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「发酵乳制品」的制作方法及常见种类与应用

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:发酵乳制品是指利用良好的原料乳,经杀菌后接种特定的微生物进行发酵,产生具有特殊风味、较高营养价值和一定保健功能的乳制品。常见的发酵乳制品主要包括酸乳、干酪、酸奶油、乳酒等。应用于发酵乳制品生产的微生物主要有乳酸菌、霉菌、酵母菌等。

「发酵乳制品」的制作方法及常见种类与应用

发酵乳制品是指利用良好的原料乳,经杀菌后接种特定的微生物进行发酵,产生具有特殊风味、较高营养价值和一定保健功能的乳制品。常见的发酵乳制品主要包括酸乳、干酪、酸奶油、乳酒等。

应用于发酵乳制品生产的微生物主要有乳酸菌、霉菌酵母菌等。乳酸菌是一群能从可发酵性碳水化合物产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的通称,主要包括乳酸乳球菌(Lactococcus lactis),包含乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus lactis subsp.lactis)、乳酸乳球菌乳脂亚种(Lactococcus lactis subsp.cremoris)和乳酸乳球菌双乙酰亚种(Lactococcus lactis subsp.diacetylactis)3个亚种;乳杆菌属(Lactobacillus)包括嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)、德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)、德氏乳杆菌乳亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.lactis)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentium)、格氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)、约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)和唾液乳杆菌(Lactobacillus salivarius)等;嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)和肠膜明串珠菌乳脂亚种(Leuconostoc mesenteroides subsp.cremoris)等,这些乳酸菌对发酵乳制品风味有决定性的影响。

1.酸乳

酸乳是在优质鲜乳中加入乳酸菌进行乳酸发酵而制成的凝乳状产品,成品中必须含有大量的、相应的活性微生物。酸乳发酵用的菌种有多种,例如德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)、嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)等。一般采用德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)和嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)的混合菌种,两种菌株的混合比例对酸乳的风味和质地具有重要的作用,杆菌和球菌的比例通常是1:1或1:2。在一定的温度下,一般经过12~48 h发酵乳液可形成均匀凝乳状产品,酸度可达1%左右。

根据酸乳的组织状态,可分为凝固型酸乳和搅拌型酸乳两类。酸乳具有其独特的营养价值,酸乳中的蛋白质更易被机体合成细胞时所利用,具有更好的生化可利用性;含有更多的易于吸收的钙质和丰富的维生素;同时,酸乳可减轻“乳糖不耐受症”、调节人体肠道中的微生物菌群平衡、有效降低胆固醇水平以及预防白内障的形成等。

2.酸奶

酸奶油是以合格的鲜乳为原料,离心分离出稀奶油,经标准化调制、加碱中和、杀菌、冷却后加入发酵剂,通过乳酸菌的发酵作用,使乳糖转化为乳酸,柠檬酸转化为羟丁酮,羟丁酮进一步氧化成丁二酮,同时生成发酵中间产物如甘油、脂肪酸等赋予特殊的风味,再经过物理成熟、排出酪乳、加盐压炼、包装等工艺制成乳脂肪含量不小于80%,具有芳香浓郁的发酵乳制品。

目前酸奶油多采用混合乳酸菌发酵剂生产。发酵剂菌种分为两大类:一类是产酸菌种,主要是乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus lactis subsp.lactis)和乳酸乳球菌乳脂亚种(Lactococcus lactis subsp.cremoris)等,主要作用是利用产生的乳酸,在某种程度上起到抑制腐败菌繁殖的作用,从而提高奶油的稳定性;另一类是产香菌种,主要是噬柠檬酸链球菌(Streptococcus citrovorus)、副噬柠檬酸链球菌(Streptococcus paracitrovorus)和乳酸链球菌双乙酰亚种(Lactococcus lactis subsp.diacetylactis)等,可将柠檬酸转化为羟丁酮,再进一步氧化成丁二酮,赋予酸奶油特殊的香味。但实际制备发酵剂时一般是乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus lactis subsp.lactis)、乳酸乳球菌乳脂亚种(Lactococcus lactis subsp.cremoris)和乳酸链球菌双乙酰亚种(Lactococcus lactis subsp.diacetylactis)3种菌的混合菌种,或者是以上4种菌的混合菌种。所以专门发酵剂中还含有产生香味的噬柠檬酸链球菌(Streptococcus citrovorus)和乳酸链球菌双乙酰亚种(Lactococcus lactis subsp.diacetylactis),这也是发酵法生产的酸奶油比甜奶油具有更浓芳香味的原因。

酸奶油的变质经常从奶油的表面开始,例如假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)中的某些菌种常引起酸奶油中的脂肪和蛋白质分解,从而产生腐败臭味;某些假丝酵母菌(Candida albicans)、毕赤氏酵母(Pichia)和红酵母(Rhodotorula)等也能引起酸奶油腐败;少数细菌如黑色假单胞菌(Pseudomonas nigrifaciens)能在酸奶油上产生黑色,许多霉菌和某些酵母可以在酸奶油表面生长繁殖并产生各种色斑

3.干酪

干酪,又名奶酪、乳酪、芝士等,主要成分是酪蛋白和脂肪,是一种比较容易消化、营养价值较高的食品。干酪是由优质的鲜乳经过消毒后加入凝乳酶或微生物菌种,使得乳液凝块脱去乳清,压制块状,再在微生物的发酵作用下逐渐成熟而制成。乳源包括家奶牛、水牛、山羊或绵羊等。目前世界上已出现了几百种不同的干酪,人们很难按其实际意义进行分类。许多干酪是根据其出产的国家、地区或城市而命名。尽管它们名称不同,但可能会具有十分相近的风味特性;另外,也可能有几种完全不同的干酪却拥有相同的名称。

按照目前最普遍的分类方法,干酪被分为天然干酪和融化干酪。天然干酪是由牛奶直接制成,也有少部分是由乳清或乳清和牛奶混合制成。融化干酪是将一种或多种天然干酪经过搅拌加热而制成。按照质地特征又可将干酪分为软性干酪、半硬性干酪和硬性干酪等,其中普通硬性干酪最受人们欢迎,其产量占干酪总产量的90%以上。这种按照含水量的分类也可以分为软、中软、中硬或硬三种。

干酪成熟是一个缓慢的过程,它涉及一系列微生物学生物化学化学反应,例如糖酵解、脂解和蛋白质水解。干酪内微生物产生的酶促进了这些反应,因此干酪内微生物在干酪发酵和成熟过程中起着至关重要的作用。干酪内微生物分为两类:发酵剂菌种和非发酵剂菌种。(www.xing528.com)

在干酪制作过程中,发酵剂菌种主要产酸并对干酪的成熟产生作用,干酪发酵剂菌种的来源方式有两种:一是人为加入的,二是牛奶里自然存在的,第一种情况大部分发生在人工制作干酪中。发酵剂菌种主要来源于乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、明串珠菌属(Leuconostoc)中的中温菌,以及嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)中的嗜热菌种。发酵剂前期的产酸具有十分重要的作用,它不但为来自菌株的酶和凝乳酶发挥作用创造一个适合的环境,而且还为非发酵剂菌种提供了重要的代谢前体物和适宜的生长环境(适宜的氧化还原电位、pH和水分活度等)。

非发酵剂菌种在干酪制作过程中不产酸或产酸很少,但对干酪的成熟具有重要作用。主要包括非发酵乳酸菌、丙酸杆菌(Propionibacterium)、黏细菌(Myxcobacteria)、霉菌和酵母菌。常见的乳酸杆菌主要有干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)、弯曲乳杆菌(Lactobacillus curvatus)、香肠乳杆菌(Lactobacillus farciminis)等专性同型发酵菌种;鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)兼性异型发酵菌种;发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)和短乳杆菌(Lactobacillus brevis)等专性异型发酵菌种。非发酵剂乳酸菌中的非乳酸杆菌主要有乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)、坚韧肠球菌(Enterococcus durans)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)和明串珠菌属(Leuconostocs)。

丙酸杆菌(Propionibacterium)是瑞士干酪中常见的菌群,能代谢乳酸盐为丙酸盐,并产生CO2和水。发酵产生的丙酸和乙酸促进干酪形成独特的风味,而产生的CO2是干酪形成空穴的原因。干酪内黏细菌(Myxcobacteria)的来源分为两种,一种是把老的干酪涂抹到嫩的干酪表面,另一种是往未成熟干酪上接种亚麻短杆菌(Brevibacterium linens)、白地霉(Geotrichum candidum)或汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)等,这些菌与干酪内氨基酸、脂肪酸等重要风味物质的形成有关。干酪成熟中另一重要的微生物是霉菌,娄地青霉(Penicillium roqueforti)是一种能在干酪内部生长并使干酪形成蓝色纹理结构,而沙门柏干酪青霉(Penicillium camemberti)是一种生长在干酪表面并使干酪表面有层白膜的菌。酵母菌在很多干酪里都能发现,这是因为在干酪成熟时低的pH、低的水分含量、低温和高的含盐量有利于酵母菌的生长。商业上干酪内酵母菌主要是乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、产朊假丝酵母(Candida utilis)和白地霉(Geotrichum candidum)。

干酪表面因有霉菌、酵母菌和某些蛋白质分解菌生长繁殖,可促使干酪软化、退色并产生臭味。干酪表面的发黏主要是由假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)和变形杆菌属(Proteus)等某些菌种所引起,而一些蛋白质分解菌,例如液化链球菌(Streptococcus liquefaciens)使干酪具有苦味,霉菌和一些球菌在干酪表面生长可形成各种色斑。

4.双歧杆菌酸乳

近年来,随着对双歧杆菌(Bifidobacterium)在营养保健方面的研究,人们将其引入酸奶的生产。目前已知双歧杆菌共有24种,其中9种存在于人体肠道内,而应用于发酵乳制品生产的主要有青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)、乳双歧杆菌(Bifidobacterium lactis)、两岐双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、短双歧杆菌(Bifidobacterium brevvis)、婴儿双歧杆菌(Bifidobacterium angulatum)和长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)6种。

双歧杆菌与人体,除了在酸奶中起到和其他乳酸菌一样的对乳营养成分的“预消化”作用,使鲜乳中的乳糖、蛋白质水解成为更易为人体吸收利用的小分子以外,主要产生双歧杆菌素。其对肠道中的致病菌沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、志贺氏菌等具有明显的杀灭效果。乳中的双歧杆菌还能分解积存于肠胃中的致癌物N-亚硝基胺,防止肠道癌变,并能通过诱导作用产生细胞干扰素和促细胞分裂剂,活化NK细胞,促进免疫球蛋白的产生、活化巨嗜细胞的功能,提高人体的免疫力,增强人体对癌症的抵抗和免疫能力。

现仅简要介绍双歧杆菌酸乳的生产工艺。双歧杆菌酸乳的生产有两种不同的工艺。一种是两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)与嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)等共同发酵的生产工艺,称共同发酵法。另一种是将两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)与兼性厌氧的酵母菌同时在脱脂牛乳中混合培养,利用酵母在生长过程中的呼吸作用,以生物法耗氧,创造一个适于双歧杆菌生长繁殖、产酸代谢的厌氧环境,称为共生发酵法。

5.马奶酒

马奶酒作为一种古老乳饮料,一直为俄罗斯、蒙古国、中亚一些国家以及我国的内蒙古、新疆等高加索地区人们所重视和喜爱。究其原因,主要是由于马奶酒中乳酸菌和酵母菌的相互作用,产生了一系列代谢产物,对人体具有营养、保健、医疗等功用和提供独特的风味,还有诸如对某些病原微生物的抑制作用、降血脂、降胆固醇、控制内毒素、促进新陈代谢、延缓机体衰老等。

马奶酒中的微生物分布也非常复杂,除了含有较多乳酸菌中的乳杆菌、乳球菌外,还有酵母菌。而乳杆菌中主要含有干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、消化乳杆菌(Lactobacillus alimentar)、詹氏乳杆菌(Lactobacillus jensenii)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)、德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和玉米乳杆菌(Lactobacillus zeae)8个种,某些地区马奶酒中还含有米酒乳杆菌(Lactobacillus sake)和麦芽香乳杆菌(Lactobacillus mataromicus);乳球菌有粪肠球菌(Enterococcus faecalis),嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、芒特肠球菌(Enterococcus mundtii)、异肠球菌(Enterococcus dispar)、假鸟肠球菌(Enterococcus pseudoavium)、坚忍肠球菌(Enterococcus durans)、鸡肠球菌(Enterococcus gallinarum)、黄色肠球菌(Enterococcus casseliflavus)、棉子糖肠球菌(Enterococcus raffinosus)、肠膜明串珠菌肠膜亚种(Leuconostoc mesenteroides subsp.mesenteroides),其中很多菌是一些潜在的益生菌,值得去开发利用。

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