第5章-发酵乳制品生产技术.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 发酵乳制品加工技术,5.1.1酸乳定义及分类,1.酸乳定义,发酵乳制品是一个综合名称。包括诸如：酸奶、欧默（Ymer），开菲尔，发酵酪乳，斯堪的纳维亚酸奶，酸奶油，乳酒（以马奶为主）等。发酵乳的名称是由于牛奶中添加了发酵剂，使部分乳糖转化成乳酸而来的。,发酵乳起源于近东，后来在东欧和中欧得以普及。最早的发酵乳可能是放牧人偶然做成的，乳在一些微生物作用下“变酸”并凝结，恰好这些细菌是无害的、产酸型的，而且不产毒素。阿尔卑斯山脉南岭的喜欢40-45相对高温的微生物偶然落入到可能属于土耳其牧民的牛乳中，因此土耳其人叫它“Yogurut”酸奶，直到公元11 世纪才衍变成如今的“Yoghurt。,发酵乳的定义:,根据国际乳品联合会(IDF)1992年颁布的标准,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。,酸乳的定义:,联合国粮农组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)与IDF于 1977 年对酸乳做出如下定义:,酸乳就是在保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的作用下,添加或不添加乳粉(全脂或脱脂)的乳进行乳酸发酵而得到的凝固乳制品，最终产品中必须含有大量的活菌。,乳酸菌的定义：,能分解乳糖产生乳酸的一大类细菌的总称。,2.酸乳分类,1),按成品的组织状态分类,酸奶可典型地分成以下几种：,*凝固型在包装容器中发酵和冷却。,*搅拌型在罐中发酵，包装以前冷却。,*饮用型类似搅拌型，但包装前凝块被“分解”成液体。,*冷冻型在罐里培养，象冰淇淋一样凝冻。,*浓缩型在罐里培养，包装以前浓缩和冷却。,4)按发酵后的加工工艺分类,浓缩酸乳,冷冻酸乳,充气酸乳,酸乳粉,5),按菌种种类分类,普通酸乳 通常指仅用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵而得到的产品，除此还有,双歧杆菌酸乳(,yoghurt with bifidus),嗜酸乳杆菌酸乳(,yoghurt with acidophilus),干酪乳杆菌酸乳(,yoghurt with L.casei),5.1.2.酸乳的营养价值,1.与原料乳有关的营养价值,酸奶的生产是一个生物过程，有非常严格的要求：原料乳、优良菌种、环境,2.酸乳特有的营养价值,(1)减轻乳糖不耐受症,(2)调节肠道微生物菌群平衡,(3)降低胆固醇水平,(4)酸乳与白内障,3.其它有待验证的特性,5.1.3,发酵剂的概念和种类,1.发酵剂的定义及作用,酸奶生产中,发酵剂(,starter culture),是指生产乳酸制品时所用的特定微生物培养物。,2、按使用方法分为,直投式：,乳酸菌纯培养物,继代式：母发酵剂 中间发酵剂,生产发酵剂,3、按使用菌种分,传统的菌种：保加利亚杆菌(Streptococcus thermophilus)和嗜热链球菌(Lactobacillus bugaricus)1比1或者1比2的混合菌种。,益生菌：,4、酸奶中添加的益生菌,益生菌是指,能促进人体健康且能在人体肠道内繁殖的一类微生物。在酸奶中使用的有：,乳酸杆菌属:嗜酸乳杆菌,双歧杆菌属：双歧（叉）双歧杆菌,婴儿双歧杆菌,青春双歧杆菌,5、酸奶发酵剂的要求：,目前，许多专制发酵剂的实验室使用高科技生产出高质量的酸奶发酵剂，满足特殊风味和粘度的需要。能达到的成品特性为：,*高粘度，低乙醛，高 pH 值。,*低粘度，乙醛含量中等，适合于饮用酸奶等。,四.发酵过程中的生物化学变化,1.分解乳糖产生乳,酸,2.产生挥发性的丁二酮、乙醛、醋酸、丙酸、乙醇、酯类、脂肪酸等，使牛乳具有典型的风味；,3.具有一定的降解蛋白质、脂肪,的作用，从而使酸乳更利于消化吸收；,4.,个别菌株能产生乳酸链球菌素等抗生素，能防止杂菌的生长。,五 凝固型酸奶生产工艺流程,原料乳,预处理、,标准化,脱气、预热、浓缩,均质,杀菌,冷却,接种,发酵,冷却,后熟、贮藏,灌装,1 生产发酵剂罐,2 缓冲罐,3 香料罐,4 混合罐器,5 包装,6 培养,1.原料乳的要求及标准化,1.1 原料乳：可使用鲜乳或乳粉（乳粉：水=1：9）复原乳。,1.2 原料乳的卫生要求：,用于酸奶生产的牛乳必须具有最高卫生质量，细菌含量低，无阻碍酸奶发酵的物质，牛乳不得含有抗生素，噬菌体，CIP 清洗剂残留物或杀菌剂。,不得使用患有乳房炎的牛乳,否则会影响酸乳的风味和蛋白质的凝胶力。,1.3 原料乳的理化指标要求：,干物质含量（DM）：总乳固体不低于11.5%,其中非脂乳固体不低于 8.2%;干物质的增加，尤其是蛋白质和乳清蛋白比例的增加，将使酸奶凝固得更加结实，乳清也不容易析出。,1.4标准化的目的：原料乳DM可能存在着较大的差异,1.5常用的对DM的标准化最常用的方法是：,蒸发（经常蒸发掉占牛奶体积的1020水分）,添加脱脂奶粉，通常为3以上,添加炼乳,添加脱脂奶的超滤剩余物：乳清类物质,2.砂糖、葡萄糖和甜味剂,2.1,国内生产的酸乳一般都要加糖,加量一般为 5%9%。,2.2 糖的添加方法：,先将用于溶糖的原料乳加热到50左右,再加入砂糖,待完全溶解后,经过滤除去杂质,再加入到标准化乳罐中。,先溶糖，杀菌，过滤后按比例加入杀菌后的牛乳中。,2.3 在接种/培养期以前添加过多的糖（超过10）会对发酵产生不利的影响，过多的糖会改变牛乳的渗透压。,2.4常用的添加物是糖浆状、加工过的或是成酱状的水果或浆果。果料的添加量大约为1518，其中含糖量为50%。,3.稳定剂：,稳定剂主要成分为亲水性胶体，能结合乳，它们能增加酸奶的稠度，防止乳清析出。正常情况下，天然酸奶不需要添加稳定剂，因为它会自然形成具有高粘度的、结实的、稳定的胶体，在果料酸奶里可加稳定剂，而发酵凝乳后需要巴氏杀菌的酸奶产品则必须添加稳定剂。,常用的稳定剂有：,明胶,果胶,琼脂,变性淀粉,4.脱气、,预热、均质、杀菌、冷却,4.1脱气：,添加奶粉的标准化方法必须在随后进行脱气处理，以减少牛奶中的空气。,脱气的目的：,改善均质机的工作条件,减少热处理过程中产生沉淀物,提高酸奶的粘稠性和稳定性,去除挥发性的异味,4.2均质：防止奶油上浮，并保持乳脂肪均匀分布，改善酸奶的稳定性和稠度，获得良好的质感。,均质的目的：控制脂肪上浮,均质原理,均质机原理图,4.3 杀菌：热处理,杀菌的目的和功能：,杀灭微生物，为发酵提供无菌的环境,改善作为培养基的牛奶的性能,保证成品酸奶的凝块结实,增加酸奶凝乳的黏度，防止成品乳清析出,通常工艺条件：9095,，5min,热处理过程中的生物化学变化：,乳清蛋白变性7080，乳清蛋白与酪蛋白结合得更好，使酸奶成为一个稳定的凝固体。,预热、均质、杀菌和冷却都是在由预热段、杀菌段、保持段、冷却段组成的板式换热器和外接的均质机联合完成的。,（参见样图）：预热、真空浓缩、均质、杀菌、冷却的设备流程,1 平衡罐,2 片式热交换器,3 真空浓缩罐,4 均质机,5 保温管,图.发酵乳制品的一般预处理,各段的工艺参数,预热：第一段6070,，第二段90,真空浓缩：对DM进行标准化，,牛奶中有10-20%的水分被蒸发，总DM 含量将增加1.53.0%，而牛乳温度下降至70,左右。,均质：2025 MPa,物料温度：6070,杀菌：保温式杀菌或UHT杀菌 9095，5min,冷却：冷却至低于10，最好5，输送到一个、二个或更多的罐里，接着进行接种，再彻底搅拌混匀，包装以前牛乳经过板式热交换器加热至培养温度。生产发酵剂也可提前加入，然后加热至培养温度45,。,冷却阶段不是直接冷却至培养温度,（45）,的原因？,凝固型酸奶，预处理的能力较大而与包装能力较小，为了防止牛乳在较高的温度（45）下停留时间过长，在那么应冷却到10以下，最好是5。待接种后再加热至培养温度。,5.,接种,5.1发酵剂的制备,（适用于继代式培养菌种生产酸奶，工厂利用几个连续的步骤将母发酵剂培养繁殖成自己的生产发酵剂）,生产发酵剂罐（种子罐）,无菌设计、全密封、带冷热夹套（可以对进入罐中的空气进行灭菌）、耐热的固定pH计,种子罐结构图,5.2 接种,投入DVS菌种或者接入已经扩大培养后的生产发酵剂,接种前应将发酵剂充分搅拌,使凝乳完全破坏。,严格注意操作卫生。,发酵剂加入后,要充分搅拌10min,使菌体能与杀菌冷却后的牛乳完全混匀。,注意保持乳温，不要过度降低。,发酵剂的用量主要根据发酵剂的活力而定，一般为原料乳量的3%5%.,5.,灌装、调味,接种后经充分搅拌的牛乳应立即连续地灌装到零售容器中。速度要快，防止乳温的降低。否则会延长发酵时间，并影响产品风味。,1 培养罐,2 片式热交换器,3 加香,4 管道混合器,5 包装,6.,发酵,生产型发酵剂的用量：2.5%3%,发酵温度一般在4243,这是嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌最适生长温度的折中值。发酵时间一般在 3.03.5h。在最后的2-2.5hr期间，产品不能遭受机械扰动，因为这时最容易出现乳清分离。,混合培养室和冷却隧道,发酵终点的判断,发酵一定时间后,抽样观察,打开瓶盖,观,察酸乳,的凝乳情况。若已基本凝乳,马,上,测定酸,度,酸度达到,60,70,T,以上,则可终止发,酵。,最终,酸度的高低还取决于当地消费者的喜好。,发酵时间,的,确定还应考虑,冷,却,和后熟的,过程,在此过程中,酸乳的酸度还会继续上升。,7.,冷却,当达到理想的pH值时（pH4.24.5）,酸奶必须迅速降温至1522,。在,30,分钟内温度应降至,35,左右，在接着的3040分钟内把温度降至,18-20,，最后在冷库把温度降至,5,，产品贮存至发送。,冷却的目的是为了终止发酵过程,迅速而有效地抑制酸乳中乳酸菌的生长,使酸乳的特征(质地、口昧、酸度等)达到所设定的要求。为确保成品具有理想的粘稠度，冷却的条件需要柔和。,冷却方式有冷却室静止冷却和冷却隧道连续冷却两种方式。,8.,冷藏后熟,冷藏温度一般在27,最佳为5，冷藏的作用除达到冷却一项中所列举的目的外,还有,促进香味物质产生,改善酸乳硬度,的作用。,一般将酸乳终止发酵后第1224h小时称为后熟期。在此期间香味物质的产生会达到高峰期。,六 搅拌型酸奶工艺流程,搅拌,发酵,贮藏,灌装,冷却,原料乳,预处理、,标准化,脱气、预热、浓缩,均质,杀菌,冷却,接种,为了减少设备的成本，凝固型酸奶和搅拌型酸奶的生产可以使用同一加工线，从牛奶的预处理到冷却至培养温度，工艺是一样的。,1 生产发酵剂罐,2 发酵罐,3 片式冷却器,4 缓冲罐,5 果料/香料,6 混合器,7 包装,图.,搅拌型酸奶的生产线,搅拌型酸乳生产中,从原料乳验收一直到接种,基本与凝固型酸乳相同。两者最大的区别在于,凝固型酸乳是先灌装后发酵,而搅拌型酸乳是先大罐发酵后灌装。,1.,发酵,1.1、发酵设备：发酵罐,发酵在专门的发酵罐中进行。发酵罐带保温装置,并设有温度计和 pH 计。pH 计可控制罐中的酸度,当酸度达到一定值后,pH计就传出信号。发酵罐利用罐体四周夹层里的热媒体来维持一定的温度。,1.2、发酵过程工艺参数及控制：,典型的搅拌型酸奶生产的培养时间为2.53hr，4243，使用的是普通型生产发酵剂（接种量2.5%3%），培养时间短，说明增殖速度快。典型的酸奶菌种继代时间在2030 分钟之间。,为了获得最佳产品，当pH 值达到理想的值时，必须终止发酵，产品的温度应在30 分钟内从4243冷却至1522;,当浓缩，冷冻和冻干菌种直接加入酸奶培养罐时培养时间在43，46hr（考虑到其迟滞期较长）。,2.,冷却破乳,2.1冷却目的：在培养的最后阶段，已达到所需的酸度时（pH4.24.5），酸奶必须迅速降温，这样可以暂时阻止酸度的进一步增加。同时为确保成品具有理想的粘稠度，对凝块的机械处理必须柔和。,2.2 冷却方法：,搅拌型酸乳可以采用,间隙冷却(用夹套),或,连续冷却(管式或板式冷却器),。,夹套冷却:利用发酵罐的搅拌桨搅拌，同时夹套中通入冷水冷却，搅拌速度不应超过 48r/min,从而使凝乳组织结构的破坏减小到最低限度，以保持成品具有理想的粘稠度。,连续冷却：,冷却是在具有特殊板片的板式热交换器中进行,这样可以保证产品不受强烈的机械扰动。为了确保产品质量均匀一致，泵和冷却器的容量应恰好能在2030min内排空发酵罐。,2.3冷却温度：,通常发酵后的凝乳先冷却至,1522,然后混入香味剂或果料后灌装,再冷却至,10,以下。冷却温度会影响灌装充填期间酸度的变化,当生产批量大时,充填所需的时间长,应尽可能降低冷却温度。,如果发酵剂使用的是其它类型并对发酵时间有影响，,那么冷却时间也应相应变化。冷却的酸奶在进入包装机以前一般先打入到缓冲罐。,2.4,为避免泵对酸乳凝乳组织的影响,冷却之后在往包装机输送时,应采用高位自流的方法,而不使用容积泵。,3.,果料混合、调香,酸乳与果料的混合方式有两种:,（1）间隙混料法：在罐中将酸乳与杀菌的果料(或果酱)混匀,此法用于生产规模较小的企业。,（2）连续混料法：用计量泵将杀菌的果料泵入在线混合器连续地添加到酸乳中去,混合非常均匀。果料计量泵与酸奶给料泵是同步运转的。,果料混合装置,果料和香料可在酸奶从缓冲罐到包装机的输送过程中加入。这是通过一台可变速的计量泵连续地把这些成分打到酸奶中，经过混合装置混合。混合装置的设计是静止和卫生的，并且保证果料与酸奶彻底混合。果料计量泵和酸奶给料泵是同步运转的。,七 饮用型酸奶（乳酸菌饮料）工艺流程,调整乳固形物,配料,均质,预热、均质,杀菌、冷却,发酵,接种,冷却,香料、酸味料,原料乳,无菌灌装,巴氏杀菌,水、稳定剂、砂糖,溶解,均质,无菌灌装,冷却,均质,无菌灌装,UHT灭菌,配料,发酵,冷却,香料、酸味料,水、稳定剂、砂糖,溶解,均质,无菌灌装,UHT灭菌,均质,无菌灌装,冷却,均质,无菌灌装,巴氏杀菌,图.饮用型酸奶生产线,A 均质和冷却,货架期：2-3 周冷藏,B 均质，巴氏杀菌，无菌包装货架期：1-2 个月，冷藏。,C 均质UHT 处理，无菌包装货架期：室温几个月,2.乳酸菌饮料典型配方,酸乳 30%,糖 10%,果胶 0.4%,果汁 6%,45%乳酸 0.1%,香精 0.15%,水 53.35%,3.乳酸菌饮料典型成品标准,蛋白质 1.01.5%,脂肪 1.01.5%,砂糖 10%,稳定剂 0.40.6%,总固体 15%16%,PH 3.84.2,4.饮用型酸奶的货架期,酸奶混合可用不同的方法，取决于产品需要的货架期。由于酸奶趋向于大规模的集中生产，市场范围扩大，产品运输距离加大，在某些情况下，销售区域太大，以致每周交货一次才经济合理，这样反过来要求产品货架期比较长。在某些国家维持冷链的完整性比较困难，因此需要对酸奶杀菌，使它能在室温下保存。,延长发酵乳制品货架期有二种方法：,在无菌条件下进行生产和包装。,对包装前或包装后的成品进行热处理。,饮用型酸奶常见的三种工艺,A 发酵调配后均质、冷却、无菌包装,获得的是含有活菌的产品，均质和冷却均需要在无菌条件下完成，货架期：2-3 周，需要在冷藏条件下贮存。,B 发酵调配后均质、巴氏杀菌、无菌包装,获得的是不含有活菌的产品，货架期：冷藏，1-2 个月。,C 均质、UHT灭菌，无菌包装,获得的是不含有活菌的产品，货架期：室温36个月,八 酸奶生产的无菌设计,1、无菌生产的目的：控制和防止杂菌生长,2、主要控制的微生物：霉菌、酵母菌。这些微生物会,毁坏产品，因为它们能在酸性环境中生长和繁殖，使产品乳清析出，并带有异味。,3、主要控制措施：,彻底清洗和对产品接触的所有表面进行灭菌。,无菌生产的特点是在无菌条件下进行，采用无菌空气加压的无菌罐、自控无菌阀，用于加果料的无菌计量装置和无菌灌装机，这样能防止空气中微生物的污染，大大延长了产品的货架期。,4 完成“无菌罐”的空气过滤系统,一个供应四个罐的空气过滤系统组成：,一个风扇，大约运送400m3/h 的过滤空气，平均每个罐m3/h。,一个“完全过滤器”能拦住大于0.3 微米的颗粒，这将挡住绝大部分微生物，因为球菌、杆菌和真菌（酵母和霉菌）的平均直径分别是0.9、0.25-10 和3-15 微米。,一个放置过滤器的外壳箱。,一根总导管。,四根连接管道。,阀和压力表。,每一个供给无菌空气的系统或罐都配装一个额外的空气导管和一个安全系统，以防止罐清洗后，温度降低导致真空，从而引起罐体破坏。空气的速率大约为0.5m/s，罐内的正压大约为5-10 米水柱，约0.051bar。,通常过滤器是放在加工车间，这样室内空气的所有污染颗粒都全部滤出，从而创造一个“净室”条件。同样的系统可用于微生物实验室，医院手术室和制药厂。,5.酸奶的热处理,酸奶的热处理延长了它的货架期：,钝化发酵细菌和它们的酶。,杀死污染菌，如酵母和霉菌。,加热至70-75可杀死酸奶中所有的致病菌。,在搅拌型酸奶生产中，从发酵罐里出来的酸奶在热交换器中加热到72-75，并保持几秒种后冷却。为了防止再次污染，应进行无菌包装。,凝固型酸奶可在特殊的巴氏杀菌室中经72-75加热5-10min。,在许多国家，酸奶被定义为一种到消费时仍有微生物活性的产品，这就意味着不能对成品进行热处理。在某些国家，法律规定禁止使用添加剂或只允许限量使用。,九、总结：影响酸奶产品质量的因素,为了生产出理想的风味、香味、稠度、外观、无乳清析出和长货架期的高质量的产品，在生产过程中必须仔细的控制各种可能发生的影响。,牛奶的选择,牛奶的标准化,乳类添加物,脱气,均质,热处理,发酵剂的选择,发酵剂的制备,工厂设计,作业：,1 发酵乳和酸乳的定义,2 酸奶的特点及其营养意义,3 酸奶的分类及其依据,4 凝固型酸奶的生产工艺流程,5 用于生产酸乳的原料乳的质量要求,6 用于生产酸乳的原料乳的标准化的目的、要求及其方法,7 牛乳均质的目的及其作用,8 牛乳杀菌的目的及其作用,9 凝固酸乳的发酵工艺过程及其终点判断,10 凝固酸乳冷却的目的及其工艺过程,11 酸乳冷藏的后熟期是指那一阶段，后熟期对于酸乳的品质有何意义,12 搅拌酸乳的生产工艺流程,13 搅拌酸乳的冷却破乳（搅拌）过程是如何实现的，简述其工艺过程,14 简述饮料型酸奶的三种主要生产工艺（从发酵结束后开始），不同工艺生产出的产品其品质和货架期有何区别,15 影响酸奶品质的因素主要有哪些,第二节 酸奶发酵剂的制备,一、发酵剂的定义,发酵剂是指用于制造酸奶、酸奶油、开菲尔等发酵乳制品以及制作奶油、干酪等乳制品的细菌培养物(乳杆菌，乳球菌，明串珠菌，双歧杆菌，酵母，乳霉菌）。,二、发酵剂发酵过程中的生物化学反应,1、乳酸发酵（干酪 奶油 发酵乳）,2、产生风味物质（如丁二酮、乙醛、醇类、酯类）,3、降解脂肪,4、蛋白质分解,5、丙酸发酵,6、酒精发酵,7、产生抗菌素（抑菌肽、乳酸链球菌素）,三、发酵剂发酵的营养学意义,1、风味的改善：发酵的结果，细菌产生一些能赋予产品特性如酸度（pH）、滋味、香味和粘稠度等的物质。,2、保存期和可消化性的改善：当乳酸菌发酵乳糖成乳酸时，引起pH 值下降，延长了产品的保存时间，改善了产品的营养价值和可消化性。,四、发酵剂的分类,1、根据最适合生长温度的不同，可把发酵剂种类分成：,嗜温菌最适合生长温度20-30,嗜热菌最适合生长温度40-50,2、根据所含菌株的数量发酵剂可分成：,单菌株型（只含细菌的一个菌株）；,混合菌株型（几个菌株的混合物，每一菌株有各自的特性）。,3、乳品厂使用的均为各种各样形式的商品发酵剂，商品发酵剂均为混合发酵剂，根据其形态，分为：,液态：为培养母发酵剂（目前很少）。,深冻：浓缩发酵剂，为培养生产发酵剂。,粉状的：冻干的、浓缩发酵剂，为培养生产发酵剂。,易溶的：深冻、超浓缩发酵剂，直接用于生产。,五、几种代表性的发酵剂菌株,乳脂链球菌（乳酸乳球菌乳脂亚种）：切达干酪，弗塔干酪，酸奶油,乳酸链球菌（乳酸乳球菌乳酸亚种）：农家干酪，夸克,噬柠檬酸明串珠菌（肠膜明串珠菌乳脂亚种）：酸奶油,乳酸链球菌（乳酸乳球菌乳酸亚种）：霉菌成熟干酪,噬柠檬酸明串珠菌（肠膜明串珠菌乳脂亚种）：发酵乳酪,丁二酮链球菌（乳酸乳球菌丁二酮亚种）：酸奶油,嗜热链球菌（唾液链球菌嗜热亚种）：酸奶,保加利亚乳杆菌（德氏乳杆菌保加利亚种）莫扎瑞拉干酪,嗜酸链球菌（唾液链球菌嗜热亚种）：埃门塔尔干酪,图.酸奶中的细菌：左图保加利亚乳杆菌，右图嗜热乳酸链球菌,六、发酵剂的繁殖阶段,近几年，浓缩发酵剂已直接用于制作生产发酵剂或直接用于生产。目前，不需要任何进一步繁殖，可直接用于生产的经特殊设计、浓缩的发酵剂（DVS)已经在乳品厂推广。,图.用冻干菌种或冷冻菌种制作生产发酵剂,2、许多乳品厂以前仍然通过几个连续的步骤把母发酵剂培养繁殖成自己的生产发酵剂。工艺有二个或几个阶段，各个繁殖阶段的发酵剂的名称如下：,商品发酵剂，主发酵剂乳品厂从实验室购买的源发酵剂。,母发酵剂在乳品厂，从主发酵剂繁殖培养的第一代发酵剂。母发酵剂每天都要做，而且因其名称所指，它是乳品厂所有发酵剂的起源。,中间发酵剂在制作大量生产发酵剂过程中的中间步骤。,生产发酵剂用于生产中的发酵剂。,图.发酵剂的制作步骤：,1商品菌种,2母发酵剂,3中间发酵剂,4生产发酵剂,七、发酵剂制备技术,1、场地、环境和设备要求,发酵剂的制备要求极高的卫生条件。要把可能传染的酵母菌、霉菌、噬菌体的污染危险降低到最低限度，,母发酵剂应该在有正压和配备空气过滤器的单独房间中制备。,对设备的清洗系统也必须仔细地设计，以防清洗剂和消毒剂的残留物与发酵剂接触而污染发酵剂。,中间发酵剂和生产发酵剂可以在离生产近一点的地方或在制备母发酵剂的房间里制备，发酵剂的每一次转接最好在无菌条件下操作。,2、工艺中的各个阶段,中间发酵剂和生产发酵剂的制备工艺与母发酵剂和制备工艺基本相同，它包括以下步聚：,培养基的热处理,冷却至接种温度,接种,培养,冷却,贮存,3、培养基的要求：,制备发酵剂最常用的培养基是脱脂奶，但也可用特级脱脂奶粉按9-12%的干物质（DM）制成的再制脱脂奶替代。,用新鲜的或再制脱脂奶做培养基的原因是发酵剂风味方面的反常现象更易表现出来。某些乳品厂也使用精选的高质量鲜奶做培养基。,4、培养基的热处理,发酵剂制备的第一个阶段是培养基的热处理，即把培养基加热到90-95，并在此温度下保持30-45分钟。,热处理能改善培养基的一些特性：,破坏了噬菌体,消除了抑菌物质,蛋白质发生了一些分解,排除了溶解氧,杀死了原有的微生物,5、冷却至接种温度,加热后，培养基冷却至接种温度。接种温度根据使用的发酵剂类型而定。一般按照商品发酵剂生产商推荐的温度或是根据经验决定最适温度。,在培养多菌株发酵过程中，即使与最适温度有很小的偏差，也会对其中一种菌株的生长有益而对其他种不利，结果是使成品不能获的理想的典型特征。,常见的接种温度范围：嗜温型发酵剂为20-30；嗜热型发酵剂为42-45。,6、接 种,经过热处理的培养基，冷却至所需温度后，再加入定量的发酵剂，这就要求接种菌确保发酵剂的质量稳定，接种量、培养温度和培养时间在所有阶段母发酵剂、中间发酵剂和生产发酵剂中都必须保持不变。,与温度一样，接种量的不同也能影响会产生乳酸和芳香物质的不同细菌的相对比例。因此接种量的变化也经常引起产品的变化。所以每个生产厂家必须找出最适合实际情况的特殊生产工艺。,7、培 养,当接种结束，发酵剂与培养基混合后，细菌就开始增殖培养开始。培养时间是由发酵剂中的细菌类型，接种量等决定。发酵时间为3-20小时。,温度必须严格控制，不允许污染源与发酵剂接触。,在培养中，细菌增殖很快，同时发酵乳糖成乳酸。如果该发酵剂含有产香菌，在培养期间还会产生芳香物质，如：丁二酮、醋酸和丙酸、各种酮和醛、乙醇、酯、脂肪酸、二氧化碳等。,培养过程中保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的共生关系：嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌，在共生中共存，共同,形成酸奶的理想特性如pH值、风味、香味和稠度。大多数酸奶中球菌和杆菌的比例为1：1 或2：1，杆菌永远不允许占优势，否则酸度太强。,乙醛被认为是酸奶中风味物质的标志成分，而乙醛主要是由保加利亚乳杆菌产生。但是，嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌共同生长产生的乙醛比率比保加利亚乳,杆菌单株生长时产生的乙醛要高的多。,图.培养温度对杆菌与球菌数量的影响绿色：乳杆菌 棕色：乳链球菌,最佳温度：43,图.嗜热链球菌和保加利亚乳杆生长时产生物质的生成曲线，接种量2.5%,8、发酵剂的保存,为了在贮存时保持发酵剂的活力，已经进行了大量的研究工作，以便找出处理发酵剂的最好办法。一种方法是冷冻，温度越低，保存的越好。用液氮冷冻到-160来保存发酵剂，效果很好。,目前的发酵剂浓缩发酵剂，深冻发酵剂，冷冻干燥发酵剂，在生产商推荐的条件下能保存相当长的时间。,一些浓缩发酵剂的贮存条件和货架期（汉森实验室，丹麦）,发酵剂类型保存货架期(月),1 冻干DVS 低于-18冷冻室 12,2 深冻DVS 低于-45冷冻室 12,3 冻干REDI-SET 低于-18冷冻室 12,4 深冻REDI-SET 低于-45冷冻室 12,5 DRI-VAC 低于冷藏室 12,1.冻干超浓缩发酵剂(直接用于生产),2.深冻发酵剂,3.冻干超浓缩发酵剂(为制备生产发酵剂),4.深冻浓缩发酵剂(为制备生产发酵剂),5.冻干粉末发酵剂(为制备母发酵剂),8、概述传统发酵剂制作过程,1 传统的母发酵剂制作是用一个带有膜盖的100ml 瓶子。,2 把脱脂奶装进瓶子，高压灭菌，冷却到适当的接种温度。,3 把一个灭菌的注射器插进带膜盖的瓶子里，然后把主发酵剂注入到瓶子里制做出发酵剂。,4 接着经适当培养和充分冷却后，把以母酵剂接种到牛乳中做中间发酵剂；,做中间发酵剂通常用脱脂奶，首先牛乳要进行不低于95、3045 分钟热处理，然后冷却至培养温度。加热和冷却在特别设计的培养器里进行。,5 适宜的培养一段时间后，冷却至10-12左右，然后通过软管用过滤空气把中间发酵剂转移到生产发酵剂罐中。,6 牛乳被接种以前（通常是脱脂乳）通过罐夹层用热介质和冷却剂循环加热。送入罐中的空气和从罐中抽出的空气要通过一个灭菌的高效微粒空气过滤器（HEPA）。,9、生产发酵剂罐,一般情况下，生产发酵剂的制作要用二个罐循环使用，其中一个罐准备的是当天要使用的发酵剂，而另一个做准备第二天要用的发酵剂。,发酵罐应该是无菌设计。如：全封密，三层夹套等，能承受负压至30Kpa(0.3bar)和压力至100Kpa(1bar)，搅拌器应该是二层密封，动力为二速马达。另外，应该安装EPA过滤器，以防当罐清洗后冷却和培养基热处理后冷却到培养温度时，被吸入的空气污染发酵剂。,生产发酵罐需要安装一个固定的，完整的pH 计，它应能承受在清洗和热处理时发生的较大的温差。,图.有四个做中间发酵剂容器和四个做为母发酵剂烧瓶的培养器，水溶温度通过面板能精确控制,图.母发酵剂中间发酵剂的无菌转送,1 无菌过滤器,2 无菌注射器,3 母发酵剂瓶子,4 中间发酵剂容器,图.从中间发酵剂到生产发酵,剂罐的无菌转运,1 培养器,2 中间发酵剂容器,3 生产发酵剂罐,4 HEPA 过滤器,5 气阀,6 蒸汽过滤器,7 pH 测定部分,