功能性食品第八章乳酸菌及其發(fā)酵制品

1、功能性食品課件第八章乳酸菌及其發(fā)酵制品第1頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一科學研究并利用乳酸菌始于19世紀中葉，法國巴斯德在研究酒變酸的原因時首先發(fā)現(xiàn)了它。在這之后，先后發(fā)現(xiàn)了乳鏈球菌、乳桿菌和雙歧桿菌。近年來，確認了乳酸菌尤其是雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌等腸道有益菌的許多重要生理功能，各種乳酸菌發(fā)酵制品由此風靡全世界。第2頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一第一節(jié) 乳酸菌一、乳酸菌的分類二、乳酸菌的繁殖與生長過程三、乳酸菌的代謝四、乳酸菌的生理功能第3頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一一、乳酸菌的分類乳酸菌是一類可發(fā)酵利用碳水

2、化合物而產(chǎn)生大量乳酸的細菌，也因此而得名乳酸菌。但大多數(shù)細菌都能產(chǎn)生或多或少的乳酸，不能認為凡是產(chǎn)乳酸的細菌都是乳酸菌。乳酸菌分為乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、雙歧桿菌屬和片球菌屬5個屬，每個屬中又有很多菌種，一些菌種還包括數(shù)個亞種。 第4頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一用于發(fā)酵生產(chǎn)的常用乳酸菌乳酸菌適宜溫度凝固時間酸度/乳酸%應用乳酸鏈球菌乳酪鏈球菌3012h0.70.9酸奶、酸性酪乳、酸性稀奶油、干酪等嗜熱鏈球菌404512h0.70.9酸奶、乳酸菌飲料等保加利亞乳桿菌干酪乳桿菌374312h1.51.7酸奶、馬奶酒、干酪、乳酸菌飲料高加索乳桿菌202512h0

3、.70.9酸牛奶酒嗜酸乳桿菌兩歧雙歧桿菌37401418h0.31.90.11.4酸奶、嗜酸菌乳AB-乳香氣菌2025不凝結(jié)幾乎不產(chǎn)酸風味酸奶、酸性酪乳第5頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一二、乳酸菌的繁殖與生長過程以細胞分裂形式進行繁殖，一個發(fā)育成熟的細胞分裂成兩個獨立的菌體。經(jīng)歷四個不同的階段，即緩慢期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定期和衰亡期。對數(shù)期是乳酸菌發(fā)酵的黃金時期，實際生產(chǎn)中，將處于對數(shù)期的發(fā)酵劑菌種進行擴大生產(chǎn)，并采取措施來延長對數(shù)期，以提高發(fā)酵生產(chǎn)力。生產(chǎn)中控制發(fā)酵終點在生長穩(wěn)定期是較妥當?shù)?。在發(fā)酵乳成品保存時，采用低溫冷藏以控制發(fā)酵乳中活菌的死亡率。第6頁，共21

4、頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一三、乳酸菌的代謝乳酸菌最重要的代謝作用，就是在厭氧條件下，能發(fā)酵利用葡萄糖或其他碳水化合物，使之轉(zhuǎn)變成乳酸。同型乳酸發(fā)酵，是乳酸菌發(fā)酵過程中只產(chǎn)生唯一的產(chǎn)物乳酸，如鏈球菌、片球菌及常見乳桿菌等。異型乳酸發(fā)酵，在發(fā)酵過程中除產(chǎn)生乳酸外，同時還產(chǎn)生醋酸、乙醇和CO2等代謝物。如雙歧桿菌、明串珠菌和部分乳桿菌等。第7頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一乳酸菌對發(fā)酵制品的影響隨著乳酸發(fā)酵的進行，蛋白酶作用加劇，提高了對蛋白質(zhì)的分解能力。蛋白水解產(chǎn)物對乳酸菌是必需的；能改善制品質(zhì)構(gòu)；一些氨基酸還是許多風味物質(zhì)的前體，如甘氨酸、乙醛等。

5、乳酸菌對蛋白質(zhì)的水解能力雖然較弱，但蛋白質(zhì)的水解對發(fā)酵制品的成熟度、質(zhì)構(gòu)和風味具有有利的影響。第8頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一四、乳酸菌的生理功能營養(yǎng)成分的“預消化”，如乳糖轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?，蛋白質(zhì)的水解，同時還增加了可溶性鈣、磷及某些B族維生素。進入人體后即在腸道內(nèi)繁殖，使腸道菌群發(fā)生相應的變化，抑制了病原菌和有害人體健康細菌的生長繁殖。乳酸菌及其代謝產(chǎn)物能促進宿主消化酶的分泌和腸道的蠕動，促進食物的消化吸收并預防便秘的產(chǎn)生。乳酸菌能降低血清膽固醇水平，可預防由冠狀動脈硬化引起的心臟病。第9頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一1、乳酸菌的防癌、抗

6、癌關(guān)于乳酸菌的防癌、抗癌作用，起因于兩個方面的原因。首先是乳酸菌在腸道內(nèi)繁殖可以改善腸道菌群的組成，抑制致癌物質(zhì)的產(chǎn)生及其促癌作用，例如乳桿菌和雙歧桿菌能分解致癌物N-亞硝酸銨。其次是乳酸菌及其代謝產(chǎn)物能通過誘導產(chǎn)生干擾素和促細胞分裂劑，活化NK細胞并促使免疫球蛋白的產(chǎn)生，從而活化巨噬細胞的功能，提高了人體免疫力，增強了對癌癥的抵抗能力。代謝產(chǎn)物乳酸和醋酸具有殺菌作用，對致病菌有拮抗作用。 第10頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一2、雙歧桿菌的功能是人體腸道內(nèi)典型的有益細菌，生長繁殖貫穿在人的整個生命歷程中。有分析表明，母乳喂養(yǎng)的嬰兒腸道中雙歧桿菌數(shù)占絕對優(yōu)勢，而人工喂

7、養(yǎng)嬰兒腸道中雖然雙歧桿菌也占優(yōu)勢，但數(shù)量要比前者少得多，且其他腸道菌數(shù)明顯增多，這就是母乳喂養(yǎng)嬰兒比人工喂養(yǎng)嬰兒抵抗力強不易患病的原因之一。腸道中雙歧桿菌數(shù)量的多少可作為衡量人體（特別是嬰幼兒）健康的標準。第11頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一第二節(jié) 乳酸菌發(fā)酵制品一、酸奶二、乳酸菌飲料三、酸性酪乳四、雙歧桿菌發(fā)酵制品五、嗜酸乳桿菌發(fā)酵制品第12頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一一、酸奶以新鮮乳、脫脂乳、全脂乳粉、脫脂乳粉或煉乳等乳制品為原料制備的發(fā)酵酸乳，具有特殊“生鮮”的酸的風味，以乙醛作為主要特征風味，有靜止型和攪拌型兩種不同工藝產(chǎn)品，是

8、我國市場最常見的發(fā)酵乳制品。靜止型酸奶的制造原理是，乳酸菌生長繁殖發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸，使乳的pH下降。由于酪蛋白在等電點時產(chǎn)生沉淀凝膠作用，即乳酸促進了凝乳的形成，在包裝容器中形成凍膠狀的凝膠產(chǎn)品，故又稱酸凝乳。第13頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一1、靜止性酸奶的生產(chǎn)工藝原料乳標準化調(diào)配預熱均質(zhì)殺菌冷卻接種罐裝發(fā)酵冷卻冷藏成品發(fā)酵劑的制備 （反復接種保存活力）原料的檢驗 （感官、理化、微生物指標）原料的標準化與調(diào)制 （非脂乳固體，脂肪含量）均質(zhì)、殺菌和冷卻 （脂肪球變小，滅菌，蛋白變性）接種、裝瓶與發(fā)酵 （接種量，溫度，時間）第14頁，共21頁，2022年，5月20日

9、，14點45分，星期一2、攪拌型酸奶原料乳標準化調(diào)配預熱均質(zhì)殺菌冷卻接種發(fā)酵凝乳破碎冷卻罐裝冷藏成品與靜止型的工藝基本一致，差別在于靜止型是罐裝后發(fā)酵，而攪拌型是發(fā)酵和凝乳破碎后罐裝。第15頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一3、酸奶的質(zhì)量標準感官指標 色澤：均一，乳白色或稍帶黃色。 滋味和氣味：酸奶特有的風味，無不良氣味。 組織狀態(tài)：凝塊均勻，無汽泡。物化指標 脂肪3.2%；非脂乳固體8.5%；總糖10% ； 鉛1mg/kg；砷0.5mg/kg；銅1mg/kg。微生物指標 每mL乳酸菌1000萬；大腸菌群數(shù) 30 ； 霉菌數(shù)30；酵母數(shù)50；無致病菌。第16頁，共21頁

10、，2022年，5月20日，14點45分，星期一二、乳酸菌飲料乳酸菌飲料是以新鮮乳及乳制品經(jīng)乳酸菌發(fā)酵所得凝乳為主要原料，配以各種輔料而制成的直接飲用的液體飲料，要求其非脂乳固體3.6%。菌種仍可采用酸奶制造時典型的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌混合菌。生產(chǎn)工藝上，前階段原料乳的發(fā)酵與酸奶的生產(chǎn)工藝基本相同，不同的是后階段添加各種輔料的調(diào)配工藝。根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，可分為兩類產(chǎn)品即活菌型乳酸菌飲料和殺菌型乳酸菌飲料。 第17頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一三、酸性酪乳以脫脂乳或部分脫脂乳為原料，接種一定比例的產(chǎn)酸菌和產(chǎn)香菌混合發(fā)酵劑制出的一種粘性的、具有悅?cè)四逃拖銡夂惋L味的

11、酸性乳。用于酸性酪乳制造的乳酸菌是乳酸鏈球菌（或乳酪鏈球菌）與乳脂明串珠菌的混合菌種。后者是香氣菌，幾乎不發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸，能夠代謝檸檬酸產(chǎn)生風味物質(zhì)丁二酮。在原料的調(diào)配過程中添加適量的檸檬酸及其鈉鹽，可以合成穩(wěn)定的高質(zhì)量的丁二酮。 第18頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一四、雙歧桿菌發(fā)酵制品1、耐氧菌株的選育雙歧桿菌是一種專性厭氧乳酸菌，對環(huán)境及營養(yǎng)成分要求很高。在進行發(fā)酵培養(yǎng)過程中產(chǎn)酸能力低，凝乳時間長，且屬于異型發(fā)酵產(chǎn)生醋酸和乳酸（3：2），影響產(chǎn)品的的風味。目前用于發(fā)酵乳生產(chǎn)的雙歧桿菌共有5種，最常見的為兩歧雙歧桿菌。雙歧桿菌可以從嚴格厭氧到不十分敏感。利用兩歧

12、雙歧桿菌，接種于脫脂乳后，開始在充滿氮氣的厭氧條件下培養(yǎng)，逐步增加其中的氧氣來培養(yǎng)菌株耐氧性，經(jīng)過多次繼代培養(yǎng)可以得到適應生長在一般條件下的菌株。 第19頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一2、雙歧桿菌酸奶雙歧桿菌發(fā)酵制品生產(chǎn)的技術(shù)難點是既要保證產(chǎn)品中含有一定數(shù)量的雙歧桿菌，又要使產(chǎn)品的口感和風味被消費者接受。生產(chǎn)工藝有兩種，混合發(fā)酵法和分自發(fā)酵法，區(qū)別在于接種，前者是將兩個菌種一起接種，然后發(fā)酵，而后者是兩者分別發(fā)酵，最后按照1：1的比例混合罐裝。冷藏期間，酸度會繼續(xù)上升，而雙歧桿菌數(shù)量會減少，成品的初始酸度對其冷藏過程中雙歧桿菌活菌數(shù)影響很大，所以在生產(chǎn)過程中要嚴格控制發(fā)酵溫度和發(fā)酵終點。 第20頁，共21頁，2022年，5月20日，14點45分，星期一3、雙歧桿菌酵母共生發(fā)酵乳該