食品生物應(yīng)用技術(shù)第八章生物技術(shù)在飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用

第八章生物技術(shù)在飲料生產(chǎn)中的應(yīng)用第一節(jié)發(fā)酵法生產(chǎn)乳制品一、酸乳的定義與分類二、發(fā)酵乳的功能特性三、發(fā)酵乳常用的發(fā)酵劑1．發(fā)酵乳制品（1）酸牛乳①凝固型酸乳的生產(chǎn)②攪拌型酸乳（純酸奶）的生產(chǎn)③飲料型酸乳（活性乳）的生產(chǎn)（2）干酪（Cheese）。（3)酸性奶油2．果蔬汁乳酸菌發(fā)酵飲料3．益生菌制劑在發(fā)酵食品行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的是乳酸菌。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。隨著科學(xué)研究的不斷深入，逐步揭示了乳酸菌對人體健康有益作用的機理，因而，乳酸發(fā)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。乳桿菌

細胞呈多樣形桿狀，長或細長桿狀、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，通常不運動，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三個類群①同型發(fā)酵群：發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生85%以上的乳酸，不能發(fā)酵戊糖和葡萄糖酸鹽。②兼異型發(fā)酵群：發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生85%以上的乳酸，能發(fā)酵某些戊糖和葡萄糖酸鹽。⑧異型發(fā)酵群：發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生等物質(zhì)量的乳酸、乙酸或乙醇、CO2，微好氧性，厭氧培養(yǎng)生生長良好，生長溫度范圍2～53℃，最適生長溫度30～40℃。耐酸性強，生長最適pH為5.5～6.2通常用于酸牛乳生產(chǎn)的發(fā)酵劑菌種是保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合發(fā)酵劑。兩菌株的混合比例對酸乳風(fēng)味和質(zhì)地起重要作用，常見的二者比例是l：1或1：2。保加利亞乳桿菌：細胞形態(tài)長桿狀，兩端鈍圓。能利用葡萄糖、果糖、乳糖進行同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生D-型乳酸(有酸澀味，適口性差)，不能利用蔗糖。該菌是乳酸菌中產(chǎn)酸能力最強的菌種，最高產(chǎn)酸量2%。蛋白質(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37～45℃，溫度高于50℃或低于20℃不生長。常作為發(fā)酵酸乳的生產(chǎn)菌凝固型酸乳的生產(chǎn)

工藝流程：原料鮮乳→凈化→標準化→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種→分裝→發(fā)酵→冷卻→冷藏后熟→成品。

技術(shù)要點：

原料鮮乳的質(zhì)量要求：必須選擇合格的鮮牛乳，不能選用初乳、未乳、乳房炎乳、病牛乳、酒精陽性乳和高酸度乳，乳中不得含有抗生素。

標準化調(diào)制：為了增加非脂乳固體含量（不得低于12%），需添加脫脂乳粉0.25%～0.5%，蔗糖4%～8%。

殺菌：采用90～95℃5～10min或135℃2～3S進行殺菌。殺菌后立即冷卻至40～45℃。

接種：兩菌混合培養(yǎng)的發(fā)酵劑接種2%～3%。

發(fā)酵：發(fā)酵溫度控制在42℃，3～5h后，酸度為65～70°T。冷卻和低溫后熟：后熟過程中，形成香味物質(zhì)和光滑細膩的質(zhì)地，防止乳清析出和過度產(chǎn)酸。后熟溫度0～5℃，后熟期12～24h。

攪拌型酸奶（純酸奶）與凝固型酸奶生產(chǎn)工藝基本相似，所不同的是：前者為先發(fā)酵，再攪拌，后分裝；后者為先分裝，后發(fā)酵，不攪拌。

工藝流程：原料鮮乳→凈化→標準化調(diào)制→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種發(fā)酵劑→發(fā)酵→攪拌破乳→冷卻→分裝→冷藏后熟→成品。

技術(shù)要點：

發(fā)酵：發(fā)酵在發(fā)酵罐中進行。42℃發(fā)酵3～5h，當(dāng)發(fā)酵乳pH達4.5～5.0時，終止發(fā)酵。攪拌破乳：發(fā)酵結(jié)束后，將品溫降至38℃，進行攪拌。攪拌型酸奶（純酸奶）生產(chǎn)工藝飲料型酸乳（活性乳）的生產(chǎn)飲料型酸乳的生產(chǎn)是酸凝乳與適量無菌水、穩(wěn)定劑和香精混和，再經(jīng)均質(zhì)處理、分裝、冷卻后制成的凝乳粒子直徑0.01mm以下、液體狀的酸牛乳。工藝流程：原料鮮乳→凈化→標準化調(diào)制→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種發(fā)酵劑→發(fā)酵→混和（無菌水、穩(wěn)定劑、香精）→均質(zhì)→分裝→冷卻→成品→入庫冷藏。

技術(shù)要點：

混和：為了制成均勻穩(wěn)定的飲料型酸牛乳即活性乳，需在發(fā)酵后的凝乳中添加無菌水、穩(wěn)定劑、香精等。一般加水量為凝乳的50%。穩(wěn)定劑分為二大類：一類為人工合成型，如海藻酸丙二醇脂（PGA）和低甲氧基果膠（LM果膠）；另一類為天然型，如明膠、瓊脂、海藻酸鈉、果膠等。目前使用較多的是PGA和LM果膠，添加量前者為0.2%，后者為0.3%。添加方法一般是將穩(wěn)定劑用水溶解，滅菌冷卻后添加至凝乳中，攪拌均勻。

酸性奶油的制作酸制奶油是以合格的鮮乳為原料，離心分離出稀奶油（cream），經(jīng)過標準化調(diào)制、殺菌、冷卻后，添加發(fā)酵劑，通過乳酸菌的發(fā)酵作用，使乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，檸檬酸轉(zhuǎn)化為羥丁酮，羥丁酮進一步氧化為丁二酮，同時生成發(fā)酵中間產(chǎn)物甘油、脂肪酸等共同構(gòu)成酸制奶油的特殊風(fēng)味；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。菌種要求產(chǎn)香能力強，而產(chǎn)酸能力相對較弱，因此，可將發(fā)酵劑菌種分為二大類：

一類是產(chǎn)酸菌種，主要是:乳酸鏈球菌（St.lactis）,乳脂鏈球菌（St.cremoris），可將乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸；

另一類是產(chǎn)香菌種，包括:嗜檸檬酸鏈球菌（St.citrovorus）、丁二酮鏈球菌（St.diacetilactis），可將檸檬酸轉(zhuǎn)化為丁二酮，賦予酸制奶油特有的香味。②工藝流程：原料乳→離心分離→稀奶油→加堿中和→殺菌→冷卻→接種發(fā)酵劑→發(fā)酵→物理成熟→添加色素→攪拌→排出酪乳→洗滌→加鹽壓煉→包裝→成品

③技術(shù)要點：

接種發(fā)酵劑進行發(fā)酵：接種混和發(fā)酵劑3%～6%，20℃發(fā)酵2～6h，使乳酸度達0.3%，即中止發(fā)酵。物理成熟：發(fā)酵結(jié)束后，在3～5℃低溫條件下進行物理成熟3～6h，使乳脂肪結(jié)晶固化，有利于攪拌并排出酪乳。

攪拌、排酪乳：攪拌是為了破壞脂肪球膜以便形成大的脂肪球團。一般溫度控制10～15℃，攪拌5min后，排出酪乳。

洗滌、加鹽壓煉：在低于攪拌溫度1～2℃條件下，用純凈水洗滌2～3次，除去脂肪表面的酪乳。添加2.5%～3.0%的粉碎食鹽，抑制雜菌生長并改善風(fēng)味。再在壓煉臺上將奶油粒壓制成奶油層。

包裝與貯藏：包裝后在0℃貯藏期2～3周,-15℃6個月。2．果蔬汁乳酸菌發(fā)酵飲料乳酸菌發(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，所以深受消費者喜愛。下面以番茄汁乳酸菌發(fā)酵飲料的生產(chǎn)為例進行討論。

①工藝流程：番茄→清洗→熱燙→榨汁→均質(zhì)→調(diào)節(jié)pH→殺菌→冷卻→接種發(fā)酵劑→發(fā)酵→加糖調(diào)配→包裝→成品

②技術(shù)要點：

番茄汁的制備：選擇新鮮、紅皮、成熟度一致的番茄為原料。清洗后在90～95℃熱水中熱燙3min，然后在榨汁機中榨汁。再經(jīng)膠體磨均質(zhì)5min，移至發(fā)酵罐，用Na2CO3調(diào)節(jié)pH至6.4。90～95℃殺菌20min，迅速冷卻至40℃。

接種發(fā)酵劑：用于番茄汁乳酸菌發(fā)酵飲料生產(chǎn)的發(fā)酵劑系采用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌以1:1比例制成的混和發(fā)酵劑。

發(fā)酵：42℃發(fā)酵30h，pH值降至4.0～4.5，發(fā)酵結(jié)束。3．益生菌制劑

益生菌（probioticbacteriaorprobioticorgamism），又稱正常菌群或生理性菌群，系指與人或動物保持共生關(guān)系的一類有益微生物菌群，對宿主具有改善微生態(tài)平衡，提供營養(yǎng)，提高免疫力，促進健康等重要生理功能，常見的此類微生物有雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌等。益生菌制劑是一類新型生物制劑，國外稱益生素(probiotics)，國內(nèi)則稱微生態(tài)制劑（microecologics）。就雙歧桿菌制品來看，目前生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量逐年增加，品種已達70多種，產(chǎn)品形式分為液態(tài)型和固態(tài)型兩種。液態(tài)產(chǎn)品有：雙歧桿菌發(fā)酵乳飲料、雙歧桿菌口服液、雙歧桿菌果蔬復(fù)合汁飲料；固態(tài)產(chǎn)品有：雙歧桿菌乳粉和干酪、雙歧桿菌干制糖果和糕點、雙歧桿菌粉劑和膠囊。

酶工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用

一、

改進果酒、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、果汁的澄清，纖維素酶可將傳統(tǒng)工藝中的果皮渣進行綜合利用，促進果汁的提取與澄清，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)療保健價值。果膠酶的應(yīng)用

（一）

果汁提取

蘋果汁要先用機械壓榨，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，即可澄清果汁。具體做法是在渾濁果汁內(nèi)加入果膠酶(PL)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。有的蘋果因果肉柔軟難以壓出果汁，但添加果膠酶（PL）能大大促進果汁的提取?？梢栽诎压鈹嚢?5～30min后，直接添加0.04％果膠酶，并于45℃下處理10min；即可多產(chǎn)果汁12％～24％。還可以把纖維素酶與果膠酶結(jié)合使用，使果肉全部液化，用于生產(chǎn)蘋果汁、胡蘿卜汁和杏仁乳，產(chǎn)率高達85％，而且簡化了生產(chǎn)工藝.（二）

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)切多聚半乳糖醛酸酶制劑進行澄清處理。利用0.1％的果膠酶處理蘋果果汁、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pH值和相對黏度，處理時間越長，效果越好。0.1％的果膠酶與0.1％的纖維素酶