酸奶生產(chǎn)菌種及其代謝調(diào)控

關(guān)于酸奶生產(chǎn)菌種及其代謝調(diào)控前言

酸奶是當(dāng)今乳制品研究開發(fā)的一個(gè)主流。隨著生活水平的提高,人們對(duì)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(jià)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。第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天目錄酸奶的簡介及作用酸奶的分類及生產(chǎn)工藝酸奶生產(chǎn)菌種及其代謝調(diào)控方法321第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天酸奶的簡介酸奶是以新鮮的牛奶為原料，經(jīng)過巴氏殺菌后再向牛奶中添加有益菌，經(jīng)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。第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1.營養(yǎng)豐富，具有鮮乳所有的營養(yǎng)價(jià)值，而且優(yōu)于鮮乳。2.調(diào)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(jià)值第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

酸奶的營養(yǎng)價(jià)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。

第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

酸奶的營養(yǎng)價(jià)值5.緩解“乳糖不耐受癥”6.有美容、潤膚、明目、固齒等作用第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天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(jīng)發(fā)酵后，鈣等礦物質(zhì)都不發(fā)生變化，但發(fā)酵后產(chǎn)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(hù)腸道菌群生態(tài)平衡，形成生物屏障，抑制有害菌對(duì)腸道的入侵。通過產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸促進(jìn)腸道蠕動(dòng)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(jìn)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(chǎn)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(chǎn)生的致癌因子，達(dá)到防癌的效果。最后提高人體免疫功能，乳酸菌可以產(chǎn)生一些增強(qiáng)免疫功能的物質(zhì)，可以提高人體免疫，防止疾病[5]。大病初愈者多喝酸奶，對(duì)身體恢復(fù)有著其他食物不能替代的作用。第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

◆按產(chǎn)品的組織狀態(tài)或生產(chǎn)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第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天酸奶的生產(chǎn)工藝

原料乳凈化標(biāo)準(zhǔn)化配料

過濾預(yù)熱均質(zhì)殺菌蔗糖

接種發(fā)酵凝乳破碎加入果肉、果醬等風(fēng)味物質(zhì)冷卻灌裝后熟（0~4℃）

天然或風(fēng)味攪拌型酸奶添加風(fēng)味物質(zhì)

冷卻

接種灌裝

培養(yǎng)發(fā)酵

冷卻后熟（0~4℃）天然或風(fēng)味凝固型酸奶

鮮奶在收購前要對(duì)鮮奶進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：奶溫、脂肪、蛋白、非脂乳固體、酸度、雜質(zhì)度、冰點(diǎn)、抗生素、酒精實(shí)驗(yàn)、美蘭實(shí)驗(yàn)、細(xì)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(jìn)行貯存。配料時(shí)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(jī)或者是高速乳化罐中進(jìn)行混料時(shí)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(jìn)行混和?；旌洗蠹s五分鐘將物料打進(jìn)離心分離機(jī)對(duì)乳中的糖的雜質(zhì)進(jìn)行分離。經(jīng)過分離混和物料即可進(jìn)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(jìn)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(shí)，發(fā)酵的終點(diǎn)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(guān)閉，翻缸前不得攪拌。在翻缸時(shí)候要發(fā)酵好的奶溫降到16～22℃，在翻缸的時(shí)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(jìn)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(shí)間12小時(shí)。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?yàn)橛靡嫔l(fā)酵的到奶大部產(chǎn)香比較弱所以加入的香精量也比較大，也可以灌裝的時(shí)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“真果粒”就是果肉酸奶。但是加入果肉或者是果醬的質(zhì)量一定要合格，尤其是微生物不能超標(biāo)。灌裝時(shí)要注意灌裝機(jī)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(duì)成品的污染。第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天酸奶的生產(chǎn)工藝流程第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天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(chǎn)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(chǎn)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)酵劑常用菌種第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天菌種的選擇

生產(chǎn)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(chǎn)酸，保加利亞乳桿菌產(chǎn)酸、產(chǎn)香。酸奶的發(fā)酵是利用乳糖在乳酸菌的作用下轉(zhuǎn)化成乳酸，隨著乳酸的形成，溶液的pH值逐漸達(dá)到酪蛋白的等電點(diǎn)（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(zhì)。

第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天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(chǎn)菌種酸奶生產(chǎn)菌種雙歧桿菌現(xiàn)在，工業(yè)生產(chǎn)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。第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天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(chǎn)地、效能優(yōu)異、微生物特性等特點(diǎn)，被微生物學(xué)家命名為德氏乳桿菌保加利亞亞種，簡稱保加利亞乳桿菌第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天革蘭氏陽性厭氧性菌菌體長2~9μm，寬0.5~0.8μm單個(gè)體呈長桿狀或成鏈，兩端鈍圓不具運(yùn)動(dòng)性不會(huì)產(chǎn)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保加利亞乳桿菌第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天耗氧，革蘭氏陽性菌

有少數(shù)種厭氧以兩個(gè)卵圓型為一對(duì)的球菌連成約

0.7~0.9μm的長鏈過氧化氫酶反應(yīng)陰性圓形或橢圓形，成對(duì)或成鏈狀不產(chǎn)芽孢，多不運(yùn)動(dòng)在選擇性培養(yǎng)基中，嗜熱鏈球菌會(huì)長成米色的菌落嗜熱鏈球菌第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天嗜熱鏈球菌

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(bǔ)充人體正常生理細(xì)菌，調(diào)整腸道菌群平衡，抑制并清除腸道中對(duì)人具有潛在危害的細(xì)菌。嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌活菌真正對(duì)人體起作用的是其乳發(fā)酵產(chǎn)物和底物。這些物質(zhì)進(jìn)入人體內(nèi)，可以促進(jìn)體內(nèi)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(jīng)受胃酸和膽汁的殺傷利用，即使有少量能活著進(jìn)入腸內(nèi)也不能定植而被排除體外，起生理作用的只有其發(fā)酵產(chǎn)物。第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天干酪乳桿菌乳桿菌屬革蘭氏陽性菌不產(chǎn)芽孢，無鞭毛，不運(yùn)動(dòng)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(shí)呈微黃色，能發(fā)酵多種糖。第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天干酪乳桿菌的益生功能干酪乳桿菌進(jìn)入人體后可以在腸道內(nèi)大量存活，起到調(diào)節(jié)腸內(nèi)內(nèi)菌群平衡、促進(jìn)人體消化吸收等作用高效降血壓、降膽固醇，促進(jìn)細(xì)胞分裂，產(chǎn)生抗體免疫，增強(qiáng)人體免疫及預(yù)防癌癥和抑制腫瘤生長緩解乳糖不耐癥、過敏第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天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(chǎn)酸力低（凝乳時(shí)間需18~24小時(shí)）不運(yùn)動(dòng)、無芽孢、形態(tài)多變?nèi)旧灰?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(zhì)地。第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天雙歧桿菌營養(yǎng)作用：雙歧桿菌在人體腸內(nèi)發(fā)酵后可產(chǎn)生乳酸和醋酸雙歧桿菌發(fā)酵乳糖產(chǎn)生半乳糖雙歧桿菌可以產(chǎn)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(zhì)雙歧桿菌具有以下治療效果：1、維護(hù)腸道正常細(xì)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(nèi)合成維生素、氨基酸和提高機(jī)體對(duì)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(qiáng)人體免疫機(jī)能，預(yù)防抗生素的副作用，

抗衰老，延年益壽。第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天嗜酸乳桿菌

由于胃液具有很強(qiáng)的酸性，所以胃部是個(gè)小型"消毒車間"。嗜酸乳桿菌不僅在胃中，它還是人體小腸內(nèi)的主要益生菌。主要存在于小腸中，釋放乳酸，乙酸和一些對(duì)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(xì)胞大?。?.6~0.9μm×1.5~6.0μm單個(gè)或成雙排列，無莢膜，無鞭毛，無分支，不運(yùn)動(dòng)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(jī)體衰老3.營養(yǎng)作用4.抗致癌作用5.增強(qiáng)機(jī)體的免疫力

6.降低血清膽固醇第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天乳酸菌碳源的分解代謝

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

同型乳酸發(fā)酵：（經(jīng)EMP途徑）異型乳酸發(fā)酵：（經(jīng)HMP途徑）雙歧桿菌發(fā)酵:（經(jīng)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(chǎn)物有所不同，其代謝途徑分為三類第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天同型發(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第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天葡萄糖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(xì)菌，發(fā)酵過程中，它產(chǎn)生L-乳酸和葉酸。在實(shí)驗(yàn)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)酵第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天異型乳酸發(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(zhuǎn)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。第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天雙歧發(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(chǎn)生3分子乙酸、2分子乳酸第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天同型乳酸發(fā)酵與異型乳酸發(fā)酵的比較第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天代謝調(diào)控的目的增加生產(chǎn)菌種的數(shù)量減少在生產(chǎn)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(chǎn)物的細(xì)菌，廣泛存在于自然環(huán)境中并對(duì)人體發(fā)揮著重要的生理功能。同時(shí)，作為一類重要的工業(yè)微生物，乳酸菌菌體及其代謝產(chǎn)物廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、飼料、精細(xì)化學(xué)品等工業(yè)領(lǐng)域中。因此，我們必須知道代謝調(diào)控的目的第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天代謝的調(diào)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(xì)胞膜的滲透性第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天發(fā)酵工藝條件的控制1.菌種：當(dāng)培養(yǎng)液酸度達(dá)到85~90°T時(shí)，球菌產(chǎn)酸停止，而桿菌能在150°T左右產(chǎn)酸，桿菌對(duì)產(chǎn)酸及芳香物質(zhì)的形成至關(guān)重要。2.培養(yǎng)基濃度：以11%為基點(diǎn)，高濃度（20%以內(nèi)）利于桿菌生長，產(chǎn)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(zhǔn)，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(dāng)基質(zhì)中殘留抗生素時(shí)，首先抑制球菌,然后抑制桿菌。第32頁,共36頁，2024年2月25日，星期天菌種遺傳特性的改變

酸奶的發(fā)酵中，可運(yùn)用遺傳和環(huán)境的控制和人為的控制，產(chǎn)生大量的產(chǎn)物。主要運(yùn)用基因工程。

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