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(jí) 12級(jí)141班學(xué)號(hào) ************ 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(fēng)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(duì)酸奶發(fā)酵歷史、制作機(jī)理、工藝優(yōu)化做了詳細(xì)的介紹。

重點(diǎn)介紹了酸奶發(fā)酵的制作機(jī)理。

關(guān)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(dāng)?shù)厝艘驗(yàn)轱曫B(yǎng)大量牲畜，掌握了酸奶的制作方法。

當(dāng)時(shí)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(dāng)做治療胃、肝臟疾病的藥物。

波斯的婦女把酸奶當(dāng)做化妝品。

20世紀(jì)初，梅奇尼可夫提出酸奶對(duì)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(dá)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(zhǎng)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(gè)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?yàn)楦吆康牡鞍踪|(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(qiáng)的保健功能。

根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，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(yīng)呈乳白或略帶微黃; 組織狀態(tài)應(yīng)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(duì)于滋氣味的要求是應(yīng)具有新鮮牛乳固有的香氣, 無其他異味.理化指標(biāo):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(xì)胞數(shù)應(yīng)小于4×107個(gè)/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(yīng)用情況,可將發(fā)酵劑分為3種類型(或3個(gè)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(jī)制代謝乳糖。

第 1 機(jī)制: 從大腸桿菌開始,許多細(xì)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(jìn)入細(xì)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(duì)游離型的半乳糖不能利用,其被排除細(xì)胞外或轉(zhuǎn)化成高分子物質(zhì)———膠糖而蓄積起來。

第2種機(jī)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(xì)胞膜上磷酸轉(zhuǎn)移酶作用，經(jīng)磷酸化后進(jìn)入細(xì)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(jìn)行代謝。

[4]1.3.3其他輔料為了增加酸奶的口感和風(fēng)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(qiáng)化劑等食品添加劑。

2.酸奶制作機(jī)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(yù)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(yù)熱預(yù)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(dāng)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(shí)凝固，并賦予成品適當(dāng)?shù)恼扯取?/p>

同時(shí)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(fù)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(jiān)固。

依靠固體原料的充分溶解，使整個(gè)原料乳混合均勻。

經(jīng)常用均質(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)，利用均質(zhì)機(jī)中的高壓均質(zhì)閥對(duì)料液進(jìn)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(huì)上?。桓纳飘a(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(xì)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(zhǎng)的最佳溫度，可以在板式換熱器中進(jìn)行。

凝固型酸奶是灌裝之后在零售包裝容器中進(jìn)行接種發(fā)酵的，其一般在熱風(fēng)培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)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(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁咕w從凝乳塊中游離分散出來；同時(shí)采用無菌操作方式接種，防止微生物的污染。

接種后要充分?jǐn)嚢?0 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(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間。

整個(gè)發(fā)酵溫度要保持在42-43℃。

發(fā)酵終點(diǎn)以感官、時(shí)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(shí)的培養(yǎng)時(shí)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(shí)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(fēng)味等因素加以確定。

如果時(shí)間短，酸奶的凝固狀態(tài)不好，風(fēng)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(duì)其進(jìn)行任何處理，只需冷藏。

攪拌型酸奶在發(fā)酵完畢后要對(duì)酸凝乳（凝膠體）進(jìn)行機(jī)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(duì)酸奶進(jìn)行傳輸，在冷卻器里冷卻后進(jìn)行灌裝。

2.2酸奶產(chǎn)品的質(zhì)量控制判斷發(fā)酵終點(diǎn)是酸奶發(fā)酵的關(guān)鍵性技術(shù)之一，可以有以下方法判定 1.抽樣測(cè)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(shí)間3.打開瓶蓋緩慢傾斜瓶身，觀察酸乳的流動(dòng)性和組織狀態(tài)，如果流動(dòng)性差且有小顆粒出現(xiàn)可以終止發(fā)酵（針對(duì)凝固型發(fā)酵）4.生產(chǎn)過程中每隔半個(gè)小時(shí)抽查一次PH、滴定酸度，并進(jìn)行乙酸試驗(yàn)和乙醛實(shí)驗(yàn)。

5.每次發(fā)酵要記錄發(fā)酵時(shí)間和溫度，供下次發(fā)酵判定。

評(píng)價(jià)酸奶的質(zhì)量有三個(gè)指標(biāo)：感官指標(biāo)、理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)。

感官指標(biāo)要求其發(fā)酵結(jié)束只有少量乳清析出，表面光滑、細(xì)膩，色澤均一，無明顯的顆粒或者凝塊，均勻。

理化指標(biāo)（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(biāo)主要是大腸桿菌群≤90個(gè)/100ml和致病菌不得檢出。

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

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

發(fā)酵及灌裝設(shè)備：圓柱發(fā)酵罐、酸乳灌裝設(shè)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(jìn)行乳酸菌發(fā)酵，發(fā)酵溫度為41℃，發(fā)酵時(shí)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(xì)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(shí)改善了酸奶的品質(zhì)。

當(dāng)?shù)扒咫奶砑恿繛?.0%時(shí)，對(duì)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(shí)，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(yùn)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(fù)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(guān)系。

最初,嗜熱鏈球菌開始生長(zhǎng)發(fā)育,隨著抑制保加利亞乳桿菌生長(zhǎng)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(zhǎng)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(fēng)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(gè)/ml）,當(dāng)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(kuò)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(dá)到109-1012。

它是經(jīng)過一系列的高度濃縮和標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行發(fā)酵, 而無須對(duì)其進(jìn)行活化、擴(kuò)培等其它預(yù)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(diǎn),簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，省去了菌種車間，是酸奶生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)于液態(tài)發(fā)酵劑活力較弱。

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

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(jià)值和保健價(jià)值一定會(huì)在未來市場(chǎng)上引導(dǎo)主流。

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