第九章发酵乳制品课件.ppt

第九章 发酵乳制品,本章重点：乳酸菌发酵剂的制作与鉴定技术；酸牛乳制造的基本原理与生产工艺；乳酸菌制剂的生产工艺 讲授时数：8学时,第一节 概 述,一、概念发酵乳：指以牛乳或含有同等无脂乳固体的其他乳（羊乳、马乳等）为原料，经乳酸菌（乳酵母）发酵而形成的具有特殊风味的糊状或液状产品。世界乳品协会（IDF）明确规定，乳固体含量8%以上，乳酸菌或乳酵母活菌数在1000万个/ml以上，大肠菌群属阴性。,二、发酵乳的种类,1 按产品的形状、风味及制法不同分为5类（1）天然酸奶（淡酸奶）（2）调味酸奶（3）果浆酸奶：圣诞酸奶和搅拌型酸奶2 根据产品的化学成分即根据脂肪和非脂乳固体含量，FAO和WHO标明可以根据脂肪含量分为3种（1）全脂酸奶 3.0%以上（2）半脱脂酸奶 1.5%3.0%（3）脱脂酸奶 0.5%以下,3 根据发酵后再加工（1）冷冻酸奶（2）疗效酸奶（3）浓缩或干燥酸奶：浓缩酸奶总固形物约在24%（乐口托福）；干燥酸奶含水量约为6%左右（酸乳粉）。,4 根据所用微生物种类和发酵作用（1）酸性发酵乳：酸奶（保加利亚）；发酵酪乳（美国）；嗜酸菌乳（德国）；双歧杆菌乳（德国）；保加利亚乳（保加利亚）；冰岛酸乳（冰岛）。（2）醇性发酵乳：牛乳酒（Kefir）高加索；马乳酒（Koumiss）中亚；蒙古乳酒蒙古（3）酸性奶油：格拉德菲尔斯堪的纳维亚半岛；（4）浓缩发酵乳：乐口托福斯堪的纳维亚半岛。,三、发酵乳对人体的健康作用1 酸奶的营养价值（1）糖类（2）蛋白质（3）脂肪2 对疾病的效果（1）对癌症的效果（2）对胃病的效果（3）对慢性便秘的治疗作用（4）对糖尿病的作用（5）对肝病的效果,第二节 发酵剂,一、菌种1 基本菌种：嗜热链球菌和保加利亚杆菌，以及乳酸链球菌等。2 追加菌种：根据目的不同可以追加不同的其他乳酸菌（1）提高酸奶的保健作用，追加嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等功能菌，增加这些菌在肠道的定殖能力。（2）为了增加产品的营养和生理价值，可以添加能合成维生素的特殊菌，特别是合成B族的乳酸菌，如能合成VB12的谢氏丙酸杆菌，能合成B12和B2的明串珠菌，能合成烟酸、Vc、VB12的嗜酸乳杆菌等。（3）为了改善产品的风味，可添加双乙酰乳链球菌或明串珠菌，属于产香菌。（4）为了改善产品的硬度，可添加能产生粘性物质的乳链球菌变种。（5）为增强对生长阻碍物质（特别是青霉素）的抗性，可添加乳酸片球菌。,总的原则：（1）产酸能力（2）产生芳香物质能力（3）产粘特性（4）菌株间的共生与颉抗作用,二、发酵剂的概念和种类 发酵剂（starter）是指生产酸乳制品、乳酸菌制剂、干酪以及奶油等所用的特定微生物培养物。在生产酸乳制品之前，必须根据生产需要预先制备各种发酵剂。发酵剂的优劣与产品质量的好坏有极为密切的关系。通过微生物发酵，乳制品的特性如酸度、风味、香气、组织状态等均得到改变，同时其营养价值和消化吸收性能也得以改善。,通常用于乳酸菌发酵的发酵剂有四个阶段，分别如下。1.乳酸菌纯培养物（商业菌株）主要接种在脱脂乳、乳清、肉汤等培养基中使其繁殖。现多用升华法制成冷冻干燥粉末或浓缩冷冻干燥来保存菌种，供生产单位使用。2.母发酵剂 生产单位或使用者购买乳酸菌纯培养物后，用脱脂乳或其它培养基将其溶解活化，接代培养来扩大制备的发酵剂，并为生产发酵剂做基础。3.中间发酵剂 为了工业化生产的需要，母发酵剂的量还不足以满足生产工作发酵剂的要求，因此还需要经12步逐级扩大培养过程，这个中间过程的发酵剂为中间发酵剂。4.生产发酵剂（工作发酵剂）直接用于生产的发酵剂。应在密闭容器内或易于清洗的不锈钢内进行生产发酵剂的制备。,三、使用发酵剂的目的 乳酸发酵 通过乳酸菌的发酵，使牛乳中的乳糖转变成乳酸，同时分解柠檬酸而生成微量的乙酸，使牛乳的pH值降低，产生凝固和形成酸味，防止杂菌污染。产生风味 在产生风味方面起重要代谢作用的是柠檬酸的分解，与此有关的微生物以明串珠菌属为主，并包括一部分链球菌和杆菌。这些细菌分解柠檬酸生成丁二酮、3-羟基丙酮、丁二醇等化合物和微量的挥发酸、酒精、乙醛等。其中以丁二酮对风味的影响最大。蛋白分解 发酵剂的蛋白质分解作用随菌种而异，通常随着乳酸发酵的进行，促进了酶的作用，增加了蛋白质的分解。由于酪蛋白的分解而生成的胨和氨基酸是干酪成熟后的主要风味物质。4.产生抗菌素 乳酸链球菌和乳油链球菌中的个别菌株，能产生乳酸链球菌素（Nisin）和乳油链球菌素（Diplococcin），可防止杂菌和酪酸菌的污染。,四、发酵剂的制备,制备发酵剂所需条件 培养基的选择 选用脱脂乳或还原乳（全乳固体含量10%12%）。将原料乳加入专用的发酵剂灭菌三角瓶中。在调制生产发酵剂时，为使菌种的生活环境不致急剧改变，发酵剂的培养基最好与成品乳的原料相同，即成品用的原料如果是脱脂乳时，生产发酵剂的培养基最好也用脱脂乳，如成品的原料是全乳，则生产发酵剂也用全乳。培养基的制备 培养基需杀菌以消灭杂菌和破坏阻碍乳酸菌发酵的物质。常采用121高压灭菌1520min或100、30min进行连续3d的间歇灭菌，然后迅速冷却至发酵剂最适生长温度。,菌种的选择 由于生产酸乳的品种及加工方法等不同，在使用两种或两种以上菌种时，要注意对菌种发育的最适温度、耐热性、产酸及产香能力等做综合性选择，必须考虑菌种间的共生作用，使之在生长繁殖中相互得益。接种量 随培养基数量、菌的种类和活力、培养时间和温度等而异。一般按脱脂乳的1%3%较合适，工作发酵剂接种量多用1%5%。培养时间和温度 通常取决于微生物的种类、活力、产酸力、产香程度和凝结状态。发酵剂的冷却与保存 发酵剂以适当的培养达到所需的要求时，应迅速冷却并存放于05冷藏库中。发酵剂冷却速度因其数量而异。发酵剂在保存中其活力随保存温度、培养基的pH等而变化。,发酵剂的制备过程 菌种的活化及保存 通常购买或取来的菌种纯培养物都装在试管或安瓿中，由于保存寄送等影响，活力减弱，需进行反复接种，以恢复其活力。菌种若是粉剂，首先应用灭菌脱脂乳将其溶解，而后用灭菌铂耳或吸管吸取少量的液体接种于预先已灭菌的培养基中，置于恒温箱或培养箱中培养。待凝固后再取出1%3%的培养物接种于灭菌培养基中，反复活化数次。待乳酸菌充分活化后，即可调制母发酵剂。以上操作均需在无菌室内进行。纯培养物作维持活力保存时，需保存在05冰箱中，每隔12周移植一次，但长期移植过程中，可能会有杂菌的污染，造成菌种退化。因此，还应进行不定期的纯化处理，以除去污染菌和提高活力。在正式应用于生产时，应按上述方法反复活化。,母发酵剂的制备 取脱脂乳量1%3%充分活化的菌种，接种于盛有灭菌脱脂乳的容器中，混匀后，放入恒温箱中进行培养。凝固后再移入灭菌脱脂乳中，如此反复三次，使乳酸菌保持一定活力，然后再制备生产发酵剂。一般以脱脂乳100300mL，装入三角瓶中，以121下15min高压灭菌，并迅速冷却至40左右进行接种。生产发酵剂（工作发酵剂）的制备 生产发酵剂是取实际生产量的3%4%脱脂乳，装入经灭菌的容器中，以901530min杀菌，并冷却，按1%5%的量接种，充分混匀后，置于恒温箱中培养。待达到所需酸度时即可取出置于冷藏库中。生产发酵剂的培养基最好与成品的原料相同，以使菌种的生活环境不致急剧改变而影响菌种的活力。,发酵剂的质量检验 发酵剂质量的优劣直接影响成品的质量。因此在使用前必须对发酵剂进行质量检验。乳酸菌发酵剂的质量必须符合下列各项要求：（1）感官指标 凝块需有适当的硬度，均匀细腻，组织均匀富有弹性，表面无变色、龟裂、无气泡，乳清析出少。需具有一定的芳香味和酸味，不得有腐败味、苦味、饲料味和酵母味等异味。凝块完全粉碎后，质地均匀，细腻滑润，略带粘性，不含块状物。接种后在规定时间内产生凝固，无延长现象。活力测定（酸度、感官、挥发酸、滋味）符合规定指标。（2）化学性质检查 关于这方面的检查方法很多，最主要的为测定酸度和挥发酸。酸度以90110oT为宜。,（3）细菌检查 用常规的方法测定总菌数和活菌数，必要时选择适当的培养基测定乳酸菌等特定的菌群。同时要进行杂菌总数及大肠杆菌群的测定。（4）发酵剂的活力测定 发酵剂的活力是指该菌种的产酸能力，可利用乳酸菌的繁殖而产生酸和色素还原等现象来评定。活力测定的方法必须简单而迅速。常采用的方法有酸度测定方法和刃天青（C12H17NO4）还原实验。酸度测定方法 在高压灭菌的脱脂乳中加入3%的发酵剂，置于37.8的温箱中培养3.5h，测定其酸度。酸度达0.7%则认为活力较好，并以酸度的数值（此时为0.7）来表示。刃天青还原实验 在9mL脱脂乳中加入1mL发酵剂和0.05%刃天青溶液1mL，在36.7的温箱中培养35min以上，如完全褪色则表示活力良好。,双乙酰的检验 用2.5ml待检发酵剂放在直径为16mm的试管中，加入10mg肌酸和2.5ml40%的NaOH，混合均匀后使其静置，如果在表面生成红色即表示双乙酰的存在，而且颜色的浓淡代表双乙酰含量的多少。,（5）活力与发酵剂的质量,活力大小是评价发酵剂质量好坏的主要指标，但不是说活力值越高发酵剂质量越好，因为产酸强的发酵剂在培养的过程中会引起过度产酸，导致在标准条件下培养后活力较高。研究表明，活力在0.651.15范围内都可以进行正常生产，而最佳活力是0.800.95左右。依据活力不同来定接种量的大小。,发酵剂活力与接种量,四、发酵剂的保存方法,1.液态发酵剂 可在两种不同的生长培养基中以液态形式保存发酵剂。第一种为不含抗生素的复原脱脂乳(1012g100g-1的非脂乳固体)。这种乳在121下高压灭菌10 15min后，取样在30下培养7d以检查其灭菌程度。接种(1或2m1100m1-1)后，将这种乳在30下培养1618h，或在42下，培养34h。培养结束后，凝固的发酵剂必须立即冷却。这样就可以在普通冷藏温度（例如10以下）下保存7d。,2.干燥发酵剂另一种保存酸乳发酵剂的方法是干燥法，有如下方法：真空干燥；喷雾干燥（现在这些方法已经淘汰）冷冻干燥或升华干燥（广泛用于实验室）；浓缩发酵剂的冷冻干燥（广泛用于商品生产）,3.冷冻发酵剂 酸乳发酵剂也可以冷冻形式保存。这种发酵剂可采用两种不同方法生产：（1）深冷或0以下冷冻（3080）；（2）在液氮中超低温冷冻（196）。,第三节 酸奶的生产工艺,一、凝固型酸奶的生产工艺,（一）工艺流程,原料配合过滤与净化预热（6070）均质（1618MPa）杀菌（95 15min）冷却（4345）添加香料 接种 装瓶 发酵 冷却贮藏,1 原料乳的要求 经验配方：全乳（鲜奶）10kg+8%蔗糖+2%乳粉+3%菌种+香料适量（1）选用符合质量要求的新鲜乳、脱脂乳或再制乳为原料。干物质含量不得少于11.5%，SNF不得少于8.5%，否则将会影响发酵时蛋白质的凝胶作用。（2）患乳房炎的原料乳以及残留有效氯等杀菌剂的乳不能用于酸乳生产。因为乳酸菌对抗生素和残留杀菌剂、洗涤剂极为敏感，乳中微量的抗生素和杀菌剂就会使乳酸菌不能生长繁殖。例如，0.30.6IU/ml的青霉素或5mg/1000ml残余氯，发酵剂中的保加利亚杆菌就被抑制；0.10.3IU/ml青霉素或2050mg/1000ml残余氯可以抑制发酵剂中的乳链球菌；0.010.05IU/ml青霉素或5mg/1000ml残余氯可以抑制嗜热链球菌的生长。另外乳房炎乳影响乳的风味和蛋白质的凝乳能力。,2 配料 首先将鲜奶加热到40 左右时加入奶粉，搅拌溶解，至温度达50 左右时加蔗糖溶化，待65 时，开始用循环泵过滤与净化，并得以预热，接下来进行均质。,3 均质 原料配合后通过片式热交换器串联均质机，进行1618MPa均质处理。均质前预热至5565可提高均质效果。均质处理可使原料充分混匀，粒子变小，有利于提高酸乳的稳定性和稠度，并使酸乳质地细腻，口感良好。,4 杀菌及冷却 均质后的物料升温至9095，保持30min，然后冷却至4143。目的：（1）杀死原料乳中所有致病菌和绝大多数杂菌以保证食用安全，为乳酸菌创造一个杂菌少，有利于生长繁殖的外部条件；（2）使乳中酶的活力钝化和抑菌物质失活；（3）使乳清蛋白变性，改善牛乳作为乳酸菌生长培养基的性能，提高乳中蛋白质与水的亲和力，从而改善酸奶的稠度。,4 接种 为使乳酸菌体从凝乳块中分散出来，应在接种前将发酵剂进行充分搅拌，达到完全破坏凝乳的程度。接种量可按培养时的温度和时间，以及发酵剂的产酸能力灵活处理。一般接种量为2%3%。制作酸乳常用的发酵剂为保加利亚杆菌和嗜热链球菌的混合菌种，其比例通常为11。也可用保加利亚乳杆菌与乳酸链球菌1：4搭配，由于菌种生产单位不同，其杆菌与球菌的活力也不同，在使用时其搭配比应灵活掌握；混合发酵剂发酵过程中能产生共生作用，促进发酵。接种是造成酸奶受微生物污染的主要环节之一，为防止霉菌、酵母、噬菌体和其它有害微生物的污染，必须实行无菌操作方式。,5 装瓶 经过接种并充分搅拌的牛乳要立即连续地灌装到销售用的容器中。可根据市场需要选择容器的种类、大小和形状。在灌装前需对容器进行蒸汽灭菌，并要保持灌装室接近无菌状态。,6 发酵 发酵时间受接种量、发酵剂活性和培养温度的影响。用保加利亚杆菌和嗜热链球菌混合发酵剂时，温度保持在4144，培养时间2.54.0h（2%3%的接种量）。如用乳酸链球菌作发酵剂，培养温度为3033，时间为10h左右。达到凝固状态即可终止发酵。一般发酵终点可依据如下条件来判断：滴定酸度达到70oT以上，乳酸度为0.7%0.8%。pH值低于4.6。表面有少量水痕。注意事项：发酵时应注意避免震动，否则会影响其组织状态；发酵温度应恒定，避免忽高忽低；掌握发酵时间，防止酸度不够或过度以及乳清析出。,7 冷却与后熟 达到发酵终点的酸乳需进行迅速冷却，以便有效地抑制乳酸菌的生长，降低酶活力，防止产酸过度，减低和稳定脂肪上浮和乳清析出的速度。冷藏温度一般是28，冷藏期内，酸度仍会有所上升。一般从42 冷却到5 左右需要4h，期间酸度上升到0.8%0.9%，pH降至4.14.2；同时，研究表明，冷却24h，风味成分双乙酰含量达到最高值，超过24h又会减少，所以酸奶一般冷藏24h再出售，所以这段时间又称做后熟期。另外，冷藏可改善酸乳的硬度并延长保质期。,（二）酸乳的化学组成,（三）酸乳的国家标准（GB2746-1999）,1.感官指标（1）色泽 色泽均匀一致，呈乳白色或带微黄色。（2）滋味和气味 具有纯乳酸发酵剂制成的酸牛乳特有的滋味和气味。无酒精发酵味、霉味和其它外来的不良气味。（3）组织状态 凝块均匀细腻，无气泡，允许有少量乳清析出。,2.理化指标 脂肪（%）：全脂酸奶3.0，脱脂酸奶0.5；全乳固体（%）：11.5；酸度（oT）：80.0120.0；砂糖（%）：5.08.0；汞（ppm）：0.01106。3.微生物指标 活菌数在1000万个/ml以上，大肠菌群（个/100ml）90，致病菌不得检出。,3.凝固型酸乳的质量控制,（1）凝固性差 凝固性是凝固型酸乳质量的一个重要指标。一般牛乳在接种乳酸菌后，在适宜的温度下发酵2.54.0h便会凝固，表面光滑，质地细腻。但酸乳有时会出现凝固性差或不凝固现象，粘性很差，出现乳清分离。造成的原因较多，如原料乳的质量、发酵时间和温度、菌种的使用以及加糖量等。,原料乳的质量 生产酸乳的原料乳常采用鲜牛乳或复原乳，其酸度、干物质含量等应符合GB54081999标准。当乳中含有抗生素、磺胺类药物以及防腐剂等，都会抑制乳酸菌的生长。试验证明原料乳中含微量青霉素（0.01IU/ml）对乳酸菌便有明显的抑制作用。使用乳腺炎乳由于其白血球含量较高，对乳酸菌也有不同的嗜菌作用。此外，原料乳掺假，特别是掺碱，使发酵所产的酸消耗于中和，而不能积累达到凝乳要求的pH值，从而使乳不凝或凝固不好。另外，牛乳中掺水会使乳的总干物质降低，也会影响酸乳的凝固性。,发酵温度和时间 发酵温度根据所采用的乳酸菌种类的不同而异。常用的乳酸菌有保加利亚杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌等，它们的最适生长温度分别为4045、4045、3035。若发酵温度低于最适温度，乳酸菌活力下降，凝乳能力降低，使酸乳凝固性降低。发酵时间掌握不当，也会造成酸乳凝固性降低。此外，发酵室温度不均匀也是造成酸乳凝固性降低的原因之一。因此，在实际生产中，应尽可能保持发酵室的温度恒定、一致，并掌握好适宜的培养温度和时间。,菌种 发酵剂噬菌体污染也是造成发酵缓慢，凝固不完全的原因之一。可通过发酵活力降低，产酸缓慢来判断。国外采用经常更换发酵剂的方法加以控制。此外，由于噬菌体对细菌的选择作用，两种以上菌种混合使用也可避免使用单一菌种因噬菌体污染而使发酵终止的弊端。发酵剂在使用前一定要进行多次活化，使其活力达0.8%。,加糖量 生产酸乳时，加入适量的蔗糖可使产品产生良好的风味，凝块细腻光滑，提高粘度，并有利于乳酸菌产酸量的提高。试验证明，5%8%的加糖量对产品是适宜的。若添加量过大会产生高渗透压，抑制了乳酸菌的生长繁殖，造成乳酸菌脱水死亡，相应活力下降，使牛乳不能很好凝固。另外，加糖应均匀，防止局部糖浓度过高而影响正常发酵。,（2）乳清析出 原料乳热处理不当 热处理温度偏低或时间不够，就不能使至少75%80%的乳清蛋白变性，而变性乳清蛋白可与酪蛋白形成复合物，能容纳更多的水分，并且具有最小的脱水收缩作用（Syneresis）。据研究，要保证酸乳吸收大量水分和不发生脱水收缩作用，至少使75%的乳清蛋白变性，这就要求85、2030min或90、510min的热处理。UHT加热（135150、24s）处理虽能达到灭菌效果，但不能导致75%的乳清蛋白变性，所以酸乳生产不宜用UHT加热处理。这是一些厂家生产凝固型酸乳较多发生乳清析出的原因之一。根据研究，原料乳的最佳热处理条件是95、510min。,发酵时间 若发酵时间过长，乳酸菌继续生长繁殖，产酸量不断增加。酸性的增强破坏了原来已形成的胶体结构，使其容纳的水分游离出来形成乳清析出。发酵时间过短，乳蛋白质的胶体结构还未充分形成，不能包裹乳中原有的水分，也会形成乳清析出。因此，酸乳发酵时，应抽样检查，发现牛乳已完全凝固，就应该立即停止发酵；若凝固不充分，应继续发酵，待完全凝固后取出。,其他因素 原料乳中总干物质含量低、酸乳凝胶机械振动、乳中钙盐不足、发酵剂加量过大等也会造成乳清析出，在生产时应加以注意。乳中添加适量的氯化钙既可减少乳清析出，又可赋于酸乳一定的硬度。,（3）风味 无芳香味 主要由于菌种选择及操作工艺不当所引起。正常的酸乳生产应保证两种以上的菌种混合使用并选择适宜的比例，任何一方占优势均会导致产香不足，风味变劣。高温短时发酵和固体含量不足也是造成芳香味不足的因素。芳香味主要来自发酵剂酶分解柠檬酸产生的丁二酮物质。所以原料乳中应保证足够的柠檬酸含量。据研究，饲喂精料过多，会使牛乳中柠檬酸量大大减少。牛乳中柠檬酸含量也与牛种有关。,酸乳的不洁味 主要由发酵剂或发酵过程中污染杂菌引起。污染丁酸菌可使产品带刺鼻怪味，污染酵母菌不仅产生不良风味，还会影响酸乳的组织状态，使酸乳产生气泡，在瓶装酸乳中可明显看见。因此，应注意器具的清洗消毒，且严格保证卫生条件，同时应考虑更换发酵剂。,酸乳的酸甜度 酸乳过酸、过甜均会影响质量。发酵过度、冷藏时温度偏高和加糖量较低等会使酸乳偏酸，而发酵不足或加糖过高又会导致酸乳偏甜。因此，应尽量避免发酵过度现象，并应在05条件下冷藏，防止温度过高，严格控制加糖量。此外，酸乳的酸度、甜度口感也有地域特殊性，所以，要根据当地消费特点决定最终发酵产酸程度和适宜的加糖量。原料乳的饲料臭、牛体臭、氧化臭味及由于过度热处理或添加了风味不良的炼乳或乳粉等制造的酸乳也是造成其风味不良的原因之一。,（4）表面有霉菌生长 酸乳贮藏时间过长或温度过高时，往往会在表面出现有霉菌。黑色斑点易被察觉，而白色霉菌则不易被注意。这种酸乳被人误食后，轻者有腹胀感觉，重者引起腹痛下泻。因此要根据市场情况控制好贮藏时间和贮藏温度（06下最多一周）。,（5）口感差 优质酸乳柔嫩、细腻，清香可口。但有些酸乳口感粗糙，有砂状感。这主要是由于生产酸乳时，采用了劣质的奶粉，或由于生产温度过高，蛋白质变性，或由于贮存时吸湿潮解，有细小的颗粒存在，不能很好的复原等原因而致。因此，生产酸乳时，应采用新鲜牛乳或优质乳粉，并采取均质处理，使乳中蛋白质颗粒细微化，达到改善口感的目的，均质所采用的压力以1618Mpa为好。,搅拌型酸乳是指加工工艺上具有以下特点的产品，即：经过处理的原料乳接种发酵剂以后，先在发酵罐中发酵至凝乳，再降温搅拌破乳、冷却、分装到销售用小容器中，即为成品。另外，根据在加工过程中是否添加了果蔬料或果酱，搅拌型酸乳可分为天然搅拌型酸乳和加料搅拌型酸乳。搅拌型酸乳还可进一步加工制成冷冻酸乳、浓缩干燥酸乳等。,二、搅拌型酸奶的生产工艺,（一）工艺流程,1 原料配合 除了全乳鲜奶10kg+8%蔗糖+2%奶粉+3%菌种外，在搅拌型酸奶生产中，往往要使用稳定剂。一般为果胶、琼脂、CMC等，使用量为0.1%0.5%。在一年的一定季节，由于牛乳中阳离子的缺乏，牛乳的凝结能力降低，一般要加入“盐类稳定剂”，目前都用钙离子补充，一般用CaCl2，其加入量为0.02%0.04%。,2 发酵 搅拌型酸乳的发酵是在发酵罐或缸中进行，而发酵罐是利用罐周围夹层的热媒体来维持恒定温度，热媒体的温度可随发酵参数而变化。若在大缸中发酵，则应控制好发酵间的温度，避免忽高忽低。发酵间上部和下部温差不要超过1.5。同时，发酵缸应远离发酵间的墙壁，以免过度受热。,3 冷却 搅拌型酸乳冷却的目的是快速抑制细菌的生长和酶的活性，以防止发酵过程产酸过度及搅拌时脱水。酸乳完全凝固（pH值4.64.7）时开始冷却，冷却过程应稳定进行。冷却过快将造成凝块收缩迅速，导致乳清分离；冷却过慢则会造成产品过酸和添加果料的脱色。搅拌型酸乳的冷却可采用片式冷却器、管式冷却器、表面刮板式热交换器、冷却缸等冷却。冷却可分为4个阶段（2030min）：温度从4045降至3538。为了有效而迅速地使细菌增殖递减，可适当加强冷却强度。细菌因处于对数增殖期，所以对环境的变化特别敏感。可用片式或管式冷却器进行冷却，使胶体温度迅速从4045降到3538。添加冷却的或深度冷却的果蔬等原料，有助于加速槽内的冷却效果。温度从3538降至1920。该阶段冷却的目的是阻止乳酸菌生长。一般乳酸杆菌比链球菌对冷却敏感，但在酸度达100112.5oT时，链球菌也会受抑制。乳酸发酵速度减慢，温度从1920降至1012。贮藏温度下的冷却，即温度从1012降低至5，该阶段可有效地抑制酸度的上升和酶的活性。,4 搅拌破乳 通过机械力破坏凝胶体，使凝胶体的粒子直径达到0.010.4mm，并使酸乳的硬度和粘度及组织状态发生变化。通常所用的搅拌方法用以下几种：凝胶体层滑法 不是采用搅拌方式破坏胶体，而是借助薄板（薄的圆板或薄竹板）或用粗细适当的金属丝制的筛子，使凝乳体滑动。凝胶体搅拌法 凝胶体搅拌法有机械搅拌法和手动搅拌法两种：机械搅拌法使用宽叶片搅拌器、螺旋浆搅拌器、涡轮搅拌器等。叶片搅拌器具有较大的构件和表面积，转速慢，适合于凝胶体的搅拌；螺旋桨搅拌器每分钟转速较高，适合搅拌较大量的液体；涡轮搅拌器是在运转中形成放射形液流的高速搅拌器，也是制造液体酸乳常用的搅拌器。手动搅拌是在凝胶结构上，采用损伤最小的手动搅拌可得到较高的粘度。手动搅拌一般用于小规模生产。,搅拌过程中应注意，搅拌既不可过于激烈，又不可过长时间。搅拌应注意凝胶体的温度、pH值及固体含量等。通常用两种速度进行搅拌，开始用低速，以后用较快的速度。搅拌时注意事项：温度 搅拌的最适温度07，此时适合亲水性凝胶体的破坏，可得到搅拌均匀的凝固物，即可缩短搅拌时间还可减少搅拌次数。若在3840左右进行搅拌，凝胶体易形成薄片状或砂质结构等缺陷。pH值 酸乳的搅拌应在凝胶体的pH达4.7以下时进行，若在pH 4.7以上时搅拌则因酸乳凝固不完全、粘性不足而影响质量。干物质 合格的乳干物质含量对搅拌型酸乳防止乳清分离能起到较好的作用。,5 混合、罐装 果蔬、果酱和各种类型的调香物质等可在酸乳自缓冲罐到包装机的输送过程中加入，这种方法可通过一台变速的计量泵连续加入到酸乳中。果蔬混合装置固定在生产线上，计量泵与酸乳给料泵同步运转，保证酸乳与果蔬混合均匀。一般发酵罐内用螺旋浆搅拌器搅拌即可混合均匀。酸乳可根据需要，确定包装量和包装形式及灌装机。6 冷却、后熟 将灌装好的酸乳于冷库中07冷藏24h进行后熟，进一步促进芳香物质的产生和改善粘稠度。,（二）搅拌型酸乳的质量控制 搅拌型酸乳常见的缺陷有四个方面1 外观变化 质量优良的搅拌型酸乳外观应呈现均匀一致，无乳清析出。生产中会出现乳清分离（上部为乳清，下部是凝胶体）或外观不均匀的现象，原因是酸凝乳搅拌速度过快，搅拌温度不适或干物质含量不足等。避免的方法主要是选择合适的搅拌设备及方法，减低搅拌温度，充分搅拌，但需注意避免过度搅拌。同时可选用适当的稳定剂，以提高酸乳的黏度，防止乳清分离。常使用的稳定剂有CMC等，用量为0.1%0.5%。,2 风味缺陷 搅拌型酸乳应具有典型香味及乳酸发酵酸味，常见缺陷有：缺乏发酵乳的芳香味 防止方法是调整菌种和球菌与杆菌的比例，增加产香菌种，增加总乳固体含量，添加柠檬酸盐等。酸度不当 酸度过高的主要防止方法是控制发酵程度及搅拌温度，抑制后发酵产酸。酸度过低则需要加强发酵过程产酸，消除乳中存在的抑菌物质，防止噬菌体污染发酵剂。不自然的风味 这主要是香精选择不当的原因。另外搅拌型酸乳在添加果蔬成分时，若处理不当会造成果蔬料的变质、变味而引起不良风味。,3 粘稠度缺陷 优质的搅拌型酸乳产品应具有一定的粘稠度，组织状态均匀，常见缺陷为：发粘 造成原因是受产黏液菌污染，应避免在过低温度下发酵。稀薄 可通过增加牛乳蛋白质含量，避免提前进行搅拌，适当增加稳定剂用量的方法来预防。分层 产品发生分层，有时上部是凝乳体，下部是乳清，有时中间断层，防止方法是避免混入空气，避免强烈搅拌，增加总干物质含量。砂体 酸乳从组织外观上有许多砂状颗粒存在，不细腻。在制作搅拌型酸乳时，应选择适宜的发酵温度，采用适当均质条件，避免原料乳受热过度，采用优质乳粉，避免干物质过多和较高温度下的搅拌。,4 色泽异常 搅拌型酸乳因添加不同的果蔬料而产生不同的颜色。在生产中因加入的果蔬处理不当会引起变色、褪色等现象。不同的温度和pH对果蔬色泽有较大影响，应根据果蔬的性质及加工特性与酸乳进行合理的搭配和制作，必要时还可添加一些抗氧化剂如维生素E、儿茶酚等。,第四节 开菲尔酸牛奶酒,一、概述 开菲尔是最古老的发酵乳制品之一，它起源于高加索地区，原料为山羊乳、绵羊乳或牛乳。俄罗斯消费量最大，每人每年大约消费量为5L，其他许多国家如日本、德国、瑞士、以及东、西欧也生产开菲尔。开菲尔是一种粘稠、均匀、表面有光泽的发酵产品，口味新鲜酸甜，略带一些酵母味和醇味。产品的pH通常为4.34.4。用于生产酸奶酒的特殊发酵剂是开菲尔粒。该粒由蛋白质、多糖和几种类型的微生物群如酵母、产酸、产香形成菌等组成，酵母如开菲尔圆酵母、开菲尔酵母；细菌如高加索乳酸杆菌和乳酸链球菌等。在整个菌落群中酵母菌占510。开菲尔粒呈淡黄色，大小如豌豆，直径为1520mm，形状不规则。它们不溶于水和大部分溶剂，浸泡在乳中膨胀并变成白色。在发酵过程中，乳酸菌产生乳酸，而酵母菌发酵乳糖产生乙醇和二氧化碳。在酵母菌的新陈代谢过程中，某些蛋白质发生分解从而使开菲尔产生一种特殊的酵母香味。,二、生产工艺,工艺流程,原料乳均质热处理冷却培养成熟包装,培养过滤培养,洗涤,开菲尔粒,母发酵剂开菲尔粒,生产发酵剂,1 原料乳2 发酵剂的制备分两个阶段：第一阶段：将活力较强的开菲尔粒按5%的量接种于预处理的牛乳中，23培养，时间约为20h，在此期间搅拌数次，当达到要求的pH时，用无菌的过滤器将“开菲尔粒”滤出，并用凉开水冲洗。滤出开菲尔粒目的有两个：一是以备下次制备母发酵剂时使用；二是可防止产品产生酵母的味道。第二阶段：把经过滤的母发酵剂接种到经均质和热处理的牛奶中以制备生产发酵剂。生产发酵剂的量占生产开菲尔奶量的3%5%。在23下培养20h后，生产发酵剂准备接种到生产开菲尔的奶中。,3 均质 70 15MPa4 热处理 95 5min5 冷却与接种 23，接种量为2%3%，并23温度下培养18h。6 凝块的冷却 当pH达到4.54.6，产品用热交换器迅速冷却到46，以防pH的进一步下降。每批开菲尔应在20min内冷却。已凝结的半成品在冷却和包装过程中应小心处理，防止夹带空气，引起产品分层。7 成熟与包装,三、开菲尔的性状 用古老工艺制作的开菲尔，凝乳后进行搅拌时就象啤酒一样会出现许多泡沫，并发出嘶嘶声。发酵的主要终产物是乳酸（约0.8%）、乙醇（约1.0%）和CO2，还有痕量的乙醛、双乙酰和丙酮等。所以，开菲尔的风味被描述为具有强烈气泡的、含有低度酒精的、带有酵母味的酸性物质。利用现在的工艺条件制作的开菲尔，酒精含量小（0.1%0.5%），CO2产量小，产品粘稠状，滋味新鲜略带酸味，稍带一点酵母的清淡味道。形成团块是一种缺陷，应该是质地均一，表面光滑，酸度为90100oT。总之：该产品呈粘稠状，滋味新鲜略带酸味、乙醇味，稍带一点酵母的清淡味道。形成团块是一种缺陷，开菲尔应该是质地均一，表面光滑并有光泽。,四、开菲尔粒的保藏和应用,1 低温湿藏 将滤网上的湿开菲尔粒转入灭菌容器中，置于4冰箱中存放，可随时用于母发酵剂的制作，但若超过810d，就丧失活性。2 干藏 取湿开菲尔粒放入灭菌纱布中，置于3638干燥箱中烤干，再于冰箱中保存，在1218个月内均可使用。3 真空冷冻干燥保藏,第五节 乳酸菌饮料,乳酸菌饮料是一种发酵型的酸性含乳饮料，通常以牛乳或乳粉、果蔬菜汁或糖类等为原料，经杀菌、冷却、接种乳酸菌发酵剂培养发酵，然后经稀释而成。乳酸菌饮料因其加工处理的方法不同，一般分为酸乳型和果蔬型两大类。同时又可分为活性乳酸菌饮料（未经后杀菌）和非活性乳酸菌饮料（经后杀菌）。在国外乳酸菌饮料已有很长的历史，主要是短保质期的活菌型产品。超高温灭菌的非活性乳酸菌饮料始于20世纪70年代末欧洲的荷兰，它具有味道好，保质期长（常温6个月），无需冷链运输等优点。,一、概述,主要有两类：（1）酸乳型乳酸菌饮料 是在酸乳的基础上将其破碎，配入白糖、香料、稳定剂等通过均质而制成的均匀一致的液态饮料。（2）果蔬型乳酸菌饮料 是在发酵乳中加人适量的浓缩果汁（如柑橘、草莓、苹果、椰汁、芒果汁等）或蔬菜汁浆（如番茄浆、胡萝卜汁、玉米浆、南瓜汁等）共同发酵后，再通过加糖、稳定剂或香料等调配、均质后制作而成。,二、工艺流程,乳酸菌饮料的加工方式有多种，目前生产厂家普遍采用的方法是：先将牛乳进行乳酸菌发酵制成酸乳，再根据配方加人糖、稳定剂、水等其他原辅料，经混合、标准化后直接灌装或经热处理后灌装。乳酸菌饮料的加工工艺流程，见右图。,三、工艺要求（一）原料乳成分的调整 原料要选用优质脱脂乳或复原乳，不得含有阻碍发酵的物质。建议发酵前将调配料中的非脂乳固体含量调整到8.5%左右，这可通过添加脱脂乳粉，或蒸发原料乳，或超滤，或添加酪蛋白粉、乳清粉等来实现。,（二）冷却、破乳和配料 发酵过程结束后要进行冷却和破碎凝乳，破碎凝乳的方式可以采用边碎乳、边混入已杀菌的稳定剂、糖液等混合料。一般乳酸菌饮料的配方中包括酸乳、糖、果汁、稳定剂、酸味剂、香精和色素等。在长货架期乳酸菌饮料中最常用的稳定剂是果胶，或果胶与其他稳定剂的混合物。果胶对酪蛋白的颗粒具有最佳的稳定性，因为果胶是一种聚半乳糖醛酸，它的分子链在pH为中性和酸性时是带负电荷的。由于同性电荷互相排斥，因此避免了酪蛋白颗粒间互相聚合成大颗粒而产生沉淀。考虑到果胶分子在使用过程中的降解趋势以及它在pH为4时稳定性最佳的特点，杀菌前一般将乳酸菌饮料的pH调整为3.84.2。,（三）均质 均质使混合料液滴微细化，提高料液黏度，抑制粒子的沉淀，并增强稳定剂的稳定效果。乳酸菌饮料较适宜的均质压力为2025MPa，温度为53左右。,（四）杀菌 由于乳酸菌饮料属于高酸食品，故采用高温短时巴氏杀菌即可得到商业无菌，也可采用更高的杀菌条件如95108、30s，或110、4s。发酵调配后的杀菌目的是延长饮料的保存期。经合理杀菌、无菌灌装后的饮料，其保存期可达36个月。生产厂家可根据自己的实际情况，对以上杀菌制度做相应的调整，对塑料瓶包装的产品来说，一般灌装后采用9598、2030min的杀菌条件，然后进行冷却。,（五）果蔬预处理 在制作果蔬乳酸菌饮料时，要首先对果蔬进行加热处理，以起到灭酶作用，通常在沸水中放置68min。经灭酶后打浆或取汁，再与杀菌后的原料乳混合。,三、质量控制,（一）饮料中活菌数的控制 乳酸菌活性饮料要求每毫升饮料中含活的乳酸菌100万个以上。欲保持较高活力的菌，发酵剂应选用耐酸性强的乳酸菌种（如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌）。为了弥补发酵本身的酸度不足，可补充柠檬酸，但是柠檬酸的添加会导致活菌数下降，所以必须控制柠檬酸的使用量。苹果酸对乳酸菌的抑制作用较小，与柠檬酸并用可以减少活菌数的下降，同时又可改善柠檬酸的涩味。,（二）沉淀 沉淀是乳酸菌饮料最常见的质量问题。乳蛋白中80为酪蛋白，其等电点为pH4.6。乳酸菌饮料的pH在3.84.2，此时，酪蛋白处于高度不稳定状态。此外，在加入果汁、酸味剂时，若酸度过大，加酸时混合液温度过高或加酸速度过快及搅拌不匀等均会引起局部过度酸化而发生分层和沉淀。为使酪蛋白胶粒在饮料中呈悬浮状态，不发生沉淀，应注意以下几点：,1 均质 经均质后的酪蛋白微粒，因失去了静电荷、水化膜的保护，使粒子间的引力增强，增加了碰撞机会，容易聚成大颗粒而沉淀。因此，均质必须与稳定剂配合使用，方能达到较好效果。2 稳定剂 乳酸菌饮料中常添加亲水性和乳化性较高的稳定剂，稳定剂不仅能提高饮料的黏度，防止蛋白质粒子因重力作用下沉，更重要的是它本身是一种亲水性高分子化合物，在酸性条件下与酪蛋白结合形成胶体保护，防止凝集沉淀。此外，由于牛乳中含有较多的钙，在pH降到酪蛋白的等电点以下时以游离钙状态存在，Ca2+与酪蛋白之间发生凝集而沉淀，可添加适当的磷酸盐使其与Ca2+形成鳌合物，起到稳定作用。,3 添加蔗糖 添加13蔗糖不仅使饮料酸中带甜，而且糖在酪蛋白表面形成被膜，可提高酪蛋白与其他分散介质的亲水性，并能提高饮料密度，增加黏稠度，有利于酪蛋白在悬浮液中的稳定。4 有机酸的添加 一般发酵生成的酸不能满足乳酸菌饮料的酸度要求，添加柠檬酸、乳酸、苹果酸等有机酸类是引起饮料产生沉淀的因素之一。因此，需在低温条件下添加，添加速度要缓慢，搅拌速度要快。酸液一般以喷雾形式加入。5 搅拌温度 为了防止沉淀产生，还应注意控制好搅拌发酵乳时的温度。高温时搅拌，凝块将收缩硬化，造成蛋白胶粒的沉淀。,（三）脂肪上浮 在采用全脂乳或脱脂不充分的脱脂乳作原料时，由于均质处理不当等原因引起脂肪上浮，应改进均质条件，同时可添加酯化度高的稳定剂或乳化剂如卵磷脂、单硬脂酸甘油酯、脂肪酸蔗糖酯等。最好采用含脂率较低的脱脂乳或脱脂乳粉作为乳酸菌饮料的原料。,（四）果蔬料的质量控制 在生产乳酸菌饮料时，常常加人一些果蔬原料来强化饮料的风味与营养，由于这些物料本身的质量或配制饮料时处理不当，会使饮料在保存过程中出现变色、褪色、沉淀、污染杂菌等。因此，在选择及加人这些果蔬物料时应注意杀菌处理。另外，在生产中可适当加人一些抗氧化剂，如维生素C、维生素E、儿茶酚、EDTA等，以增强果蔬色素的抗氧化能力。,（五）杂菌污染 酵母菌和霉菌是造成乳酸菌饮料酸败的主要因素。酵母菌繁殖会产生二氧化碳，并形成酯臭味和酵母味等不愉快风味。另外霉菌耐酸性很强，也容易在乳酸中繁殖并产生不良影响。酵母菌、霉菌的耐热性弱，通常在60，5l0min加热处理时即被杀死，制品中出现的污染主要是二次污染所致。所以使用蔗糖、果汁的乳酸菌饮料其加工车间的卫生条件必须符合有关要求，以避免制品二次污染。,四、发酵型酸性含乳饮料标准1 感官指标 色泽呈均匀一致的乳白色，稍带微黄色或相应的果