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1、精品资源共享课主讲教师：朱定和主讲教师：朱定和食品工艺学专题专题2020 发酵乳生产工艺发酵乳生产工艺英东食品科学与工程学院英东食品科学与工程学院本章主要内容本章主要内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 发酵剂的选择与制备发酵剂的选择与制备第三节第三节 酸奶的生产工艺酸奶的生产工艺第四节第四节 乳酸菌饮料的生产工艺乳酸菌饮料的生产工艺第五节第五节 其他发酵乳制品其他发酵乳制品 教学重点教学重点: 1发酵剂的制备；发酵剂的制备； 2酸奶的加工工艺。酸奶的加工工艺。教学难点：教学难点： 1掌握母发酵剂、种子发酵剂、工掌握母发酵剂、种子发酵剂、工作发酵剂的制备方法及质量控制；作发酵剂的制备方法及质
2、量控制； 2酸乳加工过程中质量控制方法。酸乳加工过程中质量控制方法。 含乳含乳饮料饮料第一节第一节 概述概述一、概念一、概念 发酵乳：发酵乳：指以牛乳或含有同等无脂乳固体的其他乳指以牛乳或含有同等无脂乳固体的其他乳（羊乳、马乳等）为原料，经乳酸菌（乳酵母）发酵而（羊乳、马乳等）为原料，经乳酸菌（乳酵母）发酵而形成的具有特殊风味的糊状或液状产品。形成的具有特殊风味的糊状或液状产品。 国际乳品协会（国际乳品协会（IDF）明确规定，乳固体含量）明确规定，乳固体含量8%以上，乳酸菌或乳酵母活菌数在以上，乳酸菌或乳酵母活菌数在1000万个万个/mL以上，大以上，大肠菌群属阴性。肠菌群属阴性。二、发酵乳的
3、种类二、发酵乳的种类1 按产品的形状、风味及制法不同分为按产品的形状、风味及制法不同分为5类类（1）天然酸奶（淡酸奶）天然酸奶（淡酸奶）（2）调味酸奶）调味酸奶（3）果浆酸奶：圣诞酸奶和搅拌型酸奶）果浆酸奶：圣诞酸奶和搅拌型酸奶2 根据产品的化学成分根据产品的化学成分即根据脂肪和非脂乳固体含量，即根据脂肪和非脂乳固体含量，FAO和和WHO标明可以标明可以根据脂肪含量分为根据脂肪含量分为3种种（1）全脂酸奶）全脂酸奶 3.0%以上以上（2）半脱脂酸奶）半脱脂酸奶 1.5%3.0%（3）脱脂酸奶）脱脂酸奶 0.5%以下以下3 根据发酵后再加工根据发酵后再加工（1）冷冻酸奶）冷冻酸奶（2）疗效酸奶）
4、疗效酸奶（3）浓缩或干燥酸奶：浓缩酸奶总固形物约在）浓缩或干燥酸奶：浓缩酸奶总固形物约在24%（乐口托福）；（乐口托福）；干燥酸奶含水量约为干燥酸奶含水量约为6%左右（酸乳粉）。左右（酸乳粉）。4 根据所用微生物种类和发酵作用根据所用微生物种类和发酵作用（1）酸性发酵乳：）酸性发酵乳：酸奶（保加利亚）；发酵酪乳（美国）；嗜酸酸奶（保加利亚）；发酵酪乳（美国）；嗜酸菌乳（德国）；双歧杆菌乳（德国）；保加利亚乳（保加利亚）；菌乳（德国）；双歧杆菌乳（德国）；保加利亚乳（保加利亚）；冰岛酸乳（冰岛）。冰岛酸乳（冰岛）。（2）醇性发酵乳：）醇性发酵乳：牛乳酒（牛乳酒（Kefir）高加索；高加索； 马乳
5、酒（马乳酒（Koumiss）中亚；中亚； 蒙古乳酒蒙古乳酒蒙古蒙古（3）酸性奶油：）酸性奶油：格拉德菲尔格拉德菲尔斯堪的纳维亚半岛；斯堪的纳维亚半岛；（4）浓缩发酵乳：）浓缩发酵乳：乐口托福乐口托福斯堪的纳维亚半岛。斯堪的纳维亚半岛。三、发酵乳对人体的健康作用三、发酵乳对人体的健康作用抑制抑制肠道内肠道内腐败菌的生长繁殖腐败菌的生长繁殖，对便秘和细菌性腹泻具，对便秘和细菌性腹泻具有预防治疗作用；有预防治疗作用；乳酸中产生的有机酸可乳酸中产生的有机酸可促进胃肠蠕动和胃液的分泌促进胃肠蠕动和胃液的分泌；饮用酸乳可饮用酸乳可克服乳糖不耐症克服乳糖不耐症；乳酸可乳酸可降低胆固醇降低胆固醇，预防心血管疾
6、病；，预防心血管疾病；发酵过程中乳酸菌产生发酵过程中乳酸菌产生抗诱变化合物活性物质抗诱变化合物活性物质，具有抑，具有抑制肿瘤发生的可能，提高人体的免疫力；制肿瘤发生的可能，提高人体的免疫力；对对预防和治疗糖尿病、肝病预防和治疗糖尿病、肝病有效果有效果第二节第二节 发酵剂的选择和制备发酵剂的选择和制备 发酵剂发酵剂（starter）是指生产酸乳制品及乳酸菌是指生产酸乳制品及乳酸菌制剂时所用的特定微生物培养物。制剂时所用的特定微生物培养物。 1、发酵剂的作用、发酵剂的作用：分解乳糖产生乳酸，产生酸味，并使酪蛋白凝固。分解乳糖产生乳酸，产生酸味，并使酪蛋白凝固。产生挥发性物质：产生挥发性物质：丁二酮
7、、乙醛丁二酮、乙醛产生风味产生风味分解蛋白质、脂肪：易于消化分解蛋白质、脂肪：易于消化抑致致病菌和腐败菌的生长。抑致致病菌和腐败菌的生长。2、发酵剂菌种、发酵剂菌种(1) 基本菌种：基本菌种：嗜热链球菌嗜热链球菌和和保加利亚杆菌保加利亚杆菌，以及，以及乳酸链球菌乳酸链球菌等。等。(2) 追加菌种：追加菌种：根据目的不同可以追加不同的其他乳酸菌根据目的不同可以追加不同的其他乳酸菌A、提高酸奶的保健作用提高酸奶的保健作用提高酸奶的保健作用提高酸奶的保健作用，追加嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等功能菌，增加这些菌在，追加嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等功能菌，增加这些菌在肠道的定殖能力。肠道的定殖能力。B、为了增加产品
8、的营养和生理价值为了增加产品的营养和生理价值为了增加产品的营养和生理价值为了增加产品的营养和生理价值，可以添加能合成维生素的特殊菌，特别是，可以添加能合成维生素的特殊菌，特别是合成合成B族的乳酸菌，如能合成族的乳酸菌，如能合成VB12的谢氏丙酸杆菌，能合成的谢氏丙酸杆菌，能合成B12和和B2的明串珠菌，的明串珠菌，能合成烟酸、能合成烟酸、Vc、VB12的嗜酸乳杆菌等。的嗜酸乳杆菌等。C、为了改善产品的风味为了改善产品的风味为了改善产品的风味为了改善产品的风味，可添加双乙酰乳链球菌或明串珠菌，属于产香菌。，可添加双乙酰乳链球菌或明串珠菌，属于产香菌。D、为了改善产品的硬度为了改善产品的硬度为了改
9、善产品的硬度为了改善产品的硬度，可添加能产生粘性物质的乳链球菌变种。，可添加能产生粘性物质的乳链球菌变种。E、为增强对生长阻碍物质（特别是青霉素）的抗性为增强对生长阻碍物质（特别是青霉素）的抗性为增强对生长阻碍物质（特别是青霉素）的抗性为增强对生长阻碍物质（特别是青霉素）的抗性，可添加乳酸片球菌。，可添加乳酸片球菌。3、发酵剂的种类、发酵剂的种类商品发酵剂商品发酵剂：从专门的发酵公司或研究所购得的原始：从专门的发酵公司或研究所购得的原始菌种。菌种。母发酵剂：母发酵剂：即商品发酵剂的扩大再培养，它是生产发即商品发酵剂的扩大再培养，它是生产发酵剂的基础。酵剂的基础。生产发酵剂生产发酵剂：即母发酵剂
10、的扩大培养，是用于实际生：即母发酵剂的扩大培养，是用于实际生产发酵剂。产发酵剂。4、发酵剂的制备、发酵剂的制备包括以下步聚：包括以下步聚： (1) 培养基的热处理培养基的热处理 (2) 冷却至接种温度冷却至接种温度(3) 加入发酵剂加入发酵剂(4) 培养培养(5) 冷却冷却(6) 贮存贮存(1)(1)培养基的热处理培养基的热处理: : 即把培养基加热到9095，并在此温度下保持3045min。热处理能改善培养基的一些特性：破坏噬菌体；消除抑菌物质；蛋白质发生一些分解；排除了溶解氧；杀死原有的微生物。(2)(2)冷却至接种温度冷却至接种温度: : 加热后，培养基冷却至接种温度。接种温度根据使用的
11、发酵剂类型而定。常见的接种温度范围：嗜温型发酵剂为2030；嗜热型发酵剂为4245。(3)加入发酵剂: 要求接种时确保发酵剂的质量稳定，接种量、培养温度和培养时间在所有阶段都必须保持不变。(4)培养: 培养时间一般为320h。最重要的一点是温度必须严格控制，不允许污染源与发酵剂接触。在酸奶生产中，以2.5%3%的接种量和23 h的培养时间，要达到球菌和杆菌1:1 的比率，最适培养温度为43培养期间，制备发酵剂的人员要定时检查酸度发展情况。培养温度对杆菌与球菌数量的影响(5)冷却: 当发酵达到预定的酸度时开始冷却，以阻止细菌的生长，保证发酵剂具有较高活力当发酵剂要在 6 h之内使用时，经常把它冷
12、却至1020即可。如果贮存时间超过 6 h，冷却至5左右。(6)贮存: 贮存发酵剂的最好办法是冷冻，温度越低，保存时间越长。用液氮冷冻到-160来保存发酵剂，效果很好。目前的发酵剂包括浓缩发酵剂、深冻发酵剂、冷冻干燥发酵剂。5、发酵剂的质量控制、发酵剂的质量控制（1）感官检查检查：组织状态色泽有无乳清分离凝乳的硬度品尝酸味与风味，看其有无苦味和异味等。 （2）活力测定常用的测定发酵剂活力的方法如下：酸度测定刃天青还原试验检查污染程度常用的测定发酵剂活力的方法如下：1.酸度测定: 在灭菌冷却后的脱脂乳中加入3%的待测发酵剂在37.8恒温箱中培养3.5h，然后取出，加入两滴1%酚酞指示剂，用NaO
13、H的标准溶液滴定，若乳酸度达0.8%以上表示活力良好。2.刃天青还原试验: 9mL脱脂乳中加入1mL发酵剂和0.005%的刃天青溶液1mL，在36.7的恒温箱中培养35min以上，如刃天青溶液完全褪色表示发酵剂活力良好。3.检查污染程度 纯度 可用催化酶试验。 检查是否污染酵母、霉菌、噬菌体等。 粪便污染情况 可用大肠菌群试验。第三节第三节 酸乳的生产工艺酸乳的生产工艺酸乳(Yoghurt)，即在添加(或不添加)乳粉(或脱脂乳粉)的乳(杀菌乳或浓缩乳)中，由于保加利亚杆菌和嗜热链球菌的作用，经过乳酸发酵而制成凝乳状产品，成品中必须含有大量相应的活性微生物。 一、分类按成品的组织状态：凝固性酸奶
14、（set yoghurt）， 搅拌型酸奶（stirred yoghurt）按成品口味：原味，加糖，调味（果汁、果肉）按原料脂肪含量：全脂、部分脱脂、脱脂按发酵后的工艺：浓缩，充气，酸乳粉按发酵菌种：不同菌种产生不同的风味、功效。二、生产工艺凝固型酸奶凝固型酸奶：原料乳预处理：原料乳预处理标准化标准化配配料料预热预热均质均质杀菌杀菌冷却冷却加发酵剂加发酵剂装瓶装瓶发酵发酵冷却冷却后熟后熟冷藏冷藏凝固型酸奶的生产线凝固型酸奶的生产线摘自利乐公司乳制品加工手册三、操作要点：1.原料乳的标准化：酸奶可以含010%的脂肪，而最常采用的含脂量为0.53%；乳中无脂固形物的最低含量为8.2%。干物质含量过高
15、，特别是酪蛋白和乳清蛋白含量较高时，将导致酸奶更坚硬，并出现乳清分离减少的倾向。2.配料：通常在10以下，混料水合时间30min，时间控制在1.53h之间。3.接种：热处理以后，将奶冷却到4050的接种温度，进行接种，发酵剂与奶要充分混匀。接种量2-3%，最佳菌种比11 。4.发酵：发酵时间随菌种类型及接种剂量等而异，从3小时到20小时不等。获得酸奶最佳芳香和最佳风味的pH范围是4.44.0。最佳温度43，发酵时间2.53h。5.冷藏：在酸乳生产过程中，发酵后使用冷却工艺的主要目的是为了终止发酵，使所得酸乳的特征（质地、口感、风味、酸度等）达到所设定的要求。搅拌型酸奶生产工艺流程：原料乳原料乳
16、验收验收过滤过滤配料搅拌配料搅拌预热（预热（53 60 ）均质（均质（25MPa）杀菌（杀菌（90 5min）冷却（冷却（45 ）发酵（发酵（35）接种发酵（接种发酵（41 44 2.5 4.0h）冷却冷却搅拌混合搅拌混合冷却后熟（冷却后熟（5 8 ）摘自利乐公司乳制品加工手册操作要点：搅拌型酸乳的加工工艺及技术要求基本与凝固型酸乳相同，其不同点主要是搅拌型酸乳多了一道搅拌混合工艺，这也是搅拌型酸乳的特点。1.发酵：搅拌型酸乳的发酵是在发酵罐中进行，应控制好发酵罐的温度，避免忽高忽低，发酵罐上部和下部温度差不要超过1.5。2.冷却：冷却在酸乳完全凝固(pH4.64.7)后开始，冷却过程应稳定进
17、行，冷却过快将造成凝块收缩迅速，导致乳清分离；冷却过慢则会造成产品过酸和添加果料的脱色。3.搅拌：通过机械力破碎凝胶体，使凝胶体的粒子直径达到0.010.4mm，并使酸乳硬度和黏度及组织状态发生变化。4.混合、罐装：果蔬、果酱和各种类型的调香物质等可在酸乳自缓冲罐到包装机的输送过程中加入，根据需要，确定包装量和包装形式及灌装机。 5.冷却、后熟：将灌装好的酸乳于07冷库中冷藏24h进行后熟，进一步促使芳香物质的产生和黏稠度的改善。四、酸奶的质量控制正常酸奶：外观呈乳白色，打开瓶盖后，有天然乳脂香，酸甜适中，凝固状态好，表面光滑，无乳清析出。酸奶主要质量问题：1、凝固性差：凝固状态不好，黏性大(
18、1)发酵乳含有抗生素、干物质含量低、含碱(2)发酵时间不足，温度过低，发酵剂污染噬菌体(3)接种量低，菌种活力退化2、乳清析出 (1)杀菌、加热温度不够，乳清蛋白没有完全变性UHT杀菌不能使75%的乳清蛋白变性，因此酸奶原料乳的杀菌一般不采用UHT杀菌 (2)发酵时间过长，产酸过多 (3)发酵乳干物质含量低，发酵剂量过大。3、风味不良无芳香味：发酵剂种类单一，需两种菌混合使用，互相协同，产生良好风味。异味：发酵剂受杂菌污染或原料乳有异味，如丁酸菌污染，产生丁酸发酵异味。酸甜度：加糖量的控制。4、表面霉菌生长：贮藏条件不良5、口感：正常酸奶口感柔嫩、细滑、清香，异常酸奶口感粗糙，主要为原料乳或乳
19、粉质量差造成的。第四节第四节 乳酸菌饮料乳酸菌饮料一、种类乳酸菌饮料因其加工处理的方法不同，一般分为酸乳型和果蔬汁型两大类。 二、工艺流程原料乳原料乳混合、杀菌混合、杀菌冷却冷却发酵罐内发酵发酵罐内发酵冷却、搅拌冷却、搅拌混合、调配混合、调配杀菌冷却杀菌冷却成品成品稳定剂稳定剂水水糖溶液糖溶液果汁果汁三、操作要点配方及混合调配：先将白砂糖、稳定剂、乳化剂与螯合剂等一起拌和均匀，加入7080的热水中充分溶解，经杀菌、冷却后，同果汁、酸味剂一起与发酵乳混合并搅拌，最后加入香精等。均质：乳酸菌饮料较适宜的均质压力为20-25MPa，温度53左右后杀菌：灌装后采用9598、2030min的杀菌条件，然
20、后冷却。果蔬预处理：在制作果蔬乳酸菌饮料时，要首先对果蔬进行加热处理后打浆或取汁，再与杀菌后的原料乳混合。 四、质量控制沉淀：沉淀是乳酸菌饮料最常见的质量问题。乳蛋白中80%为酪蛋白，其等电点为4.6。乳酸菌饮料的pH在3.84.2左右，此时，酪蛋白处于高度不稳定状态。为了防止产生沉淀应该注意均质和添加亲水性和乳化性较高的稳定剂。脂肪上浮：在采用全脂乳或脱脂不充分的脱脂乳作原料时由于均质处理不当等原因引起脂肪上浮，应改进均质条件，同时可选用酯化度高的稳定剂或乳化剂。果蔬料的质量控制果蔬料的质量控制：加入一些果蔬原料时，这些物料本身的质量或配制饮料时预处理不当，使饮料在保存过程中引起感官质量的不
21、稳定，如饮料变色、褪色、出现沉淀、污染杂菌等。添加物的二次污染添加物的二次污染：使用蔗糖、果汁的乳酸菌饮料其加工车间的卫生条件必须符合有关要求，以避免制品二次污染。第五节第五节 其他发酵乳制品其他发酵乳制品一、发酵稀奶油一、发酵稀奶油发酵稀奶油又叫酸性奶油，在很多国家已经使用许多年了，作为一种添加剂，这种产品有许多不同的应用，在烹调方面，它和酸奶一样可以用来做许多菜。发酵稀奶油正如它的名字，是经乳酸菌发酵的稀奶油。发酵剂含有乳酸链球菌和乳脂链球菌，以及丁二酮链球菌和噬柠檬酸明串珠菌用于产香。酸奶油是表面光亮、质地均匀、相对粘稠的产品，脂肪含量一般为10%12%或20%30%；口感应该是柔和而略
22、带酸味。酸奶油和其它发酵产品一样，货架期较短。对产品质量来说，严格的卫生管理是非常重要的。酵母和霉菌能在不密封的包装里存活，这些微生物主要是污染酸奶油的表面。如果贮存时间延长，能破坏-乳球蛋白的乳酸细菌酶变得活跃起来，会使酸奶油变苦，酸奶油也会失去它的风味，因为CO2和其它产香物质通过包装慢慢地散发掉了。二、开菲尔酸奶酒二、开菲尔酸奶酒开菲尔是最古老的发酵乳制品之一开菲尔是最古老的发酵乳制品之一，它起源于高加索地区，原料为山羊乳、绵羊乳或牛乳。俄罗斯消费量最大，每人每年大约消费量为5L，其它许多国家也生产开菲尔。开菲尔是粘稠、均匀、表面光泽的发酵产品，口味新鲜酸甜，略带一些酵母味。产品的pH值
23、通常为4.34.4。用于生产酸奶酒的特殊发酵剂是开菲尔粒。该粒由蛋白质、多糖和几种类型的微生物群如酵母、产酸、产香形成菌等组成。在整个菌落群中酵母菌约占5%10%。开菲尔粒呈淡黄色，大小如小菜花，直径约1520mm，形状不规则。它们不溶于水和大部分溶剂，浸泡在奶中膨胀并变成白色。在发酵过程中，乳酸菌产生乳酸，而酵母菌发酵乳糖产生乙醇和二氧化碳。在酵母菌的新陈代谢过程中，某些蛋白质发生分解从而使开菲尔产生一种特殊的酵母香味。乳酸、乙醇和CO2的含量可由生产时的培养温度来控制。开菲尔加工工艺与大多数发酵乳制品有许多相同之处。三、发酵酪乳三、发酵酪乳酪乳是从甜奶油或酸奶油分离出来的奶油生产的副产品，
24、脂肪含量约0.5%，有较高的如卵磷脂等脂肪的膜成分。它的货架期很短，因为脂肪球膜成份的氧化，酪乳的口味会很快改变。从酸奶油中分离出的酪乳常常有乳清分离现象，这一缺陷很难克服。为了克服如产生异味和不易贮存等缺点，在许多市场上出现了发酵酪乳，所用的原料是从甜奶油生产奶油时分离出来的甜酪乳、脱脂乳或低脂乳。所用原料在9095热处理5min，然后冷却到接种温度。所用的发酵剂是常规的乳酸菌。当原料为脱脂乳或低脂乳时，可以添加一些奶油，使产品更接近酪乳。 四、酸牛乳酒和马奶酒四、酸牛乳酒和马奶酒东欧国家大量生产这类发酵乳制品，而且在西方也产生了一定的影响。在俄罗斯大量生产和消费的酸牛乳酒，其加工原料来自山
25、羊、绵羊和奶牛的乳。这类产品通常有一个复杂的混合菌群，包括乳酸菌和不同种类的酵母菌。在酸牛乳酒中，乳杆菌通常占整个微生物总数的65%80%，其余的20%35%由乳球菌、链球菌、不同类型的乳糖和非乳糖发酵的酵母菌组成（如啤酒酵母和开菲尔假丝酵母）。传统马奶酒是用马奶制作的，发酵过程中生成的酸促使乳蛋白沉淀，这些沉淀物一直保持悬浮状态。最终产品应该是酸性的，有酵母味，且有类似于酸乳的香味。本章小结本章小结本章介绍了发酵乳的定义及营养价值，发酵剂的制备及质量控制方法，并对酸奶、乳酸菌饮料和其他发酵乳制品的生产工艺及操作要点进行介绍。重点要求掌握：1）发酵剂的制备及质量控制方法；2）酸奶生产工艺及质量控制；3）酸奶与乳酸菌饮料的区别。 预处理乳理乳工工艺流程流程 均均质发酵酵剂搅拌型拌型凝固型凝固型饮用型用型 稳定定剂, 糖糖, 果料果料 发酵酵 发酵酵 调香香 灌装灌装 发酵酵 冷却冷却 冷却冷却 调香香 灌装灌装 均均质 混合混合 巴氏巴氏杀菌菌 UHT 处处理理 无菌包装无菌包装 室室温温贮存存 无菌包装无菌包装 灌装灌装 冷却冷却 冷藏冷藏
