第06讲发酵乳制品

2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授1第三节发酵乳制品（酸奶）生产工艺一酸奶的概念及其营养保健作用二发酵剂及其制备三酸奶加工工艺2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授2一发酵乳制品的概念1发酵乳制品的概念与分类发酵乳制品是指全脂乳或脱脂乳经特殊微生物（特征菌）发酵而成的一种乳制品，在保质期内，该类产品中的特征菌必须大量存在，并能继续存活和具有活性。分类单菌发酵乳复合菌发酵乳乳酸发酵乳乳酸与酒精发酵乳2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授32酸奶及其营养保健作用酸奶（Yoghurt）：是以牛乳为主要原料，经加热杀菌后，加入乳酸菌（嗜热链球菌Str.thermophilus、保加利亚乳杆菌L.bulgaricus）进行发酵，而生产得到的凝乳状产品，成品中必须含有大量的活乳酸菌。酸乳制品:原料乳经乳酸菌发酵而制得的产品，称为酸乳制品。乳酸菌制剂：以乳酸发酵为主要手段，添加其他的原材料而制成的粉剂、片剂或丸剂，以供防治各种疾病的产品，称为乳酸菌制剂。按酸奶的组织状态分类可分为凝固型酸奶和搅拌型酸奶两种。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授4酸奶的分类酸牛乳（Yoghurt）GB2746-1999☆按风味分类：纯酸奶、调味酸奶、果料酸奶等。☆纯酸牛乳：以牛乳或复原乳为原料，脱脂、部分脱脂或不脱脂，经发酵制成的产品。☆调味酸牛乳：以牛乳或复原乳为原料，脱脂、部分脱脂或不脱脂，添加食糖、调味剂等辅料，经发酵制成的产品。☆果料酸牛乳：以牛乳或复原乳为原料，脱脂、部分脱脂或不脱脂，添加天然果料等辅料，经发酵制成的产品。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授5GB2746-1999（酸牛乳）1、感官特性项目纯酸牛乳调味酸牛乳、果料酸牛乳色泽呈均匀一致的乳白色或微黄色呈均匀一致的乳白色，或调味乳、果料应有的色泽滋味和气味具有酸牛乳固有的滋味和气味组织状态组织细腻、均匀，允许有少量乳清析出；果料酸乳有果块或果粒2、理化指标：蛋白质、脂肪、非脂乳固体和酸度项目纯酸牛乳调味酸牛乳、果料酸牛乳全脂部分脱脂脱脂全脂部分脱脂脱脂脂肪，%≥3.11.0～2.0≤0.5≥2.50.8～1.6≤0.4蛋白质，%≥2.92.3非脂乳固体，%≥8.16.5酸度，°T≥70.02019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授6酸奶的营养保健作用酸奶营养作用：1．碳水化合物易消化；2．蛋白质易于消化吸收；3．胆固醇与脂肪的代谢优于牛乳。酸奶对肠道内菌群的平衡作用：1.抑制有害菌群生长繁殖；2.使有益菌群占优；3.恢复肠内菌群平衡。酸奶对身体健康作用：1．抑制腐败产物及有毒物质的产生；2.防止有害气体的产生；3.防止外来病原菌的感染；4.增强机体免疫能力。酸奶对疾病的疗效作用：1.具有抑制癌细胞增殖效果；2.减小胃消化负担、减少胃内产气，促进胃酸产生；3.可解除硬性便秘；4.抑制肠内腐败菌增殖，减轻肝脏的负担，促进肝脏细胞活力恢复；5.营养三要素平衡，适合糖尿病患者的饮食。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授7二酸奶的加工（一）发酵剂概念与的制备1、发酵剂的概念发酵剂：指生产发酵乳制品时所用的特定的微生物培养物。使用发酵剂的目的（1）乳酸发酵；（2）产生挥发性的物质，如丁二酮、乙醛等，从而使酸乳具有典型的风味；（3）具有一定的降解脂肪、蛋白质的作用，从而使酸乳更利于消化吸收；（4）酸化过程抑制了致病菌的生长。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授81、发酵剂的概念发酵剂分为三个阶段制备，即乳酸菌纯培养物、母发酵剂和生产发酵剂。商品发酵剂（Commercialculture/乳酸菌纯培养物）：指将特定的乳酸菌接种在脱脂乳、乳清、肉汁或其他培养基中进行培养后，经冷冻干燥制成冻干粉。母发酵剂（Motherculture）：即商品发酵剂的扩大再培养制成的发酵剂，是生产发酵剂的基础。生产发酵剂（Bulkstarter）：即母发酵剂的扩大培养，是用于实际生产的发酵剂，也称工作发酵剂。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授9发酵剂的调制过程液态发酵剂用试管保存，粉状发酵剂用复合薄膜保存。菌种活化：在无菌操作条件下接种到灭菌的脱脂乳试管中多次传代、培养。而后保存在0～4℃冰箱中，每隔1～2周移植一次。在长期移植过程中，可能会有杂菌污染，造成菌种退化、老化、裂解。因此，菌种须不定期的纯化、复壮。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授102发酵剂的调制（1）菌种活化、扩大培养：反复接种、培养（2）母发酵剂的调制：取新鲜脱脂乳100～300mL装入灭菌容器中，120℃15～20min高压灭菌，冷却至15～30℃，无菌操作接种约1%活化菌种，搅匀后放入恒温箱中42℃培养。凝固后再移植于另外的灭菌脱脂乳中，如此接种2～3次，使乳酸菌保持一定活力。母发酵剂的制备须在严格的卫生条件下进行，制作间最好有经过过滤的正压空气操作前小环境要用消毒剂消毒2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授112发酵剂的调制（3）生产发酵剂（工作发酵剂）的调制：取实际生产量1～2%的脱脂乳，装入灭菌剂容器中，以90℃30～60min杀菌并冷却到25℃左右。然后以无菌操作添加母发酵剂（脱脂乳量的1%），加入后充分搅拌，使其均匀混合，在所需温度（42℃）下进行培养，达到所需酸度后，即可取出冷藏待用。（4）一次性发酵剂（直投式）：法国的罗地亚公司（丹尼斯克公司），丹麦的汉森公司的产品。使用方便，质量稳定，对产品的质量控制有利；但价格昂贵。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授123酸奶发酵剂菌种的共生作用酸奶发酵剂常为嗜热链球菌（Str.thermophilus）与保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）的混合物，二者混合发酵可大幅缩短发酵时间（2-3h，单独发酵≥10h）。共生作用：发酵初期，嗜热链球菌利用热处理时变性的乳清蛋白大量生长繁殖，产生乳酸，消耗O2而产生CO2，同时，随着乳酸含量的增加，而抑制嗜热链球菌自身的生长，但低氧条件却促进保加利亚乳杆菌的生长繁殖。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授134酸奶的加工工艺4.1加工工艺流程冷却添加发酵剂培养→→→→加蔗糖灌装原料乳验收过滤、净化热处理→→干物质调整预热、均质→冷却冷藏培养冷却搅拌加香灌装冷藏→→→→→→→→→→2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授14凝固型酸奶工艺流程2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授15搅拌型酸奶工艺流程2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授164.2加工工艺要点4.2.1对原料乳的要求可以是新鲜牛乳、脱脂奶粉或全脂奶粉等；不得含有抗菌素药物和防腐剂；不得使用乳房炎乳、初乳、末乳及其他异常乳；以新鲜乳为原料时，其酸度≤18°T，杂菌数不超过50万/ml；原料为奶粉时，需将奶粉进行还原，使其成分符合酸奶的要求。根据产品的质量要求对原料干物质含量进行调整。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授174.2.2预热、均质4.2.3加糖预热：60～65℃，15-20min均质：160～200kg/cm2。均质的目的：促进脂肪球均匀分布，提高酸奶的粘度、硬度，防止乳清分离，提高酸奶的细滑感和稳定性。通常以蔗糖为主，糖的添加量可根据各地的口味有所不同，添加量在6～8%左右。由于高血糖、高血脂、肥胖病人的数量的增加，对无糖（低热量）酸奶的需求越来越大，也可使用不含热量或低热量的甜味剂代替部分或全部的蔗糖，生产低热量酸奶。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授182019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授194.2.4杀菌与热处理采用90～95℃，保持10～15min的加热方法。酸奶原料乳的杀菌处理与普通乳制品的巴氏杀菌处理不同。热处理目的：充分杀菌，除去原料乳中所有的细菌；促进乳清蛋白质变性，有助于乳酸菌在发酵过程中的生长发育和大量繁殖；有利于改善酸奶的硬度、粘度和防止乳清分离。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授204.2.5添加发酵剂---接种接种量为原料乳的2～4%。接种量过少，产酸不足，发酵时间过长，并对控制保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的比例不利。导致成品酸味和香味均不足，而粘性较大。接种量过多，使发酵时间缩短，会造成酸奶组织结构不良，产酸过快过多，而产香和产粘均不足。接种方法：将生产发酵剂充分搅拌均匀，使其无凝块。添加发酵剂时应尽可能的在无菌状态下进行，以避免被污染。一次性菌种可根据生产量直接加入，搅拌均匀。投入量：50U（包）/T。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授214.2.6培养---发酵发酵：凝固型在发酵室，搅拌型在发酵罐内进行。发酵的温度保持在42±1℃。凝固型酸奶：加入菌种搅拌均匀后，通过灌装机灌注到消毒好的玻璃瓶或塑料杯中，封盖、装箱后，直接移入发酵室内进行发酵。搅拌型酸奶：将杀菌后的原料乳冷却到43～45℃，加入菌种，搅拌均匀，直接在发酵罐内进行发酵。发酵终点的判断：根据发酵时间、凝固状态、pH值的变化加以判断。凝固型酸奶，pH值达到4.2～4.5时，停止发酵；搅拌型酸奶，pH值达到４.６～4.7时停止发酵。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授224.2.7冷却、搅拌凝固型酸奶：发酵结束，将发酵好的酸奶直接移到4～6℃的冷库内进行冷却即可。在由发酵室转运到冷库的过程中，应尽可能避免振荡，振荡易导致乳清分离。搅拌型酸奶：发酵结束，应迅速冷却，尽快使温度降到30℃以下，然后进行轻微的搅拌，使凝块破碎，有助于降温。温度降到20℃以下，再进行充分搅拌，此时可以添加果汁、果酱、香精等香料。若温度高时进行激烈的搅拌，会导致乳清分离、粘度降低、组织状态粗糙等，从而影响产品质量。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授234.2.8后发酵终止发酵的最适pH受到后冷却方法的影响，研究发现，缓慢控制后冷却阶段，对酸奶的粘度和芳香味意义重大。因发酵菌在较低温度，才较大量产生粘性物质，所以有人将冷却阶段称为后发酵。后发酵主要是产生芳香物质和粘性物质。后发酵可分为四个阶段。第一阶段：42→35℃，称为骤冷开始期，此阶段迅速使乳酸菌增殖递减。第二阶段：35→20℃，此阶段冷却的目的是完全阻止乳酸菌生长。第三阶段：20→11℃，此阶段可有效地使乳酸发酵减慢。第四阶段：11→0～5℃，即冷却到贮藏温度。后发酵通常要经过12小时以上。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授24酸奶发酵缸2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授25冷热缸（保温缸）2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授265凝固型酸乳的质量缺陷及控制凝固型酸乳生产中，常会出现以下质量缺陷：（1）凝固性差（2）乳清析出（3）风味差（4）表面有霉菌生长（5）口感差2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授27（1）凝固性差影响因素：①原料乳质量：抗菌素、防腐剂，抑制乳酸菌生长；乳房炎乳中白细胞含量较高会噬菌乳酸菌；②发酵温度和时间：发酵时间短、发酵室温度不均匀也是造成酸乳凝固性降低的原因之一；③发酵剂被噬菌体污染，导致菌种活力大大降低；④发酵剂活力；⑤加糖量：6.5％的加糖量对产品的口味最佳，也不影响乳酸菌的生长。若加量过大，会产生高渗透压，抑制了乳酸菌的生长繁殖。2019/8/18华南农业大学食品学院郑华副教授28（2）乳清析出主要原因：①原料乳热处理不当: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℃、20～30min或90℃、10～15min的热处理；②发酵时间:过长，乳酸菌产酸过量，破坏已形成胶体结构，使水分游离；过短，未能形成良好的胶体结构，导致乳清析出。③其他因素：干物质含量低、酸乳凝胶机械振动、乳中钙盐不足、发酵剂加量过大等因素2019/8/18华南农业