酸奶后酸化的控制

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上酸奶后酸化的控制標(biāo)簽： 酸奶是乳制品中的重要部分，因其風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高以及對(duì)人體健康有特殊的生理作用，從而倍受人們青睞。特別是近幾年，隨著我國(guó)人民消費(fèi)水平和文明素質(zhì)的提高，酸奶產(chǎn)量以年平均 25%的速度增長(zhǎng)，已經(jīng)成為我國(guó)第一大發(fā)酵乳制品，是最具盈利和發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。                酸奶是含活菌的乳制品，正常發(fā)酵結(jié)束后，在產(chǎn)品貯存、運(yùn)輸、銷售、食用前這一過(guò)程中，菌體仍要生長(zhǎng)繁殖，發(fā)生后酸化現(xiàn)象

2、(postacidification)，即酸奶的pH值繼續(xù)下降，以至出現(xiàn)消費(fèi)者不可接受的過(guò)酸味及感官質(zhì)量下降。酸奶后酸化現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果是酸奶無(wú)法長(zhǎng)期貯存，酸奶貯存期短的缺陷困擾著酸奶的消費(fèi)。                 酸奶后酸化的機(jī)理                酸奶后酸

3、化是酸奶正常發(fā)酵后，在貯存、運(yùn)輸和銷售過(guò)程中，雖然環(huán)境溫度比較低，但是菌體仍然能夠利用殘存的乳糖進(jìn)行緩慢發(fā)酵，從而繼續(xù)產(chǎn)生乳酸，使得酸奶的酸度繼續(xù)升高。積累到一定程度后，產(chǎn)生的過(guò)酸味讓消費(fèi)者無(wú)法接受，失去作為商品的價(jià)值。                乳糖的發(fā)酵機(jī)理              

4、60; 正常牛奶的乳糖成分接近常數(shù)，約為4.8%-5.2%，以乳糖水合物形式存在。乳糖是牛奶發(fā)酵時(shí)乳酸菌生長(zhǎng)的能源。在酸奶制作過(guò)程中常用的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌均進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵，發(fā)酵乳糖時(shí)只產(chǎn)生乳酸。                乳糖通過(guò)透膜酶的作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)-半乳糖苷酶的作用分解為葡萄糖和半乳糖。保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌優(yōu)先代謝葡萄糖成乳酸，而不能利用游離型的半乳糖。半乳糖被排除至細(xì)胞外或者轉(zhuǎn)化成高分子物質(zhì)膠糖

5、而蓄積起來(lái)。                乳酸菌代謝葡萄糖的糖酵解途徑(EMP)的關(guān)鍵酶是磷酸果糖激酶(PEK)，其被ATP、檸檬酸鹽、Mg2+(較小濃度)所抑制，能被NH4+、K+、無(wú)機(jī)磷和6-磷酸果糖所激活。檸檬酸鹽與ATP是協(xié)同作用的，能彼此降低另一種物質(zhì)的抑制常數(shù)。EMP途徑的第二個(gè)關(guān)鍵酶是醛縮酶(zymohexase)，此酶能被螯合劑(EDTA)所抑制，金屬離子可降低抑制作用。另外，EMP途徑中己糖激酶(HK)、磷酸果糖激酶

6、(PFK)、丙酮酸激酶(PK)所催化的反應(yīng)是3個(gè)限速步驟。                另外，在乳糖發(fā)酵過(guò)程中，-半乳糖苷酶的性質(zhì)非常重要。保加利亞乳桿菌的-半乳糖苷酶最適溫度是50，最適pH值為7.0，相對(duì)分子質(zhì)量約為159,000，其活性在55被完全抑制，同時(shí)也被金屬離子(如Ag+、Hg2+)所抑制。pH值為3.5時(shí)，此酶的活性非常低，表現(xiàn)為乳糖不能被利用。嗜熱鏈球菌的-半乳糖苷酶最適溫度是57，最適pH值為6.6-7.0，相對(duì)分

7、子質(zhì)量約為600,000，其活性被金屬離子Ag+、Hg2+、Cu2+所抑制。                保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)特點(diǎn)和產(chǎn)酸特點(diǎn)                酸奶生產(chǎn)中常用的發(fā)酵劑是保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合物。這種混合物在42-43牛奶中發(fā)酵5

8、-6小時(shí)即可達(dá)到所需的凝乳狀態(tài)與酸度。而上述任何一種單一菌株的發(fā)酵時(shí)間都在10小時(shí)以上，這是因?yàn)楸＜永麃喨闂U菌和嗜熱鏈球菌之間存在共生現(xiàn)象。                保加利亞乳桿菌比嗜熱鏈球菌的蛋白水解力強(qiáng)，而且混合培養(yǎng)后蛋白水解力幾乎高于單一菌株培養(yǎng)時(shí)的蛋白水解度。保加利亞乳桿菌在發(fā)酵初期分解牛奶中的酪蛋白而形成氨基酸(主要是纈氨酸)和多肽，促進(jìn)了嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)，因?yàn)槭葻徭溓蚓牡鞍姿饬Ρ容^弱，對(duì)蛋白質(zhì)的利用率有限。隨著嗜熱

9、鏈球菌的增加，乳酸度也隨之增加。                隨著乳酸度的增加，又抑制了嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)。在嗜熱鏈球菌生長(zhǎng)過(guò)程中乳脲活動(dòng)產(chǎn)生CO2，刺激保加利亞乳桿菌生長(zhǎng)。伴隨著CO2的產(chǎn)生，脲釋放出氨作為微弱的緩沖劑。嗜熱鏈球菌產(chǎn)生的甲酸(一部分可能由牛奶熱處理產(chǎn)生)也促進(jìn)了保加利亞乳桿菌的生長(zhǎng)。單獨(dú)用嗜熱鏈球菌接種牛奶發(fā)酵時(shí)，滴定酸度較低，pH值較高。      

10、0;         在發(fā)酵初期，嗜熱鏈球菌生長(zhǎng)快，發(fā)酵1小時(shí)后與保加利亞乳桿菌的比例為(3-4):1。在隨后的階段，嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)由于乳酸的抑制作用緩慢下來(lái)，保加利亞乳桿菌的數(shù)量也逐漸與嗜熱鏈球菌數(shù)量相近。                在發(fā)酵初期，由于氨基酸的促進(jìn)作用，嗜熱鏈球菌增殖活躍，繁殖速度比保加利亞乳桿菌快；而后期保加利亞乳桿菌增殖活

11、躍，繁殖速度比嗜熱鏈球菌快。                發(fā)酵初期，主要是嗜熱鏈球菌產(chǎn)酸，而后期主要是保加利亞乳桿菌產(chǎn)酸。嗜熱鏈球菌產(chǎn)酸緩慢，能在牛奶中形成莢膜和粘質(zhì)物，莢膜和粘質(zhì)物對(duì)維持酸奶的硬度有重要作用。                保加利亞乳桿菌細(xì)胞壁或細(xì)胞膜對(duì)乳糖酶

12、活性有保護(hù)作用，造成了酸奶制品在貯存過(guò)程的酸性條件下乳糖酶仍有較大活性，繼續(xù)發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸導(dǎo)致了后酸化現(xiàn)象發(fā)生。保加利亞乳桿菌是導(dǎo)致酸奶制品發(fā)生后酸化的主要菌，是保加利亞乳桿菌細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的性質(zhì)保護(hù)了細(xì)胞內(nèi)乳糖酶所處介質(zhì)的pH值與細(xì)胞外pH值不一致，從而使乳糖酶活性受到的影響小。         圖1：酸奶發(fā)酵過(guò)程中桿球菌數(shù)量的變化曲線        酸奶后酸化的控制措施     &

13、#160;          在2000年時(shí)，由于酸奶后酸化現(xiàn)象的存在，使酸奶的保質(zhì)期在5條件下只有7天左右。要控制酸奶后酸化，關(guān)鍵在于既要保持酸奶中乳酸菌的活性，又要降低乳酸菌在2-6條件下的產(chǎn)酸能力。                在酸奶發(fā)酵劑中調(diào)整保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的比例    

14、60;           在酸奶發(fā)酵劑中，調(diào)整保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的比例，增加球菌對(duì)桿菌的比例。酸奶在發(fā)酵過(guò)程中，首先快速生長(zhǎng)的是嗜熱鏈球菌。當(dāng)pH值從6.5下降到5.5時(shí)，保加利亞乳桿菌的生長(zhǎng)開始加快，而嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)逐漸減慢；當(dāng)pH值下降到5.0時(shí)，保加利亞乳桿菌控制了酸奶的發(fā)酵。當(dāng)pH值下降到4.6左右時(shí)，酪蛋白開始凝聚，牛奶開始凝結(jié)。而酸奶在冷藏過(guò)程中，占優(yōu)勢(shì)的保加利亞乳桿菌繼續(xù)發(fā)酵乳糖產(chǎn)酸，使酸奶的pH值下降到3.5。所以，增加發(fā)酵劑中球菌對(duì)桿菌的比例，可使酸奶后發(fā)

15、酵減弱。                丹麥丹尼斯克(Danisco)公司的MY900酸奶發(fā)酵劑中的嗜熱鏈球菌對(duì)保加利亞乳桿菌的比例可達(dá)1000左右 (見(jiàn)圖1)，發(fā)酵的酸奶在保質(zhì)期內(nèi)球桿菌比例為100左右 (見(jiàn)圖2)。這種酸奶發(fā)酵劑就是通過(guò)提高球桿菌比例來(lái)抑制酸奶后酸化現(xiàn)象。             

16、0;  通過(guò)添加外來(lái)物控制乳酸菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)酸                在酸奶制作過(guò)程中，經(jīng)常要添加蔗糖、葡萄糖等物質(zhì)。而這些物質(zhì)的添加，改變了乳酸菌所能利用的水分活度值，水分活度值通過(guò)改變酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)和誘導(dǎo)底物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化來(lái)影響酶活性，進(jìn)而影響菌體的生長(zhǎng)和產(chǎn)酸能力。水分活度值定義為食品中所含水分的蒸汽壓與相同狀況下純水蒸汽壓之比，表示微生物所能實(shí)際利用的水分量。    

17、;            據(jù)報(bào)道，在酸奶制作過(guò)程中添加4%的蔗糖可以抑制乳酸菌生長(zhǎng)和產(chǎn)酸，而蔗糖濃度超過(guò)8%時(shí)，乙醛的合成下降。蔗糖濃度對(duì)保加利亞乳桿菌的抑制作用要比嗜熱鏈球菌強(qiáng)，也就是說(shuō)，保加利亞乳桿菌對(duì)水分活度的下降更敏感，而且牛奶中總固體成分對(duì)抑制作用的影響要比單純糖的影響強(qiáng)。                因?yàn)?/p>

18、酸奶的后發(fā)酵主要是保加利亞乳桿菌在酸性條件下繼續(xù)產(chǎn)酸造成的，所以可以通過(guò)使水分活度的下降來(lái)使其生長(zhǎng)減慢，這樣也使酸奶后酸化程度減輕。另外，水分活度的下降也可以改變球菌對(duì)桿菌的比例，從而使酸奶后發(fā)酵減弱。                改變細(xì)胞膜的通透性               

19、0;在低乳糖牛奶的生產(chǎn)過(guò)程中，已應(yīng)用化學(xué)誘變劑(如乙醇)來(lái)改變?nèi)樗峋?xì)胞膜的通透性，從而增加-半乳糖苷酶的活力，進(jìn)而提高了乳糖的水解度。酸奶發(fā)酵劑所用菌種在正常生長(zhǎng)條件下，菌體內(nèi)pH值與周圍pH值不同，菌種有將其體內(nèi)細(xì)胞質(zhì)酸堿度保持在近中性條件下的能力(pH值為7.5-6.0)，這樣有利于菌體進(jìn)行正常的新陳代謝和各種酶反應(yīng)。                有研究表明，介質(zhì)的pH值對(duì)乳酸菌細(xì)胞的新陳代謝有間接的影響，而乳酸菌細(xì)胞質(zhì)的pH值

20、對(duì)新陳代謝活動(dòng)有直接影響。在酸奶發(fā)酵過(guò)程中，由于周圍介質(zhì)的pH值不斷下降，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的細(xì)胞膜受到酸侵害，其通透性改變，導(dǎo)致體內(nèi)pH值也隨之下降，從而抑制了乳酸菌的正常生長(zhǎng)和代謝。而保加利亞乳桿菌對(duì)酸的敏感性較差，在介質(zhì)pH值為4.0-4.5時(shí)，其細(xì)胞內(nèi)pH值還能維持在中性附近；而當(dāng)介質(zhì)pH值為3.5時(shí)，菌體內(nèi)pH值為4.4，這時(shí)其新陳代謝活動(dòng)才受到抑制。乳酸菌能保持pH值的動(dòng)態(tài)平衡。                菌體內(nèi)

21、糖酵解生成的乳酸經(jīng)細(xì)胞膜的調(diào)節(jié)蛋白而分泌到菌體外，而細(xì)胞外的質(zhì)子和乳酸鹽分子卻不能滲透到正常的細(xì)胞膜內(nèi)，這樣就形成了一個(gè)pH值梯度差，pH值梯度差的形成是維持乳酸菌動(dòng)態(tài)平衡和新陳代謝的物質(zhì)基礎(chǔ)。它提供了質(zhì)子動(dòng)力，可以影響陽(yáng)離子轉(zhuǎn)移、氨基酸和肽的轉(zhuǎn)移、細(xì)胞DNA分子的攝取和乳酸菌的蛋白分解能力。乳酸菌的這一pH值動(dòng)態(tài)平衡與質(zhì)子轉(zhuǎn)位子ATP酶的活性有關(guān)。                在酸奶發(fā)酵成熟后，采用某種技術(shù)使乳酸菌細(xì)胞膜通透性增加，

22、使分泌到細(xì)胞外的乳酸與氫質(zhì)子能滲透到菌體內(nèi)，使菌體內(nèi)pH值下降，從而使乳酸菌停止生長(zhǎng)和產(chǎn)酸，這樣就達(dá)到了防止酸奶后酸化的目的。         圖2：直投式菌種發(fā)酵酸奶保質(zhì)期內(nèi)球桿菌數(shù)量        通過(guò)細(xì)菌素來(lái)抑制酸奶后酸化                將乳酸鏈球菌素、丙酸

23、桿菌素和短桿菌素等細(xì)菌素應(yīng)用到酸奶中，能抑制酸奶后酸化。乳酸鏈球菌素(nisin)是國(guó)際上允許應(yīng)用到食品中的防腐劑，中國(guó)于1990年批準(zhǔn)使用。                乳酸鏈球菌素是一種多肽，人體內(nèi)的酸可將其降解，從而被消化，其對(duì)人體無(wú)害，而且與其它抗生素?zé)o交叉抗性；乳酸鏈球菌素對(duì)食品的色、香、味等口感不產(chǎn)生副作用；使用乳酸鏈球菌素時(shí)可以降低殺菌溫度，減少熱處理時(shí)間；乳酸鏈球菌素在酸性條件下熱穩(wěn)定性強(qiáng)。  &#

24、160;             在牛奶中添加乳酸鏈球菌素，然后接種到牛奶中并發(fā)酵至凝固。乳酸鏈球菌素抑制了乳酸菌的繁殖，并降低了總菌數(shù)，延長(zhǎng)了發(fā)酵時(shí)間，但只要選擇合適的劑量和適當(dāng)?shù)奶砑臃绞?，就可以一方面使酸奶中的活菌?shù)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，另一方面又能抑制酸奶后酸化，延長(zhǎng)保質(zhì)期，提高酸奶風(fēng)味。        據(jù)報(bào)道，添加40 IU/mL的乳酸鏈球菌素到酸奶中，能夠?qū)⑺崮毯笏峄七t3天，且活菌數(shù)保持在107以上，同時(shí)酸奶的感官質(zhì)量良好。                通過(guò)育種技術(shù)來(lái)篩選低溫下弱產(chǎn)酸菌株  &