酸奶的制作_生物工藝學實驗指

實驗三　酸奶的制作

一、背景知識

酸奶（Yogurt）是以牛奶為主要原料，利用保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）等微生物，通過乳酸發(fā)酵作用而得到的一種發(fā)酵型乳制品，其中含有大量的活性乳酸菌。酸奶的營養(yǎng)和保健價值頗高，有利于增強腸胃的消化功能，促進人體對鈣和磷的有效利用，增加腸道有益菌的數(shù)量，降低血清中膽固醇的含量，預防心血管疾病及具有抗癌活性。酸奶還可以為乳糖不耐癥人群提供消費牛奶的機會。

酸奶主要分為普通型酸奶、功能型酸奶和風味型酸奶。普通型酸奶在發(fā)酵過程中除加入糖外，不再添加任何成分，以保持酸奶的清香味。風味酸奶分為凝固型和攪拌型兩種，凝固型風味酸奶是在原料奶中預先添加風味物質，如花生乳、綠豆?jié){、松仁、玉米乳等，經巴氏殺菌后發(fā)酵而成。攪拌型風味酸奶是在乳酸菌發(fā)酵原料奶凝固之后，再加入風味物質，如蜂蜜、果醬、果肉、果菜、胡蘿卜汁、枸杞子、香料等調制而成。如果添加的天然風味物質具有保健功能，此類酸奶也可稱為保健型酸奶或功能型酸奶。

二、實驗目的

1.掌握酸奶的制作原理。

2.學會酸奶的制作方法。

三、實驗原理

酸奶具有清新爽口的味覺，倍受廣大消費者歡迎。酸奶中含有乳酸菌的菌體及代謝產物，對腸道內的致病菌有一定的掣肘作用，對人體的腸道、消化道疾病有良好的治療效果。

酸奶是以牛乳為主要原料，接入一定量的乳酸菌，經發(fā)酵后而制成的一種乳制品。當乳酸菌在牛乳中生長、繁殖和產酸至一定程度時，pH下降，使乳酪蛋白在其等電點附近發(fā)生凝集而呈凝乳狀，這種凝乳狀酸奶被稱為凝固型酸奶。

四、實驗材料

鮮牛奶、奶粉、蔗糖、菌種（或市售酸奶）、天平、燒杯、玻璃棒、牛奶瓶、恒溫水浴鍋、恒溫培養(yǎng)箱、冰箱、不銹鋼鍋。

五、實驗方法與步驟

（一）凝固型酸奶制作

在原料乳中添加生產發(fā)酵劑后立即進行包裝，并在包裝容器中發(fā)酵而成，成品呈凝乳狀。

1.工藝流程

2.操作步驟

（1）牛奶瓶消毒

將牛奶瓶在不銹鋼鍋里用沸水煮15min。

（2）牛乳的凈化

利用特別設計的離心機，除去牛乳中的白血球和其他肉眼可見的異物。

（3）脂肪含量標準化

鮮奶中脂肪含量比較高，為了避免酸奶中有脂肪析出，需要對鮮奶的脂肪含量進行調整，使其達到所要求的標準?？梢栽谥竞扛叩呐Ｈ橹屑尤胍欢康拿撝?，或通過分離機從牛乳中分離出稀奶油，然后在得到的脫脂乳中再摻入一定量稀奶油，使調制乳的脂肪含量達到要求。

（4）配料

①奶粉的添加

經脂肪含量標準化處理的調制乳（或按1∶7的比例加水把奶粉配制成復原牛奶），為了使非脂干物質含量達到要求，一般往調制乳中添加脫脂奶粉，經如此處理的酸奶有一定的硬度，脫脂奶粉的添加量一般為1%～3%。

②蔗糖的添加

為了緩和酸奶的酸味，改善酸奶的口味，一般在調制乳中加入4%～8%的蔗糖。如果蔗糖量加入過多，會因調制乳滲透壓的增加而阻礙乳酸菌生長。一般是先將原料乳加熱到60℃左右，然后加入蔗糖，待糖溶解后，過濾除雜，經過濾的奶液再進行均質處理。

（5）均質

用于制作酸奶的原料乳一般都要進行均質處理。經過均質處理，乳脂肪被充分分散，酸奶不會發(fā)生脂肪上浮現(xiàn)象，酸奶的硬度和黏度都有所提高，而且酸奶口感細膩，更易被消化吸收。將加熱和均質兩種方法適當結合起來處理的效果會更好。一般是先將原料乳調至60℃左右，然后在均質機中，于8～10MPa壓力下對原料乳進行均質處理。

（6）滅菌

均質后原料乳需進行滅菌，方法大致有兩種：將乳加熱至90℃，保溫5min，或置于80℃恒溫水浴鍋中滅菌15min；也可用超高溫瞬時滅菌法（在135℃下保溫2～3s）。

滅菌目的有以下幾點：

①殺滅原料乳中的微生物，特別是致病菌。

②形成乳酸菌生長促進物質，破壞乳中存在的阻礙乳酸菌生長的物質。

③除去原料乳中的氧及由于乳清蛋白的變性而增加的巰基（-SH），從而使氧化還原電位下降，助長乳酸菌的生長。

④使乳清蛋白變性膨潤，從而改善酸奶的硬度和黏度，并阻止水分從變性酷蛋白凝聚成的網狀結構中分離出來。

⑤滅菌后，使乳中原本存在的酶失活，使發(fā)酵過程成為單一乳酸菌的作用過程，易于控制生產。

經滅菌處理后的原料乳迅速冷卻到43～45℃待接種。

（7）接種

向滅過菌的43～45℃的原料乳中加入發(fā)酵劑，接種量為2%～3%，通常是嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的混合菌，兩種菌的比例為1∶1或2∶1。球菌的接種量稍多些，可彌補由于桿菌生長產酸而阻礙球菌生長所造成的球菌數(shù)量不足的缺點。經實驗證明，當接種量超過3%時，發(fā)酵所需時間并不因種量加大而縮短，而酸奶的風味由于發(fā)酵前期酸度上升太快反而變差。所以，任意加大接種量是無益的，反之，若接種量過小，發(fā)酵所需時間延長，酸奶的酸味會顯得不夠。

（8）分裝

酸奶受到振動，凝乳狀態(tài)易被破壞，因此，不能在發(fā)酵罐中先發(fā)酵然后再進行分裝。分裝必須是將含有乳酸菌的牛乳培養(yǎng)基先分裝到銷售用的玻璃瓶或塑料小容器中，加蓋后送入恒溫室培養(yǎng)，在容器中發(fā)酵制成酸奶。為了避免雜菌的侵入，分裝操作應在無菌室中進行。牛乳分裝后，容器上部留出的空隙要盡可能小，這樣容器中的內容物晃動幅度小，酸奶的形態(tài)易保持完整。另外，減少空氣也有利于乳酸菌的生長。整個分裝操作的時間要短，使乳液溫度下降少，這樣乳液溫度與所設定的發(fā)酵溫度接近，整個發(fā)酵時間就不會被延長。

（9）發(fā)酵

將裝有含乳酸菌的牛乳的容器置于恒溫箱中進行發(fā)酵，恒溫箱的溫度保持在40～43℃，時間為3～4h；或30℃培養(yǎng)18～20h。

發(fā)酵終點的確定有兩種方法：①發(fā)酵奶的酸度已達到65～70oT［用0.1mo L/L NaOH標準溶液滴定10mL樣品，每消耗掉1mLNaOH溶液稱為1滴定酸度（oT）］，或pH＝4～5；②發(fā)酵奶的流動性變差，基本凝固。

（10）冷卻

發(fā)酵結束，在將酸奶移放進冷藏室進行貯存和后熟處理之前，應將酸奶從發(fā)酵室中取出，用冷風迅速將其冷卻至10℃以下，使酸奶中的乳酸菌停止生長，防止酸奶酸度過高而影響口感。

（11）后熟

酸奶在形成凝塊后應在4～7℃下保持24h以上，以獲得酸奶特有風味和較好口感。

（12）冷藏

經冷卻處理的酸奶貯藏在2～5℃，最好是-1～0℃的冷藏室保存。

低溫保存有以下優(yōu)點：①保存期間酸奶的酸度上升極少。②牛乳凝固時會產生收縮力，導致乳清析出，在低溫時這種收縮力比較弱，所以乳清不易從酸奶中分離出來。③低溫下酸奶逐漸形成白玉般的組織狀態(tài)，結構非常細膩。④低溫保存過程中，香味物質逐漸形成，使酸奶具有較濃香味。

（13）品味

酸奶應有凝塊，質地細膩、酸甜適中、清新爽口，若有不良異味，則很可能是酸奶污染了雜菌。

（二）攪拌型酸奶的制作

在發(fā)酵罐中接種生產發(fā)酵劑，凝固后，再經攪拌入杯盛入其他容器中，產品凝乳粒子直徑保持在0.01～0.04mm大小。呈半流動狀態(tài)的粥糊狀，易使用吸管吸食。

1.工藝流程

2.操作步驟（略）

（三）飲料型酸奶

將凝固型酸奶均質處理后，使凝乳充分分散，凝乳粒子直徑在0.01mm以下的酸奶，這種酸奶的特點是與牛乳相似，呈液體狀。

1.工藝流程

2.操作步驟

（1）凝固型酸奶的制備（略）

（2）混合

為了防止飲料型酸奶產生分層現(xiàn)象，一般在凝固型酸奶中加入穩(wěn)定劑，然后再用均質機破乳，由于增加了穩(wěn)定劑，即使在冷藏期間也不會發(fā)生酸奶分層現(xiàn)象。

根據(jù)來源可將穩(wěn)定劑分成兩類：

①人工合成穩(wěn)定劑，如海藻酸丙二醇酶（PGA）等。

②天然穩(wěn)定劑，如明膠、瓊脂、海藻酸鈉和果膠等。

穩(wěn)定劑的種類、添加量和添加方式，對于制備凝固塑酸到十分重要。目前在酸奶中使用較多的是低甲氧基果膠（LM果膠）。一般加入量為0.3%，使用時，先將LM果膠用水溶解，經滅菌后冷卻到接近酸奶的溫度（15～20℃），然后加入酸奶中攪勻。

（3）均質

在10MPa壓力下，將上述酸奶進行均質處理。

（4）分裝

均質后的酸奶液，灌裝到銷售用的小容器中，迅速冷卻至10℃以下。

（5）冷藏

飲料型酸奶會有活乳酸菌，因此應置于0～5℃冷藏。

（四）果汁酸奶

果汁酸奶是在凝固型酸奶中添加果汁和穩(wěn)定劑后，再經均質處理制成的。

1.工藝流程

2.操作步驟

（1）低酸味凝固型酸奶的制備

果汁（露）的添加會增加酸奶的酸味，因此在接種時，將嗜熱鏈球菌與保加利亞乳桿菌的比例改變成10∶1，目的是減少保加利亞乳桿菌產生的乳酸，這樣可避免酸味過強。制備低酸味凝固型酸奶的其他操作步驟，與一般凝固型酸奶的制法相同。

（2）混合

將酸奶和滅菌后冷卻至15～20℃的果汁（露）按4∶1混合，同時加入適量滅過菌的穩(wěn)定劑水溶液，攪拌均勻。

（3）均質

在10MPa壓力下，將上述酸奶進行均質處理。

（4）分裝

將經均質處理過的果汁酸奶乳液灌裝到銷售用的小容器中，迅速冷卻至10℃以下。

（5）冷藏

冷卻后的酸奶，置于0～5℃的冷藏室中冷藏。

（五）殺菌型酸奶

由牛乳制成酸奶后，用加熱方法將酸奶中所有微生物殺滅的一種酸奶，此種酸奶特點是：不存在乳酸菌和其他微生物，保存期中酸奶酸度不會改變，且保存期延長，但凝乳經加熱后，十分容易析出乳清，需在發(fā)酵前加穩(wěn)定劑，滅菌后酸奶的營養(yǎng)價值也有所降低。

1.工藝流程

2.操作步驟

殺菌型酸奶除多了一步殺菌工序外，其他操作步驟與凝固型酸奶基本相同。

殺菌：微生物在酸性環(huán)境中對溫度十分敏感，當pH為4.0～4.5時，65℃加熱5min就能夠把酸奶中的微生物殺死，制作殺菌型酸奶常使用這種方法。其他步驟（略）。

（六）冷凍酸奶

在酸奶中添加糖和香料，按照冰淇淋生產工藝加工成保健飲料。按冷凍酸奶是否含有活菌，可將其劃分為活菌型冷凍酸奶和殺菌型冷凍酸奶兩種類型?；罹屠鋬鏊崮淘?25℃貯藏1年，活乳酸菌殘存50%～80%；殺菌型冷凍酸奶是將酸奶中的活乳酸菌殺死，因此成品性能穩(wěn)定。

1.工藝流程

2.操作步驟

牛乳的凈化、脂肪含量標準化和配料的操作方法與制作凝固型酸奶相同。

將原料加熱至75℃，然后用均質機進行二段均質（均質壓力為13.538MPa、3.434MPa）。

均質后的乳加熱到85℃，保溫10min，接著將該滅菌奶冷卻到44℃。

接種保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合菌液（1∶1），接種量為2%～3%。

在43℃左右發(fā)酵6～7h，終止時酸奶的pH值為4.7～5.0。

在上述酸奶中添加經殺菌冷卻的糖液和香料，充分混合后在143MPa壓力60℃下均質，接著，將均質奶冷卻到45℃，成熟數(shù)小時后分裝。最后送入-35℃冷庫，快速冷凍硬化，得到凝固型冷凍酸奶。也可以將成熟后的酸奶不經過冷凍硬化，在分裝后直接冷藏保存制成攪拌型冷凍酸奶。

五、實驗注意事項

選擇優(yōu)質、新鮮的牛奶和酸奶（作為菌種）。

嚴格無菌操作，盡量避免雜菌污染。

酸奶制好后，應在0～5℃下保藏，保質期為5d。

附：原料奶質量要求

來源于健康牛所產的乳，色澤呈乳白色或微黃色，氣味芳香、無異味。初乳、末乳、細菌污染乳均不得使用。

乳牛注射抗生素后所產出乳，4d內不得使用。生產前應做小樣試驗。

總乳固體不低于11.5%，非脂乳固體大于8.5%。

原料中不得含堿及菌劑等雜質。

奶溫不高于10℃，70度酒精試驗無絮狀物沉淀。

附：酸牛奶衛(wèi)生標準

1.感官指標

呈乳白色或（和）稍帶淡黃色，具有清香純凈的乳酸味，凝塊稠密結實均勻，無氣泡，允許少量乳清析出。

2.理化指標

3.細菌指標

六、思考題

綜合評價自制酸奶的品質，說說你的制作體會。