酸奶加工工艺的研究进展

酸奶加工工艺的研究进展摘要：酸奶的营养价值很高，易于消化吸收，能改善肠道菌系，调节胃肠功能，日益受到消费者的喜爱。简要介绍了酸奶的定义、分类、功能特性，重点论述了酸奶的加工工艺以及影响其品质的各类因素，为酸奶加工工艺的改进提供参考。关键字：酸奶；加工工艺；影响因素ResearchprogressofyoghourtprocessingtechnologyAbstract:Thenourishmentvalueoftheyoghurtwasveryhigh,easytodigesttoabsorb,andcouldimproveabacteriumdepartment,regulatethestomachandintestinesfunction,andincreasinglypopularwithconsumers.Thispaperhasbrieflyintroducedthedefinition,classification,functioncharacteristicsofyoghurt,discussedtheprocessingtechnologyandvariousfactorsthataffectthequalityofyoghurt,whichprovidedareferencefortheimprovementofprocessingtechnologyofyoghurt.Keywords:yoghurt；processingtechnology；affectfactors随着生活水平的逐渐提高，人们对于食品的营养和保健的追求也越来越高。乳制品作为营养丰富的代表越来越成为更广泛群体的选择。而酸奶作为乳制品中的重要成员，以其独特的风味、极高的营养保健价值倍受人们喜爱。酸奶是一种利用特定的乳酸菌经发酵培养生产的凝乳制品，它的营养价值较高，风味良好。作为世界上众多的发酵乳产品中最为流行的酸奶制品，早在20世纪中叶在欧洲的保加利亚就已形成规模生产[1]。我国酸奶生产开始时间虽然滞后，但发展相当迅速。目前，酸奶生产成为我国液态乳中除巴氏杀菌奶以外增产最快的乳制品之一[2]。加工酸奶不但要充分掌握好酸奶生产的基础理论知识，还需充分了解影响酸奶产品品质的各种因素及其之间的关系，切实了解与掌握生产设备性能与工艺要求，设法避开不利因素，充分利用有利因素生产出高质量酸奶。合格的酸奶凝块均匀、细腻、无气泡，表面可有少量的乳清析出，呈乳白色或淡黄色，气味清香并具有弹性，无气泡。搅拌型酸奶由于添加的配料不同，会出现不同色泽[3]。1酸奶的概述1.1酸奶的定义酸奶(Yoghurt)是一种半固体的乳制品，由乳酸菌发酵而成。世界上对酸奶有多种的定义，我国对酸奶的定义为，以乳或复原乳为主料，添加或不添加辅料，使用含有保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的菌种发酵制成的产品[2]。1.2酸奶的分类根据加工工艺可将酸奶分为凝固型酸奶和搅拌型酸奶。凝固型酸奶是将原料乳杀菌后，冷却至40℃～45℃，接种发酵剂，灌装，并在39℃～43℃下发酵，形成的凝胶状的半固体。搅拌型酸奶的工艺与凝固型酸奶接种前的工艺完全相同，但接种后，原料乳在发酵罐内进行发酵，然后搅拌，灌装，经常在搅拌过程中添加谷物、果肉和香精等辅料。根据原料奶的不同，酸奶还可分为酸牛奶、酸马奶、酸水牛奶、酸羊奶、酸蚝牛奶等目前国内的乳市场上主要以酸牛奶为主。根据发酵剂的菌种，酸奶又分为传统酸奶和益生菌酸奶。由球菌、杆菌共同发酵而成的酸奶称传统酸奶；而益生菌酸奶是在传统酸奶的发酵菌种中添加了一种或几种益生菌发酵而成的酸奶制品。1.3酸奶的营养及保健作用在乳酸菌发酵的过程中，产生了很多活性的物质，如：活性酶、超氧化物歧化酶(SOD)、芳香物质、有机酸、乳酸菌的增殖因子等。由此，酸奶的营养保健作用[4]有：促进消化、提高脂肪的利用率、减轻人体的乳糖不耐症、改善肠道菌群、利于身体恢复等。1.4酸奶的国内外发展史酸乳是一种全世界广大消费者喜欢的乳制品。在我国，后魏时期的贾思總，将酸奶的制作方法写于《齐民要术》一书里。公元641年有了“酸乳”一词[3]。1911年，在上海，有了用机器生产酸乳的第一家牛乳公司。改革开放以后，全国部分城市着手引进国外配套的酸乳生产设备，使酸乳的生产工艺得到了改善。在国外，大约公元前5000年，Mesopotalnia(现在的土耳其和伊拉克地区)人最早驯养山羊,将山羊乳贮藏在葫芦中，在温暖的气候条件下，自然发酵形成凝乳[5]。保加利亚人最先研制出比较完好的酸乳生产技术的，之后才传播到世界各地。1908年，俄国细菌学家发现，保加利亚高山族人，有长期饮用酸奶的习惯，而族人中大部分人长寿，因此认为经常饮用酸奶有长寿的功能。之后人们逐渐意识到酸奶的营养价值和保健功能,但这个时期的酸奶，口感还不好，人们不太接受。到1942年，Donnon家族在欧洲开始成规模地生产酸奶并销售。随后，Donnon成立公司，生产了新型的添加果味的酸奶[2]。自此，酸奶逐渐被人们接受。2酸奶加工工艺原料乳的接收→预处理→标准化→其它原料的配合→均质→杀菌→冷却→添加发酵剂→装瓶→发酵→冷藏→成品乳酸菌纯培养物→母发酵剂→生产发酵剂→工作发酵剂分别介绍各操作要点：2.1原料乳的预处理与标准化生产酸奶的原料乳一般用新鲜牛奶或用奶粉加水复原调制而成。为保证产品的良好发酵，在生产前需经发酵试验，并且原料乳中不能含有抗生素，短期发酵凝固良好的原料乳方可作为制作酸奶的原料[6]。酸度不超过18°T，要求干物质含量8.5%以上、乳酯含量3.2%以上。针对消费者的口味，在原料乳配制时，往往加入以蔗糖为主的甜味剂，一方面可以增加干物质的含量，另一方面可以适当降低酸味，改善风味。但过多地加入糖，会使原料乳中的水分活动降低，增加溶质的反渗透作用，从而延长酸奶的发酵时间。甜味剂的加入量一般以6%～8%为宜[7]。2.2均质均质在酸奶生产中是不可缺少的加工过程，通过均质可使脂肪球直径减小，防止脂肪上浮，使乳易于消化吸收。随着脂肪球的增加，酪蛋白附着于脂肪表面，结果使悬浮总体积增加，因此，经过均质的产品的粘度大于未经过均质的酸乳[8]。2.3乳的热处理对牛奶在生产过程中进行热处理不仅是为了杀灭牛奶中致病菌和有害微生物，同时也需要考虑酸奶成品的质量要求（因较强的加热可使乳蛋白变性沉淀，增加了蛋白质的持水能力，可以使酸奶更粘稠）。研究表明，当乳蛋白变性度在90%～99%时，酸奶的品质最佳[9]。2.4乳的冷却原料乳经热处理后，需及时通过板式或管式冷却器冷却到酸奶乳酸菌种所需的最适宜增殖温度范围，即40～43℃，最高不宜大于45℃，否则对产酸及酸奶凝乳状态有不利影响，甚至会有大量乳清析出。2.5接种发酵冷却之后，要进行接种，即在原料乳中接入活力最强的混合发酵剂(又称母发酵剂)，并充分搅拌均匀。混合发酵剂菌种配合常用的为保加利亚杆菌种：嗜热链球菌(比例为1:1～1:1.5)和保加利亚杆菌：乳酸链球菌(比例为1:4)[10]。在混合发酵剂活力良好的情况下，接种量以2%～3%为宜，接种量过大(如5%)，则会出现产酸过快、凝乳中蛋白质脱水收缩现象，致使乳清析出过多，产品组织变粗糙。接种发酵剂后的混合原料乳经装瓶后以集装箱的方式进入发酵室，进行恒温发酵。在发酵过程中，原料乳发生一系列的物理、化学、生物化学等反应，如蛋白质、脂肪轻度水解；乳糖产生乳酸、半乳酸、乙醛、双乙酰等风味成分；从而形成圆润、粘稠、均一的软质凝乳。根据菌种的生长特性，两种菌共生时一般选择在40～43℃温度下培养3～6h。温度过高，对酸奶组织状态有不利的影响[11]。2.6冷藏发酵结束后的酸奶，应立即移入0～5℃的冷库内放置12～24h，目的是终止发酵过程，使酸奶进行充分的后酸化，使产品的风味成分(如乙醛、丁二酮)更加突出，达到人们所设定的要求[12]。3最新研究3.1添加新原料酸奶3.1.1植物蛋白酸奶长期以来，酸奶主要是以牛奶为蛋白源，随着奶制品消费快速增长，奶源供应日显紧张，为缓解我国乳源紧张局面，可采用植物蛋白替代部分牛奶，既可以降低生产成本，也可以提高产品的营养价值。研究表明：以大豆源蛋白替代的酸奶产品其硬度、内聚性和粘性均有所降低，终产品酸度偏低、有一定的豆腥味、氨基酸成份偏低，而采用大豆分离蛋白替代的酸奶产品特性较接近于牛奶酸奶。将鲜奶进行标准化后，加入6%的蔗糖，进行接种发酵后，在无菌条件下加入25%的豆腐脑搅拌均匀。所得产品呈乳白色，口感润滑细腻；具有浓郁的酸奶香味，酸甜适中；解决了豆腥味的问题。在牛奶大豆双蛋白酸奶研究中，牛奶与豆乳比例为6:4、蔗糖添加量为7%、稳定剂添加量为0.4%。通过感官评定，确定生产工艺参数是接种量为2.5%，发酵温度为37℃，终点酸度控制为61°T。除了大豆蛋白之外，花生蛋白也可以进行乳酸发酵。花生蛋白粉用量对酸奶品质的影响研究得到花生酸奶较好配方如下：花生蛋白粉用量为15-20%，发酵时间5h，发酵剂接种量为3-4%，蔗糖的添加量为6%。除此之外，人们还利用不同的植物成分为原料进行酸奶产品的研究和开发，来增加酸奶的花色品种和营养价值，以满足不同消费者的需求[13]。3.1.2南瓜酸奶纯牛奶发酵制成酸奶，满足了乳糖不适应症的人群需要。但是，因酸奶中含糖，不适合糖尿病患者食用。南瓜中的膳食纤维有抑制升糖激素分泌的作用，有利于降低餐后的血糖高峰。南瓜中含有丰富的锌和铬，酸奶中添加一定量的南瓜可以增强胰岛素的作用，改善耐糖量状况，达到降低血糖的目的。在鲜牛奶中加入南瓜，以传统发酵菌种发酵制成南瓜发酵酸奶，组织均匀，口感细腻，酸甜适度，具有南瓜特有的滋味和芳香。在南瓜酸奶基础上，用木糖醇代替蔗糖，制作的无糖南瓜酸奶不但具有发酵乳的风味和营养保健成分，而且由于南瓜所含有的有效活性成分，再配以甜味剂木糖醇，使得该产品具有降血糖、降血脂、改善胃肠功能、适宜糖尿病人饮用等功效，具有一定的商业推广价值和广阔的市场前景[14]。3.1.3紫薯酸奶研究证明，紫薯所含紫色素有较强的脱除氧自由基的功能，能延缓衰老，可用来开发保健食品和功能性食品。紫薯色素可添加到食品中，其市场前景广阔。将牛奶和紫薯两者结合起来，进行乳酸发酵制得紫薯酸奶色泽均一，质地细腻，柔嫩爽滑，酸甜适口，既有发酵乳特有的风味，又有紫薯淡淡的香气。该产品具有紫薯和酸奶营养功能互补的增效作用，是一种营养丰富的保健饮品[15]。3.2酸奶添加剂3.2.1稳定剂酸奶作为一种营养与保健功能饮料，在我国的乳制品中所占的比例越来越大。但是，凝固型酸奶制品常常出现黏稠度低、组织状态粗糙、口感差、乳清析出等不良现象，故酸奶加工过程中往往添加特定的稳定剂或增稠剂以改善酸奶的品质，提高酸奶的黏稠度并改善其质地状态与口感。可采用明胶、琼脂、果胶、卡拉胶作为稳定剂，研究表明发酵前添加稳定剂均能很好的改善酸奶的感官品质，在一定添加量下，不影响其酸度、活菌数，保持了酸奶原有的功能性[16]。3.2.2功能性低聚糖无论从添加量、甜度，还是从经济因素方面考虑，蔗糖都是比较适合的酸奶甜味剂。但蔗糖含热量过高，且对高血糖、高血脂存在潜在危害。与蔗糖相比，功能性低聚糖能活化肠内双歧杆菌并促进其生长繁殖，不会引起牙齿龋变，有利于保持口腔卫生且使用量较少，价格相对较便宜，同时对高血糖、高血脂具有较好预防和缓解作用，是酸奶生产中蔗糖的理想替代品，具有广阔的发展前景[17]。3.2.3多糖在酸奶制作中添加多糖可以增强酸奶的营养和保健功能，有利于提高酸奶的整体品质。研究表明添加一定量的花粉多糖可能抑制酸奶的发酵过程，从而延缓酸度的上升，抑制酸奶的后酸化过程。有利于改善酸奶的品质，延长酸奶的保质期[18]。低聚木糖的添加也可促进酸奶发酵菌株的生长，促进产酸和缩短发酵时间。聚葡萄糖添加到酸奶中，不仅有助于酸奶发酵，减缓乳清析出或不析出，改善产品的组织状态，提高奶香味，而且具有促进双歧杆菌增殖的作用，可以补充酸奶的营养保健功能，是一种很有市场潜力的新产品[19]。3.2.4肽张智等[20]通过研究玉米肽对发酵乳的影响表明，添加1.2%的玉米肽对