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1、发酵乳及乳酸菌饮料加工工艺,huqiulin2011,2,概 述 通过乳酸菌发酵和由乳酸菌、酵母菌共同发酵（如开菲尔）制成的乳制品叫发酵乳。发酵乳制品是一个综合名称。包括诸如：酸奶，开菲尔，发酵酪乳，酸奶油，马奶酒）等。发酵乳的名称是由于牛奶中添加了发酵剂，使部分乳糖转化成乳酸而来的。在发酵过程中还形成CO2、醋酸、丁二酮、乙醛和其它物质。,3,一、发酵剂的概念及种类（一）发酵剂的概念 发酵剂是一种能够促进乳的酸化过程，含有高浓度乳酸菌的特定微生物培养物。,4,（二）发酵剂的种类 1、按发酵剂制备过程分（1）乳酸菌纯培养物 即一级菌种的培养，一般多接种在脱脂乳、乳清、肉汁或其他培养基中，或者用
2、冷冻升华法制成一种冻干菌苗。,5,1、按发酵剂制备过程分（2）母发酵剂 即一级菌种的扩大再培养，它是生产发酵剂的基础。（3）生产发酵剂 生产发酵剂即母发酵剂的扩大培养，是用于实际生产的发酵剂。,6,2、按使用发酵剂的目的分类（1）混合发酵剂 这一类型的发酵剂含有两种或两种以上的菌，如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按1:1 或:2比例混合的酸乳发酵剂。（2）单一发酵剂 这一类型发酵剂只含有一种菌。,7,二、发酵剂的主要作用及菌种的选择 发酵剂的主要作用：分解乳糖产生乳酸；产生挥发性的物质，如丁二酮、乙醛等，从而使酸乳具有典型的风味；具有一定的降解脂肪、蛋白质的作用，从而使酸乳更利于消化吸收；酸化过程
3、抑制致病菌的生长。,8,菌种的选择对发酵剂的质量起着重要作用，应根据生产目的不同选择适当的菌种。主要依据以下指标：产香性；产酸力；产粘性；蛋白水解力等。,9,乳酸菌发酵剂的质量，应符合下列各项指标要求：1、凝块应有适当的硬度，均匀而细滑，富有弹性，组织状态均匀一致，表面光滑，无龟裂，无皱纹，未产生气泡及乳清分离等现象。2、具有优良的风味，不得有腐败味、苦味、饲料味和酵母味等异味。,三、发酵剂的质量要求,10,3、若将凝块完全粉碎后，质地均匀，细腻滑润，略带粘性，不含块状物。4、按规定方法接种后，在规定时间内产生凝固，无延长凝固的现象。测定活力（酸度）时符合规定指标要求。为了不影响生产发酵剂要提
4、前制备，可在低温条件下短时间贮藏。,11,第一节 酸 乳一、酸乳的概念和种类（一）酸乳概念 是指在添加（或不添加）乳粉（或脱脂乳粉）的乳中，由于保加利亚杆菌和嗜热链球菌的作用进行乳酸发酵制成的凝乳状产品，成品中必须含有大量相应的活菌。,12,（二）酸乳的种类 通常根据成品的组织状态、口味、原料中乳脂肪含量、生产工艺和菌种的组成可以将酸乳分成不同类别。,13,1按成品的组织状态分类凝固型酸奶（Set yoghurt）其发酵过程在包装容器中进行，从而使成品因发酵而保留其凝乳状态。搅拌型酸奶（Stirred yoghurt）发酵后的凝乳在灌装前搅拌成粘稠状组织状态。,14,2、按成品的口味分类天然纯
5、酸奶（Natural yoghurt）由原料乳和菌种发酵而成，不含任何辅料和添加剂。加糖酸乳（Sweeten yoghurt）由原料乳和糖加入菌种发酵而成。在我国市场上常见，糖的添加量较低，一般为6%7%。,15,调味酸乳（Flavored yoghurt）在天然酸乳或加糖酸乳中加入香料而成。酸乳容器的底部加有果酱的酸乳称为圣代酸乳（Sandae yoghurt）。果料酸乳（Yoghurt with Fruit）由天然酸乳与糖、果料混合而成。,16,复合型或营养健康型酸乳 通常在酸乳中强化不同的营养素（维生素、食用纤维素等）或在酸乳中混入不同的辅料（如谷物、干果、菇类、蔬菜汁等）而成。这种酸奶
6、在西方国家非常流行，人们常在早餐中食用。疗效酸奶（Curative Effect Yoghurt）包括低乳糖酸奶、低热量酸奶、维生素酸奶或蛋白质强化酸奶。,17,3按发酵的加工工艺分类浓缩酸乳 将正常酸乳中的部分乳清除去而得到的浓缩产品。因其除去乳清的方式与加工干酪方式类似，有人也叫它酸乳干酪。冷冻酸奶 在酸乳中加入果料、增稠剂或乳化剂，然后将其进行冷冻处理而得到的产品。,18,充气酸乳（Carbonated Yoghurt）发酵后在酸乳中加入稳定剂和起泡剂，经过均质处理即得这类产品。这类产品通常是以充CO2气的酸乳饮料形式存在。酸乳粉（Dried yoghurt）通常使用冷冻干燥法或喷雾干燥
7、法将酸乳中约95%的水分除去而制成酸乳粉。制造酸乳粉时，在酸乳中加入淀粉或其他水解胶体后再进行干燥处理而成。,19,4、按菌种组成和特点分类（1）嗜热菌发酵乳单菌发酵乳 如嗜酸乳杆菌发酵乳、保加利亚乳杆菌发酵乳等。复合菌发酵乳 如酸乳及由酸乳的两种特征菌和双歧杆菌混合发酵而成发酵乳。,20,（2）嗜温菌发酵乳经乳酸发酵而成的产品 这种发酵乳中常用的菌有：乳酸链球菌属及其亚属、肠膜状明串珠菌和干酪乳杆菌。经乳酸发酵和酒精发酵而成的产品。如酸牛乳酒、酸马奶酒。,21,二、酸乳生产 酸乳工艺流程如下：,22,23,（一）凝固型酸乳加工,24,凝固型酸乳加工工艺流程,25,1、对原料乳的质量要求 生产
8、酸乳的原料乳必须是高质量的，要求酸度在18T以下，杂菌数不高于50万CFUmL-，总干物质含量不得低于11.5。不得使用病畜乳如乳房炎乳和残留抗菌素、杀菌剂、防腐剂的牛乳。,26,2、辅料（1）脱脂乳粉（全脂奶粉）用作发酵乳的脱脂乳粉质量必须高，无抗生素、防腐剂。脱脂奶粉可提高干物质含量，改善产品组织状态，促进乳酸菌产酸，一般添加量为1%1.5。,27,（2）稳定剂稳定剂一般有明胶、果胶、琼脂、变性淀粉、CMC及复合型稳定剂，其添加量应控制在0.1%0.5%左右。（3）糖及果料一般用蔗糖或葡萄糖作为甜味剂，其添加量可根据各地口味不同有所差异，一般以6.5%8%为宜。,28,3、均质 原料配合后
9、进行均质处理。均质处理可使原料充分混匀，有利于提高酸乳的稳定性和稠度，并使酸乳质地细腻，口感良好。均质所采用的压力一般为2025 MPa。,29,4、热处理目的：杀灭原料乳中的杂菌，确保乳酸菌的正常生长和繁殖；钝化原料乳中对发酵菌有抑制作用的天然抑制物；热处理使牛乳中的乳清蛋白变性，以达到改善组织状态，提高粘稠度和防止成品乳清析出的目的。原料奶经过9095(杀死噬菌体）并保持5min的热处理。,30,5、接种 热处理后的乳要马上降温到发酵剂菌种最适生长温度。接种量要根据菌种活力、发酵方法、生产时间的安排和混合菌种配比的不同而定。,31,一般生产发酵剂，其产酸活力均在0.7%1.0%之间，此时接
10、种量应为2%4%。如果活力低于0.6%时，则不应用于生产。加入的发酵剂应事先在无菌操作条件下搅拌成均匀细腻的状态，不应有大凝块，以免影响成品质量。,32,制作酸乳常用的发酵剂为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的混合菌种，降低杆菌的比例则酸奶在保质期限内产酸平缓，防止酸化过度，如生产短保质期普通酸奶，发酵剂中球菌和杆菌的比例应调整为1:l或2:l。,33,生产保质期为1421d的普通酸奶时，球菌和杆菌的比例应调整为5:1；对于制作果料酸奶而言，两种菌的比例可以调整到10:1，此时保加利亚乳杆菌的产香性能并不重要，这类酸奶的香味主要来自添加的水果。,34,6、灌装 可根据市场需要选择玻璃瓶或塑料杯。在装
11、瓶前需对玻璃瓶进行蒸汽灭菌。一次性塑料杯可直接使用（视其情况而定）。,35,7、发酵用保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的混合发酵剂时，温度保持在4142，培养时间2.54.0h（2%4%的接种量）。达到凝固状态时即可终止发酵。一般发酵终点可依据如下条件来判断：滴定酸度达到80T以上；pH值低于4.6；,36,表面有少量水痕；倾斜酸奶瓶或杯，奶变粘稠。发酵应注意避免震动，否则会影响组织状态；发酵温度应恒定，避免忽高忽低；发酵室内温度上下均匀；掌握好发酵时间，防止酸度不够或过度以及乳清析出。,37,8、冷却 发酵好的凝固酸乳，应立即移入04的冷库中，迅速抑制乳酸菌的生长，以免继续发酵而造成酸度升高。在冷
12、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。,38,试验表明冷却24h，双乙酰含量达到最高，超过24h又会减少。因此。发酵凝固后须在04贮藏24h再出售，通常把该贮藏过程称为后熟，一般最大冷藏期为714d。,39,9、凝固型酸乳的质量缺陷及控制凝固型酸乳生产中，常会出现一些质量缺陷：（1）凝固性差 酸乳有时会出现凝固性差或不凝固现象，粘性很差，出现乳清分离。,40,原料乳质量当乳中含有抗菌素、防腐剂时，会抑制乳酸菌的生长。试验证明原料乳中含微量青霉素时，对乳酸菌便有明显抑制作用。使用乳房炎乳时由于其白血球含量较高，对乳酸菌也有不同的噬菌作用原料乳掺假，特别是掺碱，使发酵所产的酸消耗
13、于中和，而不能积累达到凝乳要求的pH值，从而使乳不凝或凝固不好。牛乳中掺水，会使乳的总干物质降低，也会影响酸乳的凝固性。,41,发酵温度和时间发酵温度依所采用乳酸菌种类的不同而异。若发酵温度低于最适温度，乳酸菌活力则下降，凝乳能力降低，使酸乳凝固性降低。发酵时间短，也会造成酸乳凝固性降低。噬菌体污染造成发酵缓慢、凝固不完全的原因之一。可通过发酵活力降低，产酸缓慢来判断。,42,加糖量加入适当的蔗糖可使产品产生良好的风味，凝块细腻光滑，提高粘度，并有利于乳酸菌产酸量的提高。试验证明，6.5的加糖量对产品的口味最佳，也不影响乳酸菌的生长。若加量过大，会产生高渗透压，抑制了乳酸菌的生长繁殖，造成乳酸
14、菌脱水死亡，相应活力下降，使牛乳不能很好凝固。,43,（2）风味 无芳香味主要由于菌种选择及操作工艺不当所引起。正常的酸乳生产应保证两种以上的菌混合使用并选择适宜的比例，任何一方占优势均会导致产香不足，风味变劣。酸乳的不洁味由发酵剂或发酵过程中污染杂菌引起。污染丁酸菌可使产品带刺鼻怪味，污染酵母菌不仅产生不良风味，还会影响酸乳的组织状态，使酸乳产生气泡。,44,酸乳的酸甜度酸乳过酸、过甜均会影响质量。发酵过度、冷藏时温度偏高和加糖量较低等会使酸乳偏酸，而发酵不足或加糖过高又会导致酸乳偏甜。因此，应尽量避免发酵过度现象，并应在04条件下冷藏，严格控制加糖量。原料乳的异臭牛体臭、氧化臭味及由于过度
15、热处理或添加了风味不良的炼乳或乳粉等制造的酸乳也是造成其风味不良的原因之一。,45,（3）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。这主要是由于生产酸乳时，采用了高酸度的乳或劣质的乳粉。生产酸乳时，应采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。,46,（二）搅拌型酸奶的加工,47,48,1、操作要点（1）发酵 4243，2.53h。为了获得最佳的产品，当pH值达到理想的值时，必须终止发酵，产品的温度应在30min内从4243冷却至1522。,49,1、操作要点（2）凝块的冷却 在培养的最后阶段，已达到所需的酸度时（pH4.24.5
16、），酸奶必须迅速降温至1522，这样可以暂时阻止酸度的进一步增加。同时为确保成品具有理想的粘稠度，对凝块的机械处理必须柔和。冷却是在具有特殊板片的板式热交换器中进行,这样可以保证产品不受强烈的机械搅动。,50,1、操作要点（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，并使酸乳的硬度和粘度及组织状态发生变化。搅拌过程中应注意既不可速度过快，又不可时间过长。（4）调味 冷却到1522以后，酸奶就准备包装。果料和香料可在酸奶从缓冲罐到包装机的输送过程中加入。,51,1、操作要点说明：对带固体颗粒的果料或整个浆果进行充分的巴氏杀菌时，可以使用刮板式热交换器或带刮板装置的罐
17、。杀菌温度应能钝化所有有活性的微生物，而不影响水果的味道和结构。热处理后的果料在无菌条件下灌入灭菌的容器中是十分重要的，发酵乳制品经常由于果料没有足够的热处理引起再污染而导致产品腐败。,52,1、操作要点（5）包装 包装酸奶的包装机类型很多，包装材料也五花八门。市场上的产品包装体积也各不相同，生产要求包装能力与巴氏杀菌容量要匹配，以使整个车间获得最佳的生产条件。,53,2、质量控制（1）砂状组织 酸乳在组织外观上有许多砂状颗粒存在，不细腻。砂状结构的产生有多种原因，在生产搅拌型酸乳时，应选择适宜的发酵温度，避免原料乳受热过度，减少乳粉用量，避免干物质过多和较高温度下的搅拌。（2）乳清分离 酸乳
18、搅拌速度过快，过度搅拌或泵送造成空气混入产品，将造成乳清分离。此外，酸乳发酵过度、冷却温度不适及干物质含量不足也可造成乳清分离现象。因此，应选择合适的搅拌器搅拌并注意降低搅拌温度。同时可选用适当的稳定剂，以提高酸乳的黏度，防止乳清分离，其用量为0.1%0.5%。,54,2、质量控制（3）风味不正 除了与凝固型酸乳的相同因素外，在搅拌过程中因操作不当而混入大量空气，造成酵母和霉菌的污染。酸乳较低的pH虽然抑制几乎所有细菌生长，但却适于酵母和霉菌的生长，造成酸乳的变质和产生不良风味。（4）色泽异常 在生产中因加入的果蔬处理不当而引起变色、褪色等现象时有发生。应根据果蔬的性质及加工特性与酸乳进行合理
19、的搭配和制作，必要时还可添加抗氧化剂。,55,（三）乳酸菌饮料生产,56,乳酸菌饮料是一种发酵型的酸性含乳饮料,通常以牛乳或乳粉、植物蛋白乳（粉）、果蔬菜汁或糖类为原料，经杀菌、冷却、接种乳酸菌发酵剂培养发酵，然后经稀释而成。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型两大类。同时又可分为活性乳酸菌饮料（未经后杀菌）和非活性乳酸菌饮料（经后杀菌）。,57,乳酸菌饮料生产工艺流程,58,2、工艺要求（1）发酵前原料乳成分的调整 非脂乳固体含量调整到15%18%，这可通过添加脱脂乳粉、或蒸发原料乳、或超滤、或添加酪蛋白粉、乳清粉来实现。,59,2、工艺要求（2）冷却、破乳和配料 发酵过
20、程结束后要进行冷却和破碎凝乳，破碎凝乳的方式可以采用边碎乳、边混入已杀菌的稳定剂、糖液等混合料。,60,一般乳酸菌饮料的配方中包括酸乳、糖、果汁、稳定剂、酸味剂、香精和色素等，厂家可根据自己的配方进行配料。在长货架期乳酸菌饮料中最常用的稳定剂是果胶，或果胶与其它稳定剂的混合物。果胶对酪蛋白的颗粒具有最佳的稳定性，因为果胶是一种聚半乳糖醛酸，它的分子链在pH为中性和酸性时是带负电荷的。由于同性电荷互相排斥，因此避免了酪蛋白颗粒间互相聚合成大颗粒而产生沉淀。考虑到果胶分子在使用过程中的降解趋势以及它在pH为4时稳定性最佳的特点，杀菌前一般将乳酸菌饮料的pH调整为3.84.2。,61,2、工艺要求（3）均质 均质使混合料液滴微细化，抑制粒子的沉淀，并增强稳定剂的稳定效果。乳酸菌饮料较适宜的均质压力为2025MPa，温度6065左右。,62,（4）杀菌 发酵调配后的杀菌目的是延长饮料的保存期。经合理杀菌、无菌灌装后的饮料，其保存期可达36个月。由于乳酸菌饮料属于高酸食品，故采用高温短时巴氏杀菌即可得到商业无菌，也可采用更高的杀菌条件如95108、30s或110、4s。对塑料瓶包装的产品来说，一般灌装后采用9598、2030min的杀菌条件，然后进行冷却。,
