有的風味,不得有腐敗味、苦味、飼料味和酵母味等異味。五、發(fā)酵劑的質量要求及鑒定813.凝塊完全粉碎后,細膩滑潤,略帶粘性,不含塊狀物。4.接種后,在規(guī)定時間內(nèi)產(chǎn)生凝固,無延長現(xiàn)象。5.活力測定符合規(guī)定指標。

乳酸0.8～1%，90～110oT。82(二)發(fā)酵劑的質量檢查

1.感官檢查肉眼觀察形態(tài)、顏色、乳清分離等。觸覺或其他方法檢查硬度、黏度、彈性等。味覺檢查酸度是否不足或過度，風味是否異常。832.化學檢驗（1）滴定酸度：以0.8％～1％乳酸度為宜。（2）揮發(fā)酸測定：取發(fā)酵劑250g，放入蒸餾燒瓶中用H2SO4，調(diào)節(jié)pH為2，收集蒸餾最初的水1L，用0.1mol/LNaOH滴定。84(3)丁二酮和3-羥基-2-丁酮測定

（Hammer法，定性法）

取發(fā)酵劑2ml加等量的40％NaOH和少量的肌酸混合，出現(xiàn)的紅色層越強，則丁二酮和3-羥基-2-丁酮的含量越高。853.細菌檢查

用常規(guī)方法測定總菌數(shù)和活菌數(shù),必要時選擇適當?shù)呐囵B(yǎng)基測定乳酸菌等特定的菌群。86（1）酸度測定（Horrall-Elliker)

高壓滅菌復原脫脂乳中接種3%的發(fā)酵劑，37.8℃/3.5h，測滴定酸度，酸度達0.4%可認為有活力。

（2）刃天青還原試驗（Leber)

取復原脫脂乳9ml，接種發(fā)酵劑1ml及0.005%的刃天青溶液1ml，36.7℃培養(yǎng)，35min以上完全褪色者為良好。

4.活力測定87六、直投式菌種傳統(tǒng)的商業(yè)菌種（繼代式菌種）缺點含菌量少(107～108/g)；不能直接用于生產(chǎn)，需經(jīng)過活化、擴增才能用上乳品生產(chǎn)；發(fā)酵劑用量大；制作過程繁雜，質量不易控制，容易污染雜菌和噬菌體，菌種比例隨著傳代數(shù)的增加而改變；導致酸奶質量不穩(wěn)定和口感差，阻礙了酸奶制品的工業(yè)化生產(chǎn)。88直投式酸奶菌種指不需要經(jīng)過活化、擴增而直接應用于生產(chǎn)的一類新型發(fā)酵劑。主要特點是活菌含量高(1010～1012/g)；保質期長；接種量少；發(fā)酵產(chǎn)品質量穩(wěn)定；防止菌種的退化和污染；大大提高了發(fā)酵酸奶工業(yè)的勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質量。8990

一工藝流程

預處理

配料預熱、均質、殺菌、冷卻

接種

灌裝原料乳驗收發(fā)酵冷卻冷藏后熟糖、穩(wěn)定劑、固形物

生產(chǎn)發(fā)酵劑

母發(fā)酵劑乳酸菌純培養(yǎng)物第三節(jié)凝固型酸乳加工工藝及質量控制91洛陽巨爾乳業(yè)丹麥APV酸奶灌裝芬蘭全自動酸奶發(fā)酵

92二、加工技術（一）原料乳的要求

原料乳除按規(guī)定程序和方法驗收外,還必須滿足以下要求:1.總乳固體含量不低于11.5%，其中非脂乳固體含量不低于8.5%。為什么？總乳固體是原料乳的重要組成部分，總乳固體含量高，酸凝乳質地好，乳清析出少。總乳固體含量高，酸乳風味好。93不同總乳固體含量對酸奶質量的影響總乳固體/％培養(yǎng)時間及酸度/oT后酸化24h后酸度/oT后酸化后凝乳狀態(tài)2h2.5h3h12.58090101123凝乳質地硬，無乳清析出11.88194107凝乳質地良好，無乳清析出11.17893106凝乳質地良好，有少量乳清析出10.4738894凝乳質地軟，乳清析出較多94乳固體含量不足時怎么辦？添加脫脂乳粉；添加濃縮乳；對乳進行濃縮處理。952.不得使用含有抗生素或殘留有效氯等殺菌劑的鮮乳。為什么？抗生素或殘留有效氯抑制微生物的濃度抗生素耐熱，如青霉素100℃/30min僅失活5%。含有抗生素的牛乳，加熱120℃/30min，仍能對乳酸菌有抑制作用。96牛乳凝固：無抗生素牛乳不凝固：含有抗生素小型凝乳培養(yǎng)實驗取100ml待測牛乳→無菌三角瓶中→90～95℃/5min

→冷卻45℃

→加入3％～4％發(fā)酵劑→

45℃培養(yǎng)2～3h→973.不得使用患有乳房炎的牛乳,否則會影響酸乳的風味和蛋白質的凝膠力。4.不得使用嚴重污染的牛乳。

菌落總數(shù)≤500000cfu/ml98（二）加糖、標準化1.加糖

國內(nèi)生產(chǎn)的酸乳一般都要加糖,加糖量為

6%～8%。(1)目的增加風味；增加粘度；增加營養(yǎng)。99(2)加糖方法①

砂糖

原料乳

溶解

過濾除去雜質殺菌（50～80℃）②砂糖

溶解殺菌過濾

殺菌后的牛乳中。100通過添加稀奶油等，保證乳脂肪的含量。通過添加脫脂乳粉等，保證乳固體含量。2.標準化101(三）預熱、均質、殺菌、冷卻板式換熱器預熱：為均質、殺菌作準備（55～80℃）均質：①原料充分混合；②可以阻止貯藏過程中脂肪的分離，酸乳質地細膩，口感良好。殺菌：殺滅原料乳中的雜菌，確保乳酸菌正常生長繁殖；使牛乳中乳清蛋白變性，改善組織狀態(tài)，防止成品乳清析出（90～95℃/5～10min）。102GJJ-2/40型高壓均質機

浙江億天CGJB高壓均質機

103殺菌設備：板式酸奶殺菌系統(tǒng)104丹麥APV殺菌系統(tǒng)（洛陽巨爾乳業(yè)）105（4）冷卻冷卻到菌種的適宜溫度，為接種作準備。

保加利亞乳桿菌（L.B）:嗜熱鏈球菌（S.T）

40～45℃

保加利亞乳桿菌（L.B）

:乳酸鏈球菌30～37℃1061.發(fā)酵劑種類混合發(fā)酵劑。發(fā)酵時間2～3h。（四）接種（加發(fā)酵劑）1072.接種量生產(chǎn)上常用的接種量為2％～4％。為什么？接種量＜2％，①產(chǎn)酸緩慢，易形成對菌種不良的生長環(huán)境；②發(fā)酵時間長；③乳酸桿菌得不到足夠的生長，風味不佳。接種量﹥5％，①產(chǎn)酸過快，酸度上升過高，給酸乳的香味帶來缺陷；②發(fā)酵過快，使產(chǎn)品組織狀態(tài)帶來缺陷，如乳清析出等。二、加工技術1083.方法

目前是在密封系統(tǒng)中以機械方式自動進行發(fā)酵劑的添加。

①接種前充分攪拌發(fā)酵劑,使凝乳完全破碎。

②接種過程中無菌操作。③接種后,充分攪拌10min,使菌種能與殺菌冷卻后的牛乳完全混勻。④注意保持乳溫，不要過度降低。109110（五）灌裝1.灌裝容器玻璃瓶、瓷瓶。

塑杯和紙盒。1111122.灌裝要求及注意事項（1）接種后的牛乳應立即連續(xù)地灌裝到零售容器中。

速度要快（＜1.5h），防止乳溫降低。否則會延長發(fā)酵時間，并影響產(chǎn)品風味。113（2）環(huán)境無菌

車間：紫外線燈殺菌。傳送帶、操作臺、地面：漂白粉消毒；奶箱、輸奶管道：95℃熱水消毒；（3）包裝容器無菌

玻璃瓶：漂白粉消毒；塑杯、鋁箔蓋：25％雙氧水。114（3）灌裝設備預成型塑杯酸乳灌裝機塑杯成型酸乳灌裝機紙盒、紙杯灌裝機玻璃瓶灌裝機上海佳誠包裝機械設備制造有限公司（瓶裝酸奶罐裝機）。灌裝范圍：5ml-2L。115丹麥APV全自動酸奶灌裝機（洛陽巨爾）1161.工藝參數(shù)（1）發(fā)酵溫度和時間：

一般在40～45℃，最適溫度42～43℃；時間2～3h

。L.B、S.T的比例接近1:1。T＜40℃，S.T增殖，而S.T產(chǎn)酸能力弱，極限酸度為110～115oT，酸味不足，硬度小，發(fā)酵時間長。T＞45℃，L.B增殖，而L.B產(chǎn)酸能力強，極限酸度為300～400oT,酸味大，尖酸味，發(fā)酵時間短，香味不足。（六）發(fā)酵117（2）發(fā)酵終點的判斷抽樣觀察。發(fā)酵一定時間后，打開瓶蓋，觀察酸乳的凝乳情況。測定酸度。若已基本凝乳，馬上測定酸度,酸度達到60～70o

T以上,則可終止發(fā)酵。發(fā)酵時間的確定還應考慮冷卻和后熟的過程,在此過程中,酸乳的酸度還會繼續(xù)上升。118（七）冷卻

1.冷卻的目的

迅速而有效地抑制酸乳中乳酸菌的生長，終止發(fā)酵過程，使酸乳的特征（質地、口味、酸度等）達到所設定的要求。2.冷卻方法（1）直接冷卻：0～7℃冷藏室冷卻。

（2）兩段冷卻：室內(nèi)冷卻、冷庫冷卻。119（八）冷藏后熟

一般將酸乳終止發(fā)酵后冷藏12～24h，這個階段稱為后熟期。香味物質的產(chǎn)生會達到高峰期。為什么冷藏12～24h？在冷藏期間，酸度仍會有所上升，同時風味成分雙乙酰含量會增加。試驗表明冷卻24h，雙乙酰含量達到最高，超過24h又會減少。冷藏溫度一般在2～7℃。冷藏的作用除達到冷卻一項中所列舉的目的外,還有促進香味物質產(chǎn)生,改善酸乳硬度的作用。

1201.乳清析出2.凝固性差3.風味不良4.表面有霉菌生長5.口感差三酸奶質量控制121一、乳清析出原因控制措施乳固體含量低添加脫脂乳粉、乳濃縮，保證11.5％（8.5％）發(fā)酵過度發(fā)酵時間過長正確及時判斷發(fā)酵終點，保證2～3h。發(fā)酵劑產(chǎn)酸能力過強選用適宜產(chǎn)酸能力的菌種，保證酸度90～110oT接種量過大嚴格控制接種量2％～4％熱處理不當90～95℃/5～10min122冷卻、運輸、銷售過程中機械振蕩輕拿輕放，防止機械振蕩鈣鹽平衡被打破100ml牛乳中加35％CaCL20.5ml123（二）不凝固或凝固不完全抗生素、殘余有效氯超標設備、管道清洗干凈用藥期間、停藥后3日內(nèi)的牛乳嚴禁收購小型凝乳培養(yǎng)實驗檢測抗生素（T.T.C，紙片法）發(fā)酵劑噬菌體污染器具清洗干凈；培養(yǎng)基徹底滅菌；幾種發(fā)酵劑交替使用；使用抗噬菌體培養(yǎng)基；正確判斷發(fā)酵劑是否污染噬菌體。10ml滅菌脫脂乳＋3滴發(fā)酵劑，培養(yǎng)24h，不凝固，即為污染。124發(fā)酵劑污染雜菌發(fā)酵劑培養(yǎng)基嚴格滅菌，純培養(yǎng)物、母發(fā)酵劑間歇三次滅菌或高壓滅菌；發(fā)酵劑制備過程嚴格無菌操作。發(fā)酵劑活力低0.2％-0.3％酵母浸膏，0.15%檸檬酸鈉。總乳固體含量低同乳清析出125（三）風味不良

正常酸奶風味酸奶的風味物質是一些羰基化合物和C2～C8的揮發(fā)性的脂肪酸。主要有乳酸、乙酸、乙醛、雙乙酰（丁二酮）、丙酮、３－羥基丁酮等。它們是由不同微生物在酸奶生產(chǎn)的不同階段產(chǎn)生。126引起風味不良的原因及控制措施1.無芳香味芳香味主要來自發(fā)酵過程中產(chǎn)生的丁二酮等物質。（1）菌種選擇、比例不當?；旌暇N、合適的比例。（2）工藝參數(shù)不合適，如高溫短時發(fā)酵。采用菌種適宜的發(fā)酵溫度