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教案首页授课顺序学时6日期20年月日班级课题第四章、酸乳制品及其加工目的要求一、掌握发酵剂的相关理论二、掌握酸奶的生产工艺重点难点1、乳酸菌发酵剂的制作与鉴定技术；2、酸牛乳制造的基本原理与生产工艺；3、乳酸菌制剂的生产工艺教学过程1.复习2.引入3.讲解4.小结讲新课（另附）教学挂图无课后分析第一节概述一、概念发酵乳：指以牛乳或含有同等无脂乳固体的其他乳（羊乳、马乳等）为原料，经乳酸菌（乳酵母）发酵而形成的具有特殊风味的糊状或液状产品。世界乳品协会（IDF）明确规定，乳固体含量8%以上，乳酸菌或乳酵母活菌数在1000万个/ml以上，大肠菌群属阴性。二、发酵乳的种类1按产品的形状、风味及制法不同分为5类（1）天然酸奶（淡酸奶）（2）调味酸奶（3）果浆酸奶：圣诞酸奶和搅拌型酸奶2根据产品的化学成分即根据脂肪和非脂乳固体含量，FAO和WHO标明可以根据脂肪含量分为3种（1）全脂酸奶3.0%以上（2）半脱脂酸奶1.5%~3.0%（3）脱脂酸奶0.5%以下3根据发酵后再加工（1）冷冻酸奶（2）疗效酸奶（3）浓缩或干燥酸奶：浓缩酸奶总固形物约在24%（乐口托福）；干燥酸奶含水量约为6%左右（酸乳粉）。4根据所用微生物种类和发酵作用（1）酸性发酵乳：酸奶（保加利亚）；发酵酪乳（美国）；嗜酸菌乳（德国）；双歧杆菌乳（德国）；保加利亚乳（保加利亚）；冰岛酸乳（冰岛）。（2）醇性发酵乳：牛乳酒（Kefir）—高加索；马乳酒（Koumiss）—中亚；蒙古乳酒—蒙古（3）酸性奶油：格拉德菲尔—斯堪的纳维亚半岛；（4）浓缩发酵乳：乐口托福—斯堪的纳维亚半岛。三、发酵乳对人体的健康作用1酸奶的营养价值（1）糖类（2）蛋白质（3）脂肪2对疾病的效果（1）对癌症的效果（2）对胃病的效果（3）对慢性便秘的治疗作用（4）对糖尿病的作用（5）对肝病的效果第二节发酵剂一、菌种1基本菌种：嗜热链球菌和保加利亚杆菌，以及乳酸链球菌等。2追加菌种：根据目的不同可以追加不同的其他乳酸菌（1）提高酸奶的保健作用，追加嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等功能菌，增加这些菌在肠道的定殖能力。（2）为了增加产品的营养和生理价值，可以添加能合成维生素的特殊菌，特别是合成B族的乳酸菌，如能合成VB12的谢氏丙酸杆菌，能合成B12和B2的明串珠菌，能合成烟酸、Vc、VB12的嗜酸乳杆菌等。（3）为了改善产品的风味，可添加双乙酰乳链球菌或明串珠菌，属于产香菌。（4）为了改善产品的硬度，可添加能产生粘性物质的乳链球菌变种。（5）为增强对生长阻碍物质（特别是青霉素）的抗性，可添加乳酸片球菌。总的原则：（1）产酸能力（2）产生芳香物质能力（3）产粘特性（4）菌株间的共生与颉抗作用二、发酵剂的概念和种类发酵剂（starter）是指生产酸乳制品、乳酸菌制剂、干酪以及奶油等所用的特定微生物培养物。在生产酸乳制品之前，必须根据生产需要预先制备各种发酵剂。发酵剂的优劣与产品质量的好坏有极为密切的关系。通过微生物发酵，乳制品的特性如酸度、风味、香气、组织状态等均得到改变，同时其营养价值和消化吸收性能也得以改善。通常用于乳酸菌发酵的发酵剂有四个阶段，分别如下。1.乳酸菌纯培养物（商业菌株）主要接种在脱脂乳、乳清、肉汤等培养基中使其繁殖。现多用升华法制成冷冻干燥粉末或浓缩冷冻干燥来保存菌种，供生产单位使用。2.母发酵剂生产单位或使用者购买乳酸菌纯培养物后，用脱脂乳或其它培养基将其溶解活化，接代培养来扩大制备的发酵剂，并为生产发酵剂做基础。3.中间发酵剂为了工业化生产的需要，母发酵剂的量还不足以满足生产工作发酵剂的要求，因此还需要经1～2步逐级扩大培养过程，这个中间过程的发酵剂为中间发酵剂。4.生产发酵剂（工作发酵剂）直接用于生产的发酵剂。应在密闭容器内或易于清洗的不锈钢内进行生产发酵剂的制备。三、使用发酵剂的目的⒈乳酸发酵通过乳酸菌的发酵，使牛乳中的乳糖转变成乳酸，同时分解柠檬酸而生成微量的乙酸，使牛乳的pH值降低，产生凝固和形成酸味，防止杂菌污染。⒉产生风味在产生风味方面起重要代谢作用的是柠檬酸的分解，与此有关的微生物以明串珠菌属为主，并包括一部分链球菌和杆菌。这些细菌分解柠檬酸生成丁二酮、3-羟基丙酮、丁二醇等化合物和微量的挥发酸、酒精、乙醛等。其中以丁二酮对风味的影响最大。⒊蛋白分解发酵剂的蛋白质分解作用随菌种而异，通常随着乳酸发酵的进行，促进了酶的作用，增加了蛋白质的分解。由于酪蛋白的分解而生成的胨和氨基酸是干酪成熟后的主要风味物质。4.产生抗菌素乳酸链球菌和乳油链球菌中的个别菌株，能产生乳酸链球菌素（Nisin）和乳油链球菌素（Diplococcin），可防止杂菌和酪酸菌的污染。四、发酵剂的制备⒈制备发酵剂所需条件⑴培养基的选择选用脱脂乳或还原乳（全乳固体含量10%～12%）。将原料乳加入专用的发酵剂灭菌三角瓶中。在调制生产发酵剂时，为使菌种的生活环境不致急剧改变，发酵剂的培养基最好与成品乳的原料相同，即成品用的原料如果是脱脂乳时，生产发酵剂的培养基最好也用脱脂乳，如成品的原料是全乳，则生产发酵剂也用全乳。⑵培养基的制备培养基需杀菌以消灭杂菌和破坏阻碍乳酸菌发酵的物质。常采用121℃高压灭菌15～20min或100℃、30min进行连续3d的间歇灭菌，然后迅速冷却至发酵剂最适生长温度。⑶菌种的选择由于生产酸乳的品种及加工方法等不同，在使用两种或两种以上菌种时，要注意对菌种发育的最适温度、耐热性、产酸及产香能力等做综合性选择，必须考虑菌种间的共生作用，使之在生长繁殖中相互得益。⑷接种量随培养基数量、菌的种类和活力、培养时间和温度等而异。一般按脱脂乳的1%～3%较合适，工作发酵剂接种量多用1%～5%。⑸培养时间和温度通常取决于微生物的种类、活力、产酸力、产香程度和凝结状态。⑹发酵剂的冷却与保存发酵剂以适当的培养达到所需的要求时，应迅速冷却并存放于0～5℃冷藏库中。发酵剂冷却速度因其数量而异。发酵剂在保存中其活力随保存温度、培养基的pH等而变化。⒉发酵剂的制备过程⑴菌种的活化及保存通常购买或取来的菌种纯培养物都装在试管或安瓿中，由于保存寄送等影响，活力减弱，需进行反复接种，以恢复其活力。菌种若是粉剂，首先应用灭菌脱脂乳将其溶解，而后用灭菌铂耳或吸管吸取少量的液体接种于预先已灭菌的培养基中，置于恒温箱或培养箱中培养。待凝固后再取出1%～3%的培养物接种于灭菌培养基中，反复活化数次。待乳酸菌充分活化后，即可调制母发酵剂。以上操作均需在无菌室内进行。纯培养物作维持活力保存时，需保存在0～5℃冰箱中，每隔1～2周移植一次，但长期移植过程中，可能会有杂菌的污染，造成菌种退化。因此，还应进行不定期的纯化处理，以除去污染菌和提高活力。在正式应用于生产时，应按上述方法反复活化。⑵母发酵剂的制备取脱脂乳量1%～3%充分活化的菌种，接种于盛有灭菌脱脂乳的容器中，混匀后，放入恒温箱中进行培养。凝固后再移入灭菌脱脂乳中，如此反复三次，使乳酸菌保持一定活力，然后再制备生产发酵剂。一般以脱脂乳100～300mL，装入三角瓶中，以121℃下15min高压灭菌，并迅速冷却至40℃左右进行接种。⑶生产发酵剂（工作发酵剂）的制备生产发酵剂是取实际生产量的3%～4%脱脂乳，装入经灭菌的容器中，以90℃15～30min杀菌，并冷却，按1%～5%的量接种，充分混匀后，置于恒温箱中培养。待达到所需酸度时即可取出置于冷藏库中。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。⒊发酵剂的质量检验发酵剂质量的优劣直接影响成品的质量。因此在使用前必须对发酵剂进行质量检验。乳酸菌发酵剂的质量必须符合下列各项要求：（1）感官指标①凝块需有适当的硬度，均匀细腻，组织均匀富有弹性，表面无变色、龟裂、无气泡，乳清析出少。②需具有一定的芳香味和酸味，不得有腐败味、苦味、饲料味和酵母味等异味。③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接种后在规定时间内产生凝固，无延长现象。活力测定（酸度、感官、挥发酸、滋味）符合规定指标。（2）化学性质检查关于这方面的检查方法很多，最主要的为测定酸度和挥发酸。酸度以90～110oT为宜。（3）细菌检查用常规的方法测定总菌数和活菌数，必要时选择适当的培养基测定乳酸菌等特定的菌群。同时要进行杂菌总数及大肠杆菌群的测定。（4）发酵剂的活力测定发酵剂的活力是指该菌种的产酸能力，可利用乳酸菌的繁殖而产生酸和色素还原等现象来评定。活力测定的方法必须简单而迅速。常采用的方法有酸度测定方法和刃天青（C12H17NO4）还原实验。①酸度测定方法在高压灭菌的脱脂乳中加入3%的发酵剂，置于37.8℃的温箱中培养3.5h，测定其酸度。酸度达0.7%则认为活力较好，并以酸度的数值（此时为0.7）来表示。②刃天青还原实验在9mL脱脂乳中加入1mL发酵剂和0.05%刃天青溶液1mL，在36.7℃的温箱中培养35min以上，如完全褪色则表示活力良好。③双乙酰的检验用2.5ml待检发酵剂放在直径为16mm的试管中，加入10mg肌酸和2.5ml40%的NaOH，混合均匀后使其静置，如果在表面生成红色即表示双乙酰的存在，而且颜色的浓淡代表双乙酰含量的多少。（5）活力与发酵剂的质量活力大小是评价发酵剂质量好坏的主要指标，但不是说活力值越高发酵剂质量越好，因为产酸强的发酵剂在培养的过程中会引起过度产酸，导致在标准条件下培养后活力较高。研究表明，活力在0.65~1.15范围内都可以进行正常生产，而最佳活力是0.80~0.95左右。依据活力不同来定接种量的大小。表1发酵剂活力与接种量活力0.400.40~0.600.600.65~0.750.80~0.95接种量——5.5%4.0%~5.5%2.5%~3.5%生产管理更换发酵剂发酵超过5h易污染可投入生产增大接种量最佳活力四、发酵剂的保存方法1.液态发酵剂可在两种不同的生长培养基中以液态形式保存发酵剂。第一种为不含抗生素的复原脱脂乳(10～12g·100g-1的非脂乳固体)。这种乳在121℃下高压灭菌10～15min后，取样在30℃下培养7d以检查其灭菌程度。接种(1或2m1·100m1-1)后，将这种乳在30℃下培养16～18h，或在42℃下，培养3～4h。培养结束后，凝固的发酵剂必须立即冷却。这样就可以在普通冷藏温度（例如10℃以下）下保存7d。2.干燥发酵剂另一种保存酸乳发酵剂的方法是干燥法，有如下方法：①真空干燥；②喷雾干燥（现在这些方法已经淘汰）③冷冻干燥或升华干燥（广泛用于实验室）；④浓缩发酵剂的冷冻干燥（广泛用于商品生产）3.冷冻发酵剂酸乳发酵剂也可以冷冻形式保存。这种发酵剂可采用两种不同方法生产：（1）深冷或0℃以下冷冻（－30～－80℃）；（2）在液氮中超低温冷冻（－196℃）。第三节酸奶的生产工艺一、凝固型酸奶的生产工艺（一）工艺流程原料配合→过滤与净化→预热→（60~70℃）→均质（16~18MPa）→杀菌（95℃15min）→冷却（43~45℃）→添加香料→接种→装瓶→发酵→冷却→贮藏1原料乳的要求经验配方：全乳（鲜奶）10kg+8%蔗糖+2%乳粉+3%菌种+香料适量（1）选用符合质量要求的新鲜乳、脱脂乳或再制乳为原料。干物质含量不得少于11.5%，SNF不得少于8.5%，否则将会影响发酵时蛋白质的凝胶作用。（2）患乳房炎的原料乳以及残留有效氯等杀菌剂的乳不能用于酸乳生产。因为乳酸菌对抗生素和残留杀菌剂、洗涤剂极为敏感，乳中微量的抗生素和杀菌剂就会使乳酸菌不能生长繁殖。例如，0.3~0.6IU/ml的青霉素或5mg/1000ml残余氯，发酵剂中的保加利亚杆菌就被抑制；0.1~0.3IU/ml青霉素或20~50mg/1000ml残余氯可以抑制发酵剂中的乳链球菌；0.01~0.05IU/ml青霉素或5mg/1000ml残余氯可以抑制嗜热链球菌的生长。另外乳房炎乳影响乳的风味和蛋白质的凝乳能力。2配料首先将鲜奶加热到40℃左右时加入奶粉，搅拌溶解，至温度达50℃左右时加蔗糖溶化，待65℃时，开始用循环泵过滤与净化，并得以预热，接下来进行均质。3均质原