食品工艺学发酵乳制品加工PPT课件

1、1 本章内容本章内容 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 发酵剂制备发酵剂制备 第三节第三节 凝固型酸乳加工工艺及质量控凝固型酸乳加工工艺及质量控制制 第四节第四节 搅拌型酸奶的加工工艺搅拌型酸奶的加工工艺第1页/共144页2一、发酵乳及酸奶的概念一、发酵乳及酸奶的概念发酵乳的定义发酵乳的定义: : IDF(1992 IDF(1992年年) ) : : 乳或乳制品乳或乳制品在特征菌的作用下发酵在特征菌的作用下发酵而成的酸而成的酸性凝乳状产品。在保质期内性凝乳状产品。在保质期内, ,该类产品中的该类产品中的特征菌特征菌必须大量存在必须大量存在, ,并能继续存活和具有活性并能继续存活和具有活性。

2、第一节 概述v乳酸菌的定义： 能分解乳糖产生乳酸的一大类细菌的总称。第2页/共144页3我国酸乳的定义我国酸乳的定义(GB 19302(GB 193022003)2003)l以以牛（羊）乳牛（羊）乳或或复原乳复原乳为原料，添加适量为原料，添加适量砂糖砂糖，经经巴氏杀菌巴氏杀菌后后冷却冷却，加入，加入纯乳酸菌发酵剂纯乳酸菌发酵剂，经保，经保温温发酵发酵而制得的乳制品。（而制得的乳制品。（P124P124）纯酸乳：以乳或复原乳为原料，经脱脂、部分脱纯酸乳：以乳或复原乳为原料，经脱脂、部分脱脂或不脱脂制成的产品。脂或不脱脂制成的产品。 风味酸乳：用风味酸乳：用8080以上乳或复原乳为主料，经脱以上乳

3、或复原乳为主料，经脱脂、部分脱脂或不脱脂，添加脂、部分脱脂或不脱脂，添加食糖、天然果料、食糖、天然果料、调味剂调味剂等辅料制成的产品。等辅料制成的产品。第3页/共144页41 1按成品的组织状态分类按成品的组织状态分类凝固型酸奶（凝固型酸奶（Set yoghurt）l 发酵过程在发酵过程在包装容器包装容器中进行，成品中进行，成品凝乳状态凝乳状态。 搅拌型酸奶（搅拌型酸奶（Stirred yoghurt）l 发酵在发酵在发酵容器发酵容器内进行，发酵后的凝乳内进行，发酵后的凝乳搅拌搅拌成粘稠状，灌装。成粘稠状，灌装。 二、酸奶（yoghurt) )的分类第4页/共144页5第5页/共144页62

4、2按成品的口味分类按成品的口味分类天然纯酸奶（天然纯酸奶（Natural yoghurtNatural yoghurt） 产品只由产品只由原料乳原料乳和和菌种菌种发酵而成，不含任何辅料和添加剂。（欧洲）发酵而成，不含任何辅料和添加剂。（欧洲）加糖酸乳（加糖酸乳（Sweeten yoghurtSweeten yoghurt） 产品由产品由原料乳原料乳和和糖糖加入加入菌种菌种发酵而成。在发酵而成。在我国我国市场上常见，糖的添加量一般为市场上常见，糖的添加量一般为6%6%8%8%。第6页/共144页7调味酸乳（调味酸乳（Flavored yoghurt） 在天然酸乳或加糖酸乳中加入在天然酸乳或加糖酸

5、乳中加入香料香料而成。而成。 酸乳容器的底部加有酸乳容器的底部加有果酱果酱的酸乳称为的酸乳称为圣代圣代酸乳（酸乳（Sandae yoghurt）。）。果料酸乳（果料酸乳（Yoghurt with Fruit）成品是由天然酸乳与成品是由天然酸乳与糖糖、果料果料混合而成混合而成。大粒果实酸奶大粒果实酸奶第7页/共144页8第8页/共144页9第9页/共144页10口味口味:橘子椰果、橘子椰果、芦荟黄桃、芦荟黄桃、菠萝菠萝+雪梨、雪梨、橘子椰果、橘子椰果、芦荟黄桃、芦荟黄桃、樱桃樱桃+椰果、椰果、桑椹桑椹+椰果、椰果、苹果苹果+葡萄、葡萄、玉米笋玉米笋+玉米粒玉米粒第10页/共144页11第11页/

6、共144页12复合型或营养健康型酸乳复合型或营养健康型酸乳 酸乳中强化不同的酸乳中强化不同的营养素营养素（维生素、食用纤维素（维生素、食用纤维素等等) )或或辅料辅料（如谷物、干果、菇类、蔬菜汁等）而（如谷物、干果、菇类、蔬菜汁等）而成。成。这种酸奶在西方国家非常流行，人们常在早餐中这种酸奶在西方国家非常流行，人们常在早餐中食用。食用。疗效酸奶（疗效酸奶（Curative Effect YoghurtCurative Effect Yoghurt） 低乳糖酸奶、低热量酸奶、维生素酸奶、蛋白质低乳糖酸奶、低热量酸奶、维生素酸奶、蛋白质强化酸奶。强化酸奶。第12页/共144页13第13页/共144

7、页14第14页/共144页15 抗癌活性作用抗癌活性作用 降低血清胆固醇含量作用降低血清胆固醇含量作用 预防控制肠道感染作用预防控制肠道感染作用 对乳糖不耐症患者的易消化作用对乳糖不耐症患者的易消化作用 特殊营养作用特殊营养作用三、酸奶的营养保健功效第15页/共144页16细菌乳酸菌、大肠菌等真菌酵母与霉菌病毒噬菌体抗生素对乳中微生物的影响四、乳中的微生物第16页/共144页171 1 细菌的形态细菌的形态形态特征包括形状、大小、细胞的结构、运动性、芽胞和荚膜的形成。第17页/共144页18细菌细胞的结构与运动性细菌细胞的结构与运动性第18页/共144页19芽胞的形成和荚膜的形成芽胞的形成和荚

8、膜的形成 芽胞是细菌自我保护和御防外界不利因素时的一种生存方式。 芽胞的特点：耐热，不进行新陈代谢，在干燥的空气中能生存数年，而且对化学杀菌剂、抗菌素、干燥和紫外线比营养体有更强的抵抗力。图示：细菌中芽胞形成的不同类型图示：炭疽芽孢杆菌的芽孢 “粘稠”牛奶的现象 有些杆菌和球菌被一浓厚的粘液层荚膜包围，尽管荚膜不会象芽胞那样有很强的抵抗力，但可以使细菌免受干燥条件的影响，只要这类微生物在乳中繁殖，就会使牛乳粘滑，导致出现“粘稠”牛奶的现象。第19页/共144页202 细菌生长的条件细菌生长的条件2.1 营养 细菌生长需要一定的营养，主要的营养材料是有机物，如蛋白质、脂肪和碳水化合物，另外还需要

9、微量元素和维生素。 有机物特点：必须能溶解于水，并且是低分子量的，以便能穿过细胞质膜被细菌所吸收。 细菌如何吸收营养呢？ （一）微生物获取营养的途径 微生物通过将酶类分泌于周围食品中取得营养，这些酶将不溶性的物质分解成简单的可溶性的、能穿过细胞壁的物质。 有些微生物缺乏能分解外界物质的酶类，它们借助于其他微生物分解的外界物质生存。 共生现象=两种微生物之间的固定的联合，互相依靠对方而生。 抗生现象=相处中一种微生物产生抑制另一种微生物生长的物质。 （二)营养物质通过细胞膜的方式 细胞质膜是半透性膜，具有选择渗透的特性。 物质通过细胞质膜可能是被动的，也可能是主动的，细胞本身必须供应能量以使某些

10、物质通过。 被动吸收时，细胞周围环境给予被动过程以能量，渗透压起到重要作用。主动吸收时，细胞的代谢作用为物质的通过提供了所需的能量。第20页/共144页21 2.2 2.2 温度温度 如果温度低于最低温度，会引起生长停止，但没有杀死细菌。 在接近水冰点的温度，细菌活动停止，因为细菌细胞含水量较高，这些水此时也会冻结，细菌就不能再通过细胞膜吸收营养物质。图示：细菌生长的温度条件（1）低温对细菌的影响第21页/共144页22（2 2）高温对细菌的影响）高温对细菌的影响 温度超过最高温度，细菌很快被杀死，在70/15-20s下，能杀灭大部分细菌。 湿热杀菌比干热杀菌效果好。用120蒸汽处理30min

11、，保证能杀死所有的芽胞，但在干热条件下必须在160保持2hr才能保证杀死100%的芽胞。第22页/共144页232.3 2.3 细菌生长的其它条件细菌生长的其它条件c(1)水分活度的影响c细菌一般在aw0.9时不能生长，而酵母菌在aw 0.88时停止生长，霉菌在aw0.8时停止生长，但是低aw值不会抑制酶的活性。c在奶粉制造中，按不同质量来调节最高水分含量，以便能长期贮存而不变质，这就要求奶粉的aw应该小于0.8（一般在0.2-0.3以下）。(2) 氧气许多微生物需要自由氧，使食物氧化产生所需要能量。 微生物包括需氧微生物；厌氧微生物；兼性厌氧微生物。绝大多数微生物是需氧微生物, 除去氧和空气

12、就意味着 控制或抑制其生长，如真空包装. 厌氧菌若在有氧的条件下略长时间保存就会死亡。(3)光照 许多微生物直接暴露在太阳光下时将被杀死，因为紫外线能引起细菌的DNA 和细胞蛋白的化学变化。 紫外线常被用来对发酵室空气进行消毒。然而紫外线会引起食品的一些化学变化，所以并不直接用于食品的灭菌。(4) 渗透压与酸碱度 细菌不耐高渗透压，即不耐浓的糖溶液和盐溶液，若处在这样的高渗溶液中，细菌细胞会脱水而干燥。 细菌不能耐受强酸和强碱，细菌最适pH值接近中性，即pH6.8-7.4，霉菌适合低pH,4.5或更低。 鲜奶的pH值通常为6.6-6.7之间，变酸的奶pH为4.6 或更低。第23页/共144页2

13、43 细菌的繁殖细菌的繁殖 细菌一般通过二分裂进行无性繁殖，如右上图所示。 在适宜条件下，细菌的裂殖周期为20-30min，细菌繁殖的速度可用右边的公式表示。第24页/共144页25 细菌的生长曲线细菌的生长曲线 生长曲线的形状，即各个阶段的长度和曲线梯度变化，随温度、营养供应及其它参数的不同而不同。a延迟期，其原因可能是培养液中的细菌处于休眠状态，如它可能在接种前一直在低温下贮存。d衰亡期,新细胞的形成完全停止，旧细胞相继死亡，最终几乎灭绝.。c稳定期，培养液中积累有毒的代谢产物，细菌不断死亡，以致旧细胞的死亡和新细胞的形成达到平衡状态。b对数生长期,迟缓期后细菌开始前几个小时的迅速繁殖，繁

14、殖以对数速度进行。第25页/共144页264 生物化学活性生物化学活性n 4.1 碳水化合物的分解n碳水化合物的分解在水分子加入的同时分阶段进行。微生物的酶确定哪些碳水化合物能被分解，分解到什么程度。n牛乳中乳糖水解变成单糖果糖和半乳糖，它们能被完全降解成CO2 和H2O（通过有氧呼吸代谢），但更多的是进行发酵。n牛奶中最重要的发酵形式有四种。（一）乳糖的酒精发酵 形成醇和气体，如乳糖被分解成酒精和二氧化碳，酒精发酵通常是在厌氧的条件下发生，并且主要是酵母和霉菌产生的。（二）乳糖的乳酸发酵 形成乳酸，这种反应常用于干酪，酸奶和其它酸性产品生产。（三）乳糖的大肠发酵 生成多种产物，如乳酸、醋酸、

15、丁二酸、甲酸、丁二醇、乙醇、CO2 和氢气。（四）乳糖的丁酸发酵 在严格厌氧条件下，梭状芽胞杆菌产生的，通过丁酸发酵乳糖被分解成丁酸，CO2 和氢气，有时还能产生丁醇。第26页/共144页274.2 4.2 蛋白质的分解蛋白质的分解 液体牛乳中蛋白质的分解主要分两个阶段进行称为胨化。 （一）由凝乳酶引起牛奶的凝固(甜凝固对比于酸凝固)或凝结，牛奶的这种变质被称作甜凝固。这种缺陷在较高温度下贮存的巴氏杀菌奶中常见。 （二）蛋白质分解是最终形成碱性的氨产物。 干酪中游离氨基和氨的数量标志着蛋白质分解的进行、干酪老化和成熟的程度。 颜色发青或者酪坯老化，表明干酪蛋白分解快，产生了大量氨产物。第27页

16、/共144页284.3 4.3 脂肪的分解脂肪的分解 脂肪主要是被脂酶分解，在脂肪分解过程中，有的脂肪酸是挥发性的，释放出强烈的气味，例如，丁酸能放出特征性的异味。 纯净的脂肪对微生物的分解有相对的抵抗性，但稀奶油和奶油形式的乳脂肪中包含了蛋白质、碳水化合物、矿物质等营养物质，所以对微生物是很敏感的。第28页/共144页294.4 4.4 软磷脂的分解软磷脂的分解 卵磷脂，包含在脂肪球膜上的磷脂，是甘油、两个脂肪酸、磷酸和胆碱的化学组合物。 蜡状芽胞杆菌的菌株能分泌卵磷脂酶，这种酶水解卵磷脂组成甘油二酸脂和磷酸化的胆碱。脂肪球膜裂开后，形成一不稳定的脂肪乳浊液团块，飘浮在牛奶或奶油的表面，牛奶

17、或奶油的这种缺陷叫“乳脂块”或“奶油分层”。第29页/共144页304.5 4.5 色素的产生色素的产生l生色代谢是某些微生物的一个特性，并且生色在低温、有氧环境下进行。l色素分为两种：内生色素、外生色素。三种基础色：类胡萝卜素、花色素、黑色素。l微生物的名称常常用它所产生的颜色来表示，如金黄色葡萄球菌=金色的葡萄球菌。第30页/共144页314.6 4.6 气味的产生气味的产生有些微生物能产生强烈的气味，如：J霉菌：能产生一种烂味。J放线菌：能产生泥腥味。J酵母菌：能产生水果味。J假单胞杆菌：能产生水果味或鱼腥味。J大肠菌：能产生脏臭味。J乳酸链球菌：能产生麦芽味。第31页/共144页325

18、 牛乳中的细菌牛乳中的细菌图1 细菌进入乳头通道图2 乳房发炎时牛奶被细菌严重污染图1图2 把每个乳头开始挤下的带有许多细菌的牛奶单独装带有黑罩的的容器中，在黑色背景下，病牛的絮凝奶很容易被发现。第32页/共144页335.1 5.1 牛乳中的细菌数牛乳中的细菌数 将奶快速冷却到4，甚至更低到2，再结合挤奶情况，使隔日送奶成为了可能，在这 期间奶罐应是绝热保温的。图示 温度对原奶中微生物生长的影响Mo/mlday图示 4下鲜奶中细菌生长第33页/共144页345.2 5.2 乳酸菌乳酸菌 乳酸菌群包括球菌和杆菌，它们能形成长度不同的链状排列，但不能形成芽胞。 乳酸菌具有兼性厌氧性，以乳糖作为碳

19、源，它们发酵乳糖产生乳酸，同型发酵：终产物可能都是乳酸，异型发酵：可能生成醋酸、二氧化碳、酒精。第34页/共144页35 乳品工业中重要的乳酸菌乳品工业中重要的乳酸菌丁二酮乳酸链球菌和柠檬明串珠菌也分解柠檬酸，发酵生成CO2和双已酰。在干酪生产中，乳酸菌使柠檬酸和乳糖发酵而形成的二氧化碳聚集在干酪的孔穴中，形成了干酪中的孔眼。生产发酵乳现在也用嗜酸乳杆菌和双歧杆菌，二者一起用或单独使用。这两种菌能够通过人胃残存下来，胃的pH值大约低到pH2，这些细菌能够在肠道中附着，抑制肠道内大肠菌和其它不良细菌的生长，有助于防御腹泻。第35页/共144页365.3 5.3 大肠菌大肠菌 大肠菌是兼性厌氧菌，

20、能发酵乳糖生成乳酸，二氧化碳和氢气，它们还分解乳蛋白，产生一种不良的气味和滋味。大肠菌在干酪生产中能引起严重的后果，除了影响风味外，在初期产生的大量发酵气体使干酪出现异常的结构：早期膨胀。大肠菌的发酵作用在pH6以下就会停止，这表明大肠的发酵作用是在干酪的新鲜阶段，即在乳糖未被完全分解时。第36页/共144页375.4 5.4 丁酸菌丁酸菌 丁酸菌是一种能形成芽胞的厌氧菌，在牛奶中生长不良，但在干酪中却能迅速生长。干酪由于其发酵作用而损坏。如何预防丁酸发酵呢？ 当丁酸菌生成耐热性芽胞时，巴氏杀菌不能将其杀死，因此，在实际生产中，有必要采取特殊的生产工艺防止丁酸菌的发酵作用。 预防丁酸发酵的三种

21、措施：（1）在干酪乳中加硝石(硝酸钾)，对丁酸菌具有抑制作用。（目前已被禁止）（2）食盐(氯化钠)对丁酸菌有很强的抑制作用。（3）离心除菌法，相对来说丁酸菌的芽胞较重，用离心力将它们从生产干酪用原料奶中分离出来。第37页/共144页385.5 5.5 丙酸菌与腐败菌丙酸菌与腐败菌丙酸菌 根据形状的不同可分为若干类，它们不能形成芽胞，最适温度约为30，它们发酵乳酸盐生成丙酸、二氧化碳和其它产物。腐败菌 能产生蛋白质分解酶，因此它们能逐渐分解蛋白质生成氨，这种分解过程通称腐败作用。它们中的某些菌能应用在乳品加工中，但大部分会带来问题。第38页/共144页39真菌真菌 1 酵母菌 酵母菌是球形，椭圆

22、形或圆柱形的单细胞生物，酵母菌的大小差异很大，用于酿造啤酒的啤酒酵母直径达2-8m，长为3-15m。其它种类一些酵母细胞可能达到100m。图示 酵母细胞的结构第39页/共144页40 1.1 1.1 酵母菌的繁殖酵母菌的繁殖（一）酵母的无性繁殖 酵母细胞一般通过出芽繁殖，一个芽殖体在母细胞的细胞壁上生长，细胞质流通于母细胞和芽体之间，最后该芽殖体通过双层细胞壁与母细胞隔开。（二）酵母的有性繁殖 某些种类的酵母通过形成孢子，子囊孢子和担孢子进行有性繁殖。两个细胞融合在一起，两个细胞核也融合在一起，随之核物质被分隔，在细胞内形成8个孢子，每个孢子都含有相同的DNA，当孢子成熟以后，被释放出来，萌发

23、形成新细胞。第40页/共144页411.2 1.2 酵母菌的生长条件酵母菌的生长条件（1）营 养 酵母菌有一套胞内和胞外酶系统，用以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质。（2）水 分 酵母菌必须有水才能存活，但酵母需要的水分比细菌少，对渗透压有相当高的耐受性。（3）酸 度 酵母菌能在pH 值为3-7.5 的范围内生长，最适pH 值为pH4.5-5.0。（4）温 度 在低于水的冰点或者高于47的温度下, 酵母细胞一般不能生长。最适生长温度一般在2030之间。（5）氧 气 酵母菌在有氧和无氧的环境中都能生长，即酵母菌是兼性厌氧菌。 在缺氧的情况下，酵母菌把糖分解成酒精和水。 在有氧的情

24、况下，它把糖分解成二氧化碳和水， 在有氧存在时，酵母菌生长较快。第41页/共144页422 霉菌霉菌 霉菌有一个称为菌丝体的多分枝体，肉眼能看到的菌丝体是由大量的菌丝组成，菌丝之间可能有也可能没有隔膜，并呈分枝状。 菌丝是霉菌的营养体，通常是无色的，能够分泌酶类，降解营养物质，见图示。图示 霉菌菌丝有的有横隔，有的没有第42页/共144页432.1 2.1 霉菌的繁殖霉菌的繁殖 霉菌通过各种孢子进行繁殖，同类霉菌可能既有无性繁殖，又有有性繁殖。 无性孢子、分生孢子繁殖是最常见的繁殖法。 繁殖速度很快，孢子非常小又非常轻，被风从一个地方带到另一个地方来传播霉菌，这很普遍，天天都在发生。图示 具有

25、分生孢子梗的青霉菌丝产生孢子第43页/共144页442.2 2.2 影响霉菌生长的外界因素影响霉菌生长的外界因素水分其它酸度温度氧气水活性值影响因素第44页/共144页452.3 2.3 霉菌在乳品业中的重要性霉菌在乳品业中的重要性（一）青霉菌属 青霉菌属是最普遍的霉菌种类之一，形成孢子的菌丝在末端分枝，形状象一把刷子。有些种类的青霉菌在乳品加工中起重要的作用，它们具有很强的蛋白质和脂肪分解能力。第45页/共144页46（二）乳霉菌属 乳霉菌白地霉介于酵母和霉菌之间，其繁殖类似于酵母，其菌丝最外部分分掉，如同出芽过程，其结构如图示。 白地霉存在于发酵奶的表面，形成洁白柔滑的一层表皮，这种霉菌有

26、助于半软质和软质干酪的成熟，在奶油中它可引起奶油的腐败。第46页/共144页47 噬菌体噬菌体1.1 噬菌体的结构 噬菌体只能通过电子显微镜才能看清，有一“头部”和一“尾部”大约为0.03-0.3 m，噬菌体的结构如图所示。第47页/共144页481.2 1.2 噬菌体的繁殖噬菌体的繁殖 噬菌体吸附在宿主细胞表面，并将DNA注入细菌细胞内(1)细胞“机器”再生产新的噬菌体的DNA 和蛋白质(2,3)，聚集在细菌细胞内（4），然后细胞破裂，噬菌体被释放出来（5）。第48页/共144页491.3 1.3 牛乳中噬菌体的影响牛乳中噬菌体的影响 因为原奶中通常含有噬菌体，所以重要的是将用于发酵的奶，一

27、般是脱脂奶加热到至少90，30min 才能使噬菌体失活。 图示 噬菌体污染发酵剂后菌种生长情况第49页/共144页50 发酵剂菌种繁殖和噬菌体繁殖的比较发酵剂菌种繁殖和噬菌体繁殖的比较 图中表示发酵乳被噬菌体污染将发生的变化。一个携带噬菌体但没有发生影响的细菌通过二分裂产生4个新的细菌，同时一个噬菌体已经生成22500个，难怪有时感染一个噬菌体经一段时间后，发酵剂的生长会突然消失。第50页/共144页51 抗生素对乳中微生物的影响抗生素对乳中微生物的影响 牛奶中可能含有治疗牛的乳房炎所残余的抗菌素，最常见的是青霉素，尽管规定抗菌素处理过的奶不要送到乳品厂，但可能会发现奶罐中的奶抗菌素含量很高。

28、右图图示说明即使很少量的青霉素一般也会对大多数发酵剂菌种有影响。 残留青霉素将导致的后果：（一）抑制或延缓所用发酵剂菌种的生长。（二）儿童食用污染抗菌素的奶后，对注射抗菌素 过敏，并且将导致消化系统紊乱。微生物青霉素 (I.U)*/ml乳酸链球菌 0.1-0.25乳酪链球菌 0.05-0.1嗜热乳链球菌 0.01-0.05保加利亚乳杆菌 0.25-0.5引子(混合发酵剂) 0.25-0.5I.U= 国际单位(青霉素引起细胞破裂)抑制一些微生物生长的青霉素含量第51页/共144页52一、发酵剂的概念和种类一、发酵剂的概念和种类（一）概念：（一）概念： 发酵剂发酵剂是指生产酸乳制品时所用的是指生产

29、酸乳制品时所用的特定特定微生物微生物的的培养物培养物。发酵剂的制备第52页/共144页53（二）种类l1.1.按使用方法分l直投式发酵剂 乳酸菌纯培养物l 继代式发酵剂 母发酵剂 生产发酵剂第53页/共144页54 传统的菌种传统的菌种 保加利亚乳杆菌保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜热链球菌和嗜热链球菌 (Streptococcus thermophilus) 1比比1的混合菌种。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。能促进人体健康且能在人体肠道内定植的一类微生物。2 2. .按使用菌种分第54页/共144页55可用

30、于保健食品的益生菌菌种名单可用于保健食品的益生菌菌种名单 （20052005年年7 7月月1 1日起实施日起实施 , ,国家食品药品监督管理国家食品药品监督管理局局) ) l两岐双岐杆菌、婴儿双岐杆菌、长双岐杆两岐双岐杆菌、婴儿双岐杆菌、长双岐杆菌菌短双岐杆菌、青春双岐杆菌。短双岐杆菌、青春双岐杆菌。 l德氏乳杆菌保加利亚种德氏乳杆菌保加利亚种。l嗜酸乳杆菌嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌干酪亚种、嗜热干酪乳杆菌干酪亚种、嗜热链球菌链球菌、罗伊氏乳杆菌。罗伊氏乳杆菌。第55页/共144页563 3. .按配合形式分l单一菌种: :只使用一种特征菌的发酵剂。l混合菌种: :含有两种及两种以上特征菌的发酵剂

31、。如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按1:1 1:1 或:2:2比例混合的酸乳发酵剂。第56页/共144页57l酸乳发酵剂菌种的共生作用 酸乳生产中常用的发酵剂是保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的混合物。使用混合菌种的目的, ,主要是利用其共生作用, ,提高发酵剂活力, ,缩短凝乳时间。l为什么要使用混合菌种？为什么要使用混合菌种？第57页/共144页58l这种混合物在40405050乳中发酵2 23h3h即可达到所需的凝乳状态与酸度。l任何单一菌株的发酵时间都在10h10h以上。l原因就是因为保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌之间存在共生现象。第58页/共144页594.4.按照发酵剂的物理形态分按照发酵剂的物

32、理形态分l液态发酵剂。液态发酵剂。l粉状（或颗粒）发酵剂。粉状（或颗粒）发酵剂。真空冷冻干燥而制得。真空冷冻干燥而制得。l冷冻发酵剂。冷冻发酵剂。乳酸菌液态发酵剂经冷冻浓缩而制成。乳酸菌液态发酵剂经冷冻浓缩而制成。 第59页/共144页60乳酸菌纯培养物母发酵剂 生产发酵剂 . .按发酵剂制备过程分类按发酵剂制备过程分类第60页/共144页61l1.1.分解乳糖产生乳分解乳糖产生乳酸酸； l2.2.产生挥发性的丁二酮、乙醛等，使牛乳具有产生挥发性的丁二酮、乙醛等，使牛乳具有典型的典型的风味风味；l3.3.具有一定的降解具有一定的降解蛋白蛋白质、质、脂肪脂肪的作用，从而的作用，从而使酸乳更利于消

33、化吸收；使酸乳更利于消化吸收； l4.4.个别菌株能产生乳酸链球菌素个别菌株能产生乳酸链球菌素等等抗生素抗生素，能，能防防止杂菌止杂菌的生长的生长。 二、使用发酵剂的目的第61页/共144页62l根据所生产产品的特点，选择不同的菌种。根据所生产产品的特点，选择不同的菌种。l1.1.产酸能力。产酸能力。l2 2. .后酸化能力。后酸化能力。l3 3. .产香能力。产香能力。l4 4. .粘性物质产生能力。粘性物质产生能力。三、发酵三、发酵剂剂用菌种的选择用菌种的选择第62页/共144页63四、发酵剂的制备l( (一) ) 基本知识l( (二) ) 制备发酵剂必要的用具及材料 l( (三) ) 发

34、酵剂的制备方法l( (四) ) 影响酸乳菌种活力的因素第63页/共144页64（一） 基本知识1.1.无菌操作l环境无菌l培养基无菌l容器无菌l操作过程无菌第64页/共144页652.2.培养基的选择l使用无抗生素残留的脱脂鲜乳或脱脂乳粉复原乳。l为什么不用全脂鲜乳和全脂乳粉？l因为全脂鲜乳和全脂乳粉中含有游离脂肪酸，游离脂肪酸可抑制发酵剂菌种的增殖。第65页/共144页663.3.培养基的制备培养基的制备（1 1）乳酸菌纯培养物）乳酸菌纯培养物和母发酵剂的培和母发酵剂的培养基养基l高高压灭菌压灭菌 ( (12121 1/15152 20 0min)min)； l100100、3030minm

35、in连续三天的间连续三天的间歇灭菌歇灭菌，以达到完全以达到完全无无菌状态。菌状态。第66页/共144页67（2 2）生产发酵剂的培养基l9090、6060minmin； l100100、30306 60min0min杀菌。注意：水浴加热3.3.培养基的制备第67页/共144页685.5.培养温度与时间培养温度与时间l 通常选择通常选择424243 43 ，培养，培养2.52.53.53.5h h。6.6.保存l0 05 5 下保存。l脱脂乳中加1 1CaCOCaCO3 3，提高生存率。4.接种量 纯培养物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 , 接种量可增加，按35%接种

36、。第68页/共144页69（二）调制发酵剂必要的用具及材料恒温干燥箱恒温干燥箱高压灭菌器高压灭菌器 恒温培养箱恒温培养箱超净工作台超净工作台振荡器振荡器 电冰箱电冰箱第69页/共144页70（二）调制发酵剂必要的用具及材料l乳酸菌纯培养物活化：带棉塞试管。l母发酵剂容器：带棉塞的三角烧瓶（容量 100300ml）。l工作发酵剂容器：大型三角烧瓶（10003000ml）或发酵罐、发酵槽等。按生产量选择。第70页/共144页71l1.1.菌种的复活及保存。 l2.2.母发酵剂的制备。 l3.3.生产发酵剂（工作发酵剂）的制备。 。（三） 发酵剂的制备方法种子第71页/共144页72第72页/共14

37、4页731.1.无菌滤头；2.2.无菌针头；3.3.母发酵剂容器；4.4.无菌中间发酵剂罐无菌条件无菌条件下将母发下将母发酵剂转移酵剂转移到工作发到工作发酵剂的容酵剂的容器器第73页/共144页74第74页/共144页751. 1. 菌种菌种比例比例 球菌：杆菌球菌：杆菌1 1：1 12. 2. 培养基浓度培养基浓度l 以以 11% 11% 为基点为基点, ,高浓度高浓度 (20% (20%以内以内) )有有利于杆菌生利于杆菌生长长, ,产酸量大产酸量大; ;较低浓度较低浓度有有利于利于球菌球菌生长生长。l 总乳总乳固体含量固体含量11.5。( (四） 影响菌种活力的因素第75页/共144页7

38、63.3.培养温度培养温度 454547 47 利于杆菌的生产利于杆菌的生产; ; 41 4144 44 促进球菌生长。促进球菌生长。4.4.接种量接种量 以以3 3为基点为基点, ,接种量大有利于杆菌生长接种量大有利于杆菌生长, ,接种量小利于球菌生长。接种量小利于球菌生长。第76页/共144页775.5. 清洗剂和杀菌剂的残留（如残留有效氯）。残留有效氯残留有效氯抑制乳酸菌的最低浓度抑制乳酸菌的最低浓度6.6.抗生素残留 抗生素耐热，如青霉素100100/30min/30min仅失活5%5%；含有抗生素的牛乳加热120120 /30min /30min，仍能对乳酸菌有抑制作用。第77页/共

39、144页78l几种发酵剂交替使用。l使用抗噬菌体培养基l使用噬菌体抗性菌。噬菌体污染判断 10ml10ml灭菌脱脂乳+3+3滴发酵剂，培养24h24h，不凝固，即为噬菌体污染。7.7.噬菌体第78页/共144页79（一一 ） 发酵剂的质量要求发酵剂的质量要求1.1.组织状态组织状态l 凝块有适当的硬度凝块有适当的硬度 、细滑细滑、富有弹性富有弹性 ；l 组织均匀一致组织均匀一致 , , 表面无变色表面无变色 、龟裂、气泡及龟裂、气泡及乳清分离等现象。乳清分离等现象。2. 2. 风味风味l 具有具有乳酸菌发酵特有的乳酸菌发酵特有的风味风味 , , 不得有腐败不得有腐败味味、苦苦味味、饲料、饲料味

40、味和酵母味等异味。和酵母味等异味。五、发酵剂的质量要求及鉴定第79页/共144页803.3.凝块完全粉碎后, ,细腻滑润, ,略带粘性, ,不含块状物。4.4.接种后, ,在规定时间内产生凝固 , ,无延长现象。5.5.活力测定符合规定指标。l 乳酸0.80.81%1%，90 90 110110o oT T。第80页/共144页81( (二) ) 发酵剂的质量检查 1 1. .感官检查l肉眼观察形态、颜色、乳清分离等。l触觉或其他方法检查硬度、黏度、弹性等。l味觉检查酸度是否不足或过度，风味是否异常。第81页/共144页822 2. .化学检验化学检验（1 1）滴定酸度：以 0.8 0.81

41、1乳酸度为宜。（2 2）挥发酸测定：取发酵剂250g250g，放入蒸馏烧瓶中用H H2 2SOSO4 4，调节pHpH为2 2，收集蒸馏最初的水1L1L，用0.1mol/LNaOH0.1mol/LNaOH滴定。第82页/共144页83(3)(3)丁二酮和丁二酮和3-3-羟基羟基-2-2-丁酮测定丁酮测定（HammerHammer法，定性法法，定性法） 取发酵剂取发酵剂2ml2ml加等量的加等量的4040NaOHNaOH和少量的肌酸混合，出现的红色和少量的肌酸混合，出现的红色层越强，则丁二酮和层越强，则丁二酮和3-3-羟基羟基-2-2-丁酮的含量越高。丁酮的含量越高。第83页/共144页843

42、3. .细菌检查细菌检查 用常规方法测定总菌数和活菌数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必要时选择适当的培养基测定乳酸菌等特定的菌群。乳酸菌等特定的菌群。第84页/共144页85（1 1）酸度测定（）酸度测定（Horrall-Elliker)Horrall-Elliker) 高压灭菌复原脱脂乳中接种高压灭菌复原脱脂乳中接种3%3%的发酵剂，的发酵剂，37.837.8/3.5h/3.5h，测滴定酸度，酸度达，测滴定酸度，酸度达0.4%0.4%可认为有可认为有活力。活力。（2 2）刃天青还原试验（）刃天青还原试验（Leber)Leber) 取复原脱脂乳取复原脱脂乳9ml9

43、ml，接种发酵剂，接种发酵剂1ml1ml及及0.005%0.005%的刃天青溶液的刃天青溶液1ml1ml，36.736.7培养培养，35min35min以上完全以上完全褪色者为良好。褪色者为良好。4 4. .活力测定活力测定第85页/共144页86六、直投式菌种l传统的商业菌种（继代式菌种）缺点含菌量少(10(107 710108 8/g)/g)；不能直接用于生产，需经过活化、扩增才能用上乳品生产；发酵剂用量大；制作过程繁杂，质量不易控制，容易污染杂菌和噬菌体，菌种比例随着传代数的增加而改变；导致酸奶质量不稳定和口感差，阻碍了酸奶制品的工业化生产。第86页/共144页87l直投式酸奶菌种指不需

44、要经过活化、扩增而直接应用于生产的一类新型发酵剂。l主要特点是活菌含量高(10(10101010101212/g)/g)；保质期长；接种量少；发酵产品质量稳定；防止菌种的退化和污染；大大提高了发酵酸奶工业的劳动生产率和产品质量。第87页/共144页88第88页/共144页89 一一 工艺流程工艺流程 预处理预处理 配料配料预热、均质、预热、均质、杀菌、冷却杀菌、冷却 接种接种 灌装灌装原料乳验收原料乳验收 发酵发酵 冷却冷却 冷藏冷藏 后熟后熟糖、稳定剂、糖、稳定剂、 固形物固形物 生产发酵剂生产发酵剂 母发酵剂母发酵剂乳酸菌纯培养物乳酸菌纯培养物凝固型酸乳加工工艺及质量控制第89页/共144

45、页90丹麦丹麦APVAPV酸奶灌装酸奶灌装芬兰全自动酸奶发酵芬兰全自动酸奶发酵第90页/共144页91二、加工技术（一）原料乳的要求（一）原料乳的要求 原料乳原料乳除按规定除按规定程序和方法程序和方法验收外验收外 , , 还必须还必须满足以下要求满足以下要求 : : 1.1.总乳固体总乳固体含量含量不低于不低于 11.5% 11.5%，其中非脂乳固体其中非脂乳固体含含量量不低于不低于 8.5% 8.5%。l为什么？为什么？l总乳固体是原料乳的重要组成部分，总乳固体含总乳固体是原料乳的重要组成部分，总乳固体含量高，酸凝乳质地好，乳清析出少。量高，酸凝乳质地好，乳清析出少。l总乳固体含量高，酸乳风

46、味好。总乳固体含量高，酸乳风味好。第91页/共144页92总乳总乳固体固体/ / 培养时间及酸度培养时间及酸度/ /o oT T 后酸化后酸化24h 24h 后酸度后酸度 / /o oT T 后酸化后凝乳状态后酸化后凝乳状态 2h2.5h3h12.512.580809090101101123123凝乳质地硬，无乳凝乳质地硬，无乳清析出清析出11.811.881819494107107凝乳质地良好，无凝乳质地良好，无乳清析出乳清析出11.111.178789393106106凝乳质地良好，有凝乳质地良好，有少量乳清析出少量乳清析出10.410.4737388889494凝乳质地软，乳清凝乳质地软

47、，乳清析出较多析出较多第92页/共144页93乳固体乳固体含量不足时怎么办？含量不足时怎么办？l 添加脱脂乳粉；添加脱脂乳粉；l 添加浓缩乳；添加浓缩乳；l 对乳进行浓缩处理。对乳进行浓缩处理。第93页/共144页94l 2.2.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含有抗生素或残留有效氯等杀菌剂的鲜乳。l 为什么？为什么？抗生素或残留有效氯抑制微生物的浓度抗生素耐热，如青霉素100/30min仅失活5%。含有抗生素的牛乳，加热120 /30min，仍能对乳酸菌有抑制作用。第94页/共144页95小型凝乳培养实验 取100ml100ml待测牛乳无菌三角瓶中909095/5min9

48、5/5min 冷却45 45 加入3 34 4发酵剂 45 45 培养2 2 3h3h第95页/共144页963.3.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。4.4.不得使用严重污染的牛乳。 菌落总数500000cfu/ml500000cfu/ml第96页/共144页97（二）加糖、标准化二）加糖、标准化1.1.加糖加糖 国内生产的酸乳一般都要加糖国内生产的酸乳一般都要加糖, , 加加糖糖量为量为 6%6%8%8%。(1)(1)目的目的l增加风味；增加风味；l增加粘度；增加粘度；l增加营养。增加营养。第97页/共144页98(2)(2)加糖加糖方法方法 砂糖 原

49、料乳 溶解 过滤除去杂质 杀菌（50508080）砂糖 溶解 杀菌 过滤 杀菌后的牛乳中。第98页/共144页99l通过添加稀奶油等，保证乳脂肪的含量。通过添加稀奶油等，保证乳脂肪的含量。l通过添加脱脂乳粉等，保证乳固体含量。通过添加脱脂乳粉等，保证乳固体含量。2.2.标准化标准化第99页/共144页100( (三）预热、均质、杀菌、冷却预热：为均质、杀菌作准备（555580 80 ）均质：原料充分混合；可以阻止贮藏过程中脂肪的分离，酸乳质地细腻，口感良好。杀菌：杀灭原料乳中的杂菌，确保乳酸菌正常生长繁殖；使牛乳中乳清蛋白变性，改善组织状态，防止成品乳清析出（9095/510min）。第100

50、页/共144页101第101页/共144页102第102页/共144页103第103页/共144页104（4 4）冷却冷却到菌种的适宜温度，为接种作准备。 保加利亚乳杆菌（L.BL.B）: :嗜热链球菌（S.TS.T） 404045 45 保加利亚乳杆菌（L.BL.B） : :乳酸链球菌303037 37 第104页/共144页1051.发酵剂种类l混合发酵剂。l发酵时间2 23h3h。（四）接种（加发酵剂）第105页/共144页1062.接种量l生产上常用的接种量为2 24 4。l为什么？l接种量2 2，产酸缓慢，易形成对菌种不良的生长环境； 发酵时间长； 乳酸杆菌得不到足够的生长，风味不佳

51、。l接种量5 5，产酸过快，酸度上升过高，给酸乳的香味带来缺陷；发酵过快，使产品组织状态带来缺陷，如乳清析出等。二、加工技术第106页/共144页1073.3.方法方法 目前是在密封系统中目前是在密封系统中以机械方式自动进行以机械方式自动进行发酵剂发酵剂的添加。的添加。 接种前充分搅拌发酵剂接种前充分搅拌发酵剂, ,使凝乳完全破使凝乳完全破碎碎。 接种过程中无菌操作。接种过程中无菌操作。接种接种后后, ,充分搅拌充分搅拌 1 10min, 0min, 使菌使菌种种能与杀菌冷却能与杀菌冷却后的牛乳完全混匀。后的牛乳完全混匀。注意保持乳温注意保持乳温，不要过度降低，不要过度降低。第107页/共14

52、4页108第108页/共144页109（五）（五）灌装灌装l1.1.灌装容器灌装容器 玻璃瓶玻璃瓶 、瓷瓶。、瓷瓶。 塑杯和纸盒塑杯和纸盒。第109页/共144页110第110页/共144页1112.2.灌装要求及注意事项灌装要求及注意事项（1 1）接种后的牛乳应立即连续地灌装到零售容器中。接种后的牛乳应立即连续地灌装到零售容器中。 速度要快（速度要快（1.5h1.5h） ，防止乳温降低。，防止乳温降低。 否则会延长发酵时间，并影响产品风味。否则会延长发酵时间，并影响产品风味。第111页/共144页112（2 2）环境无菌）环境无菌l 车间：紫外线灯杀菌。车间：紫外线灯杀菌。l 传送带、操作台

53、、地面：漂白粉消毒；传送带、操作台、地面：漂白粉消毒；l 奶箱、输奶管道：奶箱、输奶管道：9595热水消毒；热水消毒；（3 3）包装容器无菌）包装容器无菌 玻璃瓶：漂白粉消毒；玻璃瓶：漂白粉消毒； 塑杯、铝箔盖：塑杯、铝箔盖：2525双氧水。双氧水。第112页/共144页113u（3 3）灌装设备）灌装设备l 预成型塑杯酸乳灌装机预成型塑杯酸乳灌装机l 塑杯成型酸乳灌装机塑杯成型酸乳灌装机l 纸盒、纸杯灌装机纸盒、纸杯灌装机l 玻璃瓶灌装机玻璃瓶灌装机上海佳诚包装机械设备制造有限公司（瓶装酸奶罐装机）。上海佳诚包装机械设备制造有限公司（瓶装酸奶罐装机）。灌装范围：灌装范围：5ml-2L5ml-

54、2L。第113页/共144页114l丹麦丹麦APVAPV全自动酸奶灌装机（洛阳巨尔）全自动酸奶灌装机（洛阳巨尔）第114页/共144页1151.1.工艺参数工艺参数（1 1）发酵温度发酵温度和时间：和时间： 一般在一般在4 40 04545，最适温度，最适温度424243 43 ；时间时间2 23h3h 。 L.B L.B、S.TS.T的比例接近的比例接近1:11:1。lT T40 40 ，S.TS.T增殖，而增殖，而S.TS.T产酸能力弱，极限酸产酸能力弱，极限酸度为度为110110115115o oT T，酸味不足，硬度小，发酵时间，酸味不足，硬度小，发酵时间长。长。lT T45 45 ，

55、L.BL.B增殖，而增殖，而L.BL.B产酸能力强，极限酸产酸能力强，极限酸度为度为300300400400o oT,T, 酸味大，尖酸味，发酵时间短，酸味大，尖酸味，发酵时间短，香味不足。香味不足。（六）发酵（六）发酵第115页/共144页116（2 2）发酵终点的判断发酵终点的判断l抽样观察抽样观察。发酵一定时间后发酵一定时间后，打开瓶盖打开瓶盖，观观察察酸乳酸乳的凝乳情况。的凝乳情况。l测定酸测定酸度。度。若已基本凝乳若已基本凝乳，马马上上测定酸测定酸度度, , 酸酸度达到度达到 60 607070 T T以上以上, , 则可终止发则可终止发酵酵。l发酵时间发酵时间的的确定还应考虑确定还

56、应考虑冷冷却却和后熟的和后熟的过程过程, , 在此过程中在此过程中, , 酸乳的酸度还会继续上升。酸乳的酸度还会继续上升。第116页/共144页117（七）（七）冷却冷却 1.1.冷却的目的冷却的目的 迅速而有效地抑制酸乳中乳酸菌的生迅速而有效地抑制酸乳中乳酸菌的生 长长 ，终止发酵过程终止发酵过程 ，使酸乳的特征使酸乳的特征 （质地、口质地、口味味、酸度等酸度等 ） 达到所设定的要求。达到所设定的要求。2.2.冷却方法（1 1）直接冷却：0 077冷藏室冷却。（2 2）两段冷却：室内冷却、冷库冷却。第117页/共144页118（八）（八）冷藏后熟冷藏后熟 一般一般将将酸乳终止发酵后酸乳终止发

57、酵后冷藏冷藏 12 122424h h，这个，这个阶段称为阶段称为后熟期后熟期。香味物质的香味物质的产生会达到产生会达到高峰期高峰期。为什么冷藏为什么冷藏 12 122424h h？l在冷藏期间，酸度仍会有所上升，同时风味成分在冷藏期间，酸度仍会有所上升，同时风味成分双乙酰含量会增加。试验表明冷却双乙酰含量会增加。试验表明冷却24h24h，双乙酰含，双乙酰含量达到最高，超过量达到最高，超过24h24h又会减少。又会减少。l冷藏温度一般在冷藏温度一般在 2 27 7 。l冷藏的作用除达到冷却一项中所列举的目的外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还有促进香味物质产

58、生, , 改善酸乳硬度的作用。改善酸乳硬度的作用。 第118页/共144页1191.1.乳清析出乳清析出2.2.凝固性差凝固性差3.3.风味风味不良不良4.4.表面有霉菌生长表面有霉菌生长5.5.口感差口感差三 酸奶质量控制第119页/共144页120一、乳清析出一、乳清析出原因原因控制措施控制措施乳固体含量低乳固体含量低添加脱脂乳粉、乳浓缩，保证添加脱脂乳粉、乳浓缩，保证11.511.5（8.58.5）发酵过度发酵过度发酵时间过长发酵时间过长正确及时判断发酵终点，保证正确及时判断发酵终点，保证2 23h3h。发酵剂产酸能力发酵剂产酸能力过强过强选用适宜产酸能力的菌种，保证酸度选用适宜产酸能力

59、的菌种，保证酸度9090110110o oT T接种量过大接种量过大严格控制接种量严格控制接种量2 24 4热处理不当热处理不当909095/595/510min10min第120页/共144页121冷却、运输、销售过冷却、运输、销售过程中机械振荡程中机械振荡轻拿轻放，防止机械轻拿轻放，防止机械振荡振荡钙盐平衡被打破钙盐平衡被打破100ml100ml牛乳中加牛乳中加3535CaCLCaCL2 20.5ml0.5ml第121页/共144页122（二）不凝固或凝固不完全（二）不凝固或凝固不完全抗生素、残余有抗生素、残余有效氯超标效氯超标设备、管道清洗干净设备、管道清洗干净用药期间、停药后用药期间、

60、停药后3 3日内的牛乳严禁日内的牛乳严禁收购收购小型凝乳培养实验小型凝乳培养实验检测抗生素（检测抗生素（T.T.CT.T.C，纸片法），纸片法）发酵剂噬菌体污发酵剂噬菌体污染染器具清洗干净；培养基彻底灭菌；器具清洗干净；培养基彻底灭菌；几种发酵剂交替使用；使用抗噬菌几种发酵剂交替使用；使用抗噬菌体培养基；正确判断发酵剂是否污体培养基；正确判断发酵剂是否污染噬菌体。染噬菌体。10ml10ml灭菌脱脂乳灭菌脱脂乳3 3滴发酵剂，培养滴发酵剂，培养24h24h，不凝固，即为污染。，不凝固，即为污染。第122页/共144页123发酵剂污发酵剂污染杂菌染杂菌发酵剂培养基严格灭菌，纯培养物、发酵剂培养基严