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1、第八章,乳酸菌及其发酵制品,科学研究并利用乳酸菌始于19世纪中叶，法国巴斯德在研究酒变酸的原因时首先发现了它。在这之后，先后发现了乳链球菌、乳杆菌和双歧杆菌。近年来，确认了乳酸菌尤其是双歧杆菌、嗜酸乳杆菌等肠道有益菌的许多重要生理功能，各种乳酸菌发酵制品由此风靡全世界。,第一节 乳酸菌,一、乳酸菌的分类二、乳酸菌的繁殖与生长过程三、乳酸菌的代谢四、乳酸菌的生理功能,一、乳酸菌的分类,乳酸菌是一类可发酵利用碳水化合物而产生大量乳酸的细菌，也因此而得名乳酸菌。但大多数细菌都能产生或多或少的乳酸，不能认为凡是产乳酸的细菌都是乳酸菌。乳酸菌分为乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属和片球菌属5个属
2、，每个属中又有很多菌种，一些菌种还包括数个亚种。,用于发酵生产的常用乳酸菌,二、乳酸菌的繁殖与生长过程,以细胞分裂形式进行繁殖，一个发育成熟的细胞分裂成两个独立的菌体。经历四个不同的阶段，即缓慢期、对数生长期、稳定期和衰亡期。对数期是乳酸菌发酵的黄金时期，实际生产中，将处于对数期的发酵剂菌种进行扩大生产，并采取措施来延长对数期，以提高发酵生产力。生产中控制发酵终点在生长稳定期是较妥当的。在发酵乳成品保存时，采用低温冷藏以控制发酵乳中活菌的死亡率。,三、乳酸菌的代谢,乳酸菌最重要的代谢作用，就是在厌氧条件下，能发酵利用葡萄糖或其他碳水化合物，使之转变成乳酸。同型乳酸发酵，是乳酸菌发酵过程中只产生
3、唯一的产物乳酸，如链球菌、片球菌及常见乳杆菌等。异型乳酸发酵，在发酵过程中除产生乳酸外，同时还产生醋酸、乙醇和CO2等代谢物。如双歧杆菌、明串珠菌和部分乳杆菌等。,乳酸菌对发酵制品的影响,随着乳酸发酵的进行，蛋白酶作用加剧，提高了对蛋白质的分解能力。蛋白水解产物对乳酸菌是必需的；能改善制品质构；一些氨基酸还是许多风味物质的前体，如甘氨酸、乙醛等。乳酸菌对蛋白质的水解能力虽然较弱，但蛋白质的水解对发酵制品的成熟度、质构和风味具有有利的影响。,四、乳酸菌的生理功能,营养成分的“预消化”，如乳糖转变为乳酸，蛋白质的水解，同时还增加了可溶性钙、磷及某些B族维生素。进入人体后即在肠道内繁殖，使肠道菌群发
4、生相应的变化，抑制了病原菌和有害人体健康细菌的生长繁殖。乳酸菌及其代谢产物能促进宿主消化酶的分泌和肠道的蠕动，促进食物的消化吸收并预防便秘的产生。乳酸菌能降低血清胆固醇水平，可预防由冠状动脉硬化引起的心脏病。,1、乳酸菌的防癌、抗癌,关于乳酸菌的防癌、抗癌作用，起因于两个方面的原因。首先是乳酸菌在肠道内繁殖可以改善肠道菌群的组成，抑制致癌物质的产生及其促癌作用，例如乳杆菌和双歧杆菌能分解致癌物N-亚硝酸铵。其次是乳酸菌及其代谢产物能通过诱导产生干扰素和促细胞分裂剂，活化NK细胞并促使免疫球蛋白的产生，从而活化巨噬细胞的功能，提高了人体免疫力，增强了对癌症的抵抗能力。代谢产物乳酸和醋酸具有杀菌作
5、用，对致病菌有拮抗作用。,2、双歧杆菌的功能,是人体肠道内典型的有益细菌，生长繁殖贯穿在人的整个生命历程中。有分析表明，母乳喂养的婴儿肠道中双歧杆菌数占绝对优势，而人工喂养婴儿肠道中虽然双歧杆菌也占优势，但数量要比前者少得多，且其他肠道菌数明显增多，这就是母乳喂养婴儿比人工喂养婴儿抵抗力强不易患病的原因之一。肠道中双歧杆菌数量的多少可作为衡量人体（特别是婴幼儿）健康的标准。,第二节 乳酸菌发酵制品,一、酸奶二、乳酸菌饮料三、酸性酪乳四、双歧杆菌发酵制品五、嗜酸乳杆菌发酵制品,一、酸奶,以新鲜乳、脱脂乳、全脂乳粉、脱脂乳粉或炼乳等乳制品为原料制备的发酵酸乳，具有特殊“生鲜”的酸的风味，以乙醛作为
6、主要特征风味，有静止型和搅拌型两种不同工艺产品，是我国市场最常见的发酵乳制品。静止型酸奶的制造原理是，乳酸菌生长繁殖发酵乳糖产生乳酸，使乳的pH下降。由于酪蛋白在等电点时产生沉淀凝胶作用，即乳酸促进了凝乳的形成，在包装容器中形成冻胶状的凝胶产品，故又称酸凝乳。,1、静止性酸奶的生产工艺,原料乳标准化调配预热均质杀菌冷却接种罐装发酵冷却冷藏成品发酵剂的制备（反复接种保存活力）原料的检验（感官、理化、微生物指标）原料的标准化与调制（非脂乳固体，脂肪含量）均质、杀菌和冷却（脂肪球变小，灭菌，蛋白变性）接种、装瓶与发酵（接种量，温度，时间）,2、搅拌型酸奶,原料乳标准化调配预热均质杀菌冷却接种发酵凝乳
7、破碎冷却罐装冷藏成品与静止型的工艺基本一致，差别在于静止型是罐装后发酵，而搅拌型是发酵和凝乳破碎后罐装。,3、酸奶的质量标准,感官指标 色泽：均一，乳白色或稍带黄色。滋味和气味：酸奶特有的风味，无不良气味。组织状态：凝块均匀，无汽泡。物化指标 脂肪3.2%；非脂乳固体8.5%；总糖10%；铅1mg/kg；砷0.5mg/kg；铜1mg/kg。微生物指标 每mL乳酸菌1000万；大肠菌群数 30；霉菌数30；酵母数50；无致病菌。,二、乳酸菌饮料,乳酸菌饮料是以新鲜乳及乳制品经乳酸菌发酵所得凝乳为主要原料，配以各种辅料而制成的直接饮用的液体饮料，要求其非脂乳固体3.6%。菌种仍可采用酸奶制造时典型
8、的嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌混合菌。生产工艺上，前阶段原料乳的发酵与酸奶的生产工艺基本相同，不同的是后阶段添加各种辅料的调配工艺。根据生产工艺的不同，可分为两类产品即活菌型乳酸菌饮料和杀菌型乳酸菌饮料。,三、酸性酪乳,以脱脂乳或部分脱脂乳为原料，接种一定比例的产酸菌和产香菌混合发酵剂制出的一种粘性的、具有悦人奶油香气和风味的酸性乳。用于酸性酪乳制造的乳酸菌是乳酸链球菌（或乳酪链球菌）与乳脂明串珠菌的混合菌种。后者是香气菌，几乎不发酵乳糖产生乳酸，能够代谢柠檬酸产生风味物质丁二酮。在原料的调配过程中添加适量的柠檬酸及其钠盐，可以合成稳定的高质量的丁二酮。,四、双歧杆菌发酵制品,1、耐氧菌株的选育
9、,双歧杆菌是一种专性厌氧乳酸菌，对环境及营养成分要求很高。在进行发酵培养过程中产酸能力低，凝乳时间长，且属于异型发酵产生醋酸和乳酸（3：2），影响产品的的风味。目前用于发酵乳生产的双歧杆菌共有5种，最常见的为两歧双歧杆菌。双歧杆菌可以从严格厌氧到不十分敏感。利用两歧双歧杆菌，接种于脱脂乳后，开始在充满氮气的厌氧条件下培养，逐步增加其中的氧气来培养菌株耐氧性，经过多次继代培养可以得到适应生长在一般条件下的菌株。,2、双歧杆菌酸奶,双歧杆菌发酵制品生产的技术难点是既要保证产品中含有一定数量的双歧杆菌，又要使产品的口感和风味被消费者接受。生产工艺有两种，混合发酵法和分自发酵法，区别在于接种，前者是将
10、两个菌种一起接种，然后发酵，而后者是两者分别发酵，最后按照1：1的比例混合罐装。冷藏期间，酸度会继续上升，而双歧杆菌数量会减少，成品的初始酸度对其冷藏过程中双歧杆菌活菌数影响很大，所以在生产过程中要严格控制发酵温度和发酵终点。,3、双歧杆菌酵母共生发酵乳,该产品制造的依据是用生物除氧以提供双歧杆菌良好生长的厌氧环境。将双歧杆菌和酵母同时接种于乳中进行混合发酵，在一般的静置培养条件下，酵母生长繁殖消耗氧气而利于双歧杆菌生长。一般利用制造马奶酒的乳酸酵母，它能够发酵代谢乳糖。先在低温（26-28）下培养，以使酵母生长繁殖消耗氧气，然后提高培养温度至38，以促进双歧杆菌的生长。,五、嗜酸乳杆菌发酵制品,嗜酸乳杆菌和双歧杆菌一样能够在人体肠道内定殖，是对人体有益的肠道微生物。在肠内繁殖时产生大量的乳酸，能够抑制肠道腐败菌。还可以产生多种抗菌素，抑制内生病原菌及其孢子。传统的嗜酸菌乳是一种很酸的产品，除乳酸外很少含其他代谢物，所以缺乏风味，一般以部分脱脂乳为原料，加热杀菌使其蛋白质变性，多释放一些可以利用的肽和氨基酸以利于嗜酸菌生长。改良产品一般再加酸奶菌以产生不同的风味。,
