微生物與酸奶發(fā)酵

1、淄博職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 畢 業(yè) 論 文題目 微生物與酸奶發(fā)酵 姓 名 學(xué) 號(hào) 系（院）制藥與生物工程班 級(jí) P09食品藥品監(jiān)督管理指導(dǎo)教師 職 稱 教授 指導(dǎo)教師 職 稱 二0一二年五月六日摘要近年來，酸奶已逐漸成為一種老少皆宜的健康食品。酸奶是牛奶經(jīng)過微生物發(fā)酵制成的，口味酸甜細(xì)滑，營(yíng)養(yǎng)豐富，是一種功能獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)品，能調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)微生物的平衡。酸奶不但具有牛奶的全部營(yíng)養(yǎng)成分，而且其中的乳酸和鈣結(jié)合生成的乳酸鈣，更容易被人體消化吸收。下面，我想結(jié)合酸奶在生產(chǎn)過程中微生物所起的作用、微生物的菌群變化、酸奶的生產(chǎn)工藝及酸奶的功效等方面的內(nèi)容。關(guān)鍵詞 微生物 酸奶工藝 發(fā)酵性能 乳酸菌目錄引言-31酸奶

2、的基礎(chǔ)知識(shí)-32酸奶的分類狀況-33酸奶發(fā)酵劑-43.1酸奶發(fā)酵劑的種類-43.2優(yōu)良菌種的選育-43.3菌種的移植-53.4培養(yǎng)基的配制和滅菌-53.5接種培養(yǎng)-53.6細(xì)胞濃縮-53.7冷凍干燥-64酸奶中的微生物-64.1乳酸菌的微生物種類-64.2乳酸菌的功能-65酸奶污染菌群及抑制-66微生物群落變化-77酸奶的功效-7參考文獻(xiàn)-8謝辭-9引言酸奶是一種歷史悠久且受人歡迎的乳制品。如今，酸奶憑借其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和良好的保健功能日益受到消費(fèi)者的青睞，酸奶也成為了我國(guó)第一大發(fā)酵乳制品。酸奶發(fā)酵劑在酸奶工業(yè)化生產(chǎn)中占據(jù)著不可替代的重要位置，其發(fā)酵特性直接影響發(fā)酵酸奶的風(fēng)味及品質(zhì)。篩選出的優(yōu)

3、良發(fā)酵劑，首先必須具有良好的發(fā)酵特性，其中包括產(chǎn)酸、產(chǎn)香、產(chǎn)粘等特性。近年來有很多學(xué)者對(duì)乳酸菌發(fā)酵劑發(fā)酵性能的篩選方法和發(fā)酵條件進(jìn)行了研究。本文首先對(duì)酸奶發(fā)酵劑做了基本的概述，然后對(duì)酸奶發(fā)酵劑的遺傳穩(wěn)定性、粘性、感官狀態(tài)、產(chǎn)酸能力、后酸化能力、活菌數(shù)、產(chǎn)香能力及蛋白質(zhì)水解能力等發(fā)酵性能的篩選方法和發(fā)酵條件方面的研究進(jìn)展做了綜述，并討論了酸奶發(fā)酵劑的應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢(shì)。1酸奶的基礎(chǔ)知識(shí)酸奶是以牛奶為原料，接種乳酸菌發(fā)酵劑后，按特定工藝制成的發(fā)酵乳制品。其外觀為細(xì)膩的膠凍狀或粘稠的乳糜狀。其次，我希望大家能夠分清與酸奶相近并且比較容易混淆的乳酸菌飲料，它是發(fā)酵好的酸奶經(jīng)過再加工制成的，其內(nèi)容物比較稀，

4、蛋白質(zhì)含量0.7。配料中一般不加酸味劑，但制品卻酸甜適口。這是由于在生產(chǎn)過程中，經(jīng)過了一段時(shí)間的乳酸發(fā)酵，乳酸菌分解牛奶中的乳糖，產(chǎn)生一定量的乳酸和其它一些帶有發(fā)酵香味的物質(zhì)。因此，乳酸菌飲料除與乳酸飲料一樣富有蛋白營(yíng)養(yǎng)，酸甜適口外，還具有香味柔和的特點(diǎn)。作為發(fā)酵型的的乳酸菌飲料，它的生產(chǎn)工藝比配制型的乳酸飲料復(fù)雜，生產(chǎn)周期也長(zhǎng)得多。需要特別指出的是，我們?cè)谫?gòu)買牛奶產(chǎn)品時(shí)，除了上述的酸奶和乳酸菌飲料之外，還會(huì)碰見一些乳酸飲料，這種飲料屬配制型飲料，其主要配料為：水、白糖、奶粉、果汁、穩(wěn)定劑、酸味劑、香料等制成的含乳飲料，蛋白含量1.0%，不經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵。該產(chǎn)品的生產(chǎn)周期短，工藝較簡(jiǎn)單，不需發(fā)

5、酵，只要將各種配料混合均勻，制成均一狀態(tài)的乳濁液即可。乳酸飲料有酸甜適口的特點(diǎn)、配料中沒有乳酸菌這一項(xiàng)，沒有特有的發(fā)酵香味。它的保質(zhì)期一般是個(gè)月。2酸奶的分類狀況按照原料不同,酸奶可以分為純酸奶、調(diào)味酸奶和果料酸奶，其中蛋白質(zhì)含量2.3。按照加工工藝不同，酸奶也可分為兩類：膠凍狀的叫做凝固型酸奶，粘稠乳糜狀態(tài)的叫做攪拌型酸奶。按照成品的脂肪含量，酸奶還可分為全脂酸奶、部分脫脂酸奶和脫脂酸奶三類，后兩類可供需要控制脂肪消費(fèi)者選擇食用。需要提醒消費(fèi)者注意的是，只有看到酸奶產(chǎn)品包裝上注明蛋白質(zhì)含量2.3，且內(nèi)容物呈粘稠狀或呈膠凍狀，才能基本斷定它屬于酸奶。真正的酸奶中應(yīng)含有足量的活乳酸菌（106以上

6、），需要在冷藏的條件下保存。3酸奶發(fā)酵劑酸奶是新鮮牛奶經(jīng)酸奶發(fā)酵劑發(fā)酵而成的乳制品。酸奶發(fā)酵劑是制作酸奶所用的特定的微生物培養(yǎng)材料。發(fā)酵劑在酸奶生產(chǎn)過程中的作用非常重要，發(fā)酵劑是酸奶產(chǎn)品產(chǎn)酸和產(chǎn)香的基礎(chǔ)和主要原因。酸奶質(zhì)量的好壞主要取決于酸奶發(fā)酵劑的品質(zhì)類型及活力。3.1酸奶發(fā)酵劑的種類酸奶發(fā)酵劑按照物理形態(tài)的不同可分為液體酸奶發(fā)酵劑、冷凍酸奶發(fā)酵劑和直投式酸奶發(fā)酵劑這3種。液體酸奶發(fā)酵劑比較便宜，但是菌種活力經(jīng)常發(fā)生改變，存放過程中易染雜菌，保藏時(shí)間也較短，長(zhǎng)距離運(yùn)輸菌種活力降低很快；冷凍酸奶發(fā)酵劑乃經(jīng)深度冷凍而成，其價(jià)格也比直投式酸奶發(fā)酵劑便宜，菌種活力較高，活化時(shí)間也較短，但是其運(yùn)輸和貯

7、藏過程中都需要 一 4 5一5 5 左右的特殊環(huán)境條件；而直投式酸奶發(fā)酵劑不僅可以直接投入到發(fā)酵罐中生產(chǎn)酸奶，而且貯藏在普通冰箱中即可，運(yùn)輸成本和貯藏成本都很低，其使用過程中的方便性、低成本性和品質(zhì)穩(wěn)定性特別突出。在以前的酸奶生產(chǎn)過程中，酸奶發(fā)酵劑的菌種要在酸奶生產(chǎn)廠家單獨(dú)設(shè)菌種車間，以完成 “ 純菌活化擴(kuò)大繁殖母發(fā)酵劑中間發(fā)酵劑工作發(fā)酵劑”這一工藝過程，該過程工序多、技術(shù)要求嚴(yán)格，一般廠家由于生產(chǎn)條件有限，經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量問題。所 以，在乳業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，酸奶生產(chǎn)廠家不自制發(fā)酵劑，由專門生產(chǎn)發(fā)酵劑的企業(yè)提供酸奶發(fā)酵劑，來滿足發(fā)酵乳制品廠家的要求。丹麥的漢森中心實(shí)驗(yàn)室1988年底生產(chǎn)出超濃縮的直投式酸

8、奶發(fā)酵劑。 3.2優(yōu)良菌種的選育 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的商品化發(fā)酵劑關(guān)鍵在于使用優(yōu)良菌種。目前國(guó)外已經(jīng)專門成立了酸奶發(fā)酵劑生產(chǎn)與研究中心，對(duì)發(fā)酵劑菌種的功能要求已經(jīng)基本形成標(biāo)準(zhǔn)。乳酸菌的篩選方向主要有：篩選抗冷凍、抗干燥、抗剪切力等抗逆性強(qiáng)的菌株，因?yàn)閮龈?、深度凍藏、噴霧干燥是當(dāng)前制備商品化發(fā)酵劑的主要方法； 篩選乳糖和半乳糖利用率高的陽(yáng)性菌株，以多產(chǎn)乳酸； 篩選黏性菌種 以高產(chǎn)胞外多糖等黏性物質(zhì)，從而增加產(chǎn)品黏度，提高產(chǎn)品的濃厚質(zhì)地，并減少凝膠斷裂及乳清析出等質(zhì)量缺陷的發(fā)生； 酸奶發(fā)酵過程中會(huì)經(jīng)常由于噬菌體的污染而導(dǎo)致發(fā)酵遲緩甚至發(fā)酵失敗，但是 目前還缺乏有效的防治措施，因此每個(gè)酸奶廠都要求有相應(yīng)的抗噬

9、菌體菌株以備輪換； 檸檬酸能夠被分解成為二乙酰等酸奶特有風(fēng)味物質(zhì)，檸檬酸利用菌能夠增強(qiáng)酸奶的特有風(fēng)味 ；篩選雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌等益生菌時(shí)菌株最好來自于人體，而且能耐受人的膽汁酸鹽和酸性環(huán)境，以增強(qiáng)其有效性。篩選得到的純培養(yǎng)物置于超低溫冰箱或液氮罐中長(zhǎng)期保藏，以保持其活性和穩(wěn)定性。3.3菌種的移植 在進(jìn)行發(fā)酵劑的工廠化生產(chǎn)以前，先在實(shí)驗(yàn)室和菌種車間進(jìn)行菌種的活化和移植，并進(jìn)行種子液的擴(kuò)大培養(yǎng)。 3.4培養(yǎng)基的配制和滅菌 制備直投式酸奶發(fā)酵劑，首先要對(duì)乳酸菌進(jìn)行高濃度培養(yǎng)。在選擇好基礎(chǔ)培養(yǎng)基 ( 一般為脫脂奶粉培養(yǎng)基)后，要找到合適的增強(qiáng)因子對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行強(qiáng)化，得到優(yōu)化培養(yǎng)基，以使乳酸菌的繁殖量達(dá)

10、到最大。 3.5接種培養(yǎng) 乳酸菌的高濃度培養(yǎng)方法有幾種：恒定 p H值培養(yǎng)法：乳酸菌在發(fā)酵過程中，代謝產(chǎn)生的乳酸、醋酸等物質(zhì)對(duì)其生長(zhǎng)具有反饋抑制作用。發(fā)酵罐中培養(yǎng)液的p H值維持在5.86.0，以解除乳酸等物質(zhì)對(duì)菌體生長(zhǎng)的抑制作用，延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間，制備出含活菌數(shù)高的發(fā)酵液。培養(yǎng)過程中，使用化學(xué)中和法或緩沖鹽法維持培養(yǎng)液 p H值的穩(wěn)定。膜滲析法：利用膜的選擇性將培養(yǎng)液與營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行成分交換，使培養(yǎng)液中的乳酸部分滲出，營(yíng)養(yǎng)液中的成分滲入培養(yǎng)液中，以維持乳酸菌正常的生長(zhǎng)繁殖。3.6細(xì)胞濃縮 對(duì)數(shù)期后期至穩(wěn)定期前期是乳酸菌細(xì)胞收獲的最佳時(shí)期，因?yàn)榇藭r(shí)收獲的菌體細(xì)胞的存活率和抗凍、抗干燥能力最強(qiáng)。這時(shí)就可

11、以將乳酸菌培養(yǎng)液進(jìn)行離心分離，收集菌體細(xì)胞，使菌液濃度得到濃縮。也可以選擇膜分離。濃縮倍數(shù)在 2 05 0倍以上，操作過程應(yīng)盡量柔和，盡量降低剪切力和空氣的影響。 3.7冷凍干燥 將乳酸菌冷凍后，在減壓環(huán)境下利用升華現(xiàn)象除去水分。當(dāng)菌體中的大部分水分被去除后，細(xì)胞的生理活動(dòng)就會(huì)停止，從而達(dá)到了長(zhǎng)期保藏的目的。冷凍過程中產(chǎn)生的冰晶體會(huì)損壞細(xì)胞膜，導(dǎo)致細(xì)胞大量死亡，所以在冷凍干燥前需加抗冷凍保護(hù)劑，以減少細(xì)胞的損害程度。4酸奶中的微生物4.1乳酸菌的微生物種類 乳酸菌是一類可發(fā)酵碳水化合物而主要生成乳酸的、 非病原性細(xì)菌的總稱， 通常都是革蘭氏陽(yáng)性茵。乳酸茵是一種習(xí)慣叫法，而不是微生物分類學(xué)上的名

12、稱。乳酸菌通常包括乳桿菌 屬 (Lactobacillus) 、鏈球菌屬 (Streptococcus) 、乳球菌屬 (Lactococcus ) 、明串珠菌屬 (Leuconostoc) 、 片球菌屬 (Pediococcus) 、 雙歧桿菌屬(Bifidobacterium) 和腸球菌屬(Enterococcus ) 。其中嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus) 、 雙歧桿菌屬、 腸球菌屬、 鏈球菌屬和乳球菌屬細(xì)菌由于能夠在寄主腸道存活生長(zhǎng)， 并且通過改善其寄主腸道微生物平衡的作用而有益于寄主， 所以又稱為原生菌或益生菌(probiotics)。常見于酸奶和發(fā)酵奶制

13、品中的為嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌。 4.2乳酸菌的功能改善乳糖的消化，如“乳糖不耐癥”。有益于加強(qiáng)酸奶的安全性，延長(zhǎng)酸奶的貯存期。益生菌的益生功能，如合成維生素。5酸奶污染菌群及抑制導(dǎo)致酸奶變質(zhì)的原因是污染了酵母菌、霉菌及其他雜菌，其中主要是酵母菌和霉菌。通過市場(chǎng)隨機(jī)取樣，分析鑒定，這兩類微生物普遍存在于各類酸奶中，說明酸奶較適合這些微生物生長(zhǎng)繁殖 ，但生產(chǎn)廠家只要加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的衛(wèi)生控制，即可有效地抑制這些微生物在酸奶中的生長(zhǎng)繁殖。 針對(duì)酸奶易污染繁殖酵母菌和霉菌的特點(diǎn)，生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)從原料奶到半成品到成品的監(jiān)控，嚴(yán)格執(zhí)行HACCP質(zhì)量管理計(jì)劃，找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，并制定相應(yīng)的操作標(biāo)準(zhǔn)，最大

14、程度地保證產(chǎn)品質(zhì)量6微生物群落變化 我國(guó)乳品工業(yè)近年來發(fā)展迅猛，乳品產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)，酸奶產(chǎn)品逐漸成為鮮奶的競(jìng)爭(zhēng)替代品，產(chǎn)量逐漸增加，呈直線上升趨勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的酸奶基本是由保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵而成，各自的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值十分接近。隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)和保健功能越來越重視。具有保健功能的發(fā)酵乳制品將是新品開發(fā)的一個(gè)方向。 在我國(guó)許多地區(qū)流行一種稱為“西藏靈菇”，又名“西藏雪蓮”的保健品，它是西藏土生土長(zhǎng)的有生命的菌類，據(jù)傳長(zhǎng)期飲用“西藏靈菇”浸泡的牛奶，能改善免疫力、補(bǔ)充維生素、消除疲勞，并對(duì)高血壓、冠心病、胃腸道疾病有很好的療效。藏靈菇奶，由于其獨(dú)特的保健效果，

15、在民間廣為流傳。藏靈菇是一種乳白色、膠質(zhì)狀的塊狀物，外形酷似米粒，上面棲息著多種微生物，可在鮮乳中生長(zhǎng)、分裂并將其特性傳給下一代以產(chǎn)生新粒。 為了真正揭開西藏雪蓮的神秘面紗，研究者們進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)藏靈菇酸奶中的微生物分離、純化及生理生化的鑒定。經(jīng)初步研究表明，藏靈菇酸奶中主要含有乳酸菌、乳桿菌和酵母菌，用藏靈菇泡酸奶，待酸奶酸化后飲用，實(shí)質(zhì)上是利用藏靈菇作為天然發(fā)酵劑發(fā)酵牛奶形成酸奶。這種發(fā)酵劑含有多種乳酸菌和酵母菌，目前世界各國(guó)的乳品發(fā)酵劑中，有酵母菌參與的只有兩種，一種是庫(kù)密斯，另一種是開菲爾。為了研究藏靈菇微生物種群結(jié)構(gòu)及發(fā)酵過程菌群變化，周劍忠等采用FCRDGGE指紋技術(shù)，研

16、究了藏靈菇中微生物的種群結(jié)構(gòu)。用掃描電子顯微鏡觀察了藏靈菇上微生物的分布，并跟蹤藏靈菇奶的整個(gè)發(fā)酵過程，觀察菌群的變化，并確定了其種群結(jié)構(gòu)及發(fā)酵過程菌群變化。7酸奶的功效酸奶能促進(jìn)消化液的分泌，因而能增強(qiáng)人的消化能力，促進(jìn)食欲。酸奶中的乳酸能產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，對(duì)人體具有保健作用。酸奶可降低血液中的膽固醇。制作酸奶時(shí)，某些乳酸菌能合成維生素c,使維生素c含量增加。經(jīng)常喝酸奶可以預(yù)防癌癥和貧血，并可治療牛皮癬和改 善老人及兒童營(yíng)養(yǎng)不良。酸奶能為孕婦提供必要的能量以及蛋白質(zhì)、維生素 、葉酸和磷酸 。更年期婦女常喝酸奶，可以抑制由于缺鈣引起的骨質(zhì)疏松癥。酸奶是幼兒較好的乳品，尤其適合消化能力差、易腹瀉的幼

17、兒。使用抗生素者骨質(zhì)疏松患者、動(dòng)脈硬化和高血壓病患者、腫瘤病患者以及年老體弱者宜常喝酸奶。 參考文獻(xiàn)1葉明·微生物學(xué)·中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，20092王蕾 高領(lǐng)·酸奶污染菌群的檢測(cè)試驗(yàn)·鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)·2008，1：283楊文雄.我國(guó)酸奶發(fā)酵劑的使用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)·中國(guó)食品添加劑·2007，4：121-123、1374佚名·酸奶·家庭科技·2009,2：345徐成勇 郭本恒·酸奶發(fā)酵劑和乳酸菌生物技術(shù)育種·中國(guó)生物工程雜志·2004，7：55-596何方·酸奶內(nèi)的微生物及其功能·中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)·2002，6：88-907李季，許艇·生態(tài)工程·化學(xué)工業(yè)出版社，2008謝辭本論文優(yōu)質(zhì)的書寫首先要感謝我的指導(dǎo)老師胡本高。蘇老師在我寫論文期間，給予我很多的建議，告訴了我大量的書寫方法及要