畜产品加工学第八章 发酵乳制品
一,发酵乳的定义根据国际乳品联合会( IDF) 1992年发布的标准,发酵乳的定义为:乳或乳制品在特征菌的作用下发酵而成的酸性凝乳状产品。
在保质期内,该类产品中的特征菌必须大量存在,并能继续存活和具有活性。所有原料乳或乳制品可以不经均质,但必须经过巴氏杀菌。
发酵乳制品有:
酸乳、双歧杆菌发酵乳、保加利亚乳杆菌发酵乳、嗜酸乳杆菌发酵乳、酸牛乳酒、
活性乳饮料以及干酪、酸性奶油等。
二、酸乳的营养价值
( - ) 与原料乳有关的营养价值
1,极好生理价值的蛋白质由于在发酵过程中,乳酸菌产生蛋白质水解酶,使原料乳中部分蛋白水解,原料乳的酸化使其酪蛋白凝结,结果使酸乳的蛋白质比牛乳中的蛋白质在肠道中释放速度更慢,更稳定 。
2,更多易于吸收的钙质发酵后,原料乳中的钙被转化为水溶形式,更易被人体吸收利用 。
3,维生素酸乳中主要含有 B族维生素 ( 维生素 B1,维生素 B2,维生素 B6) 和少量脂溶性维生素 ( 用脱脂乳粉生产的酸乳除外 ) 。
(二)酸乳所特有的营养价值
1,减轻,乳糖不耐受症,
牛乳经发酵制成酸乳时,一部分乳糖水解成半乳糖和葡萄糖,后者再被转化成乳酸 。
因此,酸乳中的乳糖含量与牛乳相比相对较少 。 另外,根据国际乳品联合会 1984年的研究结果,酸乳中的活菌直接或间接地具有乳糖酶活性,因此摄人酸乳可以减轻喝牛乳时出现的乳糖不耐受症 。
2.调节人体肠道中的微生物菌群平衡乳酸菌虽无法在肠道中长期存活,但在摄入酸乳后的几个小时内的作用仍是不可质疑的 。 也就是说当乳酸菌经过消化道时仍起着抗菌和防腐作用 。
事实上,现已证明酸乳中的菌株产生许多抗菌物质,从而抑制多种致病菌在人体内的增殖 。 同时酸乳中的乳酸菌也在肠道中营造了一种不利于一些致病菌增殖的环境,从而协调人体肠道中微生物菌群的平衡,改善消化过渡时间 。
3.降低胆固醇水平
有一项研究表明,当一组志愿者在 15d内每天进食脱脂酸乳时,15d后,他们的血液中胆固醇水平下降了 6% -
12% 。 与此同时,他们体内的钙含量上升了 80% 。 另一项研究则表明:无论是进食酸乳还是非发酵酸乳都对人体内的总胆固醇水平无影响 。
事实上,大量进食酸乳可以降低人体胆固醇水平,但少量摄入酸乳的影响结果则很难判断 。 并且乳中其他组成 ( 如钙或乳精 ) 也并不增加血液中的胆固醇含量 。 可能参与影响人体内胆固醇含量 。
( 三)其他有待进一步验证的特性
( 1) 有助生长曾有报道说动物摄入酸乳时比摄入其他乳品时长得快 。 但也有人研究表明并无差别,尤其是对幼畜无影响 。
( 2) 益生作用,将乳酸菌溶入动物饲料配方中观察其影响的研究已经进行了多年 。 这些研究表明乳酸菌有益生作用,即可改善动物的驯养机能 。 乳酸菌的益生作用与所用菌株,摄入菌量和摄入周期有关 。
( 3) 与长寿的关系最早将酸乳与人类长寿联系在一起的是诺贝尔奖获得者梅契尼柯夫 。 有一项研究表明发酵乳可以延长老鼠的寿命 。 近年来的研究结果使人们认为酸乳对人体肠道中的菌群的协调作用可能有助人类预防某些疾病,从而延长人的寿命 。 但这一切还有待于进一步验证 。
三、发酵乳的营养价值
发酵乳也是利用牛乳为主要原料进行特征菌发酵生产的多数呈酸性凝乳状的产品 。
发酵乳除具有与酸乳产品相类似的营养价值外,还有特殊的保健作用 。
(-)酸牛乳酒
作为一种传统发酵乳,并在欧洲中部及东部地区作为日常食品,酸牛乳酒是一种由牛乳在复合菌和酵母混合作用下发酵而成的乳饮料 。 酸牛乳酒有益健康的作用可以在许多文献中找到 。 人们将酸牛乳酒用来辅助治疗动脉粥样硬化,过敏症和肠胃不适症等 。
最新研究表明,酸牛乳酒可以对动物起到抗菌,增加免疫力 。 抗肿瘤和降低胆固醇的作用,而其对人体的上述作用还有待进一步研究 。
(二)双歧杆菌发酵乳
双歧杆菌是人出生几天后肠道中自然存在的细菌,在母乳喂养的婴儿体内,其含量尤其多 。 许多研究表明,双歧杆菌具有下述有益健康的作用 。
① 改善轻度便秘症状 。
② 提高肠道中双歧杆菌数量 。
③ 预防腹泻 。
④ 提高免疫功能 。
⑤促进并改善蛋白质及维生素的代谢。
⑥ 增强对腐败菌的抗菌能力 。
⑦ 减少腐败菌产生的氨和胺因影响肝功能造成的代谢紊乱 。
(三)干酪乳杆菌发酵乳
干酪乳杆菌也是人体内自然存在的一种菌,其生理作用有:
① 治疗腹泻 。
② 调节肠道微生物菌群已有研究表明干酪乳杆菌发酵乳可以降低成人体内某些结肠酶 ( β一葡糖苷酸酶,苷氨胆酸还原酶和硝基还原酶 ) 的活力,
但食用酸乳的人体内未发生类似现象,从而推断出干酪乳杆菌具有这一功能 。
③ 增强免疫功能 。
(四)嗜酸乳杆菌发酵乳嗜酸乳杆菌也是人体肠胃中自然存在的一种菌,由于这种菌抗胃酸和胆酸,故它可以活着通过胃和小肠,并且其存活率高于保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌 。 嗜酸乳杆菌发酵乳的生理作用表现为:
① 改善肠道微生物菌群 。
② 促进营养物质的有效利用,增加体重 。
③ 增强 β一乳糖苷酶的活性,克服,乳糖不耐受症,。
④ 降低胆固醇 。
⑤ 增强肌体免疫功能 。
⑥ 抑制癌症的发生 。
第一节发酵剂一,概念及种类
1,概念发酵剂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 。
2,种类通常用于乳酸菌发酵的发酵剂可按下列方式分类 。
( 1) 按制备过程分类
① 乳酸菌纯培养物 。 即一级菌种,一般多接种在脱脂乳,
乳清,肉汁或其他培养基中,或者用冷冻升华法制成一种冻干菌 。
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 。
( 2)按使用目的分类
① 混合发酵剂 。 含有两种或两种以上菌的发酵剂,如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按
1:1或 1:2的比例添加 。
② 单一发酵剂 。 只含有一种菌的发酵剂 。
二、主要作用及菌种的选择
1,发酵剂的主要作用乳酸发酵;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;产生益生素 。
2.菌种的选择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。选择时以产品的主要技术特性,如产香性、产酸力、产黏性及蛋白水解力作为发酵剂菌种的选择依据。
三、发酵剂的制备
1,菌种的复活及保存菌种通常保存在试管或安颔瓶中,需恢复其活力,即在无菌操作条件下接种到灭菌的脱脂乳试管中多次传代,培养 。 而后保存在 0~ 4℃ 冰箱中,
每隔 1~ 2周移植一次 。 但在长期移植过程中,可能会有杂菌污染,造成菌种退化或菌种老化,裂解 。 因此,菌种须不定期的纯化,复壮 。
2.母发酵剂的调制
将充分活化的菌种接种于盛有灭菌脱脂乳的三角瓶中,混匀后,放人恒温箱中进行培养 。 凝固后再移入灭菌脱脂乳中,如此反复 2~ 3次,使乳酸菌保持一定活力,然后再制备生产发酵剂 。
3.生产发酵剂的制备
将脱脂乳,新鲜全脂乳或复原脱胎乳 ( 总固形物含量 10% ~ 12% ) 加热到 90℃,保持 30~ 60min后,
冷却到 42℃ ( 或菌种要求的温度 ) 接种母发酵剂,
发酵到酸度> 0.8%后冷却到 4℃ 。 此时生产发酵剂的活菌数应达到 108~ 109cfu/ ml。 制取生产发酵剂的培养基最好与成品的原料相同,以使菌种的生活环境不致急剧改变而影响菌种的活力 。 生产发酵剂的添加量为发酵乳的 1% ~ 2%,最高不超过 5% 。
乳酸菌发酵剂的质量
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 。 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 。
第二节酸乳加工
一,酸乳概念和种类
1.概念 酸乳( Yoghurt) 是指在乳中接种保加利亚杆菌和嗜热链球菌,经过乳酸发酵而成的凝乳状产品,成品中必须含有大量相应的活菌。
2.种类
( 1) 按成品的组织状态分类
① 凝固型酸乳 。 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 。
② 搅拌型酸乳 。 发酵后的凝乳在灌装前搅拌成熟稠状组织状态 。
( 2)成品口味分类
① 天然纯酸乳 。 产品只由原料乳和菌种发酵而成,不含任何辅料和添加剂 。
② 加糖酸乳 。 产品由原料乳和糖加入菌种发酵而成 。
在我国市场上常见 。
③ 调味酸乳 。 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 。
④ 果料酸乳 。 成品是由天然酸乳与糖,果料混合而成 。
⑤ 复合型或营养健康型酸乳 。
⑤ 疗效酸乳 。 包括低乳糖酸乳,低热量酸乳,维生素酸乳或蛋白质强化酸乳 。
( 3)加工工艺分类
① 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 。
② 冷冻酸乳 。 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 。
③ 充气酸乳 。 发酵后在酸乳中加入稳定剂和起泡剂
( 通常是碳酸盐 ),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 。
④ 酸乳粉 。 通常使用冷冻干燥法或喷雾干燥法将酸乳中约 95% 的水分除去而制成酸乳粉 。
(二)原辅料要求及预处理
1.原料乳的质量要求用于制作发酵剂的乳和生产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 500,000ful
/ ml,乳中全乳固体不得低于 11.5%。
2.酸乳生产中使用的原辅料脱脂乳粉用作发酵乳的脱脂乳粉要求质量高、
无抗生素和防腐剂。
3.配合料的预处理
( 1) 均质 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 20~ 25MPa。
( 2) 杀菌目的在于: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;使牛乳中的乳清蛋白变性,以达到改善组织状态,提高黏稠度和防止成品乳清析出的目的。杀菌条件一般为:
90~ 95℃,5min。
三、质量控制
( 1) 凝固性差 酸乳有时会出现凝固性差或不凝固现象,黏性很差,出现乳清分离 。
① 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,从而导致发酵不利 。 凝固性差 。
② 发酵温度和时间 。
③ 噬菌体污染 。
⑤ 加糖量 。
( 2)乳清析出
①原料乳热处理不当。
②发酵时间。
③其他因素 。
( 3)风味不良
①无芳香味。主要由于菌种选择及操作工艺不当所引起。
②酸乳的不洁味。主要由发酵剂或发酵过程中污染杂菌引起。
④原料乳的异味。
( 4)表面霉菌生长
酸乳贮藏时间过长或温度过高时,往往在表面出现有霉菌。
( 5)口感差
采用高酸度的乳或劣质的乳粉生产的酸乳口感粗糙,有砂状感。因此,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。
搅拌型酸乳的加工及质量控制
工艺要求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,根据加工过程中是否添加果蔬料或果酱,搅拌型酸乳可分为天然搅拌型酸乳和加料搅拌型酸乳 。
第三节 干酪加工
干酪定义:
1,天然干酪 以乳、稀奶油、部分脱脂乳、
酪乳或混合乳为原料,经凝乳后,排出乳清而获得的新鲜或经微生物作用而成熟的产品,允许添加天然香辛料以增加香味和滋味。
2、融化干酪
用一种或一种以上的天然干酪,添加食品卫生标准所允许的添加剂(或不加添加剂),经粉碎、
混合、加热融化、乳化后而制成的产品,含乳固体 40%以上。此外,还有下列两条规定,1.允许添加稀奶油、奶油或乳脂以调整脂肪含量
2.添加的香料、调味料及其他食品,必须控制在乳固体的 1/ 6以内。不得添加脱脂奶粉、全脂奶粉、乳糖、干酪素以及不是来自乳中的脂肪、蛋白质及碳水化合物。
3、干酪食品
用一种或一种以上的天然干酪或融化干酪,
添加食品卫生标准所规定的添加剂(或不加添加剂),经粉碎、混合、加热融化而制成的产品。产品中干酪数量须占 50%以上。
二、天然干酪的加工工艺
(-)工艺流程原料乳 → 标准化 → 杀菌 → 冷却 → 加发酵剂
→ 调酸 → 添加氯化钙 → 加色素 → 加凝乳酶
→ 切割 → 搅拌 → 升温 → 排乳清 → 压榨 → 盐渍 → 成熟 → 上色挂腊 → 包装
(二)工艺要点
1,原料乳的预处理生产干酪的原料乳,必须经过严格的检验,要求抗生素检验阴性等 。 除牛奶外也可使用羊奶 。 检查合格后,进行原料乳的预处理 。
( 1) 净乳采用离心除菌机进行净乳处理,不仅可以除去乳中大量杂质,而且可以将乳中 90% 的细菌除去,尤其对比重较大的菌体芽孢特别有效 。
( 2)标准化为了保证每批干酪的成分均一,在加工之前要对原料乳进行标准化处理,包括对脂肪标准化和对酪蛋白以及酪蛋白与脂肪的比例( C/ F)
的标准化
( 3)杀菌
在实际生产中多采用 63~ 65℃,30min的保温杀菌( LTLT) 或 75℃,15s的高温短时杀菌( HTST)。 常采用的杀菌设备为保温杀菌缸或片式热交换杀菌机。
2.添加发酵剂和预酸化
原料乳经杀菌后,直接打入干酪槽中,待牛乳冷却到
30~ 32℃ 后,加入发酵剂 。
( 1) 干酪发酵剂的种类在制造干酪的过程中,用来使干酪发酵与成熟的特定微生物培养物称为干酪发酵剂 。
干酪发酵剂可分为细菌发酵剂和霉菌发酵剂 。
( 2)干酪发酵剂的作用通过添加发酵剂,使乳糖发酵产生乳酸,使乳中可溶性钙的浓度升高,促进凝乳酶的凝乳作用,而且在酸性条件下凝乳酶的活性提高,缩短凝乳时间;有利于乳清排除;发酵剂在成熟过程中,利用本身的各种酶类促进干酪的成熟;改进产品的组织状态;防止杂菌的繁殖。
预酸化
取原料乳量 1%~ 2%工作发酵剂,边搅拌边加入,并在 30~ 32℃ 条件下充分搅拌 3~
5min。 然后在此条件下发酵 lh,以保证充足的乳酸菌数量和达到一定的酸度,此过程称为预酸化。
3.酸度调整与添加剂的加入
( 1) 调整酸度预酸化后取样测定酸度,按要求用 1N的盐酸调整酸度至 0.20% ~ 0.22
% 。
( 2)添加剂的加入为了改善凝乳性能,提高干酪质量,可添加氯化钙来调节盐类平衡,促进凝块形成,黄色色素以改善和调和颜色。氯化钙先预配成 10%溶液,100kg
原料乳中添加 5~ 20g( 氯化钙量)。
4.添加凝乳酶
凝乳酶的添加通常按凝乳酶效价和原料乳的量计算凝乳酶的用量 。 用 1% 的食盐水将酶配成 2% 溶液,加入到乳中后充分搅拌均匀 。 在 32℃ 条件静置 40min左右,即可使乳凝固 。
5.凝块切割
当乳凝块达到适当硬度时,要进行切割以利于乳清脱出。正确判断恰当的切割时机非常重要,如果在尚未充分凝固时进行切割,酪蛋白或脂肪损失大,且生成柔软的干酪;反之,切割时间迟,凝乳变硬不易脱水。
6.凝块的搅拌及加温
整个升温过程中应不停地搅拌,以促进凝块的收缩和乳清的渗出,防止凝块沉淀和相互粘连。在升温过程中应不断地测定乳清的酸度以便控制升温和搅拌的速度。
7.乳清排除
乳清排除时期对制品品质大有影响。乳清由干酪槽底部通过金属网排出。排除的乳清脂肪含量一般约为 0.3%,蛋白质 0.9%。
若脂肪含量在 0.4%以上,证明操作不理想,
应将乳清回收,作为副产物进行综合加工利用。
8.堆积
乳清排除后,将干酪粒堆积在干酪槽的一端或专用的堆积槽中,上面用带孔木板不锈钢板压 5~ 10min,压出乳清使其成块,
这一过程即为堆积 。
9.成型压榨 将堆积后的干酪块切成方砖形或小立方体,装入成型器中。在内衬网成型器内装满干酪块后,放人压榨机上进行压榨定型。
10.加盐
加盐的目的在于改进干酪的风味、组织和外观,排出内部乳清或水分,增加干酪硬度,限制乳酸菌的活力,调节乳酸生成和干酪的成熟,防止和抑制杂菌的繁殖。加盐的量应按成品的含盐量确定,一般在 1.5
%~ 2.5%范围内。加盐的方法有三种:①
干腌法 ;② 湿腌法;③混合法
11.干酪的成熟
将生鲜干酪置于一定温度( 10~ 12℃ )和湿度(相对湿度 85%~ 90%)条件下,在乳酸菌等有益微生物和凝乳酶的作用下,
经一定时期( 3~ 6个月),使干酪发生一系列物理和生物化学变化的过程,称为干酪的成熟。成熟的主要目的是改善干酪的组织状态和营养价值,增加干酪的特有风味。
12.上色挂蜡
为了防止霉菌生长和增加美观,将前期成熟后的干酪清洗干净后,用食用色素染成红色(也有不染色的)。待色素完全干燥后,在 160℃ 的石蜡中进行挂蜡。所选石蜡的熔点以 54~ 56℃ 为宜。