第六章发酵乳

1. 同型乳酸发酵
葡萄糖
2ATP
总反应式：
2ADP
C6H12O6 + 2 ADP + 2H3PO4 2 CH3CH(OH)COOH + 2 ATP
理论转化率：
EMP
3-磷酸甘油醛
2NAD+
2NADH + H+
1,3-二磷酸甘油酸
4ADP
90×2 ×100% = 100% 180
菌种：乳酸链球菌、乳酪杆
一、碳水化合物代谢
乳酸细菌能利用葡萄糖及其他相应的可发酵的 糖产生乳酸，称为乳酸发酵。
由于菌种不同，代谢途径不同，生成的产物有 所不同，将乳酸发酵又分为同型乳酸发酵、异型乳 酸发酵和双歧杆菌发酵。
1. 同型乳酸发酵：经EMP途径。 2. 异型乳酸发酵：经HMP(戊糖磷酸途径)途径。 3. 双歧途径: 经HK途径—磷酸己糖解酮酶途径。 4. 乳酸菌的乳糖分解代谢
第一节 发酵剂菌种及其分类 第二节 发酵剂菌种代谢 第三节 发酵剂菌种的选择 第四节 发酵剂的制备 第五节 发酵剂噬菌体感染及其防治 第六节 发酵乳的定义及分类 第七节 发酵乳的一般生产工艺
第八节 酸奶的加工 第九节 其他发酵乳 第十节 发酵乳饮料加工 第十一节 益生菌发酵乳 第十二节 发酵乳的营养与功能特性
发酵 冷藏
销售
二、风味物质的产生
从风味物质上评估发酵剂的方法有： (1) 感观评估 (2) 挥发酸的量检测 (3) 乙醛的生成 酸奶的曲型风味主要由德氏乳杆菌保加利 亚亚种产生的乙醛形成的。
三、黏性物质的产生
发酵剂产生的胞外多糖类黏性物质，有助 有改善酸奶的组织状态和黏稠度。
四、蛋白质的水解性
酪蛋白
第一节 发酵剂菌种及其分类
（一）发酵剂的概念（Starter Cultures）
发酵乳制品的生产过程源于微生物及酶在乳中 的存在。在乳品工业生产中，生产发酵乳制品及干 酪等产品时所采用的特定微生物培养物被称作发酵 剂(starter cultures)。
（二）发酵剂的种类
1．按发酵剂制备过程分类 2．按使用发酵剂的目的分类
（1）混合发酵剂 发酵剂含有两种或两种以上的菌，如保加利
亚乳杆菌和嗜热链球菌按1:1 或１:2比例混合的 酸乳发酵剂，且两种菌比例的改变越小越好。 （2）单一发酵剂
发酵剂只含有一种菌。
第二节 发酵剂菌种代谢
一、碳水化合物代谢 二、乳酸菌的蛋白质代谢 三、脂肪代谢 四、乳酸菌产生的胞外多糖 五、风味物质的形成 六、柠檬酸代谢
葡萄糖
同型或异 型发酵
半乳糖 半乳糖异构酶
二、乳酸菌的蛋白质代谢
酪蛋白
肽类 运输系统
肽酶 自由氨基酸
三、脂肪代谢
噬热型发酵剂分解脂肪的能力很微弱。
四、乳酸菌产生的胞外多糖
噬热链球菌产生的胞外多糖是由半乳糖：葡 萄糖按1：1的比例组成；德氏乳杆菌保加利亚亚 种产生的胞外多糖由葡萄糖和果糖按1：2的比例 组成。
五、风味物质的形成
(1) 挥发性的酸(乳酸、丙酮酸、草酸、琥珀酸)； (2) 羰基化合物(乙醛、丙酮、双乙酰)； (3) 各种化合物(氨基酸、热变性的蛋白质)。
六、柠檬酸代谢
乳中柠檬酸的含量 较低，能够利用柠檬酸 的菌主要是明串珠菌和 部分乳酸球菌菌株。
柠檬酸 丙酮酸 乙醛-TPP
α-乙酰乳酸
2,3-丁二醇
葡萄糖
磷酸解酮 酶 3-磷酸甘油醛
3-磷酸甘油 乳酸脱氢 醛脱氢酶 酶
乳酸
图6-2 双歧途径
通常把发酵1mol葡萄糖产生的乳酸少于1.8 mol，同时还产生较多的乙醇、CO2或乙酸、甘 油、甘露醇等产品的乳酸菌称为异型乳酸菌。
4. 乳酸菌的乳糖分解代谢
乳糖
半乳糖苷透性酶 磷酸转移酶
β-半乳糖苷酶
肽类 运输系统
保加利亚乳杆菌 ＞嗜热链球菌
ห้องสมุดไป่ตู้
肽酶 自由氨基酸
影响蛋白质水解的主要因素有：
(1) 原料乳的类型 (2) 加工方法 (3) 球菌与杆菌比例 (4) 温度 (5) pH (6) 时间间隔
(3) 选择参数
生产中应选择产酸能力弱或中等的发酵 剂。
2. 后酸化 (post-acidification)
在发酵乳酸度达到一定值后,终止发酵进入冷却 和冷藏阶段仍继续产酸的现象。 从后酸化来看，发酵剂应符合：
(1)自发酵结束到冷却时是产酸弱到中等程度者； (2)冷藏过程中的产酸是弱产酸的发酵剂； (3)冷链中断时的弱产酸者。
1．按发酵剂制备过程分类
（1）乳酸菌纯培养物 即一级菌种的培养， 一般多接种在脱脂乳、乳清、肉汁或其他培养基 中，或者用冷冻升华法制成一种冻干菌苗。
（2）母发酵剂 即一级菌种的扩大再培养， 它是生产发酵剂的基础。
（3）生产发酵剂 生产发酵剂即母发酵剂的 扩大培养，是用于实际生产的发酵剂。
2．按使用发酵剂的目的分类
4ATP
丙酮酸
NADH + H+
菌、保加利亚乳杆菌、 乳酸脱氢酶
NAD+
乳酸
德氏乳杆菌等。
图6-1 葡萄糖的同型乳酸发酵
2. 异型乳酸发酵
(1) 6-磷酸葡萄糖酸途径
醇脱氢酶
乙醛脱氢酶
乙醇
乙醛
乙酰CoA
1mol 葡萄糖生成1 mol 乳酸和1mol乙醇， 理论转化率为50%。
磷酸转乙酰酶
ATP ADP NAD+ NADH
NAD+ NADH
乙酰磷酸
葡萄糖
6-磷酸 葡萄糖
6-磷酸葡 5-磷酸 萄糖酸 -CO2 木酮糖 磷酸解酮酶
3-磷酸
菌种：肠膜明串珠菌(Leuconotoc mesenteroides)和 甘油醛
乳酸
葡聚糖明串珠菌(L. dextranicum)等微生物。 EMP
乳酸脱氢酶
丙酮酸
(2) 双歧途径
双歧途径：两歧双歧杆菌分解 葡萄糖生成乳酸的途径，也是一条 磷酸解酮途径。
第六章 发酵乳
通过乳酸菌发酵（如酸奶）和由乳酸菌、酵母 菌共同发酵（如开菲尔）制成的乳制品叫发酵乳。
发酵乳制品是一个综合名称。包括诸如：酸奶， 开菲尔，发酵酪乳，酸奶油，乳酒（以马奶为主） 等。发酵乳的名称是由于牛奶中添加了发酵剂，使 部分乳糖转化成乳酸而来的。在发酵过程中还形成 CO2、醋酸、丁二酮、乙醛和其它物质。
3-羟基丁酮
双乙酰 (丁二酮)
图6-3 柠檬酸代谢途径
第三节 发酵剂菌种的选择
一、产酸能力 二、风味物质的产生 三、黏性物质的产生 四、蛋白质的水解性
一、产酸能力 1. 酸生成能力
(1) 酸生长曲线
发酵剂1 发酵剂2 发酵剂3
(2) 酸度检测
给定时间内 酸的生成速率。
发酵剂1 发酵剂2 发酵剂3