生物技術(shù)在飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用

1、第第 八八 章章生物技術(shù)在飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用生物技術(shù)在飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)酵法生產(chǎn)乳制品發(fā)酵法生產(chǎn)乳制品 一、酸乳的定義與分類一、酸乳的定義與分類 二、發(fā)酵乳的功能特性二、發(fā)酵乳的功能特性 三、發(fā)酵乳常用的發(fā)酵劑三、發(fā)酵乳常用的發(fā)酵劑 在發(fā)酵食品行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的是在發(fā)酵食品行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的是乳酸乳酸菌菌。經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵作用制成的食品稱為。經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵作用制成的食品稱為乳酸發(fā)酵食品。乳酸發(fā)酵食品。 隨著科學(xué)研究的不斷深入，逐步揭示了隨著科學(xué)研究的不斷深入，逐步揭示了乳酸菌對(duì)人體健康有益作用的機(jī)理，因而乳酸菌對(duì)人體健康有益作用的機(jī)理，因而，乳酸發(fā)酵食品更加受到人們的重視，在，乳酸發(fā)

2、酵食品更加受到人們的重視，在食品工業(yè)中占有越來越重要的地位。食品工業(yè)中占有越來越重要的地位。 乳桿菌乳桿菌 細(xì)胞呈多樣形桿狀，長或細(xì)長桿狀、彎曲形短桿狀及棒形球桿狀，一般成鏈排列。革蘭氏染色陽性，通常不運(yùn)動(dòng)，具有周生鞭毛。無芽孢。大多不產(chǎn)色素。 根據(jù)糖的發(fā)酵類型，可將乳桿菌屬劃分為根據(jù)糖的發(fā)酵類型，可將乳桿菌屬劃分為三個(gè)類群三個(gè)類群 同型發(fā)酵群同型發(fā)酵群：發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生：發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生85%85%以上的以上的乳酸，不能發(fā)酵戊糖和葡萄糖酸鹽。乳酸，不能發(fā)酵戊糖和葡萄糖酸鹽。 兼異型發(fā)酵群：兼異型發(fā)酵群：發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生85%85%以上以上的乳酸，能發(fā)酵某些戊糖和葡萄糖酸鹽。的乳酸，能

3、發(fā)酵某些戊糖和葡萄糖酸鹽。 異型發(fā)酵群：異型發(fā)酵群：發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生等物質(zhì)量發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生等物質(zhì)量的乳酸、乙酸或乙醇、的乳酸、乙酸或乙醇、CO2CO2，微好氧性，厭，微好氧性，厭氧培養(yǎng)生生長良好，生長溫度范圍氧培養(yǎng)生生長良好，生長溫度范圍2 25353，最適生長溫度，最適生長溫度30304040。耐酸性強(qiáng)，生。耐酸性強(qiáng)，生長最適長最適pHpH為為5.55.56.26.2通常用于酸牛乳生產(chǎn)的發(fā)酵劑菌種是通常用于酸牛乳生產(chǎn)的發(fā)酵劑菌種是保加保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合發(fā)酵劑利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合發(fā)酵劑。兩。兩菌株的混合比例對(duì)酸乳風(fēng)味和質(zhì)地起重要菌株的混合比例對(duì)酸乳風(fēng)味和質(zhì)地起重要作用，常見的二

4、者比例是作用，常見的二者比例是l l：1 1 或或1 1：2 2。 保加利亞乳桿菌：保加利亞乳桿菌：細(xì)胞形態(tài)長桿狀，兩端細(xì)胞形態(tài)長桿狀，兩端鈍圓。能利用葡萄糖、果糖、乳糖進(jìn)行同鈍圓。能利用葡萄糖、果糖、乳糖進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生D-D-型乳酸型乳酸( (有酸澀味，適口有酸澀味，適口性差性差) )，不能利用蔗糖。該菌是乳酸菌中產(chǎn)，不能利用蔗糖。該菌是乳酸菌中產(chǎn)酸能力最強(qiáng)的菌種，最高產(chǎn)酸量酸能力最強(qiáng)的菌種，最高產(chǎn)酸量2%2%。蛋白。蛋白質(zhì)分解能力較弱，發(fā)酵乳中可產(chǎn)生香味物質(zhì)分解能力較弱，發(fā)酵乳中可產(chǎn)生香味物質(zhì)乙醛。最適生質(zhì)乙醛。最適生37374545，溫度高于，溫度高于5050或低于或

5、低于2020不生長。常作為發(fā)酵酸乳的生不生長。常作為發(fā)酵酸乳的生產(chǎn)菌產(chǎn)菌 嗜熱鏈球菌：嗜熱鏈球菌：細(xì)胞形態(tài)呈長鏈球狀能利用細(xì)胞形態(tài)呈長鏈球狀能利用葡萄糖、果糖、乳糖和蔗糖進(jìn)行同型乳酸葡萄糖、果糖、乳糖和蔗糖進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)生L-L-型乳酸型乳酸( (適口性好適口性好) )。蛋白質(zhì)分。蛋白質(zhì)分解力較弱，在發(fā)酵乳中可產(chǎn)生香味物質(zhì)雙解力較弱，在發(fā)酵乳中可產(chǎn)生香味物質(zhì)雙乙酰。該菌主要特征是能在高溫條件下產(chǎn)乙酰。該菌主要特征是能在高溫條件下產(chǎn)酸，最適生長溫度酸，最適生長溫度40404545，溫度低于，溫度低于2020不產(chǎn)酸。耐熱性強(qiáng)，能耐不產(chǎn)酸。耐熱性強(qiáng)，能耐65656868的的高溫。常作為發(fā)

6、酵酸乳、瑞士干酪的生產(chǎn)高溫。常作為發(fā)酵酸乳、瑞士干酪的生產(chǎn)菌。菌。 發(fā)酵劑菌種。發(fā)酵劑菌種。 目前都采用混和乳酸菌發(fā)酵劑生產(chǎn)酸制奶油。目前都采用混和乳酸菌發(fā)酵劑生產(chǎn)酸制奶油。菌種要求產(chǎn)香能力強(qiáng)，而產(chǎn)酸能力相對(duì)較弱，因菌種要求產(chǎn)香能力強(qiáng)，而產(chǎn)酸能力相對(duì)較弱，因此，可將發(fā)酵劑菌種分為二大類：此，可將發(fā)酵劑菌種分為二大類： 一類是產(chǎn)酸菌種一類是產(chǎn)酸菌種，主要是，主要是: 乳酸鏈球菌（乳酸鏈球菌（St.lactis）, 乳脂鏈球菌（乳脂鏈球菌（St.cremoris），可將乳糖轉(zhuǎn)化為），可將乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸；乳酸； 另一類是產(chǎn)香菌種另一類是產(chǎn)香菌種，包括，包括: 嗜檸檬酸鏈球菌（嗜檸檬酸鏈球菌（St.c

7、itrovorus）、）、 丁二酮鏈球菌（丁二酮鏈球菌（St.diacetilactis），可將檸檬酸），可將檸檬酸轉(zhuǎn)化為丁二酮，轉(zhuǎn)化為丁二酮， 賦予酸制奶油特有的香味賦予酸制奶油特有的香味 乳酸菌發(fā)酵果蔬汁是一種新型飲料，它乳酸菌發(fā)酵果蔬汁是一種新型飲料，它綜合了乳酸菌和果蔬汁兩方面的營養(yǎng)保綜合了乳酸菌和果蔬汁兩方面的營養(yǎng)保健功能，而且產(chǎn)品的原料風(fēng)味和發(fā)酵風(fēng)健功能，而且產(chǎn)品的原料風(fēng)味和發(fā)酵風(fēng)味渾然一體，所以深受消費(fèi)者喜愛。味渾然一體，所以深受消費(fèi)者喜愛。 下面以番茄汁乳酸菌發(fā)酵飲料的生產(chǎn)為下面以番茄汁乳酸菌發(fā)酵飲料的生產(chǎn)為例進(jìn)行討論。例進(jìn)行討論。 酶工程在食品工業(yè)中酶工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用的

8、應(yīng)用 一、一、 改進(jìn)果酒、果汁飲料的生產(chǎn)工藝改進(jìn)果酒、果汁飲料的生產(chǎn)工藝 橘苷酶可用于分解柑橘類果肉和果汁中的柚皮苷以橘苷酶可用于分解柑橘類果肉和果汁中的柚皮苷以除去苦味，橙皮苷酶可分解橙皮苷，有效防止柑橘類除去苦味，橙皮苷酶可分解橙皮苷，有效防止柑橘類罐頭食品出現(xiàn)白色渾濁，果膠酶可用于果酒、果汁的罐頭食品出現(xiàn)白色渾濁，果膠酶可用于果酒、果汁的澄清，纖維素酶可將傳統(tǒng)工藝中的果皮渣進(jìn)行綜合利澄清，纖維素酶可將傳統(tǒng)工藝中的果皮渣進(jìn)行綜合利用，促進(jìn)果汁的提取與澄清，提高可溶性固形物含量。用，促進(jìn)果汁的提取與澄清，提高可溶性固形物含量。目前已成功地將柑橘果皮渣酶解制取全果飲料，其中目前已成功地將柑橘果

9、皮渣酶解制取全果飲料，其中的纖維素經(jīng)纖維素酶水解后，可轉(zhuǎn)化為可溶性糖和低的纖維素經(jīng)纖維素酶水解后，可轉(zhuǎn)化為可溶性糖和低聚糖，構(gòu)成全果飲料中的膳食纖維，具有一定的醫(yī)療聚糖，構(gòu)成全果飲料中的膳食纖維，具有一定的醫(yī)療保健價(jià)值。保健價(jià)值。 果膠酶的應(yīng)用果膠酶的應(yīng)用 （一）（一） 果汁提取果汁提取 蘋果汁要先用機(jī)械壓榨，然后離心獲得果汁，但果汁中蘋果汁要先用機(jī)械壓榨，然后離心獲得果汁，但果汁中仍然含較多的不溶性果膠而呈渾濁狀，通過外加酶制劑，仍然含較多的不溶性果膠而呈渾濁狀，通過外加酶制劑，即可澄清果汁。具體做法是在渾濁果汁內(nèi)加入果膠酶即可澄清果汁。具體做法是在渾濁果汁內(nèi)加入果膠酶(PL)(PL)并輕輕

10、攪拌，在酶作用下，不溶性果膠漸漸凝聚并輕輕攪拌，在酶作用下，不溶性果膠漸漸凝聚成絮狀物析出，從而可以獲得清澈的琥珀色蘋果汁。有成絮狀物析出，從而可以獲得清澈的琥珀色蘋果汁。有的蘋果因果肉柔軟難以壓出果汁，但添加果膠酶（的蘋果因果肉柔軟難以壓出果汁，但添加果膠酶（PLPL）能大大促進(jìn)果汁的提取?？梢栽诎压鈹嚢枘艽蟠蟠龠M(jìn)果汁的提取?？梢栽诎压鈹嚢?51530min30min后，直接添加后，直接添加0.040.04果膠酶，并于果膠酶，并于4545下處理下處理10min10min；即可多產(chǎn)果汁即可多產(chǎn)果汁12122424。還可以把纖維素酶與果膠。還可以把纖維素酶與果膠酶結(jié)合使用，使果肉全部液化，用

11、于生產(chǎn)蘋果汁、胡蘿酶結(jié)合使用，使果肉全部液化，用于生產(chǎn)蘋果汁、胡蘿卜汁和杏仁乳，產(chǎn)率高達(dá)卜汁和杏仁乳，產(chǎn)率高達(dá)8585，而且簡化了生產(chǎn)工藝，而且簡化了生產(chǎn)工藝. . （二）（二） 果汁澄清果汁澄清 新壓榨出來的果汁不僅黏度大，而且渾濁。加果膠酶新壓榨出來的果汁不僅黏度大，而且渾濁。加果膠酶澄清處理后，黏度迅速下降，渾濁顆粒迅速凝聚，使澄清處理后，黏度迅速下降，渾濁顆粒迅速凝聚，使果汁得以快速澄清、易于過濾。但對(duì)于橘汁，由于要果汁得以快速澄清、易于過濾。但對(duì)于橘汁，由于要求保持霧狀渾濁，所以應(yīng)使用不含果膠酶的內(nèi)切多聚求保持霧狀渾濁，所以應(yīng)使用不含果膠酶的內(nèi)切多聚半乳糖醛酸酶制劑進(jìn)行澄清處理。利用

12、半乳糖醛酸酶制劑進(jìn)行澄清處理。利用0.10.1的果膠的果膠酶處理蘋果果汁、果漿，可明顯地提高出汁率、可溶酶處理蘋果果汁、果漿，可明顯地提高出汁率、可溶性固形物含量和透光率，降低性固形物含量和透光率，降低pHpH值和相對(duì)黏度，處理值和相對(duì)黏度，處理時(shí)間越長，效果越好。時(shí)間越長，效果越好。0.10.1的果膠酶與的果膠酶與0.10.1的纖維的纖維素酶結(jié)合使用，效果更好。素酶結(jié)合使用，效果更好。 （三）果酒澄清、過濾（三）果酒澄清、過濾果膠的存在會(huì)降低果酒的透光率，并極易產(chǎn)生渾濁和果膠的存在會(huì)降低果酒的透光率，并極易產(chǎn)生渾濁和沉淀。經(jīng)果膠酶澄清處理能除去果酒中的果膠，提高沉淀。經(jīng)果膠酶澄清處理能除去果酒中的果膠，提高果酒的穩(wěn)定性。采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)蘋果酒果香不足、果酒的穩(wěn)定性。采用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)蘋果酒果香不足、新鮮感不強(qiáng)，將果膠酶應(yīng)用于蘋果酒釀造，并輔以其新鮮感不強(qiáng)