酸奶生產菌種及其代謝調控

酸奶生產菌種及其代謝調控方法前言

酸奶是當今乳制品研究開發(fā)的一個主流。隨著生活水平的提高,人們對食品需求已由營養(yǎng)、安全上升為保健功效方面,而酸奶由于其特有的營養(yǎng)價值和保健功能,越來越受到人們的普遍重視和歡迎,使得酸奶的需求量逐年增加。目錄酸奶的簡介及作用酸奶的分類及生產工藝酸奶生產菌種及其代謝調控方法321酸奶的簡介酸奶是以新鮮的牛奶為原料，經過巴氏殺菌后再向牛奶中添加有益菌，經發(fā)酵后，再冷卻灌裝的一種牛奶制品。

鮮果酸奶

目前市場上酸奶制品多以凝固型、攪拌型和添加各種果汁果醬等輔料的果味型為多。1.營養(yǎng)豐富，具有鮮乳所有的營養(yǎng)價值，而且優(yōu)于鮮乳。2.調節(jié)人體腸道中的微生物菌群平衡，抑制腸道有害菌生長。

酸奶的營養(yǎng)價值

酸奶的營養(yǎng)價值3.降低膽固醇水平4.合成某些抗菌素，提高人體抗病能力。

酸奶的營養(yǎng)價值5.緩解“乳糖不耐受癥”6.有美容、潤膚、明目、固齒等作用酸奶的作用酸奶中含有B族維生素，供給人體營養(yǎng)需要酸奶中的鈣磷更容易被人體吸收

酸奶中含有大量的乳酸菌（每天喝0.25~0.5kg）鮮奶中鈣含量豐富，經發(fā)酵后，鈣等礦物質都不發(fā)生變化，但發(fā)酵后產生的乳酸，可有效地提高鈣、磷在人體中的利用率，所以酸奶中的鈣磷更容易被人體吸收?？梢跃S護腸道菌群生態(tài)平衡，形成生物屏障，抑制有害菌對腸道的入侵。通過產生大量的短鏈脂肪酸促進腸道蠕動及菌體大量生長改變滲透壓而防止便秘。酸奶還含有多種酶，促進消化吸收。通過抑制腐生菌和某些菌在腸道的生長，抑制了腐敗菌所產生的毒素，使肝臟和大腦免受這些毒素的危害，防止衰老，也抑制了這些菌所產生的致癌因子，達到防癌的效果。最后提高人體免疫功能，乳酸菌可以產生一些增強免疫功能的物質，可以提高人體免疫，防止疾病[5]。大病初愈者多喝酸奶，對身體恢復有著其他食物不能替代的作用。

◆按產品的組織狀態(tài)或生產方法分：凝固型酸乳和攪拌型酸乳

◆按原料中脂肪含量分：全脂酸乳、脫脂酸乳

◆按菌種種類分：普通酸乳、雙歧桿菌酸乳、嗜酸乳桿菌酸乳、干酪乳桿菌酸乳分類酸奶的生產工藝

原料乳凈化標準化配料過濾預熱均質殺菌蔗糖接種發(fā)酵凝乳破碎加入果肉、果醬等風味物質冷卻灌裝后熟（0~4℃）天然或風味攪拌型酸奶添加風味物質冷卻接種灌裝培養(yǎng)發(fā)酵冷卻后熟（0~4℃）天然或風味凝固型酸奶

鮮奶在收購前要對鮮奶進行檢驗，檢驗項目包括：奶溫、脂肪、蛋白、非脂乳固體、酸度、雜質度、冰點、抗生素、酒精實驗、美蘭實驗、細菌總數(shù)、摻堿、摻鹽等。收購后馬上將新鮮牛乳冷卻到4℃以下進行貯存。配料時將所用鮮牛乳的三分之一加熱到40～45℃后將白砂糖、穩(wěn)定劑、乳糖加入到干粉混料機或者是高速乳化罐中進行混料時間大約是二十分鐘?；焱炅蠈⒒旌衔锪洗虻脚淞瞎拗信c剩余的鮮牛乳進行混和?；旌洗蠹s五分鐘將物料打進離心分離機對乳中的糖的雜質進行分離。經過分離混和物料即可進行殺菌，殺菌的溫度在90～95℃5min。將殺完菌的物料打到發(fā)酵罐（注意排盡發(fā)酵罐和管道里的水）。進入發(fā)酵的物料溫度控制在42～44℃，然后加入發(fā)酵菌種。把菌種加入到發(fā)罐中攪拌五分鐘，在42～44℃的恒溫下發(fā)酵3～4小時，發(fā)酵的終點酸度為68～70°T。注意酸在發(fā)酵的過程中攪拌一定要記的關閉，翻缸前不得攪拌。在翻缸時候要發(fā)酵好的奶溫降到16～22℃，在翻缸的時候可以加入一定量的水果香精，如草莓香精之為類的。然后進行灌裝，灌裝前的貯存罐最好能用高位罐，這樣可以防止酸半稀。灌裝后要把成品快速推到冷庫中，冷庫的溫度為0～6℃，后發(fā)酵時間12小時。即可出庫了。說明現(xiàn)在的攪拌型酸奶的種類也很多有用益生菌發(fā)發(fā)酵的，就是益生菌酸牛乳，又因為用益生菌發(fā)酵的到奶大部產香比較弱所以加入的香精量也比較大，也可以灌裝的時候加入果料，即是果料酸奶。加入的有果醬也有果肉，例如蒙牛的“真果?！本褪枪馑崮?。但是加入果肉或者是果醬的質量一定要合格，尤其是微生物不能超標。灌裝時要注意灌裝機的清洗和消毒，以及灌裝間的空氣的消毒，以防止雜菌和霉菌對成品的污染。酸奶的生產工藝流程1、傳統(tǒng)菌種：保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌2、其他菌種：◆產香菌種：嗜熱鏈球菌、乳脂明串珠菌和丁二酮乳酸鏈球菌、雙乙酰鏈球菌◆產維生素的菌種：雙歧桿菌、謝氏丙酸桿菌（B12）◆具有保健作用的菌種：雙歧桿菌、干酪桿菌、嗜酸乳桿菌發(fā)酵劑常用菌種菌種的選擇

生產酸奶一般采用凍干菌種，主要是保加利亞乳桿菌和嗜熱乳鏈球菌混合發(fā)酵劑，嗜熱鏈球菌產酸，保加利亞乳桿菌產酸、產香。酸奶的發(fā)酵是利用乳糖在乳酸菌的作用下轉化成乳酸，隨著乳酸的形成，溶液的pH值逐漸達到酪蛋白的等電點（pH值為4.6~4.7），使酪蛋白聚集沉降，從而形成半固體狀態(tài)的凝膠體物質。

嗜酸乳桿菌保加利亞乳桿菌干酪乳桿菌嗜熱鏈球菌酸奶生產菌種酸奶生產菌種雙歧桿菌現(xiàn)在，工業(yè)生產最常用的乳酸菌是保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、干酪乳桿菌、嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌等。保加利亞乳桿菌保加利亞酸奶中的乳酸菌，在分類上屬于乳酸桿菌，因其菌種產地、效能優(yōu)異、微生物特性等特點，被微生物學家命名為德氏乳桿菌保加利亞亞種，簡稱保加利亞乳桿菌革蘭氏陽性厭氧性菌菌體長2~9μm，寬0.5~0.8μm單個體呈長桿狀或成鏈，兩端鈍圓不具運動性不會產生孢子在牛奶上培養(yǎng)，菌落為無色到淡白色，通常呈不光棉花狀，直徑1mm~3mm保加利亞乳桿菌耗氧，革蘭氏陽性菌

有少數(shù)種厭氧以兩個卵圓型為一對的球菌連成約

0.7~0.9μm的長鏈過氧化氫酶反應陰性圓形或橢圓形，成對或成鏈狀不產芽孢，多不運動在選擇性培養(yǎng)基中，嗜熱鏈球菌會長成米色的菌落嗜熱鏈球菌嗜熱鏈球菌

嗜熱鏈球菌為健康人腸道正常菌群，可在人體腸道中生長、繁殖?？芍苯友a充人體正常生理細菌，調整腸道菌群平衡，抑制并清除腸道中對人具有潛在危害的細菌。嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌活菌真正對人體起作用的是其乳發(fā)酵產物和底物。這些物質進入人體內，可以促進體內有益菌的增殖，抑制有害菌的繁殖，起到整腸及抗菌作用。一般企業(yè)所使用的乳酸菌種是嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌，這兩種菌無法經受胃酸和膽汁的殺傷利用，即使有少量能活著進入腸內也不能定植而被排除體外，起生理作用的只有其發(fā)酵產物。干酪乳桿菌乳桿菌屬革蘭氏陽性菌不產芽孢，無鞭毛，不運動兼性異型發(fā)酵乳糖，不液化明膠最適生長溫度為37℃，G+C含量為45.6%~47.2%菌體長短不一，兩端呈方形，常成鏈菌落粗糙，灰白色，有時呈微黃色，能發(fā)酵多種糖。干酪乳桿菌的益生功能干酪乳桿菌進入人體后可以在腸道內大量存活，起到調節(jié)腸內內菌群平衡、促進人體消化吸收等作用高效降血壓、降膽固醇，促進細胞分裂，產生抗體免疫，增強人體免疫及預防癌癥和抑制腫瘤生長緩解乳糖不耐癥、過敏雙歧桿菌革蘭氏陽性，厭氧或兼性厭氧桿菌，末端常常分叉

產酸力低（凝乳時間需18~24小時）不運動、無芽孢、形態(tài)多變染色不規(guī)則,過氧化氫酶呈陰性。

菌落光滑,凸圓邊緣完整,乳脂呈白色,閃光并有柔軟質地。雙歧桿菌營養(yǎng)作用：雙歧桿菌在人體腸內發(fā)酵后可產生乳酸和

醋酸

雙歧桿菌發(fā)酵乳糖產生半乳糖

雙歧桿菌可以產生維生素B1、B2、B6、

B12及丙氨酸、纈氨酸、天冬氨酸和蘇氨酸等人體必需的營養(yǎng)物質雙歧桿菌具有以下治療效果：1、維護腸道正常細菌菌群平衡，抑制病原菌的

生長，防止便秘，下痢和胃腸障礙等；2、抗腫瘤；3、在腸道內合成維生素、氨基酸和提高機體對鈣離子的吸收；4、降低血液中膽固醇水平，防治高血壓；5、改善乳制品的耐乳糖性，提高消化率；6、增強人體免疫機能，預防抗生素的副作用，

抗衰老，延年益壽。嗜酸乳桿菌

由于胃液具有很強的酸性，所以胃部是個小型"消毒車間"。嗜酸乳桿菌不僅在胃中，它還是人體小腸內的主要益生菌。主要存在于小腸中，釋放乳酸，乙酸和一些對有害菌起作用的抗菌素，但是抑菌作用比較弱。革蘭氏陽性厭氧或兼性厭氧乳桿菌屬，末端呈圓形細胞大?。?.6~0.9μm×1.5~6.0μm單個或成雙排列，無莢膜，無鞭毛，無分支，不運動菌落粗糙，深層菌落呈放射或分枝形，無特有色素作用：1.生物屏障作用2.延緩機體衰老3.營養(yǎng)作用4.抗致癌作用5.增強機體的免疫力

6.降低血清膽固醇乳酸菌碳源的分解代謝

乳酸細菌能利用葡萄糖及其他相應的可發(fā)酵的糖產生乳酸，稱為乳酸發(fā)酵

同型乳酸發(fā)酵：（經EMP途徑）異型乳酸發(fā)酵：（經HMP途徑）雙歧桿菌發(fā)酵:（經HK途徑—磷酸己糖解酮酶途徑）

由于菌種不同，代謝途徑不同，生成的產物有所不同，其代謝途徑分為三類同型發(fā)酵途徑C6H12O6+2(ADP+Pi)2(CH3CHOHCOOH)+2ATP異型發(fā)酵途徑C6H12O6+ADP+PiCH3CH2OHCOOH+CH3CH2OH+CO2+ATP雙歧發(fā)酵途徑2C6H12O62CH3-CHOH-COOH+3CH3COOH葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2(1,3-二-磷酸甘油酸）

2乳酸

2丙酮酸2NAD+2NADH4ATP4ADP2ATP2ADP乳酸鏈球菌保加利亞乳酸桿菌干酪乳酸桿菌嗜熱鏈球菌嗜熱鏈球菌-代謝和生長

嗜熱鏈球菌是同型發(fā)酵的細菌，發(fā)酵過程中，它產生L-乳酸和葉酸。在實驗室條件下，嗜熱鏈球菌可于45℃、缺氧情況下、在M17培養(yǎng)基（專門培養(yǎng)嗜熱鏈球菌的可商業(yè)購買培養(yǎng)基）生長。同型乳酸發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛乳酸乙酰磷酸NAD+NADHNAD+NADHATPADP乙醇乙醛乙酰CoA2ADP2ATP-2H-CO2腸膜明串珠菌短乳桿菌發(fā)酵乳桿菌兩歧分歧桿菌葡萄糖代謝屬異型發(fā)酵,具有磷酸轉酮酶活性,可將2mol葡萄糖酵解為3mol乙酸和2mol乳酸。其最適生存溫度為37～42℃,最適pH值6.5～7.0。雙歧發(fā)酵6-磷酸果糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛2乳酸2乙酰磷酸NAD+NADHNAD+NADH2ATP2ADP2乙酸4ADP4ATP-2H-CO2ADPATP乙酰磷酸乙酸ADPATP雙歧桿菌通過HMP發(fā)酵葡萄糖的途徑：2分子葡萄糖產生3分子乙酸、2分子乳酸同型乳酸發(fā)酵與異型乳酸發(fā)酵的比較代謝調控的目的增加生產菌種的數(shù)量減少在生產工藝中的副作用乳酸菌(lacticacidbacteria，LAB)是一類可發(fā)酵碳水化合物并以乳酸為主要產物的細菌，廣泛存在于自然環(huán)境中并對人體發(fā)揮著重要的生理功能。同時，作為一類重要的工業(yè)微生物，乳酸菌菌體及其代謝產物廣泛應用于食品、醫(yī)藥、飼料、精細化學品等工業(yè)領域中。因此，我們必須知道代謝調控的目的代謝的調控方法1.發(fā)酵工藝條件的控制

2.菌種遺傳特性的改變3.控制細胞膜的滲透性發(fā)酵工藝條件的控制1.菌種：當培養(yǎng)液酸度達到85~90°T時，球菌產酸停止，而桿菌能在150°T左右產酸，桿菌對產酸及芳香物質的形成至關重要。2.培養(yǎng)基濃度：以11%為基點，高濃度（20%以內）利于桿菌生長，產酸量大；較低濃度利于球菌生長。3.培養(yǎng)溫度：45~47℃利于桿菌生長

41~44℃利于球菌生長。4.接種量：以3%為基準，接種量大有利于桿菌生長；小則利于球菌生長。5.其它因素：當基質中殘留抗生素時，首先抑制球菌,然后抑制桿菌。菌種遺傳特性的改變

酸奶的發(fā)酵中，可運用遺傳和環(huán)境的控制