酸奶發(fā)酵生產(chǎn)（發(fā)酵技術(shù)課件）

發(fā)酵菌種種子擴(kuò)培原料處理設(shè)備工藝CONTENTS目錄項(xiàng)目一酸乳發(fā)酵生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)一發(fā)酵酸奶的制作1發(fā)酵菌種請(qǐng)問：你喝過發(fā)酵酸奶嗎？（yesorno?）請(qǐng)問：你是否知道發(fā)酵酸奶含有什么微生物（發(fā)酵菌種）？乳酸菌種發(fā)酵乳品菌種來(lái)源常用菌種1-乳酸菌概念3-乳酸菌代謝2-乳酸菌特征4-乳酸菌應(yīng)用乳酸菌種應(yīng)用乳酸菌概念代謝特征乳酸菌：能使可發(fā)酵性碳水化合物（如乳糖）轉(zhuǎn)化成乳酸的一大類細(xì)菌的總稱。乳酸菌：三大類群（1）乳桿菌屬：G+，無(wú)芽孢代表：保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌（2）鏈球菌屬：G+，無(wú)芽孢代表：嗜熱鏈球菌、乳酸鏈球菌、乳脂鏈球菌（3）雙歧桿菌屬：G+，無(wú)芽孢原料乳中的葡萄糖、乳糖、蛋白質(zhì)、脂肪等→進(jìn)入乳酸菌細(xì)胞內(nèi)→在酶的作用下經(jīng)各種代謝途徑→乳酸+凝乳顆粒+多肽+脂肪酸+氨基酸+維生素B+CO2等代謝產(chǎn)物球菌（鏈球菌）桿菌（含雙歧桿菌）（1）發(fā)酵酸奶：保加利亞乳桿菌：嗜熱鏈球菌=1：1（2）生理作用：維持腸道菌群的微生態(tài)平衡等。嗜熱鏈球菌嗜酸乳桿菌雙歧桿菌保加利亞乳桿菌部分乳酸菌的電子掃描照片發(fā)酵乳制品酸乳特征菌是指乳在發(fā)酵劑（特定菌）的作用下發(fā)酵而成的酸性凝乳狀產(chǎn)品。在保質(zhì)期內(nèi)產(chǎn)品中的特征菌必須大量存在,并能繼續(xù)存活和具有活性?；罹鷶?shù)(cfu值)≥1000萬(wàn)個(gè)/ml包括：酸奶，開菲爾，酸奶油，乳酒（以馬奶為主），發(fā)酵酪乳，干酪等。酸乳特征菌——保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌(1:1)發(fā)酵乳制品特征：含有大量的活的乳酸菌(乳酸菌數(shù)cfu值≥1×106/mlGB19302-2010)*cfu即“colonyformingunits”。cfu/ml指的是每毫升樣品中含有的細(xì)菌菌落總數(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB19302—2010GB4789.35—2016酸乳yoghurt：原料-生牛（羊）乳或乳粉；菌種-嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌風(fēng)味酸乳flavoredyoghurt：原料-80%生牛（羊）乳或乳粉；其它原料-20%（食品添加劑、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、果蔬、谷物等）；菌種-嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌乳酸菌數(shù)限量[CFU/g(mL)]：≥1×106；（檢驗(yàn)方法-GB4789.35，目前2016版）討論1：這個(gè)菌種的曲線說(shuō)明了什么？2023/10/31Sc:嗜熱鏈球菌Lb:保加利亞桿菌滴定酸度說(shuō)明了：菌種最佳配比：Lb:Sc=1:1討論2：如何獲得乳酸菌種？大量活的乳酸菌（乳酸菌數(shù)cfu值≥1×106/ml）步驟實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)基用途菌落特征1-分離BCG牛乳瓊脂平板（固體）乳酸菌分離圓形稍扁平、黃色，周圍培養(yǎng)基變黃色2-鑒別脫脂乳試管（液體）乳酸菌鑒別凝固，無(wú)氣泡，呈酸性問題：是否還有其他途徑獲得菌種？途徑1-購(gòu)買或索?。蒲袉挝?、高校、工廠、菌種保藏部門）途徑2-從生產(chǎn)過程中已有菌種中分離篩選途徑3-從大自然中分離篩選新的菌種————發(fā)酵菌種的三大來(lái)源抗生素生產(chǎn)有關(guān)的微生物氨基酸生產(chǎn)有關(guān)的微生物食品酶制劑生產(chǎn)有關(guān)的微生物抗生素是次級(jí)代謝產(chǎn)物，需要生物體進(jìn)行復(fù)雜的代謝，目前發(fā)現(xiàn)的生物來(lái)源有：開發(fā)一個(gè)新酶要經(jīng)過一系列研究的毒理試驗(yàn)。食品用酶在美國(guó)需要得到FDA（美國(guó)食品和藥物管理局）的批準(zhǔn)，目前已同意使用的只有少數(shù)微生物能用于生產(chǎn)食品用酶。目前大多數(shù)的工業(yè)微生物酶的生產(chǎn)都局限于使用僅有的11種真菌、8種細(xì)菌和4種酵母菌。氨基酸生產(chǎn)菌的要求：代謝途徑比較清楚，代謝途徑比較簡(jiǎn)單谷氨酸發(fā)酵的菌種：其它氨基酸生產(chǎn)菌：棒桿菌屬，短桿菌屬、節(jié)桿菌屬或小桿菌屬的棒型細(xì)菌常規(guī)菌種一般也是以谷氨酸生產(chǎn)菌選育而成；工程菌，大腸桿菌，枯草芽孢桿菌α—淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢桿菌和地衣牙孢桿菌常見菌種及發(fā)酵其產(chǎn)物微生物類群菌種代謝產(chǎn)物細(xì)菌枯草桿菌，短桿菌，大腸桿菌等有機(jī)酸、氨基酸、核苷酸、酶、維生素、醇類、抗生素等放線菌鏈霉菌屬等抗生素、維生素、酶、甾體轉(zhuǎn)化等酵母菌釀酒酵母，酒精酵母等單細(xì)胞蛋白（SCP）、核苷酸、核黃素、細(xì)胞色素C等霉菌曲霉屬，紅曲霉屬，根霉屬，青霉屬等乙醇、有機(jī)酸、抗生素、酶、維生素等優(yōu)良的生產(chǎn)菌種要求（5點(diǎn)）能在廉價(jià)原料制成的培養(yǎng)基上迅速生長(zhǎng)。能高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)所需的代謝產(chǎn)物。可在易于控制的培養(yǎng)條件下迅速生長(zhǎng)和發(fā)酵，且所需的酶活性高。生長(zhǎng)速度和反應(yīng)速度快，發(fā)酵周期短。不能是病源菌。思考：是否所有的微生物都能用于發(fā)酵生產(chǎn)？要達(dá)到這5點(diǎn)要求，必須對(duì)原始菌株進(jìn)行改造乳酸菌種乳酸菌：三大類群乳桿菌屬：保加利亞乳桿菌鏈球菌屬：嗜熱鏈球菌雙歧桿菌屬：2種特征菌比例：1:1發(fā)酵乳制品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB19302—2010GB4789.35—2016菌種來(lái)源來(lái)源1-購(gòu)買或索取來(lái)源2-從已有菌種中分離篩選來(lái)源3-從大自然中分離篩選新的菌種發(fā)酵常用菌種及要求抗生素生產(chǎn)有關(guān)的微生物氨基酸生產(chǎn)有關(guān)的微生物酶制劑生產(chǎn)有關(guān)的微生物乳酸菌種發(fā)酵乳品菌種來(lái)源常用菌種小結(jié)即：優(yōu)良的發(fā)酵生產(chǎn)菌種要求是什么？思考：這些保藏的菌種能直接用于發(fā)酵生產(chǎn)嗎？2種子擴(kuò)培請(qǐng)問：保藏的菌種能直接用于發(fā)酵生產(chǎn)嗎？為什么？（yesorno?）種子擴(kuò)大培養(yǎng)定義：將保存在砂土管、冷凍干燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，在經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)放大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。這些純種培養(yǎng)物稱為種子。菌種擴(kuò)大培養(yǎng)請(qǐng)用微信掃碼將結(jié)果截圖提交SlantstockShakeflask1to20Lfermentor1、實(shí)驗(yàn)室制種2、種子車間3、發(fā)酵車間20to5000Lfermentor＞5M3fermentor活化一級(jí)種子二級(jí)種子保藏的菌種回顧：種子擴(kuò)大培養(yǎng)流程思考：第4個(gè)是什么車間？答：分離純化車間問題：在這個(gè)逐級(jí)放大培養(yǎng)過程中，每一級(jí)的微生物應(yīng)培養(yǎng)多長(zhǎng)時(shí)間才適宜呢？接種齡接種量接種方式級(jí)數(shù)確定種齡：是指種子在罐中培養(yǎng)的培養(yǎng)時(shí)間。通常種齡是以處于生命力極旺盛的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，菌體量還未達(dá)到最大值時(shí)的培養(yǎng)時(shí)間較為合適。時(shí)間太長(zhǎng)，菌種趨于老化，生產(chǎn)能力下降，菌體自溶；種齡太短，造成發(fā)酵前期生長(zhǎng)緩慢。1-接種齡2-接種量及接種方式細(xì)菌：生長(zhǎng)快，種子用量比例少，級(jí)數(shù)也較少，二級(jí)發(fā)酵。搖瓶→種子罐（一級(jí)種子）→發(fā)酵罐酵母：比細(xì)菌慢，比霉菌、放線菌快，通常用一級(jí)種子（即二級(jí)發(fā)酵），霉菌：生長(zhǎng)較慢，三級(jí)發(fā)酵如青霉菌的擴(kuò)培流程：孢子懸浮液→一級(jí)種子罐（27℃,40小時(shí)孢子發(fā)芽，產(chǎn)生菌絲）→二級(jí)種子罐（27℃,10~24小時(shí)，菌體迅速繁殖，粗壯菌絲體）→發(fā)酵罐放線菌：生長(zhǎng)更慢，采用四級(jí)發(fā)酵(三級(jí)種子)接種量：是指移入的液體總體積和接種后培養(yǎng)液體積的比例。通常接種量：細(xì)菌1~5%，

酵母菌5~10%，

霉菌

10%

放線菌

7~15%，有時(shí)20~25%火焰圈接種3-擴(kuò)培級(jí)數(shù)確定問題1：該實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線說(shuō)明了什么？問題2：上圖是某種細(xì)菌在30°C培養(yǎng)條件下的生長(zhǎng)曲線，請(qǐng)問其種齡約為多少h適宜？問題3：該實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線說(shuō)明了什么？搖瓶活化菌種種子罐發(fā)酵罐問題4：上圖所示到酸奶發(fā)酵是幾級(jí)種子？幾級(jí)發(fā)酵二級(jí)發(fā)酵一級(jí)種子菌種擴(kuò)大培養(yǎng)及流程將保存在砂土管、冷凍干燥管中處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，在經(jīng)過扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)放大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過程。接種齡控制對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期接種量選擇細(xì)菌1~5%，酵母菌5~10%，霉菌

10%，放線菌

7~15%，有時(shí)20~25%擴(kuò)培級(jí)數(shù)的確定細(xì)菌和酵母菌：一級(jí)種子（二級(jí)發(fā)酵）霉菌：二級(jí)種子（三級(jí)發(fā)酵）放線菌：三級(jí)種子（四級(jí)發(fā)酵）小結(jié)思考：保藏的菌種能直接用于發(fā)酵生產(chǎn)嗎？2023/10/31課程設(shè)計(jì)——448式(4種發(fā)酵產(chǎn)品4個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)8個(gè)重點(diǎn)技術(shù))要點(diǎn)產(chǎn)品發(fā)酵工藝流程關(guān)鍵詞技術(shù)要點(diǎn)酸奶酸奶發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵菌種菌種來(lái)源種子擴(kuò)大培養(yǎng)啤酒啤酒發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵原料成分分析、預(yù)處理、配制流程培養(yǎng)基滅菌流程及設(shè)備活性干酵母酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵罐分類、結(jié)構(gòu)無(wú)菌空氣制備流程谷氨酸谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵管理發(fā)酵過程監(jiān)控染菌防治發(fā)酵菌種發(fā)酵原料發(fā)酵設(shè)備重點(diǎn)牛乳發(fā)酵工藝酸奶發(fā)酵厭氧發(fā)酵罐發(fā)酵菌種：來(lái)源及標(biāo)準(zhǔn)酸奶發(fā)酵生產(chǎn)菌種擴(kuò)大培養(yǎng)流程及三要素2個(gè)技術(shù)要點(diǎn)1-菌種篇3原料處理質(zhì)量要求經(jīng)驗(yàn)配方可使用鮮乳或乳粉（乳粉：水=1：9）還原乳

鮮乳除按規(guī)定（GB19301）驗(yàn)收外,還必須滿足以下要求:①總?cè)楣腆w不低于11.5%,其中非脂乳固體不低于8.5%;②不得使用含有抗生素或殘留有效氯等殺菌劑的鮮乳;③不得使用患有乳房炎的牛乳,否則會(huì)影響酸乳的風(fēng)味和蛋白質(zhì)的凝膠力。10kg全乳（鮮奶）+8%蔗糖+2%乳粉+3%菌種+香料適量原料乳配料-預(yù)熱殺菌均質(zhì)冷卻配料均質(zhì)殺菌冷卻先將鮮奶預(yù)熱到40℃左右時(shí)加入奶粉，攪拌溶解，至溫度達(dá)50℃左右時(shí)加蔗糖溶化，待65℃時(shí)，開始用循環(huán)泵過濾與凈化，并得以預(yù)熱，接下來(lái)進(jìn)行均質(zhì)。將調(diào)配預(yù)熱好的原料乳泵入高壓均質(zhì)機(jī)（20Mpa左右）中將原料乳進(jìn)行均質(zhì)。為什么要均質(zhì)？對(duì)原料進(jìn)行加熱，并在高溫的情況下保持一定的時(shí)間（20分鐘左右），將其它雜菌徹底殺滅（95℃左右）物料溫度降到44℃時(shí)停止降溫配料：生牛乳（鮮奶）復(fù)原乳（還原乳）答案：B請(qǐng)問：A和B哪瓶是均質(zhì)后的牛奶？均質(zhì)處理可使原料充分混勻，粒子變小，有利于提高酸乳的穩(wěn)定性和稠度，并使酸乳質(zhì)地細(xì)膩，口感良好。原料配合后通過片式熱交換器串聯(lián)均質(zhì)機(jī)，進(jìn)行16～18MPa均質(zhì)處理。均質(zhì)前預(yù)熱至55～65℃可提高均質(zhì)效果。均質(zhì)的作用：AB請(qǐng)問：A和B有何不同？AB工作原理：高壓均質(zhì)機(jī)以高壓往復(fù)泵為動(dòng)力傳遞及物料輸送機(jī)構(gòu)，將物料輸送至工作閥(一級(jí)均質(zhì)閥及二級(jí)乳化閥)部分。要處理物料在通過工作閥的過程中，在高壓下產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切、撞擊和空穴作用，從而使液態(tài)物質(zhì)或以液體為載體的固體顆粒得到超微細(xì)化。

一級(jí)均質(zhì)閥二級(jí)乳化閥一級(jí)均質(zhì)閥高壓均質(zhì)機(jī)的結(jié)構(gòu)問題1：發(fā)酵酸奶的生產(chǎn)對(duì)原料乳有哪些特別重要到質(zhì)量要求？課堂討論區(qū)問題2：何為均質(zhì)？原料乳不經(jīng)過均質(zhì)可否制作酸奶？4設(shè)備工藝制漿機(jī)

高壓均質(zhì)機(jī)

制冷機(jī)組

發(fā)酵缸1發(fā)酵缸2恒溫箱

控制箱

厭氧發(fā)酵罐：不需要將空氣通入發(fā)酵液中，適合厭氧型代謝的微生物發(fā)酵。酸乳發(fā)酵罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖夾套（控溫）發(fā)酵罐接種選擇乳酸菌種制備發(fā)酵劑原料乳原料乳質(zhì)檢、調(diào)配、均質(zhì)等處理滅菌發(fā)酵過程控制凝固攪拌分裝封口分裝封口發(fā)酵凝固貯藏（后熟）（后熟）貯藏?cái)嚢栊退崛榈纳a(chǎn)工藝流程凝固型酸乳的生產(chǎn)工藝流程攪拌型酸乳生產(chǎn)中

,從原料乳驗(yàn)收一直到接菌種

,基本與凝固型酸乳相同。兩者最大的區(qū)別在于凝固型酸乳是先灌裝后發(fā)酵

,而攪拌型酸乳是先大罐發(fā)酵后灌裝。按成品狀態(tài)按成品口味按發(fā)酵工藝凝固型酸奶天然純酸奶濃縮酸乳攪拌型酸奶加糖酸乳冷凍酸奶飲料型酸乳調(diào)味酸乳充氣酸乳冷凍型酸乳果料酸乳酸乳粉質(zhì)量控制：關(guān)鍵控制點(diǎn)（CPP）有哪些？發(fā)酵劑（菌種）：是否變異或染菌？原料