乳酸菌微生物专家讲座

一、乳酸菌乳酸菌概念及分布

乳酸菌：能够利用发酵性糖类产生大量乳酸一类微生物统称。以乳酸细菌为主要类群，通常将乳酸细菌称为乳酸菌。（即使有些霉菌能产生大量乳酸）主要分布在：乳杆菌属（Lactobacillus）链球菌属（Streptococcus）明串珠菌属（Leuconostoc）片球菌属（Pediococcus）双歧杆菌属（Bifidobacterium）乳酸菌微生物专家讲座第1页

（一）乳杆菌属（Lactobacillus）1．形态特征：细胞呈杆状，短链排列。革兰氏染色阳性，不运动，无芽孢。2．生理生化特点：化能异养型，营养要求严格（生长繁殖需各种氨基酸、维生素、肽、核酸衍生物）。最适pH5.5～6.2，最适生长温度30～40℃。pH≤5中可生长，而中性、初始碱性条件下生长速率降低3．乳杆菌属代表种（1）保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）。形态：长杆状，两端钝圆。菌落：棉花状（固体培养基），与其它菌易区分。能利用葡萄糖、果糖、乳糖同型乳酸发酵产生D型乳酸（酸涩味，适口性差），不能利用蔗糖。乳酸菌中产酸能力最强菌种。可产生乙醛（香味物质）。最适生长温度37～45℃。常作发酵酸奶生产菌。

（2）嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）。形态：比保加利亚乳杆菌小，细长杆状。能利用葡萄糖、果糖、乳糖、蔗糖同型乳酸发酵。生长繁殖需维生素等生长因子（发酵剂、嗜酸菌乳生产：原料乳中加5%蕃茄汁或胡萝卜汁）。最适温度37℃，最适pH5.5～6.0。能够在人体肠道定殖少数有益微生物菌群之一，其代谢产物有机酸和抗菌物质（乳杆菌素）可抑制病原菌、腐败菌生长。乳酸菌微生物专家讲座第2页（二）链球菌属（Streptococcus）1．形态特征

细胞呈球形或卵圆形，成对或成链排列。革兰氏染色阳性，无芽孢。普通不运动，不产生色素。2．生理生化特点

化能异养型，同型乳酸发酵产生右旋乳酸；兼性厌氧型，厌氧培养生长良好。乳酸菌微生物专家讲座第3页

3．链球菌属代表种（1）嗜热链球菌（St.thermophilus）。细胞形态：链球状。能利用葡萄糖、果糖、乳糖和蔗糖进行同型乳酸发酵，产生L型乳酸（适口性好）。发酵乳中产生双乙酰（香味物质）。能在高温条件下产酸，最适生长温度40～45℃。耐热性强，能耐65～68℃高温。常作发酵酸乳、瑞士干酪生产菌。（2）乳酸链球菌（St.lactis）。细胞形态：双球、短链或长链状。牛乳随便放置时，牛乳凝固90%由该菌所致。产酸能力弱。10～40℃均产酸，最适生长温度30℃。对热抵抗力弱，60℃，30min全部死亡。干酪、酸制奶油、乳酒、酸泡菜发酵剂菌种。

（3）乳脂链球菌（St.cremoris）。细胞比乳酸链球菌大，长链状。产酸温度较低，18～20℃，37℃以上不产酸、 不生长。耐酸能力差，菌种保藏困难，需每七天接种一 次或培养基中添加CaCO31%～3%保藏。常作为干酪、酸制奶油发酵剂菌种。乳酸菌微生物专家讲座第4页（三）明串珠菌属（Leuconostoc）1．形态特征:菌落特征：固体培养：菌落小于1.0mm，光滑、圆形、灰白色；液体培养：混浊均匀。细胞：球形或豆状，成对或成链排列。革兰氏染色阳性，不运动，无芽孢。

2．生理生化特点:化能异养型，生长繁殖需复合生长因子。利用葡萄糖进行异型乳酸发酵产生D型乳酸、乙酸、CO2。通常不酸化和凝固牛乳。最适生长温度25℃。

３．代表种——肠膜状明串珠菌细胞：球形或豆状，成对或短链排列。利用蔗糖合成葡聚糖（大量荚膜物质），形成特征性粘液。最适生长温度25℃，最适pH3.0～6.5。用途：酸泡菜发酵主要乳酸菌； 被用于生产右旋糖苷发酵菌株（右旋糖苷是代血浆主要成份）。

弊端：牛乳变粘、制糖业中糖液黏度增大

乳酸菌微生物专家讲座第5页（四）片球菌属（Pediococcus）1.形态特征:

细胞球形，成对或四联状排列。革兰氏染色阳性，无芽孢，不运动，固体培养：菌落大小可变，直径1.0～2.5mm。无细胞色素。2．生理生化特点:化能异养型，生长繁殖需复合生长因子。利用葡萄糖进行同型乳酸发酵。通常不酸化和凝固牛乳。最适生长温度30℃。嗜盐片球菌：酱油酿造主要乳酸菌 （耐NaCl浓度18%～20%,）;乳酸片球菌：酸泡菜发酵中主要乳酸菌。 （可在含6%～8%NaCl环境中生长）乳酸菌微生物专家讲座第6页（五）双歧杆菌属（Bifidobacterium）1．形态特征:细胞呈多样形态：Y字型、V字型、弯曲状、勺型，经典形态为分叉杆菌，革兰氏染色阳性。无芽孢和鞭毛，不运动。

2．生理生化特点及功效性:化能异养型，对营养要求苛刻，生长繁殖需各种双歧因子能利用葡萄糖、果糖、乳糖和半乳糖，生成乳酸、乙酸、少许甲酸等。蛋白质分解力微弱，能利用铵盐作为氮源。专性厌氧。屡次传代后，菌株耐氧性增强。最适生长温度37℃。最适生长pH值6.5～7.0，不耐酸，酸性环境（pH≤5.5）对菌体存活不利3.代表种：人体肠道中8种，如：婴儿双歧杆菌、青春双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌等

人体肠道有益菌群：拮抗致病菌、改进微生态平衡、合成微生素、提供营养、抗肿瘤、降低内毒素、提升免疫力、保护造血器官、降低胆固醇水平等主要生理功效（促进人体健康作用超出其它乳酸菌）。

乳酸菌微生物专家讲座第7页乳酸菌在食品工业中应用乳酸菌微生物专家讲座第8页乳酸菌：发酵食品行业中应用最广泛。乳酸发酵食品：经过乳酸菌发酵作用制成食品。乳酸菌对人体健康有益。因而，乳酸发酵食品受到人们重视，在食品工业中占有主要地位。乳酸菌微生物专家讲座第9页1．发酵乳制品（1）酸牛乳（Yoghurt）①凝固型酸乳②搅拌型酸乳（纯酸奶）③饮料型酸乳（活性乳）（2）干酪（Cheese）。（3)酸性奶油2．果蔬汁乳酸菌发酵饮料3．益生菌制剂乳酸菌微生物专家讲座第10页凝固型酸乳生产乳酸菌微生物专家讲座第11页

凝固型酸牛乳生产：以新鲜牛乳为主要原料，经过净化、标准化、均质、杀菌、接种发酵剂、分装后，经过乳酸菌发酵，乳糖分解为乳酸，造成乳pH值下降，酪蛋白凝固，产生醇、醛、酮等风味物质，再经冷藏和后熟制成乳凝状酸牛乳。一、酸牛乳发酵剂制备工艺流程：菌种活化→母发酵剂→中间发酵剂→工作发酵剂

技术关键点：

菌种活化：冻干菌种接种于灭菌后复原脱脂乳（115℃，10min）试管培养基中，42℃培养，凝乳后传代移植。传代2～3次后活化完成（保加利亚乳杆菌3～5h凝乳，嗜热链球菌6～8h凝乳）。

母发酵剂制备：活化菌种接种量为1%，42℃培养。

中间发酵剂制备：母发酵剂接种量1%，42℃培养。

工作发酵剂制备：中间发酵剂接种量1%～3%，42℃培养。二、凝固型酸乳生产。工艺流程：原料鲜乳→净化→标准化→均质→杀菌→冷却→接种→分装→发酵→冷却→冷藏后熟→成品。乳酸菌微生物专家讲座第12页原料鲜乳用于制作发酵剂乳和生产酸乳原料乳必须是高质量：来自健康乳牛鲜乳；不含抗生素、有害微生物；酸度18°T以下；杂菌数符合标准。乳酸菌微生物专家讲座第13页标准化调制干物质含量标准化：（改进产品组织状态，促进乳酸菌产酸）

脂3.7%，非脂乳固体h8.7%。标准化方法：蒸发浓缩、加浓缩乳、加脱脂乳粉；奶油分离

乳酸菌微生物专家讲座第14页均质目标：原料充分混匀，预防乳脂上浮，抑制乳清分离，提升粘稠度及酸乳稳定性，使酸乳质地细腻．口感良好工艺条件：55-70°C，20MPa

乳酸菌微生物专家讲座第15页杀菌目标：杀灭杂菌，确保乳酸菌正常生长繁殖；使乳中蛋白质适度变性，改进组织状态，提升黏稠度，预防乳清析出。工艺条件：90～95℃5～10min或135℃2～3S。杀菌后马上冷却至40～45℃。

乳酸菌微生物专家讲座第16页接种接种量：依据菌种活力、发酵方法、生产时间安排、混合菌种配比确定。两菌混合培养发酵剂接种量2%～4%。

接种注意事项：发酵剂事先在无菌条件下搅拌成均匀细腻状态（大凝块会影响成品质量）。乳酸菌微生物专家讲座第17页发酵接种后灌装（装瓶前容器蒸汽灭菌）：1-1.5h发酵工艺条件：42-43℃，3～5h，PH4.1-4.2(产酸量、凝固程度、风味等确定)

发酵终点判断：a.滴定酸度70-75T；b.pH值<4．5；c.表面有少许水痕；d.奶变黏稠。

发酵中注意：防止震动（影响组织状态）；发酵温度恒定（防止忽高忽低）；发酵时间（预防酸度不够或过分、乳清析出）乳酸菌微生物专家讲座第18页冷却和低温后熟目标：形成香味物质和光滑细腻质地，预防乳清析出和过分产酸后成熟工艺条件：0～4℃，24h，抑制乳酸菌生长（继续发酵会使酸度升高）。冷藏期间，酸度仍会上升，双乙酰含量增加。（冷却24h，双乙酰含量达最高，超出24h又会降低）。最大冷藏期：7～14d。乳酸菌微生物专家讲座第19页三、质量控制①凝固性差②乳清析出③风味不良④表面霉菌生长

⑤口感差

乳酸菌微生物专家讲座第20页1、凝固性差：黏性很差，乳清分离。（5个）

a.原料乳质量：抗生素、防腐剂：抑制乳酸菌生长。掺碱：使发酵产酸消耗，不能积累到凝乳pH。掺水：使乳总干物质降低。b.发酵温度、时间。温度过低：乳酸菌活力下降，凝乳能力降低。发酵时间短：酸乳凝固性能降低。发酵室温度不均匀：酸乳凝固性降低。乳酸菌微生物专家讲座第21页c.噬菌体污染：预防：更换发酵剂（噬菌体对菌选择）； 两种以上菌种混合使用。d.发酵剂活力：发酵剂活力弱、接种量少。e.加糖量：适量蔗糖：产品良好风味，凝块细腻光滑，提 高黏度，有利于乳酸菌产酸量提升。蔗糖量过大：产生高渗透压（抑制乳酸菌生长、 脱水死亡）。6．5％加糖量：口味最正确，不影响乳酸菌生长。乳酸菌微生物专家讲座第22页2、乳清析出

a.原料乳热处理不妥。温度偏低、时间不够：大量乳清蛋白未变性。75％乳清蛋白变性：85℃20～30min或90℃10min

不宜用UHT（灭菌，不能使75％乳清蛋白变性）b.发酵时间。过长：产品酸性过强（破坏已形成胶体结构，容纳 水分游离出来）。过短：乳蛋白质胶体结构未充分形成（不能包裹乳 中原有水分）。

抽样检验时牛乳完全凝固，应马上停顿发酵。c.其它原因：乳中总干物质含量低、酸乳凝胶机械振动、乳中钙盐不足、发酵剂添加量过大等。

乳酸菌微生物专家讲座第23页3、风味不良

a.无芳香味：菌种选择及操作工艺不妥引发。混合菌任一方占优势使产香不足，风味变劣；高温短时发酵；固体含量不足。b.酸乳不洁味：发酵剂或发酵中污染杂菌。丁酸菌污染（刺鼻怪味），酵母菌污染（不良风味；酸乳产生气泡）c.酸乳酸甜度：偏酸（发酵过分、冷藏温度高、加糖量低）；偏甜（发酵不足、加糖过高）。d.原料乳异味：牛体臭味、氧化臭味及过分热处理、添加风味不良炼乳或乳粉等。乳酸菌微生物专家讲座第24页4、表面霉菌生长

酸乳储备时间过长、温度过高。黑斑点易觉察，而白霉菌不易被注意。 （误食后：腹胀、腹痛下泻）。严格卫生，控制储备时间、温度。5、口感差

优质酸乳：柔嫩、细滑，清香可口。高酸度乳或劣质乳粉：酸乳口感粗糙，沙状感。应采取新鲜牛乳或优质乳粉，并均质处理，使乳中蛋白质颗粒细微化，改进口感。乳酸菌微生物专家讲座第25页搅拌型酸乳生产乳酸菌微生物专家讲座第26页与凝固型酸奶生产工艺相同。不一样点：搅拌型酸奶：先发酵，再搅拌，后分装；

凝固型酸奶：先分装，后发酵，不搅拌。

依据加工过程是否添加果蔬料或果酱，分为：天然搅拌型酸乳、加料搅拌型酸乳。乳酸菌微生物专家讲座第27页工艺流程：原料鲜乳→净化→标准化→均质→杀菌→冷却→接种发酵剂→发酵→搅拌破乳→冷却→分装→冷藏后熟→成品。

技术关键点：发酵：发酵罐。42℃3～5h，pH4.5～5.0终止

搅拌破乳：发酵结束后，品温降至38℃，搅拌。乳酸菌微生物专家讲座第28页一、搅拌型酸乳加工

与凝固型酸乳不一样点：多一道搅拌混合工艺。①发酵

：发酵罐上、下部温差不超出1.5℃。

②冷却

：抑制细菌生长和酶活，预防产酸过 度、搅拌时脱水。酸乳完全凝固(pH4.6)开始冷却（应稳定）过快（凝块收缩快速．乳清分离）；过慢（产品过酸、添加果料脱色）。

设备：片式、管式、表面刮板式热交换器；冷却罐③搅拌

：经过机械力破碎凝胶体，使酸乳硬度、 黏度及组织状态改变乳酸菌微生物专家讲座第29页④混合、罐装

果蔬、果酱、调香物质加入：缓冲罐→包装机输送过程中（变速计量泵）果料处理：带固体颗粒水果或浆果巴氏杀菌 （不影响果料风味和质地）。

灌装：确定包装量、包装形式及灌装机。

⑤冷却、后熟

灌装好酸乳0～5℃冷库中冷藏24h后熟，促使芳香物质产生、黏稠度改进。

乳酸菌微生物专家讲座第30页二、质量控制

①砂状组织

选择适宜发酵温度；防止原料乳受热过分；降低乳粉用量；防止干物质过多及较高温度下搅拌。②乳清分离

搅拌速度过快、过分搅拌、泵送造成空气混入产品、酸乳发酵过分、冷却温度不适、干物质含量不足．选择适当搅拌器，降低搅拌温度，0.5％稳定剂。③风味不正

搅拌中混入空气，造成酵母和霉菌污染。(较低pH值抑制几乎全部细菌生长，却适于酵母和霉菌生长）④色泽异常

果蔬处理不妥引发变色、退色。依据果蔬性质、加工特征合理搭配和制作，必要时添加抗氧化剂。乳酸菌微生物专家讲座第31页饮料型酸乳（活性乳）生产乳酸菌微生物专家讲座第32页饮料型酸乳：

酸凝乳与适量无菌水、稳定剂和香精混和，再经均质、分装、冷却后制成凝乳粒子直径0.01mm以下、液体状酸牛乳。乳酸菌微生物专家讲座第33页工艺流程：原料鲜乳→净化→标准化→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→混和（无菌水、稳定剂、香精）→均质→分装→冷却→成品→入库冷藏。

技术关键点：混和：为制成均匀稳定饮料型酸牛乳，需在凝乳中添加无菌水、稳定剂、香精等。

加水量：凝乳50%。稳定剂：人工合成稳定剂。将稳定剂用水溶解，灭菌冷却后加至凝乳中，搅拌均匀乳酸菌微生物专家讲座第34页酸性奶油制作乳酸菌微生物专家讲座第35页

酸制奶油是以合格鲜乳为原料，离心分离出稀奶油（cream），经标准化调制、杀菌、冷却后，添加发酵剂，经过乳酸菌发酵作用，使乳糖转化为乳酸，柠檬酸转化为丁二酮，同时生成发酵中间产物甘油、脂肪酸等共同组成酸制奶油特殊风味。

①发酵剂菌种。采取混和乳酸菌发酵剂生产酸制奶油。菌种：产香能力强，而产酸能力相对较弱，一类是产酸菌种:乳酸链球菌;乳脂链球菌(乳糖转化为乳酸)；另一类是产香菌种:嗜柠檬酸链球菌;丁二酮链球菌(将柠檬酸转化为丁二酮),赋予酸制奶油特有香味。

②工艺流程：原料乳→离心分离→稀奶油→加碱中和→杀菌→冷却→接种发酵剂→发酵→物理成熟→添加色素→搅拌→排出酪乳→洗涤→加盐压炼→包装→成品

③技术关键点：

物理