浅谈微生物与酸奶发酵

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毕业论文 题目浅谈微生物与酸奶发酵 姓 名 __________ 学号 ___________ 系（院）制药与生物工程班 级P09食品药品监督管理

指导教师 ________ 职称 ________ 指导教师 _______ 职称 _______ 二 0一二年五月六日 摘要

近年来，酸奶已逐渐成为一种老少皆宜的健康食品。酸奶是牛奶经过微生物发酵制 成的，口味酸甜细滑，营养丰富，是一种功能独特的营养品，能调节机体内微生物的平 衡。酸奶不但具有牛奶的全部营养成分，而且其中的乳酸和钙结合生成的乳酸钙，更容 易被人体消化吸收。下面，我想结合酸奶在生产过程中微生物所起的作用、微生物的菌 群变化、酸奶的生产工艺及酸奶的功效等方面的内容。

关键词微生物 酸奶工艺 发酵性能 乳酸菌 目录 引言 ----------------------------------- -3

1 酸奶的基础知识 -------------------------- 3 2 酸奶的分类状况 -------------------------- 3 3 酸奶发酵剂 ----------------------------- 4 3.1 酸奶发酵剂的种类 ------------------------- 4 3.2 优良菌种的选育 ------------------------- 4 3.3 菌种的移植 ---------------------------- 5 3.4 培养基的配制和灭菌 ----------------------- 5 3.5 接种培养 ------------------------------ 5 3.6 细胞浓缩 ------------------------------ 5 3.7 冷冻干燥 ------------------------------ 6 4 酸奶中的微生物 -------------------------- 6 4.1 乳酸菌的微生物种类 ----------------------- 6 4.2 乳酸菌的功能 --------------------------- 6 5 酸奶污染菌群及抑制 ------------------------ 6 6 微生物群落变化 -------------------------- 7 7 酸奶的功效 ----------------------------- 7 参考文献 -------------------------------- 8

谢辞 ---------------------------------- 9 引言 酸奶是一种历史悠久且受人欢迎的乳制品。如今，酸奶凭借其丰富的营养价值和良好 的保健功能日益受到消费者的青睐，酸奶也成为了我国第一大发酵乳制品。酸奶发酵剂在 酸奶工业化生产中占据着不可替代的重要位置，其发酵特性直接影响发酵酸奶的风味及品 质。筛选出的优良发酵剂，首先必须具有良好的发酵特性，其中包括产酸、产香、产粘等 特性。近年来有很多学者对乳酸菌发酵剂发酵性能的筛选方法和发酵条件进行了研究。本 文首先对酸奶发酵剂做了基本的概述， 然后对酸奶发酵剂的遗传稳定性、 粘性、感官状态、 产酸能力、后酸化能力、活菌数、产香能力及蛋白质水解能力等发酵性能的筛选方法和发 酵条件方面的研究进展做了综述，并讨论了酸奶发酵剂的应用现状和趋势。

1 酸奶的基础知识 酸奶是以牛奶为原料，接种乳酸菌发酵剂后，按特定工艺制成的发酵乳制品。其外 观为细腻的胶冻状或粘稠的乳糜状。 其次，我希望大家能够分清与酸奶相近并且比较容易混淆的乳酸菌饮料，它是发酵 好的酸奶经过再加工制成的，其内容物比较稀，蛋白质含量》0.7 %。配料中一般不加酸 味剂，但制品却酸甜适口。这是由于在生产过程中，经过了一段时间的乳酸发酵，乳酸 菌分解牛奶中的乳糖，产生一定量的乳酸和其它一些带有发酵香味的物质。因此，乳酸 菌饮料除与乳酸饮料一样富有蛋白营养，酸甜适口外，还具有香味柔和的特点。作为发 酵型的的乳酸菌饮料，它的生产工艺比配制型的乳酸饮料复杂，生产周期也长得多。 需要特别指出的是，我们在购买牛奶产品时，除了上述的酸奶和乳酸菌饮料之外， 还会碰见一些乳酸饮料，这种饮料属配制型饮料，其主要配料为：水、白糖、奶粉、果 汁、稳定剂、酸味剂、香料等制成的含乳饮料，蛋白含量》 1.0%，不经过乳酸菌发酵。 该产品的生产周期短，工艺较简单，不需发酵，只要将各种配料混合均匀，制成均一状 态的乳浊液即可。乳酸饮料有酸甜适口的特点、配料中没有乳酸菌这一项，没有特有的 发酵香味。它的保质期一般是6个月。

2 酸奶的分类状况 按照原料不同，酸奶可以分为纯酸奶、调味酸奶和果料酸奶，其中蛋白质含量》 2.3%。按照加工工艺不同， 酸奶也可分为两类：胶冻状的叫做凝固型酸奶，粘稠乳糜状 态的叫做搅拌型酸奶。按照成品的脂肪含量，酸奶还可分为全脂酸奶、部分脱脂酸奶和 脱脂酸奶三类，后两类可 供需要控制脂肪消费者选择食用。 需要提醒消费者注意的是，只有看到酸奶产品包装上注明蛋白质含量》 2.3 %,且内 容物呈粘稠状或呈胶冻状，才能基本断定它属于酸奶。真正的酸奶中应含有足量的活乳 酸菌（ 106以上），需要在冷藏的条件下保存。

3 酸奶发酵剂 酸奶是新鲜牛奶经酸奶发酵剂发酵而成的

乳制品。酸奶发酵剂是制作酸奶所用的特 定的微生物培养材料。发酵剂在酸奶生产过程中的作用非常重要，发酵剂是酸奶产品产 酸和产香的基础和主要原因。 酸奶质量的好坏主要取决于酸奶发酵剂的品质类型及活力。 3.1 酸奶发酵剂的种类 酸奶发酵剂按照物理形态的不同可分为液体酸奶发酵剂、冷冻酸奶发酵剂和直投式 酸奶发酵剂这 3 种。液体酸奶发酵剂比较便宜，但是菌种活力经常发生改变，存放过程 中易染杂菌，保藏时间也较短，长距离运输菌种活力降低很快；冷冻酸奶发酵剂乃经深 度冷冻而成，其价格也比直投式酸奶发酵剂便宜，菌种活力较高，活化时间也较短，但 是其运输和贮藏过程中都需要 一 4 5〜一 55 C左右的特殊环境条件；而直投式酸奶 发酵剂不仅可以直接投入到发酵罐中生产酸奶，而且贮藏在普通冰箱中即可，运输成本 和贮藏成本都很低，其使用过程中的方便性、低成本性和品质稳定性特别突出。 在以前的酸奶生产过程中，酸奶发酵剂的菌种要在酸奶生产厂家单独设菌种车间， 以完成“纯菌f活化f扩大繁殖f母发酵剂f中间发酵剂f工作发酵剂”这一工艺过 程，该过程工序多、技术要求严格，一般厂家由于生产条件有限，经常出现质量问题。 所 以，在乳业发达国家， 酸奶生产厂家不自制发酵剂， 由专门生产发酵剂的企业提供酸 奶发酵剂，来满足发酵乳制品厂家的要求。 丹麦的汉森中心实验室 1988年底生产出超浓 缩的直投式酸奶发酵剂。 3.2 优良菌种的选育

生产优质的商品化发酵剂关键在于使用优良菌种。目前国外已经专门成立了酸奶发 酵剂生产与研究中心，对发酵剂菌种的功能要求已经基本形成标准。乳酸菌的筛选方向 主要有： ① 筛选抗冷冻、抗干燥、抗剪切力等抗逆性强的菌株，因为冻干、深度冻藏、喷雾 干燥是当前制备商品化发酵剂的主要方法；

② 筛选乳糖和半乳糖利用率高的阳性菌株，以多产乳酸； ③ 筛选黏性菌种 以高产胞外多糖等黏性物质， 从而增加产品黏度， 提高产品的浓厚 质地，并减少凝胶断裂及乳清析出等质量缺陷的发生； ④ 酸奶发酵过程中会经常由于噬菌体的污染而导致发酵迟缓甚至发酵失败， 但是 目 前还缺乏有效的防治措施，因此每个酸奶厂都要求有相应的抗噬菌体菌株以备轮换； ⑤ 柠檬酸能够被分解成为二乙酰等酸奶特有风味物质，柠檬酸利用菌能够增强酸奶 的特有风味 ； ⑥ 筛选双歧杆菌和嗜酸乳杆菌等益生菌时菌株最好来自于人体，而且能耐受人的胆 汁酸盐和酸性环境，以增强其有效性。筛选得到的纯培养物置于超低温冰箱或液氮罐中 长期保藏，以保持其活性和稳定性。 3.3 菌种的移植 在进行发酵剂的工厂化生产以前，先在实验室和菌种车间进行菌种的活化和移植， 并进行种子液的扩大培养。 3.4 培养基的配制和灭菌 制备直投式酸奶发酵剂，首先要对乳酸菌进行高浓度培养。在选择好基础培养基 （ 一般为脱脂奶粉培养基 ）后，要找到合适的增强因子对培养基进行强化， 得到优化培养 基，以使乳酸菌的繁殖量达到最大。 3.5 接种培养 乳酸菌的高浓度培养方法有几种：①恒定 p H值培养法：乳酸菌在发酵过程中，代 谢产生的乳酸、醋酸等物质对其生长具有反馈抑制作用。发酵罐中培养液的 p H值维持 在 5.8 —6.0 ，以解除乳酸等物质对菌体生长的抑制作用，延长培养时间，制备出含活菌 数高的发酵液。培养过程中，使用化学中和法或缓冲盐法维持培养液 p H值的稳定。② 膜渗析法：利用膜的选择性将培养液与营养液进行成分交换，使培养液中的乳酸部分渗 出，营养液中的成分渗入培养液中，以维持乳酸菌正常的生长繁殖。 3.6 细胞浓缩 对数期后期至稳定期前期是乳酸菌细胞收获的最佳时期，因为此时收获的菌体细胞

的存活率和抗冻、抗干燥能力最强。这时就可以将乳酸菌培养液进行离心分离，收集菌 体细胞，使菌液浓度得到浓缩。也可以选择膜分离。浓缩倍数在 20〜5 0倍以上，操 作过程应尽量柔和，尽量降低剪切力和空气的影响。 3.7 冷冻干燥

将乳酸菌冷冻后，在减压环境下利用升华现象除去水分。当菌体中的大部分水分被 去除后，细胞的生理活动就会停止，从而达到了长期保藏的目的。冷冻过程中产生的冰 晶体会损坏细胞膜，导致细胞大量死亡，所以在冷冻干燥前需加抗冷冻保护剂，以减少 细胞的损害程度。