1、酸奶的發(fā)酵工藝?yán)顣约t（生物工程2班 生命科學(xué)學(xué)院 黑龍江大學(xué) 哈爾濱 150080）摘要：本文主要講了酸奶發(fā)酵劑乳酸菌的種類特點(diǎn)以及最佳培養(yǎng)基，其次還有酸奶的發(fā)酵原理和酸奶發(fā)酵前景。關(guān)鍵詞：酸奶，發(fā)酵，乳酸菌，后酸化Yogurt of fermentation Li Xiaohong(The 2th class of Biotechnology , College of Life Science, Heilongjiang University, Harbin, 150080)Abstract：This paper mainly spoke yogurt kefir lactobacillus

2、 types, characteristic and the best medium, Secondly and yogurt fermentation principle and yogurt fermentation prospects.Key words：yogurt, fermentation, Lactic acid bacteria, Late aciding 隨著人們生活水平的不斷提高，消費(fèi)者對(duì)飲料的需求越來越趨向于具有價(jià)養(yǎng)和保健作用的天然飲品。 酸奶是以牛奶為原料，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵而成的一種具有較高價(jià)養(yǎng)價(jià)值和特殊風(fēng)味的發(fā)酵乳制品，是具有一定保健作用的食品1。 酸奶是乳制品中的重要部

3、分，因其風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高以及對(duì)人體健康有特殊的生理作用，從而倍受人們青睞。酸奶由于乳酸菌的發(fā)酵作用，在營(yíng)養(yǎng)成分得到改善的同時(shí)，也發(fā)揮了乳酸菌益生的功效2。1、 酸奶的制作工藝 酸奶采用鮮奶和白砂糖為主要原料，經(jīng)嚴(yán)格消毒后加入活性乳酸菌發(fā)酵制作血成。與普通牛乳比較，其中的蛋白質(zhì)、脂肪經(jīng)發(fā)酵后，易被人體消化吸收，同時(shí)還能提高鈣、磷、鐵的利用率，有利于防止嬰兒佝僂病和老人骨質(zhì)疏松病3。1.1制作酸奶的原料酸奶中的物質(zhì)比例：脂肪3.2% 蛋白質(zhì)2.8%干物質(zhì)10.8%,酸度1618度，72%酒精試驗(yàn)陰性,活性狀態(tài)良好，煮沸無異常。而輔料一主要有甜味劑和穩(wěn)定劑。最常用的甜味劑為自砂糖，添加量小應(yīng)超過

4、12%。為防止產(chǎn)品出現(xiàn)分層或沉淀，保持產(chǎn)品的外觀性能而添加到食品中的添加物稱為穩(wěn)定劑。常用的穩(wěn)定劑有果膠和梭甲基纖維素4。1.2酸奶發(fā)酵劑-乳酸菌1.2.1概述 乳酸菌廣泛分布于自然界中，從土壤、水、植物、發(fā)酵食品以及人和動(dòng)物的腸道里均可分離到乳酸菌。很久以前人們就知道了發(fā)酵，早期的微生物學(xué)家將那些可以自發(fā)酸化傳統(tǒng)發(fā)酵食品的細(xì)菌稱之為“乳酸菌”(Lactic acid bacteria, LAB) 。 乳酸菌是一群能利用碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌的統(tǒng)稱。乳酸菌只是一種習(xí)慣叫法，并不是微生物分類學(xué)上的名稱5。 人類最初關(guān)于乳酸菌方面是完全沒有任何知識(shí)的，僅僅知道發(fā)酵乳的現(xiàn)象6 。1857年巴斯

5、德在研究乳酸發(fā)酵過程中發(fā)現(xiàn)了乳酸菌，其后對(duì)于丁酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等一連串的研究，明白了發(fā)酵現(xiàn)象是由于特定的微生物在即使缺乏空氣的狀態(tài)下也產(chǎn)生的發(fā)酵。1919年之后，經(jīng)過蒂策勒(R.P. Tittsler),羅高沙(Rogosa)、沙普(Sharpe)及光岡等研究人員的努力，對(duì)乳酸菌的分類工作一直到60年代才趨于確立。現(xiàn)在，除了從形態(tài)學(xué)和生化學(xué)上的性質(zhì)中來進(jìn)行分類之外，加上了DNA同種異體(DNA homo-logue), (G十C)%和菌體脂肪酸組成等化學(xué)分類，進(jìn)人了分子水平階段7。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者歸納整理了乳酸菌的分類和命名，提出乳酸細(xì)菌有43個(gè)屬、373個(gè)種和亞種8。1.2.2乳酸菌的分類乳酸

6、菌是一類以糖為原料發(fā)酵產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌。乳酸菌從形態(tài)上分類主要有球狀和桿狀兩大類。按照生化分類法，乳酸菌可分為乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、雙歧桿菌屬和汁球菌屬S個(gè)屬，每個(gè)屬又有很多菌種，某些菌種還包括數(shù)個(gè)亞種。這些微生物都與乳酸發(fā)酵有關(guān)，其中乳酸桿菌和雙歧桿菌與人畜機(jī)體保健有著更為密切的關(guān)系9-11。乳酸菌細(xì)胞形態(tài)有球狀、類球狀、短桿或桿狀;乳酸菌細(xì)胞染色呈革蘭氏陽(yáng)性、陰性，也有具陽(yáng)性細(xì)胞壁型的陰性菌;乳酸菌細(xì)胞內(nèi)有芽抱或無芽抱;乳酸菌生理需求有好氧、厭氧或兼性厭氧:乳酸菌發(fā)酵方式有同型發(fā)酵或異型發(fā)酵。1.2.3乳酸菌的主要特點(diǎn) （1） 在厭氧壞境下生存 腌酸菜、酸乳酪、發(fā)酥食品、瘤胃和腸道

7、中的乳酸菌，與人們生活的關(guān)系密切，這些乳酸菌的基本特性就是厭氧。（2） 蛋白質(zhì)分解能力弱 （3） 脂肪分解能力弱 大多數(shù)乳酸茵沒有脂肪酶活性或很弱，發(fā)酵乳和乳酪因脂肪未被分解而沒有脂肪腐敗的不良?xì)馕丁＃?） 酸敗活性弱 因?yàn)槿樗峋牡鞍踪|(zhì)和脂肪分解能力弱，所以發(fā)酵過程中幾乎不產(chǎn)生氨、三甲胺、二甲胺等胺類，吲哚、甲基引噪、硫醇等含硫化合物以及羰基化合物、揮發(fā)性脂肪酸等腐敗有關(guān)的物質(zhì)12-13。 （5） 具有消臭、抗菌和抗霉作用（6） 產(chǎn)生芳香物質(zhì)、不具病原性具有保健功能1.2.4酸奶發(fā)酵劑的制備方法（1） 化學(xué)中和法 乳酸菌在生長(zhǎng)繁殖過程中，代謝乳糖產(chǎn)生乳酸。隨著酸度的升高，pH值的降低，菌體生

8、長(zhǎng)受到抑制，不同的菌種對(duì)培養(yǎng)基中乳酸的耐性不同。保加利亞乳桿菌在含乳酸1.7%以下的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，嗜熱鏈球菌可耐受0.8%的乳酸。為了解除乳酸菌的抑制，常用的中和劑有NaOH、Ca(OH)2、Na2C03等。S.E.Gilliland等認(rèn)為NH3 H2O的效果最好，但在中和培養(yǎng)過程中，隨著乳酸錢或乳酸鈉等鹽濃度的不斷增加，達(dá)到一定水平時(shí)，仍會(huì)抑制菌體的生長(zhǎng)繁殖14-15。（2） 緩沖鹽法 向培養(yǎng)基中添加緩沖鹽，調(diào)節(jié)培養(yǎng)液中的酸在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，不致酸度過高，可促進(jìn)菌體生長(zhǎng)及繁殖。關(guān)于緩沖劑，國(guó)際上有人利用乳本身蛋白質(zhì)和磷酸鹽。具體方法是用超濾濃縮脫脂乳，再添加無脂固型物到20 %29%，作為培

9、養(yǎng)液，利用高濃度的蛋白質(zhì)和磷酸鹽達(dá)到緩沖效果。磷酸鹽不僅可起到緩沖作用，還可起到抗噬菌體的作用。常用的緩沖劑還有CaC03, Ca+對(duì)菌體冷凍干燥有保護(hù)16。（3） 連續(xù)培養(yǎng) 法國(guó)B.Bilil等人曾對(duì)StreptococcusGremoris進(jìn)行了連續(xù)培養(yǎng)，指出菌的生長(zhǎng)情況受乳酸的抑制作用及營(yíng)養(yǎng)物提取的影響，菌體濃度達(dá)不到很高。成熟培養(yǎng)液中乳酸菌的收集多采用離心法。采用7000 rpm， 35 min或9000rpm,15 min分離收集菌體。但過高的轉(zhuǎn)速對(duì)菌體損傷較大，影響菌體的活性。Gilland和Lara采用4000 rpm, 20 min進(jìn)行離心濃縮，不僅菌體損傷小，而且存活率也較高

10、。有報(bào)道認(rèn)為，在離心濃縮時(shí)加入檸檬酸鹽或磷酸鹽可分散、穩(wěn)定培養(yǎng)基中的酪蛋白、乳清蛋白，從而使乳酸菌在離心過程中單獨(dú)沉淀，提高了單位量的活菌數(shù)，另外也有人采用超濾法收集菌體。這種方法在滲透法的培養(yǎng)過程中得以應(yīng)用17-19。1.2.5乳酸菌的培養(yǎng)乳酸菌有特殊且復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)要求，正常生長(zhǎng)需要各類營(yíng)養(yǎng)成分滿足其碳源、氮源、能源、尤機(jī)款、生長(zhǎng)因素及水的需要。在乳酸菌分離培養(yǎng)基中，含有蛋白陳、牛肉膏、酵母膏、蕃茄汁等多種組分。其中，牛肉膏、蛋白陳含有各種氨基酸、膚類、際等可溶性氮化合物，為乳酸菌生長(zhǎng)提供氮源;酵母膏為乳酸菌生長(zhǎng)提供氨基酸、維生素類和無機(jī)鹽類，葡萄糖則供給豐富的碳源，等等。另外，蕃茄汁富含維生

11、素，可刺激乳酸菌快速生長(zhǎng)繁殖20。1.3酸奶制作機(jī)理 乳酸菌發(fā)酵可分為同型乳酸發(fā)酵和異型乳酸發(fā)酵，同型乳酸發(fā)酵乳糖只產(chǎn)生乳酸，異型乳酸發(fā)酵乳糖除產(chǎn)生乳酸外，還生成乙醇、一氧化碳等物質(zhì)。在酸奶制作中常用的德氏乳桿菌保加利亞亞種(保加利亞乳桿菌)和唾液鏈球菌嗜熱亞種(pn熱鏈球菌)均為同型乳酸發(fā)酵21。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)盡半乳糖有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)化成高分了物質(zhì)一膠糖(

12、 gum)而蓄積起來22-23。 第2機(jī)制:分布在乳酸乳球菌乳酸亞種(乳酸乳球菌)十酪乳桿菌十酪亞種(十酪乳桿菌)等菌屬中。乳糖通過細(xì)胞膜上磷酸轉(zhuǎn)移酶( phosphotransferase)作用，經(jīng)磷酸化后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。斤磷酸乳糖經(jīng)磷酸盡半乳糖有酶的作用，分解成葡萄糖和6-磷酸半乳糖24-27。1.4酸奶后酸化的防治措施后酸化的酸性物質(zhì)要是乳酸菌代謝糖類產(chǎn)生的乳酸，與代謝有關(guān)的乳糖酶是其關(guān)鍵酶類，為胞內(nèi)酶。為防止后酸化，有以下幾方面措施：（1） 添加防腐劑防止后酸化 常見防腐劑：乳酸鏈球菌素、果膠酶解物、殼聚糖、添加乳過氧化物酶（2） 乳酸菌的生物育種防止后酸化 通過基因工程乎段選育出在高溫下

13、產(chǎn)酸快、在低溫下基本不產(chǎn)酸或產(chǎn)酸甚微的菌株作發(fā)酵劑。（3） 調(diào)整球菌和桿菌的比例（4） 采用巴氏殺菌和高壓處理方法28-302酸奶的發(fā)展趨勢(shì)美國(guó)有關(guān)食品的市場(chǎng)信息指出，酸奶止朝著健康和嗜好2個(gè)方向發(fā)展。酸奶作為功能性食品的代表產(chǎn)品，止日益顯示出其明顯的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)市場(chǎng)信息和國(guó)外專家對(duì)21世紀(jì)食品發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，高品質(zhì)、健康、方便、嗜好是酸奶市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。在我國(guó)，隨著生活水平的小斷提高及對(duì)生活品質(zhì)的更高要求，酸奶產(chǎn)銷量在乳品市場(chǎng)中增長(zhǎng)迅速。 與此同時(shí)，近年來我國(guó)批大中刑乳品企業(yè)迅速崛起。攪?yán)趟崮毯惋嬘眯趟崮碳涸谑袌?chǎng)占據(jù)支配地位，這2類酸奶風(fēng)味各異，囚日感良好而受到我國(guó)消費(fèi)者的青睞。冷凍酸奶也受

14、到人們的喜愛，小過還末達(dá)到普及的程度31。 近年來，國(guó)內(nèi)、酸奶產(chǎn)銷量以年均40%的速度增長(zhǎng)。酸奶多樣化的需求，推動(dòng)了包裝技術(shù)的發(fā)展。從世界范圍來看，酸奶是發(fā)展最快的乳制品產(chǎn)品。歐洲是開發(fā)酸奶新產(chǎn)品的基地，每年乳制品的新產(chǎn)品中有約7%是各種酸奶，每年約有近千種酸奶新產(chǎn)品問世。 酸奶的產(chǎn)品開發(fā)有如下共同的趨勢(shì):是營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化刑及功能刑酸奶，如添加有益菌，增加鈣質(zhì)，降低膽固醇以及增加纖維索，美容減肥的酸奶等。二是兒童酸奶豐富多彩。采用兒童喜愛的風(fēng)味和包裝，如多風(fēng)味聯(lián)杯及棒狀包裝;酸奶與多種果料一組介，如分層灌裝、子母杯包裝等;酸奶與多種膨化食品(或者巧克力涂覆的膨化食品)及各種十果的組介。二是開發(fā)新穎獨(dú)

15、特的包裝技術(shù)和設(shè)備。酸奶多樣化的需求，推動(dòng)了包裝技術(shù)的發(fā)展，而包裝技術(shù)的進(jìn)步又帶動(dòng)了酸奶新產(chǎn)品的開發(fā)32-33。參考文獻(xiàn)：1 李愛江，陳冉. 新型酸奶發(fā)酵工藝. 糧油加工， 122-1232 Sun Z H，Liu W.J ，Zhang J C ，Yu J，Gao, W，Jiri, M，Menghe B，Sun T. S，Zhang H. P. Identification and characterization of the dominant lactic acid bacteria isolated from traditional fermented milk in Mongolia

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