第6章-发酵乳-张和平张佳程-乳品工艺学

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发酵剂菌种的选择

黏性物质的产生

胞外多糖类黏性物质，有助于改善酸奶的组织状态和粘 稠度。


生产中，常添加产念的菌株改善酸奶的组织状态。
发酵剂选育时，应考虑产酸温和、后酸化弱、产香、产
黏的发酵剂。

产粘发酵剂发酵的产品风味都稍差些

生产中正常使用的发酵剂突然产粘，可能发酵剂变异 ©2014 by Zhang Jiacheng
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发酵乳的一般生产工艺
原料验收
1.健康 2.无异味 3.蛋白含量 4.无抗 1.配料 2.脱气 3.均质 4.热处理
前处理
发酵
40→20→5 ℃
40～45℃/2~4h pH4.0~4.2
冷却
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发酵乳的营养与功能P219

异性乳酸发酵

葡萄糖→乳酸+乙醇+CO2+2ATP 2葡萄糖→2乳酸+3乙酸乙醇+2.5ATP

双歧途径


乳糖分解代谢

乳糖经半乳糖苷透性酶和磷酸转移酶进入细胞；
乳糖分解为葡萄糖和半乳糖，半乳糖经半乳糖异构酶转化为葡 萄糖后进行糖酵解
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发酵剂菌种代谢
生物

兼性异性乳酸发酵：干酪乳杆菌 专性异性乳酸发酵乳杆菌：高加索酸奶乳杆菌，可生 产开菲尔发酵剂。 耐酸性较强，可降低乳pH至4.0以下；乳中生长缓慢， 常与嗜热链球菌混合使用
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发酵剂菌种及分类

肠球菌属

常作为食品安全指示菌； 在南欧干酪中，用作发酵剂
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发酵剂菌种及分类

酵母菌

仅限于Kefir和Kumiss奶的生产； 开菲粒中常见的微生物有：开菲尔假丝酵母、高加索
酸奶乳杆菌、马克斯克鲁维氏酵母菌。
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发酵剂菌种代谢

碳水化合物

同型乳酸发酵

葡萄糖→2乳酸+2ATP
3 母发酵剂瓶子 4 中间发酵剂容器
4
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从中间发酵剂到生产发酵剂罐的无 菌转运
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影响发酵剂菌种活力的主要因素

天然抑制物（可加热破坏）
抗生素残留（严禁用来生成酸乳） 噬菌体（会造成发酵时间长、产品酸度低、不愉 快气味） 清洗剂和杀菌剂的残留
噬菌体的繁殖速度
时间(分 钟 ) 0 30 60 90 120 150 细菌数 Count / ml 108 2.108 4.108 8.108 16.108 32.108 噬菌体数 Count /ml 1 102 104 106 108 1010

活力的保持：

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发酵剂的制备

发酵剂的类型（P182）

混合发酵剂 单一发酵剂 补充发酵剂（产黏、产香气、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆 菌、双歧杆菌） 传统传代发酵剂 直投发酵剂

发酵剂的生产

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发酵剂的制备
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发酵剂菌种及分类

发酵剂菌种的特性及选择对发酵乳的质量与功能
特性有很大的影响。 链球菌属


唯一在乳制品中使用的是嗜热链球菌属； 嗜热链球菌具有：较高的抗热性（52℃可生长）；进
行同型乳酸发酵（P175）；水解蛋白能力较弱。
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乳品工艺学
第六章 发酵乳
主要内容
发酵乳概述 发酵剂 酸奶加工 发酵乳饮料加工 益生菌发酵乳

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自学思考题



什么是发酵乳？有哪些种类？ 如何选择发酵剂的菌种 发酵剂制备的一般过程 什么是发酵剂活力？简述影响发酵剂活力的主要因素 什么是乳酸菌噬菌体？简述其类型、来源、危害和防治措 施 什么是酸奶？有哪些类型？ 写出凝固型酸奶和搅拌型酸奶的一般工艺流程，并说说它 们在工艺上的主要区别 什么是益生菌？选择益生菌的一般标准是什么？

时间间隔：保质短，可不考虑；保质期长，选择蛋白质水解能
力适度的菌株。
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发酵剂
正确发酵剂的选择和贮存、增殖，有助于实现产品 质量的标准化，保持产品最终质量的一致性。 发酵剂的专有名词


商品发酵剂——母发酵剂——中间发酵剂——工作发酵 剂

直投发酵剂（DVS或DVI）：高度浓缩和标准化的冷

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发酵乳分类（IDF 国际乳品联合会）
（1）嗜热菌发酵乳
A．单菌发酵乳：如嗜酸乳杆菌发酵乳、保加利亚乳杆菌 发酵乳等。 B．复合菌发酵乳：如采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌 制备的酸乳就是其中最主要的一种。
（2）嗜温菌发酵乳
C．经乳酸发酵而成的产品，这种产品中常用的菌种有： 乳酸乳球菌及其亚属、肠膜状明串珠菌和干酪乳杆菌 等。 D．经乳酸和酒精发酵而成的产品，如开菲儿（Kefir）、 酸马奶酒（Kumiss）等。
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发酵乳概述
发酵乳的定义及分类 发酵乳的一般生产工艺 发酵乳的营养与功能

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Hale Waihona Puke Baidu
发酵乳的定义P190
发酵乳是指一种由牛乳（可以是脱脂乳，也可以 是非脱脂乳）在借助特殊的微生物发酵剂的作用 下制备的一种乳制品。 这种乳制品在销售到消费者时其中的微生物菌群 应保持活性，而且不含有任何病原菌（ IDF 1988）
● ● ● ● ●
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培养温度
嗜温型发酵剂：20-30℃ 嗜热型发酵剂：42-45℃

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发酵剂制备设备

培养器
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母发酵剂中间发酵剂的无菌转送
1 无菌过滤器
2 无菌注射器
42℃→19-20℃； 19-20℃→10-12℃ 0-6℃

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发酵剂菌种的选择

产酸能力

我国，冷链运输常被打断。 选择产酸温和的发酵剂，后酸化在任何情况都尽可能小，
以便控制发酵乳质量，应符合：

自发酵结束到冷却时，产酸弱到产酸中等的菌株； 冷藏过程中产酸是弱产酸的发酵剂；
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发酵剂菌种代谢

风味物质的产生

主要有：

挥发性的酸（乳酸、丙酸、草酸、琥珀酸）；


羰基化合物（乙醛、丙酮、3-羟基丁酮、双乙酰）；
各类化合物（氨基酸、热变性的蛋白质、脂肪和乳糖形成的成 分）

柠檬酸的代谢

可利用柠檬酸的菌株：明串珠菌和部分乳酸球
菌菌株


作为益生菌，可预防和治疗肠道菌群失调疾病；
常作为益生菌的有：粪肠球菌和屎肠球菌
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发酵剂菌种及分类

双歧杆菌属

代谢产物为乳酸和乙酸（比例为2:3）； 常作为益生菌的有：长双歧杆菌、两歧双歧杆菌、动
物双歧杆菌；

乳中生长能力弱，可添加酪蛋白水解物或酵母膏，提 高生长能力； 益生效果：平衡人体肠道系统； 产酸慢，常与普通酸奶菌种共同使用制作酸奶。

冷链中断时，弱产酸的
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发酵剂菌种的选择

风味物质的产生

从此角度考虑，评估发酵剂的方法：

感官评价：常温、新鲜酸度不过高；


挥发酸含量测定：值越高，芳香化合物含量越高；
乙醛的生成：含量超过4mg/L，时，风味较好；其中乙醛：丙 酮：3-羟基丁酮含量为5:1:1时，风味最佳。

蛋白质代谢

分3步

水解酪蛋白为多肽


多肽转移至细胞内
多肽水解为自由氨基酸

乳酸菌蛋白酶活性较弱，但其对酸奶的成熟、发酵乳制 品的芳香成分以及口感具有重要作用。 乳杆菌酶活性高于乳球菌，前者产生大量有利氨基酸，

促进乳酸菌的生长。
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发酵剂菌种代谢

脂肪代谢

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发酵剂噬菌体感染及其防治

概念



噬菌体必须寄生于细菌细胞才能生长的一类病毒，不 能单独生长 大小: 0.1 - 0.2 µ m 可存在于任何地方 繁殖速度远高于细菌的繁殖速度 是引起乳酸菌产酸缓慢的重要原因之一
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营养 生理功能 改善蛋白质的利用率 改善肠道微生物菌群的平衡 缓解乳糖不忍耐症 降低血清中的胆固醇含量 改善矿物质元素的吸收 抗压效果 抗癌效果 免疫调节作用
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发酵剂
发酵剂菌种及其分类（P173，表6-1和6-2） 发酵剂菌种代谢（阅读内容） 发酵剂菌种的选择 发酵剂的制备 发酵剂噬菌体感染及其防治
发酵剂菌种及分类

乳球菌属

嗜温性微生物（10℃可生长,45℃不可生长）； 水解蛋白能力较弱，可利用乳蛋白；部分菌株产生具 有黏性的胞外多糖， 2个亚种：乳酸乳球菌乳酸亚种（耐盐耐热。可产风味

物质丁二醇）、乳酸乳球菌乳脂亚种。
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发酵剂菌种及分类

明串珠菌属

嗜温微生物，乳酸异型发酵； 可利用柠檬酸产生丁二酮、CO2、3-羟基丁二酮等增
加酸乳风味；

乳品发酵剂：肠膜明串珠菌乳脂亚种、乳酸明串珠菌 生长能力差，常与乳酸球菌组合使用。
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发酵剂菌种及分类

乳杆菌属

同型乳酸发酵乳杆菌常见的有：德式乳杆菌保加利亚 亚种、德式乳杆菌乳酸亚种、瑞士乳杆菌；嗜热型微

分解能力较弱，酸乳中的挥发性酸来源于其它化合物的 水解

胞外多糖（EPSS）的产生

胞外多糖对酸奶和其他发酵乳制品的稳定性和品质有很
大影响；

不同菌株产生的胞外多糖不一（P177）。酸奶菌种常 产生粘稠状胞外多糖或带荚膜的胞外多糖。

生产中，常利用可以产生EPS的菌株来提高发酵乳的黏
度和胶体稳定性。
发酵剂菌种的选择

产酸能力




酸生长曲线：酸度随发酵时间的变化曲线 酸度检测：活力，给定时间内，发酵过程中酸的生长速 率 选择参数：产酸能力弱或中等的发酵剂 后酸化：发酵乳酸度达到一定值后，终止发酵进入冷却 进入冷藏阶段继续产酸的现象。 收到菌株遗传性、发酵终点pH、贮藏温度等相关，可分 为三个阶段：

可利用柠檬酸产生风味物质丁二酮； ©2014 by Zhang Jiacheng
酸奶中常用乳酸菌菌种
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发酵剂菌种的选择

需根据生产的发酵乳品种、口味与市场上消费者 的需求选择，需考虑：

产酸能力 产香 产粘 蛋白水解能力
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发酵剂菌种的选择

蛋白质的水解性

嗜热链球菌，能力弱；保加利亚乳杆菌，能力强。 在干酪生产中，蛋白质的水解非常重要。
影响蛋白质水解能力的因素有：

原料乳的类型：氮源的差异。 加工方法：40℃发酵时，时间越长，水解能力越高。


球菌与杆菌比例：杆菌占的比例越大，水解能力越高。
温度：越高，水解能力越高。 pH:pH过高，酸奶油苦味出现。

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发酵剂菌种及分类

概念

是指用于制造酸奶，开菲尔等发酵乳制品以及制作奶 油、干酪等乳制品的细菌培养物。
●嗜温菌——最适合生长温度20-30℃ ●嗜热菌——最适合生长温度40-50℃ ● 单菌株型（只含细菌的一个菌株） ● 复合菌株型（几个菌株的混合物，每一菌株有各自的 特性）

传代发酵剂

直投发酵剂
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发酵剂的制备
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培养基的热处理

热处理条件

90-95℃，保持30-45 min 破坏了噬菌体 消除了抑菌物质 蛋白质发生了一些分解 排除了溶解氧 杀死了微生物
热处理能改善培养基的一些特性：
冻或冷冻干燥发酵剂菌种，可供生产企业直接加入到热处 理的原料乳中进行发酵，无须对其进行活化、扩大培养等 处理的发酵剂 浓缩发酵剂 冻干粉
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发酵剂

工作发酵剂应具备：

包含最大数量的活菌； 无杂菌；

活力保持不变；
冷藏：保存时间短 冷冻：保存时间长。