乳制品发酵生产工艺.ppt

乳制品发酵生产工艺,第一节概述第二节发酵剂的制备第三节凝固型酸乳的加工技术第四节搅拌型酸乳的加工技术第五节乳酸菌饮料,第一节概述,随着生活水平的不断提高，人们对于健康、合理和营养饮食的追求已成为现代生活的主要潮流，这种追求直接反映在对食品的选择上。酸奶以其的营养、风味独特受到全世界消费者的钟爱。我国以每年20%的速度增长。,一、发酵乳及酸奶的概念二、酸奶的分类三、酸奶的发展历史四、酸奶的营养保健功效,一、发酵乳及酸奶的概念,发酵乳的定义:根据国际乳品联合会(IDF)1992年颁布的标准,发酵乳的定义为:乳或乳制品在特征菌的作用下发酵而成的酸性凝乳状产品。在保质期内,该类产品中的特征菌必须大量存在,并能继续存活和具有活性。,酸乳的定义:联合国粮农组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)与IDF于1977年对酸乳做出如下定义:酸乳就是在保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的作用下,使用添加(或不添加)乳粉(全脂或脱脂)的乳进行乳酸发酵而得到的凝固乳制品,最终产品中必须含有大量的活菌。,乳酸菌的定义：能分解乳糖产生乳酸的一大类细菌的总称。,二、酸奶的分类,1、按成品的组织状态分类凝固型酸乳(setyoghurt)搅拌型酸乳(stirredyoghurt)2、按最终是否含有活菌分类含活菌制品不含活菌制品,3、按成品口味分类天然纯酸乳(naturalyoghurt)加糖酸乳(sweetenyoghut)调味酸乳(flavoredyoghurt)果料酸乳(yoghurtwithfruit)复合型或营养健康型酸乳,4、按原料中脂肪含量分类据GB2746-1999规定:纯酸牛奶调味酸牛奶、果料酸牛奶全脂部分脱脂脱脂全脂部分脱脂脱脂3.11.0-2.00.52.50.8-1.60.4,5、按发酵后的加工工艺分类浓缩酸乳(concentrated或condensedyoghur)冷冻酸乳(frozenyoghurt)充气酸乳(carbonatedyoghurt)酸乳粉(driedyoghurt),6、按菌种种类分类酸乳通常指仅用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵而得到的产品双歧杆菌酸乳(yoghurtwithbifidus)嗜酸乳杆菌酸乳(yoghurtwithacidophilus)干酪乳杆菌酸乳(yoghurtwithL.casei),三、酸奶的发展历史,关于酸奶的起源众说纷纭，但是让它晋升为现代饮品的，毫无疑问要属1908年诺贝尔医学奖得主、俄国科学家梅契尼可夫（ElieMetchnikoff)（18451916）。他在研究保加利亚人长寿原因时发现，他们在日常生活中经常饮用酸奶，提出“长寿论”。,四、酸奶的营养保健功效,酸奶的成分更有营养和更容易消化和吸收。乳酸菌对人体有极高的营养保健作用。,酸奶成分的变化,1、乳糖在乳酸菌的作用下转换成乳酸。2、发酵作用使乳蛋白变成微细的凝乳颗粒，还有一部分乳蛋白先被乳酸菌分泌的蛋白酶分解成氨基酸和肽。另外，乳脂肪也发生部分解离。3、乳酸菌中有许多种都能产生维生素B类，提高了酸奶中维生素的含量。4、按酸奶干物质计,其中1%为乳酸菌菌体细胞,这些菌体细胞中的蛋白质含有丰富的必需氨基酸。,乳酸菌的营养保健作用,乳酸菌是鲜奶中所没有的一种新成分，而乳酸菌已被大量的试验研究证实为对人体具有较高的保健作用及医疗价值的有益微生物。它被营养学家称“为长生不老菌”、“人体健康的卫士”。,其生理功能有:1、乳酸菌能维持肠道菌群的微生态平衡，可阻止致病菌对肠道的入侵和定殖，从而抑制致病和抗感染；2、乳酸菌能控制内毒素的产生，有人已将双歧杆菌用于肝病的辅助治疗和抑制肾病恶化；3、乳酸菌还可降低血液中胆固醇含量，预防心血管疾病的发生。,第二节发酵剂的制备,一、发酵剂的概念和种类二、使用发酵剂的目的三、发酵剂用菌种的选择四、发酵剂的调制五、发酵剂的质量要求及鉴定六、国外直投式菌种介绍,一、发酵剂的概念和种类,（一）概念：发酵剂(starterculture)是指生产乳酸制品时所用的特定微生物培养物。,（二）种类：,1、按使用方法分为,直投式乳酸菌纯培养物继代式母发酵剂生产发酵剂,2、按使用菌种分传统的菌种：保加利亚杆菌(Streptococcusthermophilus)和嗜热链球菌(Lactobacillusbugaricus)1比1的混合菌种。益生菌：,益生菌,能促进人体健康且能在人体肠道内定植的一类微生物。乳酸杆菌属:噬酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)双歧杆菌属：双歧（叉）双歧杆菌（Bifidobaterium)婴儿双歧杆菌(B.infantis)青春双歧杆菌(B.adolescentis),3、按配合形式分混合菌种和单一菌种,菌种的共生（symbiosis)作用,菌种的产酸曲线,Sc:嗜热链球菌,Lb:保加利亚杆菌,二、使用发酵剂的目的,1.分解乳糖产生乳酸；2.产生挥发性的丁二酮、乙醛等，使牛乳具有典型的风味；3.具有一定的降解蛋白质、脂肪的作用，从而使酸乳更利于消化吸收；4.个别菌株能产生乳酸链球菌素等抗生素，能防止杂菌的生长。,三、发酵剂用菌种的选择,根据所生产产品的特点，选择不同的菌种。见教材P251表3-4-1。1、产酸能力2、后酸后酸化3、产香能力4、粘性物质产生能力,四、发酵剂的调制,种子,（一）预备知识(二)调制发酵剂必要的用具及材料(三)发酵剂的调制方法(四）影响酸乳菌种活力的因素,（一）预备知识,无菌操作和无菌室培养基的选择培养基的制备接种量培养时间与温度发酵剂的冷却与保存,无菌操作和无菌室,2、培养基的选择,最好使用无抗生素残留的脱脂鲜乳或脱脂乳粉还原乳。最好不用全脂乳粉，因游离脂肪酸的的存在可抑制发酵剂菌种的增殖。,3、培养基的制备,种子发酵剂和母发酵剂的培养基：高压灭菌(120/1520min)或100、30连续三天的阅歇灭菌，以达到完全无菌状态。工作发酵剂的培养基：90、60min或100、3060min杀菌。,4、接种量种子发酵剂和母发酵剂调制时可按13%接种,工业生产上需要快速出产品,接种量可略为增加，可按35%接种。5、培养时间与温度通常选择4243，培养2.53.5小时。6、保存05下保存。,(二)调制发酵剂必要的用具及材料,1.干热灭菌器：发酵剂容器及吸管等灭菌用。2.高压灭菌器：培养基等灭菌。3.恒温箱：培养发酵剂。4.带棉塞试管：供培养乳酸菌纯培养物用。,5.母发酵剂容器：带棉塞的三角烧瓶（容量100300ml）。6.工作发酵剂容器：大型三角烧瓶或发酵罐,发酵槽等,可按生产量选择。7.灭菌吸管：容量210ml,预先用硫酸纸包严,并进行干热灭菌（160，2h)。8.冰箱:能调至05的冰箱,存放发酵剂用。,(三)发酵剂的调制方法,1.菌种的复活及保存2.母发酵剂的调制3.生产发酵剂（工作发酵剂）的调制,1.菌种的复活及保存,吸取12ml纯培养物灭菌培养基保温箱培养凝固,2.母发酵剂的调制,用灭菌吸管吸取适量的已活化纯培养物(约为培养母发酵剂培养基的13%）移入灭菌的母发酵剂培养基中，接种后放人恒温箱中,按所需温度进行培养。凝固后放入冰箱中贮藏。,3.生产发酵剂的调制,按生产量的35%准备好生产发酵剂培养基。接入培养基总量13%的母发酵剂。适当温度下培养，凝固后即可用于生产。,(四）影响酸乳菌种活力的因素,1.菌种：当培养液酸度达到8590T时,球菌产酸停止,而杆菌能在150T左右产酸。2.培养基浓度：以11%为基点,高浓度(20%以内)利于杆菌生产,产酸量大;较低浓度利于球菌生产。,3.培养温度4547利于杆菌的生产;4144促进球菌生长。4.接种量以3%为基点,接种量大有利于杆菌生长,接种量小利于球菌生长。,五、发酵剂的质量要求及鉴定,(一)发酵剂的质量要求1.凝块需要有适当的硬度,细滑而富有弹性,组织均匀一致,表面无变色,龟裂、产生气泡及乳清分离等现象。2.需具有优良的酸味及风味,不得有腐败昧、苦昧、饲料味和酵母味等异味。,3.凝块完全粉碎后,细腻滑润,略带粘性,不含块状物。4.按上述方法接种后,在规定时间内产生凝固,无延长现象,活力测定(酸度、感官、挥发酸、滋味）符合规定指标。,(二)发酵剂的质量检查1、感官检查2、化学性质检验酸度：以0.18%1%乳酸度挥发酸：3、细菌检查用常规方法测定总菌数和活菌数,必要时选择适当的培养基测定乳酸菌等特定的菌群。4、活力测定：,六、国外直投式菌种介绍,第三节凝固型酸奶的加工技术,一、工艺流程二、工艺要点三、酸奶生产质量控制四、酸奶国家标准,2019/12/13,54,可编辑,一、工艺流程,原料乳,预处理,增加固形物,预热均质,杀菌,冷却,接种,发酵,后熟,贮藏,灌装,二、工艺要点,1.原料乳的要求,可使用鲜乳或乳粉（乳粉：水=1：9）还原乳。鲜乳除按规定验收外,还必须满足以下要求:总乳固体不低于11.5%,其中非脂乳固体不低于8.5%;不得使用含有抗生素或残留有效氯等杀菌剂的鲜乳;不得使用患有乳房炎的牛乳,否则会影响酸乳的风味和蛋白质的凝胶力。,2.配料,国内生产的酸乳一般都要加糖,加量一般为5%9%。方法：先将用于溶糖的原料乳加热到50左右,再加入砂糖,待完全溶解后,经过滤除去杂质,再加入到标准化乳罐中。先溶糖，杀菌，过滤后按比例加入杀菌后的牛乳中。,常用甜味剂,葡萄糖：甜度为蔗糖的70%75%，但和蔗糖混用有增效作用。淀粉糖浆：主要成分为葡萄糖、麦芽糖及水的混合物。糖精钠：邻-磺酰苯酰亚氨钠，甜度为蔗糖的300500倍。甜蜜素：环己基氨基磺酸钠，甜度为蔗糖的4050倍。,阿斯巴甜(Aspatame)：天门冬酰苯丙氨酸甲酯，甜度为蔗糖的100200倍。甜味纯正,无任何异味。摄入后的消化、吸收和代谢过程不会造成龋齿。安全性高,ADI（acceptabledailyintake)值为040mg/kg。,蛋白糖：甜蜜素与阿斯巴甜的混合物。甜度为蔗糖的50100倍。安赛蜜(乙酰磺胺酸钾Acesulfame-k,又称AK糖),是目前世界上第四代合成甜味剂。甜度为蔗糖的200倍,具有口感好,无热量,在人体内不代谢、不吸收,对热和酸稳定性好等特点。同时它和其它甜味剂具有协同作用，达到增甜30%至50%的效果。,3.预热、均质、杀菌、冷却,一般来说,预热、均质、杀菌和冷却都是在由预热段、杀菌段、保持段、冷却段组成的板式换热器和外接的均质机联合完成的。,各段的工艺参数,预热：6070均质：第一段1825MPa第二段510MPa杀菌：保温式杀菌或UHT杀菌冷却：45左右,4.接种,接种前应将发酵剂充分搅拌,使凝乳完全破坏。严格注意操作卫生。发酵剂加入后,要充分搅拌10min,使菌体能与杀菌冷却后的牛乳完全混匀。注意保持乳温不要过度降低。发酵剂的用量主要根据发酵剂的活力而定，一般为原料乳量的35%.,5.灌装,接种后经充分搅拌的牛乳应立即连续地灌装到零售容器中。速度要快，防止乳温的降低。否则会延长发酵时间，并影响产品风味。玻璃瓶塑杯和纸盒,6.发酵,发酵温度一般在4243,这是嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌最适生长温度的折中值。发酵时间一般在2.54h。,发酵终点的判断,发酵一定时间后,抽样观察,打开瓶盖,观察酸乳的凝乳情况。若已基本凝乳,马上测定酸度,酸度达到6070T以上,则可终止发酵。但酸度的高低还取决于当地消费者的喜好。发酵时间的确定还应考虑冷却和后熟的过程,在此过程中,酸乳的酸度还会继续上升。,7.冷却,冷却的目的是为了终止发酵过程,迅速而有效地抑制酸乳中乳酸菌的生长,使酸乳的特征(质地、口昧、酸度等)达到所设定的要求。,8.冷藏后熟,冷藏温度一般在27,冷藏的作用除达到冷却一项中所列举的目的外,还有促进香味物质产生,改善酸乳硬度的作用。一般将酸乳终止发酵后第1224h小时称为后熟期。在此期间香味物质的产生会达到高峰期。,三、酸奶生产质量控制,1.凝固性差2.乳清析出3.风味不良4.表面有霉菌生长5.口感差,1.凝固性差,（1）原料乳质量：含抗生素乳、乳房炎乳、掺碱乳、低干物质乳等。(2)发酵温度和时间：注意发酵间温度的一致和恒定。(3)菌种：菌种污染、活力低、接种量少。(4)加糖量：过高会抑制乳酸菌生长繁殖。,2.乳清析出,(1)原料乳热处理不当：保温式杀菌比UHT杀菌效果好。(2)发酵时间：过长(3)其他因素：干物质含量低、发酵剂添加量过大、凝乳过程机械震动。,3.风味不良,（1）无芳香味：主要和菌种、原料乳有关。（2)酸乳的不洁味：杂菌污染(3)酸乳的酸甜度不合适：另外，原料乳的饲料臭、牛体臭、氧化臭味及由于过度热处理或添加了风味不良的炼乳或乳粉等也是造成风味不良的原因之一。,4.表面有霉菌生长,酸乳贮藏时间过长或温度过高时,往往在表面出现有霉菌,黑色霉菌斑点易被察觉,而白色霉菌则不易被注意。这种酸乳被人误食后,轻者有腹胀感觉,重者引起腹痛下泻。因此要根据市场情况控制好贮藏时间和贮藏温度(05下最多一周),5.口感差,优质酸乳柔嫩,细滑,清香可口,但有些酸乳口感粗糙,有砂状感。主要是由于生产酸乳时,采用了劣质奶粉（生产时温度过高,蛋白质变性,或贮存时吸湿潮解,有细小的颗粒存在,不能很好地复原）。因此,生产酸乳时,多用新鲜牛乳或优质乳粉,并采取均质处理,使乳中蛋白质颗粒细微化,达到改善口感的目的。,四、酸牛乳的国家标准,第四节拌型酸乳的加工技术,工艺流程,原料乳,预处理,增加固形物,预热均质,杀菌,搅拌,发酵,冷却,接种,贮藏,灌装,冷却,搅拌型酸乳生产中,从原料乳验收一直到接种,基本与凝固型酸乳相同。两者最大的区别在于凝固型酸乳是先灌装后发酵,而搅拌型酸乳是先大罐发酵后灌装。,1.发酵,发酵在专门的发酵罐中进行。发酵罐带保温装置,并设有温度计和pH计。pH计可控制罐中的酸度,当酸度达到一定值后,pH计就传出信号。发酵罐利用罐体四周夹层里的热媒体来维持一定的温度。,2.冷却破乳,（1）冷却方法：搅拌型酸乳可以采用间隙冷却(用夹套)或连续冷却(管式或板式冷却器)。若采用夹套冷却,搅拌速度不应超过48r/min,从而使凝乳组织结构的破坏减小到最低限度。,（2）冷却温度：通常发酵后的凝乳先冷却至1520,然后混入香味剂或果料后灌装,再冷却至10以下。冷却温度会影响灌装充填期间酸度的变化,当生产批量大时,充填所需的时间长,应尽可能降低冷却温度。,（3）为避免泵对酸乳凝乳组织的影响,冷却之后在往包装机输送时,应采用高位自流的方法,而不使用容积泵。,3.果料混合、调香,酸乳与果料的混合方式有两种:（1）间隙混料法：在罐中将酸乳与杀菌的果料(或果酱)混匀,此法用于生产规模较小的企业。（2）连续混料法：用计量泵将杀菌的果料泵入在线混合器连续地添加到酸乳中去,混合非常均匀。,4.灌装,混合均匀的酸乳和果料,直接流入到灌装机进行灌装。搅拌型酸乳通