浅谈酸奶发酵机理以及控制发酵措施

浅谈酸奶发酵机理以及控制发酵措施

浅谈酸奶发酵机理以及控制发酵措施

摘要：乳制品中发酵乳制品是重要内容，由于对人体健康发挥了重要功能，因此备受人们的注意。本文主要分析了酸奶发展，酸奶发酵机理，控制发酵措施。

关键词：酸奶发酵机理控制

一、酸奶发展

近些年来我国酸奶产量已经达到了每天500吨，居于我国发酵乳制品的首位。伴随着我国逐渐提高的人民消费水平，酸奶产量凭借每年25%的速度在增加。在陆续增加的品种、营养价值的同时，生产酸奶的储存时间短这一问题显现出来，在一定程度上对酸奶产业造成了影响。

酸奶的保质期主要关系着两个方面，一是酵母菌和霉菌造成的污染，致使酸奶产生了鼓盖，这些问题已经凭借着生产设备与改善卫生条件进一步获得了控制；二是酸奶变化的风味，其中关键是较重的酸味，对消费者口感造成了影响。

二、酸奶发酵机理

乳酸菌发酵可以分为同型与异型两种，同型乳酸发酵仅仅产生乳酸，异型乳酸发酵除了产生乳酸之外，还有二氧化碳等物质。在制作酸奶过程中经常使用的是保加利亚亚种与嗜热链球菌亚种，全部属于同型乳酸发酵。乳糖是经过两种不同机理直接进入了乳酸菌细胞，第一种机理是经过透膜酶系统，第二种机理是经过乳酸球菌系统。

第一种机理：乳糖通过透膜酶发挥的作用直接进入细胞，半乳糖苷酶发挥作用分解为半乳糖与葡萄糖，其中保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌首先与葡萄糖发生代谢产生乳酸，而游离类型的半乳糖无法使用，主要被存在于细胞外或者已经转变为高分子物质的胶糖积累起来。

第二种机理：主要在乳酸乳球菌、干酪乳杆菌等菌属中分布。乳糖通过位于细胞膜上的磷酸转移酶发挥的作用，磷酸化处理之后直接

进入细胞中。磷酸乳糖通过磷酸半乳糖苷酶发挥的作用，主要分解为葡萄糖与磷酸半乳糖。前者通过糖酵解体系，后者通过磷酸塔格糖实行代谢。

三、控制发酵措施

（一）应用工程基因技术与人工育种诱变技术

在制作酸奶发酵剂的工作中，通过工程基因技术与人工育种诱变技术，主要是在高温情况下具有较强产酸能力，在低温情况下具有较弱产酸能力的菌株作为发酵剂。我国研究调控乳酸菌基因机制还存在着很多不足，改性乳酸菌还是停留在人工诱变技术上，操作非常复杂，同时获得的性状都无法稳定进行遗传。当前研究发现的乳酸菌的发酵功能、分解蛋白质功能以及产生风味物质的功能都是通过质粒实行遗传。

（二）使用超高温、巴氏杀菌技术

当发酵酸奶成熟以后，通过巴氏、超高温杀菌等技术处理酸奶，获得了没有活乳酸菌存在的酸奶。这样虽然已经很好解决了酸奶的发酵问题，可是获得的巴氏、超高温杀菌酸奶由于不具备活菌而不能符合国际乳品联合会提出的酸奶要求。因此暂不建议使用这种方法对酸奶发酵进行控制。

（三）酸奶发酵剂中调整菌种比例

在酸奶发酵剂中，对保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌等菌种比例进行调整，增加球菌对杆菌的比例。发酵酸奶过程中，其中嗜热链球菌快速进行生长，当乳的PH数值降低到5.5时，保加利亚乳杆菌开始快速生长，这时候嗜热链球菌却在减慢生长；当乳的PH数值降低到5.0时，酸奶被保加利亚乳杆菌控制了发酵；当乳的PH数值降低至4.6时，逐渐开始凝聚酪蛋白，同时出现了乳凝结。在冷藏酸奶的过程中，占有绝对优势的保加利亚乳杆菌开始持续对乳酸进行发酵并产生酸，促使酸奶PH数值降低至3.5。因此在发酵剂中增加球菌对杆菌的科学比例，可减弱酸奶发酵程度。

当前已经了解保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌之间的共生关系。对于保加利亚乳酸菌来说甲酸的促进功能是必需的，而丙酮酸与二氧化碳则并非必需。近些年有研究说明，并不是全部的保加利亚乳杆菌与

嗜热链球菌之间都会出现优良的共生关系，是否良好的共生关系与菌株生长特性有密切关系。最适合的生长温度对这两种菌共生关系造成极小影响，在35-42℃之间嗜热链球菌生长的非常好，培养温度对球菌与杆菌之间的比例产生影响。经过研究表明，球菌与杆菌之间存在的比例为1.5：1时，可以产生最佳质量的酸奶。因此适当加大球菌对杆菌的比例，对传统发酵剂中保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌比例进行改变，有利于更好的维持这两种菌的共生关系，缩短发酵时间，减弱后发酵。

（四）添加外来物对菌的生长与产酸进行控制

生产酸奶过程中，需要经常添加葡萄糖等物质。添加这些物质，将会对乳酸菌所应用的水分活度数值进行改变，水分活度数值通过对酶反应动力参数与诱导底物结构变化实行的改变对酶活性进行影响，进一步对菌体生长与产酶能力进行影响。水分活度数值具体是指食品中水分蒸汽压与相同情况下纯水蒸汽压的比例，体现了微生物能够实际应用的水分量。相关研究报告表示，制作酸奶过程中添加蔗糖4%能够有效对乳酸菌的生长与产酸进行抑制，当蔗糖的浓度高于8%时，乙醛将会降低合成。经过研究证明蔗糖的浓度抑制保加利亚乳杆菌作用要强于嗜热链球菌，也可以认为保加利亚乳杆菌更加敏感下降的水分活度，并且乳中固体总成分抑制作用带来的影响要强于单纯糖带来的影响。因为发酵的酸奶主要是酸性条件下保加利亚乳杆菌持续产酸导致的，因此通过下降水分活度数促使其减慢生长，这样也可以减轻酸奶酸化程度。

（五）转变细胞膜的通透性

在生产低乳糖乳的过程中，已经使用了化学诱变剂对乳酸菌细胞膜的通透性进行改变，进一步增加了半乳糖苷酶的活力，进一步提升了乳糖的水解程度。发酵酸奶使用的菌种，在生长的正常环境下，PH 数值在菌体内与周围介质显著不同，在近中性条件下菌种具有保持细胞质酸碱度的能力，这样对菌体实行新陈代谢与酶的各种反应十分有利。相关研究表明，介质的PH数值能够间接影响乳酸菌细胞的新陈代谢。在发酵酸奶中由于迅速下降的介质PH数值，保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌将会被酸侵害细胞膜，改变通透性，造成体内PH数值

也降低，进一步对正常生长与代谢的乳酸菌发挥了抑制作用。保加利亚乳杆菌对于酸具有极差的敏感性，当介质PH数值在4-4.5时，细胞内的PH数值还可以保持中性，当介质PH数值达到3.5时，菌体内PH数值表现为4.4，只有此时新陈代谢一切活动才能遭遇抑制。

（六）利用细菌素对酸奶发酵进行抑制

有人在近些年来将丙酸酐菌素分泌的短杆菌素运用在制作酸奶中，有效对酸奶酸化进行了抑制。其中国际上允许乳酸链球菌素添加到食品中作为防腐剂。将乳酸链球菌素添加到奶中之后在乳中接种菌直到形成凝固。乳酸链球菌素对于繁殖乳酸菌发挥了抑制作用，并且减少了总菌数，延长了发酵所需的时间，但是只要选择适合的剂量与科学的添加方法，就能够使得酸奶活菌数量符合国际要求，又可以很好对酸奶的酸化进行抑制，延长保质期限，提升酸奶风味。当前有人指出可以使用一种没有毒副作用的酸溶介质包裹乳酸菌细菌素，之后在奶中添加发酵剂，当乳发酵符合一定酸度的时候，破坏了酸溶介质，释放出了细菌，进一步对酸奶过度产酸进行抑制。

结束语

通过上述各种控制措施，能够有效对酸奶发酵造成抑制或者阻止作用，进一步延长酸奶保质期限。能够预见，在发酵乳制品中生物工程技术的应用越来越广泛。

参考文献：

[1]马钢.酸奶制品制作技术及最新配方[M].北京：中国农业大学出版社，2009

[2]王福源.现代食品发酵技术[M].北京：中国轻工业出版社，2011

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