学习情景1-项目2发酵乳制品生产技术.ppt
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1、项目项目2 2 发酵乳制品生产技术发酵乳制品生产技术项目项目2 2 发酵乳制品生产技术发酵乳制品生产技术酸乳的生产酸乳的生产 1.酸乳饮料的生产酸乳饮料的生产2.3.子子情情景景 干酪制造干酪制造一、一、发酵乳制品的定义及分类发酵乳制品的定义及分类第一部分第一部分 酸乳的生产酸乳的生产预备知识预备知识1、定义、定义 发酵乳制品,系指以发酵乳制品,系指以牛乳、羊乳、浓缩乳、牛乳、羊乳、浓缩乳、乳粉与食品添加剂为原乳粉与食品添加剂为原料,经杀菌或灭菌、降料,经杀菌或灭菌、降温、加特定的乳酸菌或温、加特定的乳酸菌或酵母菌的发酵剂,再经酵母菌的发酵剂,再经均质或不均质、恒温发均质或不均质、恒温发酵,冷
2、却或干燥或凝冻、酵,冷却或干燥或凝冻、包装等工序制成的产品。包装等工序制成的产品。2 2、种类、种类 凝固型酸乳(凝固型酸乳(set yoghurtset yoghurt)(瓶、杯装)(瓶、杯装)搅拌型酸乳(搅拌型酸乳(stirred stirred yohurtyohurt)(杯、屋顶)(杯、屋顶)凝固型:先灌装在发酵;搅拌型:先发酵再灌装。凝固型:先灌装在发酵;搅拌型:先发酵再灌装。l发酵乳:发酵乳:国际乳品协会专家组在国际乳品协会专家组在19671967年年IDFIDF年会上年会上对发酵乳定义为:所谓发酵乳系指乳(全乳、部分对发酵乳定义为:所谓发酵乳系指乳(全乳、部分脱脂乳、全脱脂乳、浓
3、缩乳、还原乳、稀奶油)为脱脂乳、全脱脂乳、浓缩乳、还原乳、稀奶油)为原料、经均质(或不均质)、杀菌(或灭菌)后。原料、经均质(或不均质)、杀菌(或灭菌)后。加特定的微生物发酵剂而制成的一大类产品加特定的微生物发酵剂而制成的一大类产品 l干酪:是另一大类发酵乳制品,其占世界发酵食品产量的14,是目前消费量仅次于酒类的一种发酵产品。干酪大体上分为3类:即天然干酪、融化干酪和干酪食品,其中以天然干酪最多。l乳酸菌制剂:是将乳酸菌培养后,加入适量的脱脂乳粉或脱脂炼乳,经混合后喷雾干燥制成粉末,再与适量的灭菌淀粉、乳糖混合后压片或制丸制成带有活菌的制品。l酸乳粉:是利用各种乳酸菌经过培养发酵制成各种酸乳
4、制品,然后经过适当方法而制成粉状的一种产品。它可以改善婴儿长期饮用普通乳粉而引起的乳酸菌缺乏。抑制肠道内腐败菌的生长繁殖,对便秘和细菌性腹泻具有预防治疗作用;乳酸中产生的有机酸可促进胃肠蠕动和胃液的分泌;饮用酸乳可克服乳糖不耐症;3 3、发酵乳制品的营养与功能发酵乳制品的营养与功能乳酸可降低胆固醇,预防心血管疾病;发酵过程中乳酸菌产生抗诱变化合物活性物质,具有抑制肿瘤发生的可能,提高人体的免疫力;对预防和治疗糖尿病、肝病有效果。3 3、发酵乳制品的营养与功能发酵乳制品的营养与功能 4、乳酸的发酵机理&同型乳酸发酵 乳杆菌属(Lactobacillus)链球菌属(Streptococcus)等
5、1葡萄糖2丙酮酸 2乳酸+2ATP 乳酸发酵的途径&异型乳酸发酵 肠膜明串株菌(Leuconostoc mesenteroides)磷酸戊糖途径(HMP)进行异型乳酸发酵 1葡萄糖 1乳酸+1乙醇+1ATP 不同微生物异型乳酸发酵产物有些不同发酵过程中物质变化乳糖乳酸 蛋白质 多肽氨基酸脂肪脂肪酸、甘油(1)用于发酵生产乳酸的细菌双歧杆菌保加利亚乳杆菌干酪乳杆菌德氏乳杆菌等嗜热链球菌5 5、乳酸发酵剂常用菌种、乳酸发酵剂常用菌种保加利亚乳杆菌保加利亚乳杆菌嗜热链球菌嗜热链球菌 B.longum B.bifidum 长双歧杆菌长双歧杆菌 两歧双歧杆菌两歧双歧杆菌(2)发酵剂的定义及作用 发酵剂(
6、starter)是高浓度乳酸菌产品,能促进乳的酸化过程。生产酸乳制品、乳酸菌制剂、干酪以及奶油等所用的特定微生物培养物。在生产酸乳制品之前,必须根据生产需要预先制备各种发酵剂。发酵剂的优劣与产品质量的好坏有极为密切的关系。通过微生物发酵,乳制品的特性如酸度、风味、香气、组织状态等均得到改变,同时其营养价值和消化吸收性能也得以改善。(3 3)菌种的共生性)菌种的共生性氨基酸+多肽乳脲氨CO2甲酸牛乳蛋白训练任务1 酸乳和酸乳饮料的生产一、酸乳分类 凝固型酸奶(Set yoghurt)搅拌型酸奶(Stirred yoghurt)1、按成品的组织状态分类2、按成品的口味分类天然纯酸奶:原料加菌种发酵
7、而成。加糖酸乳:原料乳和糖加入菌种发酵而成。调味酸乳:在前两种乳酸中加香料制成。果料酸乳:天然乳与糖、果料混合制成。复合型或营养健康型酸乳:在酸乳中强化不同的营养素或混入不同的辅料 疗效酸奶(Curative Effect Yoghurt)包括低乳糖酸奶、低热量酸奶、维生素酸奶或蛋白质强化酸奶。浓缩酸乳:除去乳清后的浓缩产品冷冻酸奶:在酸乳中加入果料、增稠剂或乳化剂,凝练而成。充气酸乳:加入稳定剂和气泡剂,经均质而成。酸乳粉:使用冷冻干燥法或喷雾法将酸乳中95%的水分除去制成的。3、按发酵的加工工艺分类4、按菌种组成和特点分类(1)嗜热菌发酵乳(最佳生长温度为38-45)单菌发酵乳 复合菌发酵
8、乳(2)嗜温菌发酵乳(最佳生长温度为25-30)经乳酸发酵而成的产品 经乳酸发酵和酒精发酵而成的产品:如酸牛乳酒、酸马奶酒。(1)混合发酵剂:保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按1:1或1:2比例混合的酸乳发酵剂,且两种菌比例的改变越小越好。(2)单一发酵剂:这一类型发酵剂一般是将每一种菌株单独活化,生产时再将各菌株混合在一起(3)补充发酵剂:为了增加酸乳的粘稠度、风味或增强产品的保健目的,选择一些具有特殊功能的菌种,单独培养或混合培养后加入乳中。1、发酵剂的分类二、乳酸发酵剂液态发酵剂液态发酵剂脱脂乳(1012g100g-1的非脂乳固体)121下高压灭菌10 15min后 接种(2%商品发酵剂)42
9、下,培养34h 立即冷却 保存7d(普通冷藏温度)。2、发酵剂的产品形式粉末(颗粒)发酵剂粉末(颗粒)发酵剂冷冻干燥培养到最大乳酸菌数的液体发酵剂而制成。冷冻干燥培养到最大乳酸菌数的液体发酵剂而制成。l商品发酵剂(商业菌株):原始菌种l母发酵剂:商品发酵剂制得的发酵剂l中间发酵剂:生产大量发酵剂的中间环节l生产发酵剂(工作发酵剂):用来生产乳酸的发 酵剂3、发酵剂的制备(1 1)培养基的选择与制备)培养基的选择与制备培培养养基基的的选选择择 选选用用脱脱脂脂乳乳(固固形形物物含含量量10%10%12%12%)。将将原原料料乳乳加加入入专专用用的的发发酵酵剂剂灭灭菌菌三三角角瓶瓶中中。在在调调制
10、制生生产产发发酵酵剂剂时时发发酵酵剂剂的的培培养养基基最最好好与与成成品品乳乳的原料相同。的原料相同。培培养养基基的的制制备备 培培养养基基需需杀杀菌菌以以消消灭灭杂杂菌菌和和破破坏坏阻阻碍碍乳乳酸酸菌菌发发酵酵的的物物质质。常常采采用用121121高高压压灭灭菌菌151520min20min或或9090、30min30min进进行行的的间间歇歇灭灭菌菌,然然后后迅迅速速冷冷却至发酵剂最适生长温度。却至发酵剂最适生长温度。(2)不同发酵剂的再接种母发酵剂、工作发酵剂需用母发酵剂、工作发酵剂需用脱脱脂乳脂乳,90,30min或或121,15min(3 3)发酵剂的活化和扩增)发酵剂的活化和扩增商
11、品发酵剂的活化:商品发酵剂的活化:在试管中反复活化几次,在试管中反复活化几次,使其恢复活力。使其恢复活力。a.a.斜面保存培养:斜面保存培养:MRSMRS培养基,培养基,Ph6.7-7.0,Ph6.7-7.0,常常压灭菌压灭菌30min30minb.b.斜面传代培养基:斜面传代培养基:脱脂乳粉(脱脂乳粉(121 121/10min)+/10min)+酵母膏酵母膏(121 121/20min)/20min)c.c.试管培养基:脱脂乳粉,间歇灭菌试管培养基:脱脂乳粉,间歇灭菌d.d.三角瓶培养基:同试管培养基三角瓶培养基:同试管培养基母发酵剂的制备:母发酵剂的制备:复原脱脂乳(总固形物复原脱脂乳(
12、总固形物10-12%10-12%)121121/15min/15min灭菌灭菌 冷却冷却至至4343 接种接种1%-3%1%-3%培养至凝乳(培养至凝乳(42 42)冷却至冷却至4 4 冰箱保存冰箱保存生产发酵剂(工作发酵剂)的制备:生产发酵剂(工作发酵剂)的制备:脱脂乳、新鲜全脂乳或复原脱脂脱脂乳、新鲜全脂乳或复原脱脂乳(总固形物含量乳(总固形物含量10-20%10-20%)加热加热至至90 90 保保持持30-60 min30-60 min冷却冷却至至4343接种接种发酵酸度发酵酸度0.8%0.8%冷却冷却至至4 4 工作发酵剂工作发酵剂(4)发酵剂的质量检验 发酵剂质量的优劣直接影响成品
13、的质量。乳酸菌发酵剂的质量必须符合下列各项要求:感感官官指指标标 :组组织织状状态态、色色泽泽及及有有无无乳乳清清分分离;硬度;酸味及风味离;硬度;酸味及风味发发酵酵剂剂的的活活力力测测定定:发发酵酵剂剂的的活活力力是是指指该该菌菌种种的的产产酸酸能能力力,可可利利用用乳乳酸酸菌菌的的繁繁殖殖而而产产生生酸酸和和色色素素还还原原等等现现象象来来评评定定。活活力力测测定定的的方方法法必必须须简简单单而而迅迅速速。常常采采用用的的方方法法有有酸酸度度测测定定方方法法和和刃天青(刃天青(C C1212H H1717NONO4 4)还原实验。)还原实验。酸度测定方法 在高压灭菌的脱脂乳中加入3%的发酵
14、剂,置于37.8的温箱中培养3.5h,测定其酸度。酸度达0.8%则认为活力较好,并以酸度的数值(此时为0.8)来表示。刃天青还原实验 在9mL脱脂乳中加入1mL发酵剂和0.05%刃天青溶液1mL,在36.7的温箱中培养35min以上,如完全褪色则表示活力良好。细菌并生长繁殖时,能使刃天青还原,并产生颜色改变。根据颜色从青蓝红紫粉红白色的变化情况,可以判定鲜乳的品质优劣。l总固形物 总固形物系指在总固形物系指在l05l05下干燥至恒重时下干燥至恒重时乳汁中不能挥发的物质,其中包括有乳脂肪、乳汁中不能挥发的物质,其中包括有乳脂肪、蛋白质、乳糖及无机盐等。蛋白质、乳糖及无机盐等。质量正常的乳,总固形
15、物含量通常为质量正常的乳,总固形物含量通常为12%-14%12%-14%。三、酸乳的加工工艺l酸度酸度 牛乳的酸度是牛乳质量的一项重要指标。牛乳的酸度是牛乳质量的一项重要指标。牛乳酸度的表示方法有多种,常用者为牛乳酸度的表示方法有多种,常用者为“o oT T”表示法。中和表示法。中和l00l00毫升鲜乳中游离酸所需毫升鲜乳中游离酸所需0.1N0.1N氢氧化钠的毫升数,即为该乳的氢氧化钠的毫升数,即为该乳的o oT T酸度数。酸度数。新鲜正常的乳,其酸度通常为新鲜正常的乳,其酸度通常为161618 18 o oT T。返回1、标准化(1)目的 在食品法规允许的范围内,根据所需酸乳成品的质量特征要
16、求,对乳的化学组成进行改善,从而使其可能存有的不足的化学组成得以校正 保证各批成品质量稳定一致(2)原料乳的标准值 酸度18 oT 成分:乳固体11.5 不含有抗生素等阻碍因子(3)标准化方法(三种途径)添加原料组成:通过在原料乳中直接加混全脂或脱脂乳粉或强化原料乳中某一乳的组分(乳清粉,酪蛋白粉,奶油,浓缩乳)来达到原料乳标准化的目的。浓缩原料乳 蒸发浓缩反渗透浓缩超滤浓缩单效蒸发器 浓缩乳单效蒸发器上部 配有压缩机的三效蒸发器浓奶奶n重组原料乳(复原乳)由于乳源条件限制,常以脱脂乳粉,全脂乳粉,无水奶油为原料,根据乳的化学组成,用水来配制成标准乳。3、均质通过机械的剪切应力,空穴作用,把脂
17、肪球破碎(1)均质的工艺条件温度:一般温度在60-70 压力:20-30Mpa2、预热:55-65 乳的均质均质前后乳中脂肪球的变化一段均质后脂肪分布 均质前脂肪分布二段均质后脂肪分布(2 2)均质的优点)均质的优点均一性:在培养过程中,脂肪不会上浮,而成均均一性:在培养过程中,脂肪不会上浮,而成均匀分散的状态。匀分散的状态。良好的风味:其风味比用未均质乳制作的酸奶更良好的风味:其风味比用未均质乳制作的酸奶更温和可口。温和可口。乳的消化提高。乳的消化提高。4 杀菌及冷却杀菌及冷却 均均质质后后的的物物料料升升温温至至90909595,5-10 5-10 minmin,然然后冷却至后冷却至454
18、5。目的:目的:(1 1)杀杀死死原原料料乳乳中中所所有有致致病病菌菌和和绝绝大大多多数数杂杂菌菌以以保保证证食食用用安安全全,为为乳乳酸酸菌菌创创造造一一个个杂杂菌菌少少,有有利利于于生长繁殖的外部条件;生长繁殖的外部条件;(2 2)使乳中酶的活力钝化和抑菌物质失活。)使乳中酶的活力钝化和抑菌物质失活。5 5 接种接种 为为使使乳乳酸酸菌菌体体从从凝凝乳乳块块中中分分散散开开来来,应应在在接接种种前前将将发发酵酵剂剂进进行行充充分分搅搅拌拌,达达到到完完全全破破坏坏凝凝乳乳的程度。的程度。接接种种量量可可按按培培养养时时的的温温度度和和时时间间,以以及及发发酵酵剂剂的产酸能力灵活处理。一般的
19、产酸能力灵活处理。一般接种量为接种量为1%1%3%3%。接接种种是是造造成成酸酸奶奶受受微微生生物物污污染染的的主主要要环环节节之之一一,为为防防止止霉霉菌菌、酵酵母母、噬噬菌菌体体和和其其它它有有害害微微生生物物的的污染,必须实行污染,必须实行无菌操作无菌操作方式。方式。6 6 发酵发酵 发发酵酵时时间间受受接接种种量量、发发酵酵剂剂活活性性和和培培养养温温度度的的影影响响。用用保保加加利利亚亚杆杆菌菌和和嗜嗜热热链链球球菌菌混混合合发发酵酵剂剂时时,温温度度保保持持在在40404545,培培养养时时间间2.52.54.0 4.0 h h(2%2%3%3%的的接接种种量量),达达到到凝凝固固
20、状状态态即即可可终终止止发发酵酵。一一般般发酵终点可依据如下条件来判断:发酵终点可依据如下条件来判断:滴滴定定酸酸度度达达到到65-7065-70o oT T以以上上,乳乳酸酸度度为为0.7%0.7%0.8%0.8%。观察乳酸流动性和组织状态观察乳酸流动性和组织状态注意事项:注意事项:发酵时应注意避免震动,否则会影响其组织状态;发酵时应注意避免震动,否则会影响其组织状态;7 7 搅拌搅拌 缓缓慢慢搅搅拌拌(2 24r/min4r/min)5 510min10min,通通常常可可获获得得均均匀的混合物。匀的混合物。搅拌也存在抑制发酵剂活性和降低产酸速率的作用。搅拌也存在抑制发酵剂活性和降低产酸速
21、率的作用。注意事项:注意事项:这一过程在搅拌型和液态这一过程在搅拌型和液态/饮用型酸乳生饮用型酸乳生产中采用。产中采用。8 8 冷却与后熟冷却与后熟 达达到到发发酵酵终终点点的的酸酸乳乳需需进进行行迅迅速速冷冷却却,以以便便有有效效地地抑抑制制乳乳酸酸菌菌的的生生长长,降降低低酶酶活活力力,防防止止产产酸酸过过度,减低和稳定脂肪上浮和乳清析出的速度。度,减低和稳定脂肪上浮和乳清析出的速度。冷冷却却期期内内,酸酸度度仍仍会会有有所所上上升升。一一般般从从4242冷冷却却到到55左左右右需需要要4h4h,期期间间酸酸度度上上升升到到0.8%-0.90.8%-0.9%,pHpH降降至至4.5-4.6
22、4.5-4.6;冷冷藏藏温温度度一一般般是是0 05,5,乳乳酸酸酸酸度度变变化微小。化微小。终终止止发发酵酵24h24h后后,风风味味成成分分双双乙乙酰酰含含量量达达到到最最高高值值,超超过过24h24h又又会会减减少少,所所以以酸酸奶奶一一般般冷冷藏藏24h24h再再出出售售,所所以以这这段段时时间间又又称称做做后后熟熟期期。另另外外,冷冷藏藏可可改改善善酸酸乳的硬度并延长保质期。乳的硬度并延长保质期。酸乳种类水分(%)蛋白质(%)脂肪(%)糖类(%)灰分(%)钙(mg/100g)磷(mg/100g)铁(mg/100g)含脂酸乳83.54.62.18.71.11501400.1脱脂酸乳84
23、.34.30.210.21.01401300.19 9 酸乳的化学组成酸乳的化学组成四、酸乳饮料的生产工艺四、酸乳饮料的生产工艺工作发酵剂工作发酵剂 杀菌杀菌 溶解溶解砂糖、稳定剂、酸味剂砂糖、稳定剂、酸味剂 脱脂乳脱脂乳加热杀菌加热杀菌冷却冷却接种接种发酵发酵冷却冷却均质均质杀菌杀菌冷却冷却罐装罐装二次杀菌二次杀菌酸乳饮料的生产工艺流程酸乳饮料的生产工艺流程注意:活菌型乳酸饮料无需最后两步杀菌步骤,但对加工过注意:活菌型乳酸饮料无需最后两步杀菌步骤,但对加工过程中工艺控制要求高,且需无菌罐装,并且销售过程中需冷程中工艺控制要求高,且需无菌罐装,并且销售过程中需冷藏销售。藏销售。五、凝固型酸乳
24、五、凝固型酸乳 乳酸菌在乳中生长繁殖,发酵分解乳糖乳酸菌在乳中生长繁殖,发酵分解乳糖产生乳酸等有机酸,导致乳的产生乳酸等有机酸,导致乳的pHpH值下降,使值下降,使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集,把这种乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集,把这种乳凝状的酸奶称为凝固型酸奶乳凝状的酸奶称为凝固型酸奶 工艺流程:原料乳工艺流程:原料乳预处理预处理配料配料均质均质灭菌灭菌接种接种分装分装发酵发酵后熟后熟第二部分第二部分 干酪制造干酪制造干酪食品发源于伊拉克干酪食品发源于伊拉克的幼发拉底河和底格里的幼发拉底河和底格里斯河区。斯河区。目前发达国家目前发达国家60%60%以上以上鲜奶用于加工干酪。鲜奶用于加工干
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