酸奶發(fā)酵工藝課程論文姓名劉思平專業(yè)生物工程班級 12級141班學號 ************ 2015年5月酸奶發(fā)酵工藝摘要：由新鮮牛奶制成的酸奶由于其豐富的營養(yǎng)、特殊的風味、爽滑的質(zhì)構(gòu)和良好的生理功能,倍受人們青睞。

本文對酸奶發(fā)酵歷史、制作機理、工藝優(yōu)化做了詳細的介紹。

重點介紹了酸奶發(fā)酵的制作機理。

關鍵詞：酸奶發(fā)酵發(fā)酵劑工藝1.酸奶發(fā)酵概述1.1 酸奶發(fā)酵的歷史及現(xiàn)狀酸奶最早出現(xiàn)在古希臘和羅馬，當?shù)厝艘驗轱曫B(yǎng)大量牲畜，掌握了酸奶的制作方法。

當時酸奶作為一種食物或直接飲用或加入菜肴。

古代，中東的醫(yī)生把酸奶當做治療胃、肝臟疾病的藥物。

波斯的婦女把酸奶當做化妝品。

20世紀初，梅奇尼可夫提出酸奶對人類的健康非常有益。

1922年西班牙人卡拉索建立酸奶工廠生產(chǎn)了達能酸奶，從此酸奶開始工廠化。

中國酸奶起步較晚，但是發(fā)展迅速。

近年酸奶的產(chǎn)量逐年增加，成為增長最快的乳產(chǎn)品之一。

目前酸奶的發(fā)展變化主要有：工藝水平不斷提高，酸奶制品系列化，酸奶原輔料組合化，奶制品口味、口感多樣化、酸奶營養(yǎng)化，酸奶產(chǎn)品包裝高檔化等幾個方面［1］1.2酸奶發(fā)酵的定義及分類酸奶是以鮮奶或乳制品為原料，經(jīng)均質(zhì)（或不均質(zhì)）、殺菌、冷卻后加入特定微生物發(fā)酵劑保溫發(fā)酵而制成的產(chǎn)品。

酸奶因為高含量的蛋白質(zhì)和脂肪、豐富的維生素和礦物質(zhì)具有很高的營養(yǎng)功能，因其含有的微生物而具有很強的保健功能。

根據(jù)不同的分類標準，酸奶有不同的種類。

一般按照酸奶在零售過程中的存在狀態(tài)分為凝固型酸奶和攪拌型酸奶。

1.3酸奶發(fā)酵所用的原料和輔料1.3.1鮮奶與乳制品原料乳色澤應呈乳白或略帶微黃; 組織狀態(tài)應呈均勻的膠態(tài)流體, 無沉淀、無凝塊、無肉眼可見雜質(zhì)和其他異物; 對于滋氣味的要求是應具有新鮮牛乳固有的香氣, 無其他異味.理化指標:脂肪≥3.2%，蛋白質(zhì)≥2.8%，干物質(zhì)≥10.8%，酸度16~18 度原料奶的體細胞數(shù)應小于4×107個/mL。

不得使用有抗生素、有效氯以及清洗劑等殘留的生鮮乳。

不得使用患有乳房炎的牛的牛乳。

[2]1.3.2發(fā)酵菌種發(fā)酵菌種即發(fā)酵劑是制造酸奶所特用的微生物培養(yǎng)物。

根據(jù)酸奶發(fā)酵劑在發(fā)酵乳制品方面的應用情況,可將發(fā)酵劑分為3種類型(或3個階段),即天然發(fā)酵劑、普通發(fā)酵劑和濃縮發(fā)酵劑。

從使用方式來劃分為直投式發(fā)酵劑，傳代式發(fā)酵劑。

[3] 乳酸菌通常包括乳桿菌屬、鏈球菌屬、乳球菌屬、明串珠菌屬、片球菌屬、雙歧桿菌屬和腸球菌屬。

常用的乳酸菌有保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌。

[4]乳酸菌通過兩種不同的機制代謝乳糖。

第 1 機制: 從大腸桿菌開始,許多細菌都是用此系統(tǒng),在酸奶制作中常用的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌也是用此系統(tǒng)。

乳糖通過透膜酶的作用進入細胞內(nèi),經(jīng)β -半乳糖苷酶的作用分解為葡萄糖和半乳糖,其中嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌優(yōu)先代謝葡萄糖成乳酸,而對游離型的半乳糖不能利用,其被排除細胞外或轉(zhuǎn)化成高分子物質(zhì)———膠糖而蓄積起來。

第2種機制：分布在乳酸乳球菌乳酸亞種（乳酸乳球菌）、干酪乳桿菌干酪亞種（干酪乳桿菌）等菌屬中。

乳糖通過細胞膜上磷酸轉(zhuǎn)移酶作用，經(jīng)磷酸化后進入細胞內(nèi)。

6-磷酸乳糖經(jīng)磷酸β-半乳糖苷酶的作用，分解成葡萄糖和6-磷酸半乳糖。

前者經(jīng)糖酵解系統(tǒng)，后者經(jīng)6-磷酸塔格糖途徑進行代謝。

[4]1.3.3其他輔料為了增加酸奶的口感和風味及營養(yǎng)，一般還要添加其他的輔料。

甜味劑、酸味劑、香精香料、色素、增稠劑和乳化劑、營養(yǎng)強化劑等食品添加劑。

2.酸奶制作機理2.1酸奶發(fā)酵工藝流程［5］一般酸奶有這樣的流程：牛乳（鮮乳或還原乳）→預熱（50-65℃）→均質(zhì)（70-75℃，15-20MPa）→殺菌（75-90℃,5-8min）→冷卻（43-45℃）→接種→發(fā)酵→攪拌（攪拌型）→冷卻（15-20℃）→灌裝保藏4℃冷藏過夜。

（凝固型酸奶是先灌裝再發(fā)酵）2.1.1預熱預熱使為均質(zhì)提供條件。

一方面可以殺菌，另一方面可以適當加熱使部分乳清蛋白凝固，提高蛋白的穩(wěn)定性，一方滅菌時凝固，并賦予成品適當?shù)恼扯取?/p>

同時鈍化酶并降低均質(zhì)后乳脂肪球的直徑，防止均質(zhì)后的產(chǎn)品中的脂肪上浮，增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

2.1.2均質(zhì)均質(zhì)是指將單的脂肪球破碎成小的脂肪球，使脂肪球表面積增大，這樣可以把包裹住酪蛋白和其他蛋白，形成脂肪蛋白復合物，使脂肪和蛋白質(zhì)緊密結(jié)合，形成穩(wěn)定的酪蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是產(chǎn)品凝塊更堅固。

依靠固體原料的充分溶解，使整個原料乳混合均勻。

經(jīng)常用均質(zhì)機進行均質(zhì)，利用均質(zhì)機中的高壓均質(zhì)閥對料液進行瞬間膨脹、爆炸處理使料液通過很小的縫隙，在壓力作用下形成小尺寸的顆粒。

［6］其作用有四：使發(fā)酵過程中脂肪不會上浮；改善產(chǎn)品的粘稠度；減少或者防止乳清分離；是產(chǎn)品外觀更白，奶油味更濃；口感細膩。

但是在均質(zhì)過程中要注意避免陽光和均質(zhì)后要立即滅菌。

2.1.3殺菌此工序也稱為熱處理，熱處理不僅能殺滅牛乳中的致病菌和大部分微生物，而提高產(chǎn)品的保質(zhì)期，也可以使乳清蛋白變性，可以改變酸奶的硬度和粘度，阻止乳清分離。

其一般采用75-90℃。

2.1.4冷卻、接種、發(fā)酵和二次冷卻冷卻的目的是為了接種。

一般冷卻的溫度要有發(fā)酵劑菌種的生長的最佳溫度，可以在板式換熱器中進行。

凝固型酸奶是灌裝之后在零售包裝容器中進行接種發(fā)酵的，其一般在熱風培養(yǎng)室內(nèi)進行。

攪拌式酸奶培養(yǎng)是在夾套式發(fā)酵罐中培養(yǎng)。

接種之前，將發(fā)酵劑進行充分攪拌，使菌體從凝乳塊中游離分散出來；同時采用無菌操作方式接種，防止微生物的污染。

接種后要充分攪拌10 min，使菌體與殺菌冷卻乳完全均勻混合。

還要保持乳溫，以免延長發(fā)酵時間。

整個發(fā)酵溫度要保持在42-43℃。

發(fā)酵終點以感官、時間、酸度等衡量。

接種量可以根據(jù)乳的質(zhì)量、發(fā)酵劑的產(chǎn)酸能力、發(fā)酵時的培養(yǎng)時間和溫度以及產(chǎn)品的冷卻速度等工藝來確定。

乳品工廠通常采用的接種量在1%～4%的范圍內(nèi)。

發(fā)酵時間根據(jù)菌種的種類、特性、產(chǎn)酸量、發(fā)酵乳的凝固程度、風味等因素加以確定。

如果時間短，酸奶的凝固狀態(tài)不好，風味也較差。

2.1.5灌裝由于凝固型酸奶在罐裝后發(fā)酵，所以發(fā)酵完畢后就不再對其進行任何處理，只需冷藏。

攪拌型酸奶在發(fā)酵完畢后要對酸凝乳（凝膠體）進行機械處理，使用凝膠體層滑法、凝膠體攪拌法、或者均質(zhì)法破碎凝乳，經(jīng)過管道對酸奶進行傳輸，在冷卻器里冷卻后進行灌裝。

2.2酸奶產(chǎn)品的質(zhì)量控制判斷發(fā)酵終點是酸奶發(fā)酵的關鍵性技術之一，可以有以下方法判定 1.抽樣測定酸乳的酸度，一般酸度在65-70。

T可以終止培養(yǎng)2.控制好酸乳的發(fā)酵時間3.打開瓶蓋緩慢傾斜瓶身，觀察酸乳的流動性和組織狀態(tài)，如果流動性差且有小顆粒出現(xiàn)可以終止發(fā)酵（針對凝固型發(fā)酵）4.生產(chǎn)過程中每隔半個小時抽查一次PH、滴定酸度，并進行乙酸試驗和乙醛實驗。

5.每次發(fā)酵要記錄發(fā)酵時間和溫度，供下次發(fā)酵判定。

評價酸奶的質(zhì)量有三個指標：感官指標、理化指標、微生物指標。

感官指標要求其發(fā)酵結(jié)束只有少量乳清析出，表面光滑、細膩，色澤均一，無明顯的顆?；蛘吣龎K，均勻。

理化指標（純酸奶）主要指脂肪≥3.1%、蛋白含量≥2.9%，酸度≥70%、糖度根據(jù)非脂乳固體含量調(diào)整。

微生物指標主要是大腸桿菌群≤90個/100ml和致病菌不得檢出。

2.3酸奶發(fā)酵所用設備乳的收集和儲存設備：乳槽車、過濾器、脫氣罐、儲氣罐、離心分離器、冷卻器、貯乳缸、乳泵。

預處理設備：中間儲存罐、混合乳罐、發(fā)酵罐、平衡罐、靜乳機、離心分離機、濃縮設備、脫氣罐、熱交換設備（板式換熱器、管式換熱器）、均質(zhì)機、泵。

發(fā)酵及灌裝設備：圓柱發(fā)酵罐、酸乳灌裝設備。

[7]3.酸奶發(fā)酵的產(chǎn)品優(yōu)化3.1綠豆酸奶綠豆酸奶的發(fā)酵工藝為：綠豆與水按1:7比例制備的綠豆?jié){，加入3%全脂乳粉、7.5%白砂糖及0.5%的穩(wěn)定劑，嗜熱鏈球菌與植物乳桿菌比例為2:1，3%的接種量進行乳酸菌發(fā)酵，發(fā)酵溫度為41℃，發(fā)酵時間為5h。

發(fā)酵得到的綠豆酸奶具有純?nèi)樗岚l(fā)酵特有的滋味和香氣，無豆腥味，色澤呈乳白色，稍帶淡綠色，酸奶組織狀態(tài)佳，質(zhì)地均勻細膩，口感酸甜適中、滑爽，比較適宜酸奶生產(chǎn)。

［8］3.2利用蛋清肽改善酸奶的品質(zhì)和發(fā)酵周期蛋清肽在縮短酸奶發(fā)酵周期的同時改善了酸奶的品質(zhì)。

當?shù)扒咫奶砑恿繛?.0%時，對酸奶的促發(fā)酵效果最佳，與未添加相比，酸奶發(fā)酵周期縮短1h，酸奶的口感、質(zhì)地及穩(wěn)定性( 乳清析出率) 均有所提高。

同時，將蛋清肽與酸奶的營養(yǎng)保健功能集于一體，豐富了酸奶產(chǎn)品的營養(yǎng)品質(zhì)。

［9］3.3改善酸奶后酸化的問題酸奶后酸化問題主要是發(fā)酵結(jié)束后在貯藏、運輸、銷售、食用過程中微生物繼續(xù)發(fā)酵而引起的酸度和感官下降。

改變后酸化有很多方法，列如改變菌種基因、超高溫殺菌、改變菌種配比等方法。

［4］但大多成本較高，操作復雜，最好的方法是選用高溫下產(chǎn)酸較多，低溫下產(chǎn)酸甚微的發(fā)酵劑。

保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌在酸奶發(fā)酵過程中存在著共生關系。

最初,嗜熱鏈球菌開始生長發(fā)育,隨著抑制保加利亞乳桿菌生長發(fā)育必需的氧的消耗,酸牛奶就產(chǎn)生芳香成分丁二酮,緊接著保加利亞乳桿菌開始生長產(chǎn)酸,酸的產(chǎn)生促使嗜熱鏈球菌分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨基酸和酸奶特征風味物質(zhì)—乙醛。

[10]3.4直投式發(fā)酵劑傳統(tǒng)的商業(yè)發(fā)醉劑所含菌最少（107-108個/ml）,當用于生產(chǎn)前,需經(jīng)過母發(fā)酵劑、中間發(fā)酵劑、生產(chǎn)發(fā)酵劑的擴大繁殖才能用于生產(chǎn)乳制品。

直投型酸奶發(fā)酵劑是指不經(jīng)傳代而直接投人發(fā)酵罐的一類干粉狀發(fā)酵劑，菌數(shù)可以達到109-1012。

它是經(jīng)過一系列的高度濃縮和標準化的冷凍干燥發(fā)酵劑菌種, 可直接加入到熱處理的原料奶中進行發(fā)酵, 而無須對其進行活化、擴培等其它預處理工作。

其改善了傳統(tǒng)工序中制備繁雜,保種傳代困難,易染雜菌的缺點,簡化生產(chǎn)工藝，省去了菌種車間，是酸奶生產(chǎn)標準化，從而提高了酸奶質(zhì)量的穩(wěn)定。

但是此發(fā)酵劑成本較高且相對于液態(tài)發(fā)酵劑活力較弱。

［11-13］4.對酸奶發(fā)酵的展望21世紀，高品質(zhì)，健康，方便是食物的主導。

酸奶從產(chǎn)生到現(xiàn)在經(jīng)過幾千年積淀工藝逐漸完善，品種也越來越齊全。

酸奶憑借自身的營養(yǎng)價值和保健價值一定會在未來市場上引導主流。

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