酸奶的发酵工艺

酸奶的发酵工艺

李晓红

（生物工程2班 生命科学学院 黑龙江大学 哈尔滨 150080）

摘要：本文主要讲了酸奶发酵剂——乳酸菌的种类特点以及最佳培养基，其次还有酸奶的发酵原理和酸奶发酵前景。

关键词：酸奶，发酵，乳酸菌，后酸化

Yogurt of fermentation

Li Xiaohong

(The 2th class of Biotechnology , College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin, 150080)

Abstract：This paper mainly spoke yogurt kefir—— lactobacillus types, characteristic and the best medium, Secondly and yogurt fermentation principle and yogurt fermentation prospects. Key words：yogurt, fermentation, Lactic acid bacteria, Late aciding

随着人们生活水平的不断提高，消费者对饮料的需求越来越趋向于具有价养和保健作用的天然饮品。 酸奶是以牛奶为原料，经乳酸菌发酵而成的一种具有较高价养价值和特殊风味的发酵乳制品，是具有一定保健作用的食品。 酸奶是乳制品中的重要部分，因其风味独特、营养价值高以及对人体健康有特殊的生理作用，从而倍受人们青睐。酸奶由于乳酸菌的发酵作用，在营养成分得到改善的同时，也发挥了乳酸菌益生的功效[2]。

[1]

1、酸奶的制作工艺

酸奶采用鲜奶和白砂糖为主要原料，经严格消毒后加入活性乳酸菌发酵制作血成。与普通牛乳比较，其中的蛋白质、脂肪经发酵后，易被人体消化吸收，同时还能提高钙、磷、铁的利用率，有利于防止婴儿佝偻病和老人骨质疏松病[3]。

1.1制作酸奶的原料

酸奶中的物质比例：脂肪≥3.2% 蛋白质≥2.8%干物质≥10.8%,酸度16~18度，72%酒精试验阴性,活性状态良好，煮沸无异常。而辅料一主要有甜味剂和稳定剂。最常用的甜味剂为自砂糖，添加量小应超过12%。为防止产品出现分层或沉淀，保持产品的外观性能而添加到食品中的添加物称为稳定剂。常用的稳定剂有果胶和梭甲基纤维素[4]。

1.2酸奶发酵剂-乳酸菌 1.2.1概述

乳酸菌广泛分布于自然界中，从土壤、水、植物、发酵食品以及人和动物的肠道里 均可分离到乳酸菌。很久以前人们就知道了发酵，早期的微生物学家将那些可以自发酸 化传统发酵食品的细菌称之为“乳酸菌”(Lactic acid bacteria, LAB) 。

乳酸菌是一群能利用碳水化合物产生大量乳酸的细菌的统称。乳酸菌只是一种习惯 叫法，并不是微生物分类学上的名称。

人类最初关于乳酸菌方面是完全没有任何知识的，仅仅知道发酵乳的现象 。1857 年巴斯德在研究乳酸发酵过程中发现了乳酸菌，其后对于丁酸发酵、醋酸发酵等一连串 的研究，明白了发酵现象是由于特定的微生物在即使缺乏空气的状态下也产生的发酵。 1919年之后，经过蒂策勒(R.P. Tittsler),罗高沙(Rogosa)、沙普(Sharpe)及光冈等研究人

[6]

[5]

员的努力，对乳酸菌的分类工作一直到60年代才趋于确立。现在，除了从形态学和生化学上的性质中来进行分类之外，加上了DNA同种异体(DNA homo-logue), (G十C)%和菌体脂肪酸组成等化学分类，进人了分子水平阶段[7]。目前，国内学者归纳整理了乳酸菌的分类和命名，提出乳酸细菌有43个属、373个种和亚种[8]。

1.2.2乳酸菌的分类

乳酸菌是一类以糖为原料发酵产生乳酸的细菌。乳酸菌从形态上分类主要有球状和杆状两大类。按照生化分类法，乳酸菌可分为乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属和汁球菌属S个属，每个属又有很多菌种，某些菌种还包括数个亚种。这些微生物都与乳酸发酵有关，其中乳酸杆菌和双歧杆菌与人畜机体保健有着更为密切的关系[9-11]。乳酸菌细胞形态有球状、类球状、短杆或杆状;乳酸菌细胞染色呈革兰氏阳性、阴性，也有具阳性细胞壁型的阴性菌;乳酸菌细胞内有芽抱或无芽抱;乳酸菌生理需求有好氧、厌氧或兼性厌氧:乳酸菌发酵方式有同型发酵或异型发酵。

1.2.3乳酸菌的主要特点

（1）在厌氧坏境下生存 腌酸菜、酸乳酪、发酥食品、瘤胃和肠道中的乳酸菌，与人们生活的关系密切，这些乳酸菌的基本特性就是厌氧。

（2）蛋白质分解能力弱

（3）脂肪分解能力弱 大多数乳酸茵没有脂肪酶活性或很弱，发酵乳和乳酪因脂肪未被分解而没有脂肪腐败的不良气味。

（4）酸败活性弱 因为乳酸菌的蛋白质和脂肪分解能力弱，所以发酵过程中几乎不产生氨、三甲胺、二甲胺等胺类，吲哚、甲基引噪、硫醇等含硫化合物以及羰基化合物、挥发性脂肪酸等腐败有关的物质[12-13]。

（5）具有消臭、抗菌和抗霉作用

（6）产生芳香物质、不具病原性具有保健功能 1.2.4酸奶发酵剂的制备方法 （1）化学中和法

乳酸菌在生长繁殖过程中，代谢乳糖产生乳酸。随着酸度的升高，pH值的降低，菌体生长受到抑制，不同的菌种对培养基中乳酸的耐性不同。保加利亚乳杆菌在含乳酸1.7%以下的培养基中生长，嗜热链球菌可耐受0.8%的乳酸。为了解除乳酸菌的抑制，常用的中和剂有NaOH、Ca(OH)2、Na2C03等。S.E.Gilliland等认为NH3‘ H2O的效果最好，但在中和培养过程中，随着乳酸钱或乳酸钠等盐浓度的不断增加，达到一定水平时，仍会抑制菌体的生长繁殖[14-15]。 （2）缓冲盐法

向培养基中添加缓冲盐，调节培养液中的酸在一定范围内变动，不致酸度过高，可促进菌体生长及繁殖。关于缓冲剂，国际上有人利用乳本身蛋白质和磷酸盐。具体方法是用超滤浓缩脱脂乳，再添加无脂固型物到20 %~29%，作为培养液，利用高浓度的蛋白质和磷酸盐达到缓冲效果。磷酸盐不仅可起到缓冲作用，还可起到抗噬菌体的作用。常用的缓冲剂还有CaC03, Ca对菌体冷冻干燥有保护（3）连续培养

法国B.Bilil等人曾对StreptococcusGremoris进行了连续培养，指出菌的生长情况受乳酸的抑制作用及营养物提取的影响，菌体浓度达不到很高。成熟培养液中乳酸菌的收集多采用离心法。采用7000 rpm， 35 min或9000rpm,15 min分离收集菌体。但过高

+

[16]

。

的转速对菌体损伤较大，影响菌体的活性。Gilland和Lara采用4000 rpm, 20 min进行离心浓缩，不仅菌体损伤小，而且存活率也较高。有报道认为，在离心浓缩时加入柠檬酸盐或磷酸盐可分散、稳定培养基中的酪蛋白、乳清蛋白，从而使乳酸菌在离心过程中单独沉淀，提高了单位量的活菌数，另外也有人采用超滤法收集菌体。这种方法在渗透法的培养过程中得以应用[17-19]。 1.2.5乳酸菌的培养

乳酸菌有特殊且复杂的营养要求，正常生长需要各类营养成分满足其碳源、氮源、能源、尤机款、生长因素及水的需要。

在乳酸菌分离培养基中，含有蛋白陈、牛肉膏、酵母膏、蕃茄汁等多种组分。其中，牛肉膏、蛋白陈含有各种氨基酸、肤类、际等可溶性氮化合物，为乳酸菌生长提供氮源;酵

母膏为乳酸菌生长提供氨基酸、维生素类和无机盐类，葡萄糖则供给丰富的碳源，等等。另外，蕃茄汁富含维生素，可刺激乳酸菌快速生长繁殖

1.3酸奶制作机理

乳酸菌发酵可分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵，同型乳酸发酵乳糖只产生乳酸，异型乳酸发酵乳糖除产生乳酸外，还生成乙醇、一氧化碳等物质。在酸奶制作中常用的德氏 乳杆菌保加利亚亚种(保加利亚乳杆菌)和唾液链球菌嗜热亚种(pn热链球菌)均为同型乳酸发酵

[21]

[20]

。

。第1机制:从大肠杆菌开始，许多细菌都是用此系统，在酸奶制作中常用的保加利亚

乳杆菌和嗜热链球菌也是用此系统。乳糖通过透膜酶的作用进入细胞内，经尽半乳糖有酶的作用分解为葡萄糖和半乳糖，其中嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌优先代谢葡萄糖成乳酸，而对游离型的半乳糖不能利用，其被排除细胞外或转化成高分了物质一胶糖( gum)而蓄积起来

[22-23]

。 第2机制:分布在乳酸乳球菌乳酸亚种(乳酸乳球菌)十酪乳杆菌十酪亚种(十酪乳杆菌)

等菌属中。乳糖通过细胞膜上磷酸转移酶( phosphotransferase)作用，经磷酸化后进入细胞内。斤磷酸乳糖经磷酸尽半乳糖有酶的作用，分解成葡萄糖和6-磷酸半乳糖[24-27]。

1.4酸奶后酸化的防治措施

后酸化的酸性物质要是乳酸菌代谢糖类产生的乳酸，与代谢有关的乳糖酶是其关键酶类，为胞内酶。为防止后酸化，有以下几方面措施：

（1）添加防腐剂防止后酸化

常见防腐剂：乳酸链球菌素、果胶酶解物、壳聚糖、添加乳过氧化物酶

（2）乳酸菌的生物育种防止后酸化

通过基因工程乎段选育出在高温下产酸快、在低温下基本不产酸或产酸甚微的菌株作发酵剂。

（3）调整球菌和杆菌的比例

（4）采用巴氏杀菌和高压处理方法[28-30]

2酸奶的发展趋势

美国有关食品的市场信息指出，酸奶止朝着健康和嗜好2个方向发展。酸奶作为功能性食品的代表产品，止日益显示出其明显的优势。根据市场信息和国外专家对21世纪食品发展趋势的预测，高品质、健康、方便、嗜好是酸奶市场的发展趋势。在我国，随着生活水平的小断提高及对生活品质的更高要求，酸奶产销量在乳品市场中增长迅速。

与此同时，近年来我国批大中刑乳品企业迅速崛起。搅利‘刑酸奶和饮用刑酸奶己在市场占据支配地位，这2类酸奶风味各异，囚日感良好而受到我国消费者的青睐。冷冻酸奶也 受到人们的喜爱，小过还末达到普及的程度[31]。

近年来，国内、酸奶产销量以年均40%的速度增长。酸奶多样化的需求，推动了包装技术的发展。从世界范围来看，酸奶是发展最快的乳制品产品。欧洲是开发酸奶新产品的基地，每年乳制品的新产品中有约7%是各种酸奶，每年约有近千种酸奶新产品问世。 酸奶的产品开发有如下共同的趋势:是营养强化刑及功能刑酸奶，如添加有益菌，增加钙质，降低胆固醇以及增加纤维索，美容减肥的酸奶等。二是儿童酸奶丰富多彩。采用儿童喜爱的风味和包装，如多风味联杯及棒状包装;酸奶与多种果料一组介，如分层灌装、子母杯包装等;酸奶与多种膨化食品(或者巧克力涂覆的膨化食品)及各种十果的组介。二是开发新颖独特的包装技术和设备。酸奶多样化的需求，推动了包装技术的发展，而包装技术的进步又带动了酸奶新产品的开发[32-33]。

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发酵工程课程论文

酸奶的发酵工艺

李晓红

学 号：20093865 专 业：生物工程 年 级： 2009级 指导教师：王葳

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