第六章_发酵乳制品

第六章发酵乳制品第一节概述一、酸奶的营养价值1营养丰富，具有鲜乳所有的营养价值，而且优于鲜乳。2调节人体肠道中的微生物菌群平衡，抑制肠道有害菌生长。3降低胆固醇水平4合成某些抗菌素，提高人体抗病能力。5缓解“乳糖不耐受症”。6有美容、润肤、明目、固齿等作用。二、酸奶的定义及分类（一）定义在添加（或不添加）乳粉的乳中，由于保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的作用进行乳酸发酵制成的凝乳状产品，成品中必须含有大量的、相应的活性微生物。（二）酸奶的分类1．按成品的组织状态分类①凝固型酸乳②搅拌型酸乳2．按成品口味分类①浓缩酸乳②冷冻酸乳③充气酸乳④酸乳粉3．按菌种种类分类①酸乳②双歧杆菌酸乳③嗜酸乳杆菌酸乳④干酪乳杆菌酸乳三、酸乳生产用原料主要原料：乳、乳粉、甜味剂、稳定剂、发酵剂、香精、果料等。第二节发酵剂选择与制备一、酸乳的发酵剂菌种根据FAO关于酸乳的定义，酸乳中的特征菌为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌。左图保加利亚乳杆菌，右图嗜热乳酸链球菌二、发酵剂的概念与种类（一）乳酸菌发酵的发酵剂有三种类型：1.乳酸菌纯培养物2.母发酵剂3.生产发酵剂所谓发酵剂（starter）是指生产发酵乳制品时所用的特定微生物培养物。（二）有时也分为混合发酵剂、单一发酵剂和补充发酵剂。1.混合发酵剂2.单一发酵剂3.补充发酵剂①产粘发酵剂②产香发酵剂③加入干酪乳杆菌三、发酵剂的选择1.产酸能力2.后酸化3.产香性4.粘性物质的产生5.蛋白质的水解性①感官评价②挥发性酸的量③乙醛生成能力①温度②pH③菌种与菌株④贮藏时间3.产香性一般酸乳发酵剂产生的芳香物质为乙醛、丁二酮、丙酮和挥发性酸。①感官评价用常温;酸度不能过高;要新鲜，用生产24～48h内的酸乳②挥发性酸的量通过测定挥性酸的量来判断芳香物质的产生量③乙醛生成能力乙醛形成酸乳的典型风味，不同的菌株产生乙醛能力不同，因此乙醛生成能力是选择优良菌株的重要指标之一5.蛋白质的水解性嗜热链球菌在乳中只表现很弱的蛋白水解活性，保加利亚乳杆菌则可表现较高的蛋白水解活性.影响蛋白质水解活性的因素①温度低温（如3℃冷藏）蛋白质水解活性低，常温下增②pHpH过高易积累蛋白质水解的中间产物，给产品带来苦味。③菌种与菌株嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的比例和数量会影响蛋白质的水解程度。④贮藏时间贮藏时间长短对蛋白质水解作用也有一定的影响。四、发酵剂的制备1．培养基的热处理90～95℃30～45min2．冷却至接种温度3．加入发酵剂4．培养培养时间一般为3～20h。5．冷却10～20℃6．贮存培养基：脱脂奶，或特级脱脂奶粉按9%～12%的干物质制成再制脱脂奶替代。以2.5%～3%的接种量和2～3h的培养时间，要达到球菌和杆菌1:1的比率，最适接种和培养温度为43℃。最适pH4.5。注意：接种量、培养温度和培养时间在所有阶段都必须保持不变！四、发酵剂的制备图6-1培养温度对杆菌与球菌数量的影响五、发酵剂的质量控制（一）感官检查（二）活力测定1.酸度测定2.刃天青还原试验3.检查污染程度（一）感官检查组织状态、色泽及有无乳清分离等；凝乳的硬度；品尝酸味与风味，看其有无苦味和异味等。1、酸度测定灭菌冷却后的脱脂乳中加入3%的待测发酵剂；37.8℃恒温箱中培养3.5h，取出；加入两滴1%酚酞指示剂，用NaOH的标准溶液滴定，若乳酸度达0.8%以上表示活力良好。（二）活力测定2、刃天青还原试验9ml脱脂乳，加入1ml发酵剂和1ml0.005%的刃天青溶液，36.7℃的恒温箱中培养；35min以上，如刃天青溶液完全褪色表示发酵剂活力良好。3、检查污染程度①纯度可用催化酶试验。②检查是否污染酵母、霉菌、噬菌体等。③粪便污染情况可用大肠菌群试验。第三节酸乳的加工一、凝固型酸乳加工原料配合→过滤与净化→预热→（60~70℃）→均质（16~18MPa）→杀菌（95℃15min）→冷却（43~45℃）→添加香料→接种→装瓶→发酵→冷却→贮藏一、凝固型酸乳加工图6-2凝固型酸奶的生产线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，0.3~0.6IU/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；0.1~0.3IU/ml青霉素或20~50mg/1000ml残余氯可以抑制发酵剂中的乳链球菌；0.01~0.05IU/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16～18MPa均质处理。均质前预热至55～65℃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90～95℃，保持30min，然后冷却至41～43℃。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1∶1。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41～44℃，培养时间2.5～4.0h（2%～3%的接种量）。如用乳酸链球菌作发酵剂，培养温度为30～33℃，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：①滴定酸度达到70oT以上，乳酸度为0.7%～0.8%。②pH值低于4.6。③表面有少量水痕。注意事项：①发酵时应注意避免震动，否则会影响其组织状态；②发酵温度应恒定，避免忽高忽低；③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2～8℃，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4.1~4.2；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。凝固型酸乳加工（一）操作要点1．调味、包装2．培养和冷却3．冷藏后熟颗粒的果料或添加剂，应该在灌装接种的牛乳以前加入；香精可以在牛乳包装以前连续地按比例加入。最适pH值4.5时，开始冷却；在30min内降至35℃左右，再30～40min内降至18～20℃，最后在冷库把温度降至5℃，贮存冷藏温度一般在2～7℃，冷藏过程在24h内，风味物质继续产生，而且多种风味物质相互平衡形成酸乳的特征风味，通常把这个阶段称为后成熟期。一般2～7℃下酸乳的贮藏期为7～14d。（二）质量控制1．凝固不良或不凝固2．乳清析出3．风味不良4．表面霉菌生长凝固型酸乳加工1．凝固不良或不凝固①原料乳质量乳中含有抗菌素、防腐剂，会抑制乳酸菌生长，影响正常发酵，从而导致酸乳凝固性差；原料乳掺水，使乳的总干物质含量降低；掺碱中和发酵所产的酸，都会造成酸乳凝固不好。添加脱脂奶粉或经过浓缩，提高其总干物质含量，该物质含量在12~18%最好。②发酵温度与时间•低于乳酸菌发酵的最适温度与时间，会使乳酸菌凝乳能力降低，从而导致酸乳凝固性降低。•发酵室温度不均匀也会造成酸乳凝固性降低。③发酵剂活力•发酵剂活力减弱或接种量太少会造成酸乳凝固性差④加糖量•加糖量过大，产生高渗透压，抑制了乳酸菌的生长繁殖，也会使酸乳不能很好凝固。2．乳清析出①原料乳热处理不当●热处理温度低或时间不够，不能使大量乳清蛋白变性。●变性乳清蛋白与乳中酪蛋白形成复合物，可容纳更多的水分，就不会出现乳清分离。②发酵时间☺发酵时间过长，酸度过大破坏了乳蛋白质已经形成的胶体结构，使乳清分离出来；☺发酵时间过短，胶体结构还未充分形成，也会形成乳清析出。③其它★如原料乳总干物质含量低、接种量过大、机械振动等也会造成乳清析出。★生产中，添加适量的CaCl2，可减少乳清析出，也可赋予产品一定的硬度。主要是菌种选择及操作工艺不当造成菌种混合比例任何一方占优势都会导致产香不足，风味变劣。高温短时发酵或发酵过度也会造成酸乳芳香味不足，酸甜不适口等风味缺陷。过度热处理或添加了风味不良的奶粉、炼乳也会造成酸乳风味不良。3．风味不良贮温过高或时间过长引起，因此要严格控制贮藏温度和贮藏时间。4．表面霉菌生长二、搅拌型酸奶的加工蔗糖、添加剂等乳酸菌纯培养物→母发酵剂→生产发酵剂原料乳→净化→标准化→配料→过滤→预热→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→冷却→搅拌混合→罐装→冷却后熟→成品二、搅拌型酸奶的加工图6-3搅拌型酸奶的生产线搅拌型酸奶的加工1.操作要点①发酵42～43℃，2.5～3h②凝块的冷却迅速降温至15-22℃，③搅拌破碎凝胶体④调味果料和香料，15～22℃以后⑤包装2.质量控制①砂状组织发酵温度过高，乳粉过多。②乳清分离搅拌速度过快，发酵过渡。③风味不正酵母和霉菌的污染。④色泽异常果蔬氧化变色搅拌型酸奶的加工三、酸奶的包装（一）酸奶包装的功能①保护作用②提供信息③方便运输和消费。④包装材料直接和产品接触，故要求其无毒且不和产品发生反应酸奶的包装（二）酸奶包装的材料1．硬性材质包装①玻璃瓶②陶器瓶③其它（二）酸奶包装的材料2．半硬性材质包装3．软体包装4．外包装箱酸奶的包装四、酸乳的质量标准项目纯酸牛乳调味酸牛乳、果料酸牛乳色泽滋味和气味组织状态呈均匀一致的乳白色或微黄色具有酸牛乳固有的滋味和气味组织细腻、均匀，允许有少量乳清析出；果料酸牛乳有果块或果粒呈均匀一致的乳白色，或调味乳、果料乳应有的色泽具有调味酸牛乳或果料酸牛乳固有的滋味和气味酸牛乳的感官指标酸牛乳的理化指标项目纯酸牛乳纯酸牛乳全脂部分脱脂脱脂全脂部分脱脂脱脂脂肪%蛋白质%≥非脂乳固体%≥酸度ºT≥≥3.11.0-2.02.98.1≤0.570.0≥2.570.00.8-1.62.36.5≤0.4四、酸乳的质量标准酸牛乳的卫生指标项目纯酸牛乳调味酸牛乳果料酸牛乳苯甲酸g/kg≤山梨酸g/kg≤硝酸盐（以NaNO3计）mg/kg≤亚硝酸盐（以NaNO2计）mg/kg≤黄曲霉毒素M1mg/kg≤大肠菌群MPN/100ml≤致病菌（指肠道致病菌和致病性球菌）0.03不得检出0.03不得检出