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现代食品科技 Modern Food Science and Technology Vol.21 No.4(总总 86) 45 影响发酵酸奶粘度的因素及控制 杨爱君 1，2，方培生1，余保宁1，曾庆孝2 （1.广东燕塘乳业有限公司，广东广州 510507） （2.华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640 摘要:本文通过对生产酸奶的原料奶、菌种、生产工艺等几大要素的分析，找出了影响酸奶粘度的主要因素，并提出合理的控制 建议，有利于生产品质优良的酸奶产品。 关键词：酸奶粘度；影响因素；发酵剂；生产工艺 The Factors of Affecting Yoghurt Viscosity and Controlling Methods Yang Ai-jun1 ，2, Fang Pei-sheng1,Yu Bao-ning1, Zeng Qing-xiao2 (1.Guangdong Yantang Milk Co.Ltd, Guangzhou 510507,China） (2.College of Light Industry and Food, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China) Abstract: Several main factors which affect yogurt quality were discussed in this paper. Raw milk, starters and processing technologies were the main factors of affecting yoghurt viscosity. Suggestions on control were given for producing quality yoghurt. Keywords: Yoghurt viscosity; Affecting factor; Starter; Processing technology 近年来我国酸奶生产量直线上升， 2003 年总产量 达到 23 万吨；2004 年产销量增长速度高达 40%，超 过白奶 30%的增长率。质量好的酸奶须具有良好组织 状态，柔和的口感和连续的稳定性。原料奶和发酵菌 种的质量、生产过程的工艺条件等都会影响酸奶的质 量，而粘度是反映酸奶质量的重要指标，它是乳成分 在发酵及贮运过程中发生变化的反映。只有适当的粘 度，才能产生良好的感官质量。因此，了解各种影响 酸奶粘度的因素， 对于控制酸奶质量具有重要的意义。 1 发酵酸奶生产的基本工艺 发酵酸奶是原料奶（奶粉）经配方、灭菌（包括 预热、均质、杀菌） 、冷却、接种菌种后在适当的温度 下发酵而成的。产品的种类按工艺分为：凝固型酸奶 和搅拌型酸奶；按脂肪含量可分为：全脂酸牛奶和部 分脱脂酸牛奶；按成分及风味不同可分为：纯味酸牛 奶、调味酸牛奶和果拌酸牛奶。酸奶生产过程粘度变 化在接种后变化不大，在适当的温度下，乳酸菌种在 原料奶中生长、繁殖，将原料奶中乳糖发酵产生大量 的乳酸，并产生酸奶特有的风味；在酸性条件下，酪 蛋白分子形成微小的亚胶体分子团，原料乳的粘度逐 渐增加；当酸度达到一定程度时，亚胶体分子团受到 磷酸钙的作用而相互连成胶体分子团，胶体分子团再 缓慢聚集成均质的水合蛋白网络， 形成固状酸凝乳1， 至此粘度变化极其显著。可见，发酵过程，原料乳中 粘度变化反映乳蛋白质形成胶体的过程，也影响着酸 奶的质构和稳定性。 2 原料乳品质对发酵粘度的影响 原料乳的质量对酸奶的品质会产生较大影响。研 究表明：乳干物质、非脂乳固体、脂肪、酸度等指标 都会影响酸奶的粘度。 2.1 乳干物质的影响 一般鲜牛奶的乳干物质不足时生成的酸奶，其胶 体较薄弱、口感较稀薄、需添加一定的奶粉来彌补这 一缺陷。正常情况下，乳中干物质含量高，则乳中的 蛋白质、乳糖及脂肪含量相对高；乳中蛋白质含量增 加，乳蛋白质胶结合水含量也相应增加2，酸奶粘度 也相应升高。 但实验发现当乳干物质含量继续增加时， 酸奶粘度并无显著提高， 相反生产出的酸奶质地较粗， 缺乏滑润的口感3。所以原料奶的乳干物质含量要控 制在适当水平。实践证明：全乳干物质控制在 11.5%-13%，生产的酸奶才有较好的粘度和品质；由 于乳的密度与乳干物质含量呈正相关的关系，从表 1 原料乳密度与粘度的关系的实验数据可见，原料乳的 密度逐渐增大，酸奶的粘度也上升。据研究，当原料 乳掺水量达15%以上时， 酸奶凝块明显且与乳清分离。 表 1 原料乳密度与酸牛奶粘度的关系 5 A1.023 1.024 1.025 1.026 1.027 1.028 B 16217.45 18723.62 21425.36 25123.56 26930.8335037.22 注:A 为原料乳密度(20/4); B 为酸牛奶粘度mPa.s 2.2 非脂乳固体和脂肪的影响 现代食品科技 Modern Food Science and Technology Vol.21 No.4(总总 86) 46 原料乳中的乳干物质等于其非脂乳固体与脂肪之 和。有研究指出：如表 2，当原料乳中的非脂乳固体 含量不变时，随着脂肪的升高，酸奶的粘度也升高； 如表 3，同样的，在脂肪含量不变时，随着非脂乳固 体含量的升高，酸奶的粘度也升高。这是因为无论非 脂乳固体或脂肪的升高，归根结底还是乳干物质含量 的增加， 而酸奶粘度与总乳干物质含量是紧密相关的。 表 2 乳脂肪含量对酸牛奶粘度的影响 4 A 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 B 600 750 950 1200 1300 1500 16501800 注：A 为原料乳脂肪%；B 为酸牛奶粘度 mPa.s 表 3 非脂乳固体含量对酸牛奶粘度的影响 4 A 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 B 702 810 918 1026 1134 1323 14581539 注：A 为非脂乳固体%；B 为酸牛奶粘度 mPa.s 同时, 非脂乳固体、脂肪和酸奶粘度三者间也存 在一定的关系。实验得出：当总乳固体含量相同时， 脂肪含量等于小于 3%时，脂肪含量越高，酸奶粘度 越高；脂肪含量高于 3%时，随着乳中脂肪含量的升 高，酸奶粘度反而降低，见表 4。造成这一现象的原 因是：总乳固体含量一定，脂肪含量升高时，非脂乳 固体含量下降，其中起凝固作用的酪蛋白、乳酸钙的 含量也减少，故粘度下降；而脂肪在均质处理后破碎 成微小的脂肪球并机械的分布于凝固物中， 通过发酵， 部分与蛋白质发生相互作用而使酪蛋白粒子的结构发 生变化，从而增强酸奶凝块的强度和粘度4。所以乳 干物质、非脂乳固体、脂肪要有最佳的配方组合，才 能生产出粘度适中、口感滑润丰满的酸奶。 表 4 非脂乳固体和乳脂含量对粘度的影响 4 A 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.23.4 B 12 11.5 11 10.5 109.5 9 8.88.6 C 1018.2 1090.9 1163.7 1236.4 1272.8 1309.1 1418.2 1250.9 1149.1 注： A 为原料乳脂肪%； B 为非脂乳固体%； C 为酸牛奶粘度mPa.s 2.3 原料乳酸度的影响 生产酸奶的原料乳酸度一般比新鲜牛奶的自然酸 度高出 2T 左右，这是因为生产酸奶的原料奶的全乳 固体比鲜奶高的缘故.实验证明： 当原料乳酸度逐渐降 低时， 则酸奶的酸度与粘稠度都明显下降.原因是低酸 度原料乳发酵时，蛋白质的水合作用不充分，酸奶粘 度降低5。另外，原料乳中盐类是否平衡，抗生素含 量是否超标都会影响到酸奶的粘度，任何不正常的原 料乳都不能用于酸奶的生产。 3 发酵菌种及发酵条件对粘度的影响 在酸奶的生产过程中，发酵菌种的选择及发酵温 度和时间的设定直接影响到酸奶的质量。 3.1 菌种的影响 不同菌种产生的风味口感、粘度、PH 值和组织 状态有很大的差异。菌种的性质，如产酸能力、蛋白 质分解能力和风味形成能力会因为菌株、发酵时间和 温度而不同。保加利亚杆菌和嗜热链球菌是酸奶生产 中最常用的乳酸菌，两者合适比例一般为 1:1；嗜热 链球菌产酸好但产香能力不大，一些球菌产生的多糖 物质可提高产品粘度，防止乳清分离；保加利亚杆菌 可产生以乙醛为主的风味物质， 对后发酵影响较大6。 传统生产用的菌种因其保存传代困难，易退化、变异 等质量不稳定而逐渐被冻干直投菌种所代替。选择菌 种时，应根据产品自身的质量要求综合考虑，通常生 产凝固酸奶时，选择能产生较好的组织状态、风味口 感及发酵后酸奶粘度相对低的菌种；生产搅拌型酸奶 时， 要选择发酵“产粘”能力强， 后发酵能力弱的菌种。 3.2 发酵条件的影响 酸奶发酵液的粘度与蛋白质凝胶形成，酸度的变 化直接相关。接种量、发酵温度及乳中各种成分成为 酸奶发酵控制的工艺条件。通常根据菌种特性及产品 本身的质量要求来决定菌种接种量，一般不超过 5%， 接种量过大，产酸速度快，可造成蛋白质凝胶失水， 降低其保水性，造成乳清析出；一般酸奶选择在 40-43温度下发酵 3-6 小时。温度过高或发酵时间太 长，酸奶的酸度都会升高，对酸奶的组织状态不利。 表 5 是沈辉7等人对菌种接种量、发酵时间及酸奶的 粘度三者的关系的研究。可见，当接种量增加时，粘 度随着增加；当接种量一定时，粘度随着发酵时间的 延长而上升，接种量不同，酸奶的粘度能达到的最大 值和达到最大值的发酵时间有所不同7。因此，在实 际生产中，要做好菌种的选择、接种量及发酵温度、 时间等技术参数的选定， 才能生产出品质优良的酸奶。 表 5 菌种接种量及发酵时间对酸牛奶粘度的影响 7 A2 3 4 5 6 8 B618618618 6 18 6 18618 C 10 11049212 139 616 185 587 162 542 179 569 注：A 为菌种接种量%；B 为发酵时间 h；C 为粘度mPa.s 4 其他工艺条件对酸奶粘度的影响 合理的生产工艺设计及参数的控制对提高酸奶的 粘度和品质具有重要意义。 除了发酵工艺的控制以外， 发酵以后的工艺过程对酸奶粘度影响也很大。凝固型 酸奶的工艺流程：原料乳均质杀菌冷却接种 现代食品科技 Modern Food Science and Technology Vol.21 No.4(总总 86) 47 灌装发酵冷藏成品。其中对粘度影响的主要 工艺是冷藏，即在发酵完成后冷藏阶段。而搅拌型酸 奶生产工艺：原料乳均质杀菌冷却接种发酵 搅拌翻罐冷却灌装冷藏成品。研究发现： 均质杀菌、搅拌翻缸、冷却、灌装及冷藏等工艺过程 对酸奶粘度影响较大。 4.1 均质杀菌的影响 均质可使原料乳中的微粒 （脂肪球、 乳蛋白质等） 变小，促进微小脂肪球与酪蛋白胶粒的结合以及其它 乳成分的均匀分布，有利于蛋白质凝胶体积增加，形 成嫩滑的凝乳质感；经均质后的原料乳粘度比未均质 的原料乳高，有利于提高酸奶的稳定性。均质通常与 乳的预热、杀菌同时进行，热处理会造成乳球蛋白变 性，液体粘性增加，以 9510min 的热处理条件可获 得较好的凝乳质感和酸度。 4.2 搅拌翻缸的影响 搅拌翻缸是指酸奶在发酵缸中发酵基本完成，经 搅拌后被泵到贮存缸冷却的过程。搅拌会破坏凝乳， 引起由氢二键等二级键连接起来的蛋白质线状大分子 长链遭到破坏,形成许多微细粒子从而降低酸奶粘度； 搅拌器的形状、转速、搅拌方式和时间及奶泵的功率 和种类的选择都对粘度有影响。实践证明，为了降低 搅拌翻缸对酸奶粘度的影响，应采用缓慢的“点动式” 搅拌（点动一次约 15s、两次为 30s） 、时间在 1min 以 内，而翻缸所用的泵则选用大功率的齿轮泵并注意不 要混入空气，以免降低酸奶的粘度。 4.3 冷却的影响 冷却是为了防止酸奶发酵过度，使酸奶的口感、 质地、风味和酸度达到设计的要求。但当酸奶经过板 式冷却器时，由于冷却器形成的剪切力和背压破坏了 酸奶的结构，使凝乳微粒变小，酸奶的粘度就变低； 而酸奶经过冷却后，其凝乳颗粒重新配位，保水能力 增强，粘度恢复并增加8。总的来说，冷却间接提高 了酸奶的粘度。这是冷却使得凝乳结构固化，乳清蛋 白质膨润化的结果。所以，冷却过程采用多组板式冷 却器的设计及加大板片与板片之间的距离可降低对酸 奶粘度的影响。 4.4 输送、灌装的影响 输送、灌装是指冷却缸的酸奶要经过灌装泵送到 灌装机的缓冲缸后被灌装成品的过程。灌装泵、输送 管路的弯管数量、流量、管路长短和直径及罐装机头 的剪切力等都对酸奶的粘度产生影响。 有关实验表明： 功率大时，无论哪种泵都会造成酸奶粘度的损失8。 为了减少酸奶粘度的损失，灌装泵要用小功率的螺杆 泵，管路设计应尽可能少出现弯管、管线要短、管口 要大，生产过程中要控制湍流，灌装机头尽可能大， 这样才能保证酸奶的品质。 4.5 冷藏的影响 冷藏是指酸奶发酵结束后，在 0-5的冷库中放 置 10-12 小时，目的是终止发酵，使酸奶进行后酸化 （或后熟） 。同时，冷藏也能使得酸奶恢复部分粘度。 冷藏使部分由于加工过程而分离的凝乳微粒重新凝聚 到凝乳微粒的网状结构中，加上变性的乳清蛋白膨润 而使得保水率上升所致。在温度相同情况下，冷藏时 间越长，粘度恢复的越多；在相同的时间内，冷藏温 度越低，粘度恢复越多。实验证明，在 4冷库中贮 藏 12 小时的搅拌酸奶，其粘度可恢复 43%；贮存 24 小时后，粘度可恢复 80%。保水性能大大增强，酸奶 粘度、口感都达到良好水平。 5 小结 酸奶营养丰富，含有蛋白质、钙、维生素等，易 于吸收，含有有利于人体健康的益生菌，有整肠等保 健作用。应根据发酵酸奶的品种合理选择奶原料、菌 种、发酵条件等因素并加以控制，